張拉膜結(jié)構(gòu)需要維護(hù)的頻度由設(shè)計、功能、美觀、材料和場地環(huán)境等許多因素決定,維護(hù)的頻度從“幾乎不用維護(hù)”到“定期維護(hù)”不等。為了滿足客戶需求,維護(hù)的概念設(shè)計應(yīng)該納入到統(tǒng)一的設(shè)計過程中。一年一次的目測檢查和惡劣天氣之后的隨時檢查應(yīng)該滿足的最低要求。
需要考慮的六種典型維護(hù)要求如下面各小節(jié)所述。
1、 清潔
膜面上污垢的堆積與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件、膜材特性和膜面的形狀有關(guān)。從技術(shù)的角度看,膜結(jié)構(gòu)不一定需要清洗。對于大多數(shù)膜材而言,清洗不能延長其工作壽命,相反,不恰當(dāng)?shù)那逑催€會縮短其壽命。在設(shè)計和膜材選擇中影響污垢堆積的因素有:
(1) 當(dāng)?shù)氐慕邓亢皖l率。
(2) 空氣污染情況。
(3) 與落葉樹木和粘性花粉樹木間的距離。
(4) 鴿子和海鷗等鳥類的排泄物。
(5) 屋面的傾斜程度(盡量避免較小的坡度,因為降雨不能完全排走,剩余水分的蒸發(fā)后會有污漬殘留)。
(6) 涂層不沾灰塵的惰性。
(7) 在編織和涂覆前膜材纖維受化學(xué)品污染的程度。
為了便于清潔,在設(shè)計階段應(yīng)考慮設(shè)置清洗人員上屋頂?shù)耐ǖ篮捅阌诎踩骱捅kU繩固定的連接件。清洗工作應(yīng)該按照加工商提供的操作手冊進(jìn)行。
清潔時應(yīng)該保證不破壞PVDF或FEP等涂層膜材的表面處理層。因此,不可使用擦洗劑、強溶劑、硬刷和高壓水槍。此外,清洗人員在屋面行走時必須穿軟底謝。
膜面在潮濕狀態(tài)下會很滑,因此應(yīng)使用安全繩及防墜網(wǎng)等安全措施??紤]到在清洗老舊建筑時可能發(fā)生斷裂等破壞,故應(yīng)在其下面布置安全網(wǎng)。
與家用肥皂或餐具清潔劑相比,一般的膜材清洗劑通常是相對安全的,但也必須避免其與皮膚、眼睛和粘膜的長期接觸。
必須嚴(yán)格遵守清洗劑供應(yīng)商提供的安全使用說明。
清潔手冊一般包括下列內(nèi)容:
(1) 大顆粒積灰應(yīng)該用清水沖洗。
(2) 使用加工商指定的清洗劑并配套使用相應(yīng)的軟刷、海綿以及清洗設(shè)備清洗膜面,并用清水沖洗以便在膜面干燥(考慮到風(fēng)和太陽的作用)前將灰塵和清洗劑沖走。
(3) 讓清洗劑作用幾分鐘,但是要避免清洗區(qū)域被風(fēng)干。
(4) 對于頑固污漬可能需要高濃度清洗劑(可以參考生產(chǎn)商的說明和膜材樣本的測試)刷洗,但要避免刮掉膜材的面層。
(5) 用清水沖洗清洗過的膜面直至沒有清洗劑殘留在膜面上為止。
使用清洗機很有可能會損壞涂層甚至沖漏膜材。為避免其發(fā)生,清潔機應(yīng)配上安全防護(hù)裝置以使噴水嘴不致距膜面太近。一個簡單且便于判別的準(zhǔn)則是能使皮膚感覺疼痛的物體都可能對膜材造成損害。
2、 腐蝕
應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境來選擇防腐措施和防腐材料。定期檢查支承結(jié)構(gòu)、索(特別是那些深入固定端的)、夾板和螺栓連接等處的腐蝕情況。若有腐蝕發(fā)生,首先應(yīng)該除去腐蝕層,然后重新做好表面的防腐處理。若螺栓連接發(fā)生腐蝕,則應(yīng)予以替換。
3、 排水和積水
由于荷載作用下膜材會產(chǎn)生變形,膜面坡度較小處可能會有積水。降雨或者降雪較大及雪融后,應(yīng)對張拉膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測以避免產(chǎn)生積水。
如果產(chǎn)生積水,必須立即清除積水或積雪。如果雨雪天氣持續(xù)不斷,積水會使膜材破壞,故要對公眾關(guān)閉膜面覆蓋的空間,并立即采取措施避免新的積水。
如果屋頂設(shè)有排水道,就必須定期予以檢查和清掃,使其不致因樹葉或其他雜物堆積而堵塞。
4、 預(yù)應(yīng)力和二次張拉
膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定依賴于膜內(nèi)預(yù)應(yīng)力的保持。預(yù)應(yīng)力的水平影響膜在荷載作用下的變形。如果預(yù)應(yīng)力太低,膜就會產(chǎn)生較大位移,在風(fēng)作用下發(fā)生顫振。
因為膜材在荷載的持續(xù)作用下會產(chǎn)生松弛和徐變,所以在使用期間膜內(nèi)預(yù)應(yīng)力會發(fā)生變化。用于特定結(jié)構(gòu)的膜材性能可以通過雙軸試驗來確定,并應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力設(shè)計中。處理膜材料在使用期內(nèi)產(chǎn)生的松弛和徐變的處理方法有兩種,其一是安裝時施加一個較高的初始應(yīng)力,其二是使用一段時間之后實施二次張拉。
負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師必須預(yù)先給出施工完成后的預(yù)應(yīng)力水平,以便在結(jié)構(gòu)建成后進(jìn)行核實。而且工程師也必須確定每隔多長時間用何種方式量測一次預(yù)應(yīng)力水平。
預(yù)應(yīng)力水平監(jiān)測既可以通過推動膜材或者感覺扣帶(非常小的結(jié)構(gòu))對側(cè)向位移的抵抗力等簡單方法得到,也可以通過張力計、測壓元件或者幾何測量的方式進(jìn)行現(xiàn)場測試得到。
何時需要對結(jié)構(gòu)實施二次張拉由維護(hù)設(shè)計確定的預(yù)應(yīng)力水平?jīng)Q定。只有設(shè)計了可調(diào)節(jié)的部件(比如:索頭的花籃螺栓、支承柱的伸縮桿等)才可能實現(xiàn)二次張拉。很多結(jié)構(gòu)都被設(shè)計成使用壽命內(nèi)能夠保持最小預(yù)應(yīng)力。二次張拉常常不能實現(xiàn)。對于這種情況,雙軸測試和膜材裁剪的長度補償及加工制作中的容差控制都應(yīng)該予以特別重視或采用特殊方法。
5、 修補
在安裝過程中會有意或無意地造成膜面出現(xiàn)較小損傷,此時可以進(jìn)行現(xiàn)場修補。應(yīng)該對基層纖維布和涂層進(jìn)行定期檢查。對于小的裂口或長度小于5cm的小洞可以直接在膜面外側(cè)加焊補丁予以修復(fù),補丁必須作圓角處理。應(yīng)將焊接面的塵土、油脂和油漬手印清理干凈。修補工作應(yīng)該由經(jīng)驗豐富的員工完成。
修補PVC膜材一般采用熱氣焊。焊接區(qū)內(nèi)的PVDF面層必須仔細(xì)地予以去除。隨著紫外線的長期作用PVC涂層會變脆,在老舊膜屋面上進(jìn)行焊接比較困難且焊縫不穩(wěn)定。因此一些加工商推薦采用膠粘修補。
PTFE膜材應(yīng)該按規(guī)定的加熱和冷卻循環(huán)程序進(jìn)行焊接。焊接時應(yīng)在屋頂膜面和補丁間增加FEP或PEA助焊層。
膜材加工商應(yīng)為業(yè)主提供少量原始材料以確?,F(xiàn)場隨時備有用于修補的膜材。備用材料應(yīng)存放于陰涼干燥的環(huán)境中。
6、 替換
在結(jié)構(gòu)的整個使用期內(nèi)保留所有的加工圖可使膜的替換非常簡單。單需對采用的新膜材重新進(jìn)行試驗以確定其補償值。如果原幅寬的膜材缺貨,則需要重新進(jìn)行裁剪設(shè)計。也可能需要根據(jù)現(xiàn)有支承結(jié)構(gòu)的具體尺寸重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)找形。
在替換之前,需對鋼框架、鋼索、夾板、螺栓、螺母和墊圈等其他結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行檢查以便決定是繼續(xù)使用還是予以更換。對繼續(xù)使用的夾板和鋼件都應(yīng)進(jìn)行清洗,并檢查是否發(fā)生了腐蝕。應(yīng)將所有的腐蝕層予以除去,并采取充分的保護(hù)措施。腐蝕嚴(yán)重的構(gòu)件和已損壞鋼索等應(yīng)予以全部替換。
為了對其他構(gòu)件進(jìn)行充分地維修或替換,建議在新膜材到貨之前就拆除舊結(jié)構(gòu)。