建筑玻璃采光顶防水结构及密封材料
的初
摘要：玻璃采光顶主要的功能是以采光目的，随着建筑形式的发展，采光顶以由小面积到大面积并伴有装饰、节能等功能，普遍应用于大型工程项目上。玻璃采光顶与玻璃幕墙相比，由于空间角度的转换，使其在设计方面，包括荷载、防水、各种环境的老化（紫外光、灰尘、冰雪、温度、冰雪融化水、大气污染以及细菌等）影响有较大的不同，尤其是防水、环境的老化对所选择的密封胶的考验发生了根本性的变化。对设计、材料的要求也相应的改变，各方面问题的探讨和研究不约而同的摆在建筑师、设计师、施工者、材料商的面前。本文就建筑玻璃采光顶的防水结构、密封材料的选择进行探讨。1.采光顶的接缝类型由于玻璃采光顶其主体单元是玻璃，产生的接缝主要是玻璃以及其他材料。1.1玻璃―玻璃之间接缝1.1.1以支撑结构形式分1.1.1.1SSG系统：采光顶隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃采光顶幕墙的隐框部分。1.1.1.2点支式结构系统玻璃单元之间接缝。1.1.1.3玻璃肋支撑结构玻璃单元之间接缝。1.1.2以玻璃材料分1.1.2.1夹胶玻璃―夹胶玻璃。
1.1.
2.2中空玻璃---中空玻璃。1.2玻璃―金属等其它材料之间接缝1.2.1半隐框玻璃采光顶幕墙非隐框部分。1.2.2明框玻璃幕墙采光顶。1.2.3上述1.1.1中支撑结构形式与其它金属屋顶、建筑主体或其它装饰结构连接部位。2屋顶水源及设计防水思路由于玻璃采光顶是在建筑顶部，水源的来源和容易聚集的量比起立面结构多、大。包括：雨水、北方地区的雪冰融化水、冷凝水、清洗水。针对屋顶水源的特点，在设计之处就考虑防水结构、材料的选择至关重要。防水性能直接与构造组织有必然的联系，防水设计思路第一靠排水，因为长期浸水对任何建筑密封材料、密封胶都是有极其危害的作用；第二靠堵，选用的密封胶不但要防水密封，同时还要承载屋顶的环境各种因素的老化性对其的影响，尤其是北方地区屋顶雪冰融化水对密封胶的较长期的浸蚀作用。无疑硅酮类密封胶是被选材料。3玻璃采光顶的接封变形影响因素
3.1温度影响：由于屋顶受阳光的直射时间比建筑立面要久，对SSG系统的单元接封在计算温差时应加上至少1.1的系数。温度引起构件伸缩是位移的重要因素。由温度引起的位移量可按下式计算：L―构件的长度(mm)3.2其它荷载的影响：采光顶在风荷载、雪荷载、结构自重、地震荷载的作用下，对采光顶的玻璃单元产生相对挠度为玻璃长边（L）的1/60，由此产生的接封变形通过近似计算引起屋顶单元接封变形量(ΔL)为单元板面的0.0006L。如果L=XXXXmm，则
ΔL=0.0006×XXXXmm=1.2mm，接封宽度为15mm时，接缝变形率Δ=1.2/15×100=8%，采光顶在风荷载、雪荷载、结构自重、地震荷载的作用下,对接缝的变形影响比立面结构要小。
4.密封胶的选择密封材料：能承受接缝位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中
的定形和非定形的材料。建筑密封胶为非定形的密封材料,作为建筑幕墙的功能性材料，
对其有建筑密封、防水、隔音、节能、防腐蚀、防污染、防火、装饰、结构弹性联接、结
构安全耐久等功能。建筑对密封胶的功能要求主要取决于环境因素：包括阳光中UV的辐
射老化，氧气和臭氧的氧化，水和水蒸气的老化，环境的温度变化的影响，风荷载、剪切
力的作用，循环机械（压缩/拉伸）荷载，侵害性的大气污染（如：酸雨、盐雾等），微
生物和大生物（真菌等）的影响。了解环境因素后考虑建筑接缝的需要。硅酮类密封胶由
于其特殊的分子结构，其分子结构兼备无机和有机两类聚合物的特性。硅酮胶的原胶是由
Si-O为主链的聚合体。其键能为106Kcal/mol，而通常的高分子材料的C-O和C-C键能均
较小，分别为80和85.2Kcal/mol。换言之，若打断Si-O化学键，必然需要较高的能量，因此硅酮胶具有超群的其它类密封胶所不具备的优异的抗紫外线、耐臭氧、耐气候老化、
耐温性，并且具有单组分、双组分多种形式应用的特点，可以根据建筑的需要制造出不同
