案例分析:BGSU屋顶更换

与单一的故事校友厅除了对建筑的东北角和太阳能电池的主屋顶安装除外许多原始的结构，保持不变。目前已经到了产品内部，包括扩大永久座位的主冰的北端，提高残疾无障碍几年中的几个改进，使得照明升级了主冰，以及进行维修和升级，主冰和冰壶冰。目前，舞台的座位容量为5000。

该冰场设有多个屋顶高度。主屋顶，在几乎42英尺级以上，是在屋顶表面也构成了一个12'-6” 深桁架系统知道的顶部隔膜作为Behlen桁架相当独特。这深深的波纹金属屋顶平台提供必要的天气保护。不过，830直尺的内置地沟系统综合下来嘴被矮小，这也创造了对问题雨水管理放电。其结果是水在沿墙的各个点上渗透。多年来为了纠正这个问题所做的修改导致安装了额外的雨水导流器，这些导流器将一部分雨水排放到较低的屋顶上。然而，这只是使问题更加复杂，最近为该设施进行的大面积屋顶置换项目形成了该案例研究的基础。

下部的屋顶覆盖单个故事结构;然而，它们的高度稍有不同从6英寸到42英寸。这种较低的屋顶面积目前正在取代作为工作的更大的范围的一部分。其中一个重大变化付诸实施将是几个新的机械安装单位，而这些都需要被定位在更低的车顶。

这个案例研究将为BGSU冰竞技场的独特现状提供一些见解，并讨论整合新的高效机械设备和更换高级屋顶的一些挑战。

现有条件及问题

现有的镇流膜屋面，基地闪烁和密封剂的所有前段时间达到其有效使用寿命结束。一个需要解决的问题很多这20000多英尺（1858平方米）屋顶。许多裂缝和老屋顶膜分裂和失败的接缝密封胶已导致整个设施重复泄漏。与业主和设备部门早期的讨论加强了一个完整的屋面系统撕纸和更换的需要。现将现有情况简述如下:

• 正如前面所提到的，屋顶上额外的雨水正在被排放到屋顶下部的各个区域。因此，现有的4英寸直径屋顶排水管太小，无法处理水量。
• 屋顶排水管的数量也不足以处理额外的雨水，而且位置也不理想。
• 在机械装置的路缘、通风口和大多数女儿墙位置，最小隔水板高度小于推荐的8英寸。
• 一些机械设备的钢结构支撑框架距离屋顶膜小于8英寸。这就造成了不理想的闪烁条件。
• 排水处屋顶坡度不足，导致积水过多。
• 现有的屋顶隔热具有不足的热阻。
• 没有提供二级溢流排水设施。
• 基板闪蒸和顶板边闪蒸均发生了失效。
• 屋顶甲板挠度过大。
• 屋顶甲板有多种材料:1层半的钢筋托梁上金属甲板，7层半的由承重混凝土砖墙支撑的深金属甲板，3层半的由承重混凝土砖墙支撑的金属甲板，5层半的由波纹金属甲板支撑的混凝土甲板。
• 排气扇路缘和其他机械路缘太短，无法进行适当的闪光。
• 多个管道排气孔没有突出到足够高的位置，因此没有足够的防水板。

设计方法

在开始设计新的屋顶系统之前，对现有的所有条件进行了全面的调查。重要的是要完成几次调查并进行初步调查，以确定现有的条件，从而对顶板更换的范围提出建议。所有现有的建筑元素都需要精确定位并记录在屋顶平面图上。安装了机械设备、设备支持系统、屋顶排水管、管道通风口、烟囱、维修管道和路肩。所有屋顶边缘情况都记录在案。相邻砌体墙的抗湿气能力也进行了评估，并记录下来。本项目不采集试验切口和岩心样品;作为项目的一部分，所有的绝缘材料都将被替换。下面简要的叙述突出了设计方法的每一步：

• 审核所有之前的“已建成”施工图，并根据现场调查和现有条件验证其准确性。
• 计算现有屋顶排水能力，以满足现行规范。这包括计算任何将雨水导向屋顶的垂直墙的一半面积。在计算所需的屋顶排水管尺寸时，需要将这个数字加到屋顶面积中。
• 消除从上部屋顶到下部屋顶的多余雨水的分流。
• 拆除现有屋顶甲板的屋面和隔热层。
• 更换天台排水管及平底锅;连接现有管道。
• 最少增加4英寸Polyisocyanurate保温板，第一层机械地固定在屋顶甲板上，随后的几层用粘合剂固定。
• 添加1/8” 每英尺锥形绝缘向每个现有的屋顶排水沟提供正引流。
• 用一层半厚玻璃毡防水石膏盖板覆盖绝缘材料。
• 充分粘接60毫米加强三元乙丙橡胶带配套闪光板的屋面膜。
• 如果以前的计算可以支持的话，就维持现有的屋顶排水量。
• 为所有新的机械设备提供新的柔性人行道垫。
• 增加新的屋顶入口舱口。
• 根据需要通过视觉检查或拉出测试后屋顶撕开完成更换屋顶平台。

设计的挑战

最重要的设计挑战将是提供几个新的大型和重型机械单位。一些较小的单元将被支撑并安装在机械路缘上，而另一些单元将采用某种复杂的穿透屋顶的钢结构框架。这些设备的重量从3000磅到3000磅不等能量回收呼吸机(ERV)包括一台16300磅的除湿空气处理装置和一台15200磅的空气处理装置。

另一个主要的挑战将是设计一个锥形的隔热系统，将工作与现有的屋顶排水管。这对于成功地管理雨水和消除任何死水的可能性是至关重要的。在不增加工作范围和建设预算的情况下，大量搬迁或增加屋顶排水系统和相关的雨导系统是不可取的。下面简要介绍其他设计挑战:

• 由于增加了锥形保温材料，屋顶边缘的高度需要增加。
• 管道排气孔太短。
• 机械单元路缘高度太短。
• 屋顶没有二级排水管或导水管。
• 避雷保护系统必须由合格的承包商拆除和重新安装。
• 这里将不得不现有的机械，电气和管道设备及服务管道是保持协调。
• 必须验证屋顶结构是否足以支撑最大可能的蓄水池深度，这是由新的锥形保温材料的相对水平决定的(假设所有排水管都被堵塞且无法运行)。
• 屋顶上的建筑荷载对于屋顶设备荷载必须限制在100磅/轮，对于均布荷载必须限制在50磅/轮。

设计总结

重要的是要了解，所有的建筑构件冲击屋顶系统需要被彻底理解，并考虑周全和详细。所有的渗透，无论是机械的，电气的，管道的，结构的，或其他的，必须详细到足够大的规模，以清楚地代表设计意图给承包商。为了适应增加的高度，新的屋顶边缘被清楚地细化了。所有现有的机械路肩都换成了更高的路肩，这样至少可以有8英寸的闪光。更换和延长了现有的管道排风口，以便进行适当的闪蒸。屋顶膜增强，如完全粘附的三元乙丙橡胶，确保屋顶系统的使用寿命长。