APP如東生產基地TPO屋面系統設計與節點技術

     摘要：造紙車間具有高濕高溫的特點，對廠房的圍護系統特別是屋面的防銹蝕、防冷凝和防水性能的要求特別高。本文介紹了TPO單層防水屋面系統在金光如東生活用紙產業基地項目廠房的應用，對該類造紙廠房屋面的系統設計和細部節點處理進行了較詳細的闡述。

    關鍵詞：TPO防水卷材；單層屋面系統；造紙車間；PIR保溫板

    Abstract：The papermaking plant has high humidity and high temperature, and the requirements for the anti-corrosion, anti-condensation and waterproof performance of the building envelope system, especially the roof, are particularly high. The article mainly introduces application of TPO membrane system in Jinguang Rudong Household Paper Industry Project, and it's details system design principle, structure and detail of the roof.

    Key words: TPO membrane; Single-ply roof system; Papermaking plant; PIR insulation board

 

1 工程背景

      金光集團APP如東生產基地是全球最大的單一生活用紙生產基地，項目規劃用地8500畝，總投資450億元人民幣，分三期建設。正在實施的一期項目投資超100億元，計劃建成7條生產線，每條生產線布置4臺紙機，全面建成后，年產能可達78萬噸，預期年營業額超百億。作為南通歷史上投入規模最大的現代化產業項目之一，基地以金光APP集團內進口成品木漿為原料，首次運用“工業4.0+人工智能”的生產理念，建成世界一流的集科技、先進制造、循環經濟為一體的綠色、節能、環保的科技產業基地和高檔生活用紙產業園。

該基地生產車間分為濕區和干區兩部分，濕區為高溫高濕環境，冬季室內溫度高于室外溫度，高溫水蒸汽與屋面鋼板接觸，會使室內形成冷凝水，同時部分水蒸汽滲透入鋼板螺釘孔、板縫等部位，使螺釘氧化腐蝕、保溫層失效，且項目緊貼沿海地區風壓大，因此業主及設計方對屋面防水保溫系統非常重視，在針對性地做了大量的調查研究和嚴格篩選后，最終確定在造紙車間和后加工車間采用以PIR保溫板為保溫層的TPO單層屋面系統。

 

2系統設計及材料選擇

2.1系統構造設計

      該項目屋面防水保溫采用TPO單層屋面系統，其中防水層采用1.5mm厚蓋福聚酯纖維內增強型EVERGUARD TPO防水卷材，造紙車間（即濕區）采用“304不銹鋼釘+塑料套筒”將TPO與基層不銹鋼屋面板連接，干區屋面采用專用緊固件固定；保溫層采用PIR保溫板，保溫層上采用12.5mm厚玻纖貼面石膏板作為防火隔離層，隔汽層采用0.3厚聚丙烯隔汽膜。屋面基本結構層次見圖1。

圖1屋面基本結構層次圖

       考慮到項目所在地為沿海地帶，夏季臺風等極端氣候較多，風荷載較大，因此嚴格按照國家標準和項目設計的風壓等因素取值，結合項目屋面結構進行精確計算，最終得出完整而準確的屋面風荷載計算結果，為TPO卷材和固定件的布置提供技術依據。

    2.2屋面系統防銹蝕、冷凝特點

本屋面系統防水主材選用美國進口蓋福聚酯纖維內增強型TPO防水卷材。蓋福TPO防水卷材性能優異，具有長達8000小時人工候化報告，并且獲得FM嚴格的抗風揭和耐火性能認證，選用白色TPO卷材更具有高反射率節能的效果。采用3米寬幅卷材大大減少卷材搭接降低漏水風險，蓋福TPO卷材優異的焊接性也滿足了該屋面節點繁雜的特點，并且即使經過長時間的使用，清潔卷材表面后也可以焊接牢靠，方便后期維護。

圖2 蓋福TPO卷材的鋪設和焊接

       本屋面使用的PIR保溫板是由閉孔聚異氰脲酸酯發泡材料，兩面復合玻璃纖維加強面層而成，導熱系數R值可達到≤0.023W/(m·K)，相比于柔性屋面系統常用的巖棉保溫板，其保溫隔熱性能、抗濕防潮性能及抗壓性能更為優越，同時質量輕、易安裝、使用壽命長等優點，避免了巖棉容易受濕氣影響而保溫效果降低的缺陷，減少產生冷凝的風險。本項目應用的PIR保溫板全部使用國際著名化工企業”陶氏化學”提供的黑白料生產（VORATHERM CN 831多元醇組合料 & VORACOR CE 181異氰酸酯）保證了PIR板材的高性能及穩定性和耐用性，滿足了該項目單層屋面的長期使用要求。PIR保溫板是北美應用最廣泛的建筑產品之一。