性能要求的产品。在建筑幕墙尤其在隐框玻璃幕墙的结构粘结应用中是其它材料无可取代的；同时由于屋顶结构的更加苛刻的环境因素,优质的硅酮密封胶成为玻璃采光顶密封胶
的被选材料。并且我国在硅酮密封胶生产的原料工业发展相对聚硫、聚氨酯要规模大和成熟，目前硅酮类建筑密封胶产品占我国建筑密封胶使用量的60%以上。国外改性硅酮产品
在建筑中应用也比较多，目前我国仅限于其它领域。4.1适用于玻璃采光顶密封胶性能分
析作为玻璃采光顶用密封胶可以直接参考的密封胶产品标准为:JC/T882-XXXX玻璃幕墙接
缝用密封胶。作为玻璃采光顶用密封胶首先应满足该标准。由于玻璃采光顶的耐水性更为
突出，对该项指标的进一步的关注十分必要。密封胶应用前必须与工程用被粘基材按
“GB16776-XXXX附录B”进行实际工程用基材同密封胶粘结性试验（该试验中包括浸水性
试验）；如果建筑结构中密封胶与有机衬垫材料相接触，则密封胶必须按“GB16776-XXXX
附录A”进行密封胶与有机衬垫材料的相容性试验。4.2玻璃采光顶的接缝密封胶选材的
影响因素4.2.1被粘材料因素4.2.1.1夹胶玻璃：硅酮密封胶与该类玻璃接触时，由于酸
性硅酮密封胶有可|考试|大|能会与夹胶玻璃的胶膜发生反应，相容性产生问题。必须选
用中性固化的硅酮密封胶。4.2.1.2中空玻璃：由于用于SSG系统、点支式结构、玻璃肋
支撑结构中的中空玻璃，密封胶大都要接触中空玻璃密封胶，由于中空玻璃一道密封为丁基，二道密封为硅酮结构密封胶，由于目前市场上酸性硅酮密封胶、中性透明硅酮密封胶
产品大都会对中空玻璃的一道密封丁基胶产生影响，此类产品严禁使用；同时选用的密封
胶也必须由密封胶制造商对不会影响中空玻璃的一道密封丁基胶的承诺。4.2.1.3金属及
其它材料：大部分发生在玻璃采光顶与其它结构的转接部位时，该结构大都是阴角转接，
在密封胶与材料的粘结性良好的基础上，构造组织的排水设计和密封结构细部处理非常重要。
4.2.2支撑结构因素4.2.2.1SSG系统结构：由于从结构形式上看该结构的耐候密封与立面结构一样，所选用的耐候密封胶应当满足JC/T882-XXXX标准要求。很多的失败案例
显示：选用了中性透明硅酮密封胶，因为透明硅酮密封胶的体积损失大都在15～20%，更
有甚者体积损失达30%，又因为透明硅酮密封胶的抗撕裂性能较差以及耐紫外线能力也较
非透明类的硅酮密封胶差，结果使用后体积收缩造成密封胶大的收缩应力、易老化龟裂，
各种荷载引起SSG系统接缝变化，极易使密封胶接缝开裂。4.2.2.2点支式结构系统a）
由于此类结构玻璃作为采光顶的主体，受温度的影响较SSG系统小，设计师往往考虑整体
美观效果，常常选用中性透明硅酮耐候密封胶，由于体积收缩造成密封胶的大的收缩应力，同样会对密封效果产生影响。对以钢结构支撑的屋顶，由于支撑结构主体受温度的影响大，选用密封胶时,也必须选用符合JC/T882-XXXX标准要求的产品，中性透明硅酮耐候密封胶
严禁使用。b)对于敞开式的通廊、雨棚，该结构在小面积应用的时候可以选用质量有保证
的中性透明硅酮耐候密封胶，并且在设计时应当适当加宽接封、适当减小密封厚度，来抵
消收缩应力的影响。4.2.2.3玻璃框架支撑结构：此类结构玻璃采光顶形式，其主体也是
玻璃，设计师同样往往考虑整体美观效果，常常选用透明硅酮结构密封胶。屋顶玻璃一定
包括安全的夹胶玻璃，酸性透明硅酮结构密封胶肯定不在选用之列。而中性透明硅酮结构
密封胶由于其透明性，抗UV的辐射老化性能远远低于黑色硅酮结构密封胶，所以非透明
的硅酮结构密封胶是此类玻璃采光顶的选择。5.结束语本文就建筑玻璃采光顶的防水结构、密封材料的选择进行初步探讨。由于玻璃采光顶的形式极其多样，并且存|考试|大|在与
不同屋顶结构的转接，使密封细部产生复杂的多样性，对密封细部：指接封的密封形状
（搭接?p对接?p角接（阴角?p阳角）等）的分析也十分重要。无论怎样的玻璃采光顶形式，排水是首要的。排水系统设计的紊乱或细部处理不当，密封处理的如何成功，都将
对建筑玻璃采光顶的防水体系产生致命的影响。