圖3 PIR保溫板、聚丙烯隔汽膜、防火板的施工

本屋面采用具有較優氣密性、水密性的聚丙烯隔汽膜，相比于普通PE隔汽膜具有更好的力學性能和防穿刺性能，連續鋪設于保溫層下方，阻止室內熱濕氣上傳竄入保溫層，有效降低了屋面結構中產生冷凝水的可能性，并能抵御內部風壓，降低整體的風荷載。聚丙烯隔汽膜在女兒墻位置和所有穿出構件位置采用丁基膠帶完全密封，有效阻止冷熱空氣的對流。

為了滿足消防要求，根據圖紙設計說明，屋面采用12.5mm泰山牌玻璃纖維布面石膏板作為防火隔離層，該產品正面和背面均粘接增強型玻璃纖維面層，內部為石膏芯材，使其具有優良的防火性能和抗風揭性能。獨特的產品構造，為屋面底板提供了更優異的截面跨度（底板開口寬度）增強和加固屋面底板的整體穩定性。該產品燃燒性能達到A1級，石膏板芯經過匠心打造，具有超強耐水性，耐火性，耐候性，并且具有抗菌防霉，防開裂，防下陷，抗沖擊，輕質高強，安全環保等優點。在眾多項目的應用中已經可以證明，該產品特殊的性能會比紙面石膏板、玻鎂板、水泥加壓板更有效的保護屋面防水基層經受起砂、起鼓、分層起皮、變質及現場破壞等不利因素。

3.TPO單層屋面防水節點

屋面防水節點處理結合了國標圖集標準做法和蓋福施工設計要求，同時在對現場多次的考察的基礎上確認最終節點設計方案，使項目有一個完整、可靠、耐久和最優化的屋面防水系統。

本工程屋面節點多，工期緊張，對屋面防水工程班組的組織和技術經驗要求特別高，該項目的屋面承包商北京固卓建筑工程有限公司根據項目特點，組織各工種按流水線作業的方式進行管理施工。屋面上多達130個天窗及排煙窗節點，TPO卷材對焊接熟練度和焊接處理要求非常高，如果全部采用手持焊槍焊接，有較大的漏水風險，因此在天窗底部均采用自動焊機焊接，避免因為人為操作失誤導致的漏水問題。

3.1 屋面排煙窗節點

        屋面排煙窗骨架焊接完畢并把內板固定后，把保溫板固定到天窗骨架的側面,然后把卷材緊貼石膏板上，收口在天窗基座內側用壓條固定，并用密封膠密封；卷材到采光窗底部采用U型壓條固定，然后上面卷材覆蓋下來后采用自動焊機焊接。

圖4屋面采光窗處理

3.2山墻節點處理

        大面卷材在女兒墻底部斷開并用U型壓條固定防止受風壓影響，混凝土山墻立面再用TPO卷材進行泛水處理，然后用專業收口壓條收頭至女兒墻外側，收口處耐候密封膠處理，實現對屋面整體全面有效的防水保護，底部則用熱風焊機與大面TPO卷材焊接。

圖5山墻節點處理

3.3變形縫節點處理

        TPO卷材具有非常好的延伸率。大面卷材在變形縫斷開并進行固定，TPO卷材在變形縫平面兩側分別用U型壓條進行固定，然后分頭焊接于女兒墻兩側大面卷材上，在變形縫中間位置用PE棒填充，再單獨用一幅尺寸適當的TPO卷材將變形縫覆蓋并于女兒墻泛水TPO焊接密實。

圖6變形縫節點處理

3.4外天溝節點處理

卷材覆蓋整個天溝部位，用專用收口壓條在墻頂下壓住收口，并用耐候密封膠密封，天溝底部兩側采用U型壓條固定卷材，防止受風浮托力作用影響排水。

3.5陰陽角節點處理

現場采用細部蓋福專用均質TPO卷材自制陰陽角預制件，如下圖：以確保節點防水效果的完整可靠，并提高施工效率，增加觀感。

圖7陰陽角節點處理

4結束語

       本項目屋面選用了具有30年應用歷史的蓋福TPO單層屋面防水系統，該單層屋面系統提供了最成熟的施工技術和完善的系統質保服務。系統采用機械固定施工工藝和熱風焊接技術，具有突出的技術優勢和節能效應；系統材料耐久，使用壽命長，維護成本低；采用新型PIR保溫板滿足了造紙車間高溫高濕對屋面系統長效防冷凝的要求，同時可回收重復利用的特點助力“碳達峰、碳中和”目標的實現。