案例研究：BGSU屋顶更换

除了在建筑的东北角增加了一层校友大厅和在主屋顶安装了太阳能电池外，大部分原结构都保持不变。这些年来，室内也有了一些改进，包括将永久性座位扩大到主冰的北端，改善残疾人无障碍，对主冰进行照明升级，对主冰和冰壶进行维修和升级。目前竞技场可容纳5,000人。

冰场有多个屋顶。主屋顶高出地面近42英尺，非常独特，因为屋顶表面还构成了12英尺至6英尺深的桁架系统的顶部隔膜，称为贝伦桁架。这深深波纹金属屋顶甲板提供必要的天气保护。但是，内置的830个线脚排水沟集成落水管的系统体积过小，这给雨水管理释放。结果是沿着墙壁的各个点的水渗透。多年来修改试图纠正这个问题导致了额外的雨领导者，这些领导者将一部分雨水输送到下屋顶。然而，这只会复杂了这个问题，而最近为该设施进行的广泛的屋顶替换项目形成了本案例研究的基础。

下屋顶覆盖一个故事结构;然而，他们的海拔略微不同于6英寸至42英寸。这个较低的屋顶区域目前被替换为更大的工作范围的一部分。要生效的主要变化之一将是安装几个新的机械单元，这些单元需要位于下部屋顶上。

本案例研究将对BGSU Ice Arena的独特现有条件提供一些深入了解，并讨论了整合新高效机械设备和优越的屋顶更换的挑战。

现有条件和问题

现有的压载膜屋顶，底座闪光和密封剂一直在达到其有用的使用寿命结束。这座20,000平方英尺（1,858平方米）屋顶需要解决的问题是许多人。旧屋顶膜和失败的密封剂接头中的许多裂缝和分裂导致整个设施中重复泄漏。与所有者和设施部门的早期讨论加强了完整的屋顶系统撕下并更换。对现有条件的简要说明如下:

• 如前所述，上屋顶的额外雨水的额外雨水现在被排出到下屋顶的各个区域。因此，现有的4英寸直径的屋顶沟槽太小而无法处理水量。
• 屋顶排水管的数量也不足以处理额外的雨水，其位置并不理想。
• 最小闪烁高度小于机械单元路径，通风口和大多数栏杆墙位置的推荐8“。
• 一些机械设备的结构钢支撑框架小于8英寸的车顶膜。这产生了不足的闪烁条件。
• 没有足够的屋顶坡度进入排水管，这导致水的过度沉积。
• 现有屋面保温层存在不足r价。
• 二次溢流排水没有任何规定。
• 底板闪水、顶板边闪水均发生失效。
• 有多余的瓦上甲板偏转。
• 有多个屋顶甲板材料：1½“金属甲板上方的酒吧托梁，7½”深金属甲板，由负载混凝土砌体墙支撑，3“金属甲板支撑在负载混凝土砌体墙上，5”混凝土甲板支撑在波纹状上金属甲板。
• 废气风扇静音和其他机械路缘太短，不能适当闪烁。
• 多个管道排气堆不足够高，以便足够闪烁。

设计方法

在开始设计新屋顶系统之前，进行了对所有现有条件的完整调查。重要的是要完成几项调查并进行初步调查以确定现有条件，从而提出屋顶更换范围的建议。所有现有的建筑元素都需要准确定位并记录在屋顶计划上。机械设备，设备支架系统，屋顶排水管，管道通风口，烟囱，服务管道和路边等项目。记录了所有屋顶条件。评估相邻的砌体墙壁抵抗水分的能力，并记录了这一点。在该项目中，没有采集测试切割或核心样本;以前确定所有绝缘都将被替换为该项目的一部分。以下简要叙述了设计方法的每个步骤:

• 审核所有之前的“竣工”施工图，并通过实地调查和现有条件验证其准确性。
• 计算现有屋面排水能力，满足现行规范要求。这现在包括计算任何将雨水引到屋顶的垂直墙壁的一半面积。在计算屋顶排水管所需的尺寸时，需要将这个数字加到屋顶面积中，以便包含。
• 避免过多雨水从上屋面流向下屋面。
• 拆除现有屋顶平台的屋顶和隔热层。
• 更换屋顶排水管和平底锅;连接到现有管道。
• 增加至少4“多异氰尿酸盐板绝缘材料，第一层机械地固定在屋顶甲板和随后的粘合剂中的层。
• 每英尺增加1/8英寸的锥形绝缘，为每个现有的屋顶排水沟提供积极的排水。
• 覆盖绝缘材料，½“厚玻璃垫防水石膏盖板。
• 完全粘附60密耳加固三元乙丙橡胶与匹配的纸张闪烁的屋顶膜。
• 如果之前的计算支持的话，保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。
• 添加新的屋顶接入舱口。
• 在屋顶剥离完成后，根据目视检查或拉出测试的要求更换屋顶甲板。

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持和安装在机械限制，而其他将有一个有点复杂的钢结构框架穿透屋顶。这些单位范围从简单的3000磅能量回收呼吸机（ERV）到13,000英镑的冷却器，包括16,300磅的除湿空气处理单元和15,200磅的空气处理单元。

另一个主要挑战将设计一个锥形绝缘系统，将与现有的屋顶排水管合作。这对于管理雨水的成功并消除常设水的任何可能性，这将是至关重要的。在不增加工作范围的情况下，显着迁移或添加额外的屋顶排水管和相关的雨水领导者并不是一种选择，因此建造预算。以下简要介绍其他设计挑战：

• 屋顶边缘高度需要增加，因为增加了锥形绝缘。
• 管道通气管太短。
• 机械单元路缘高度太短。
• 没有次要屋顶漏斗或领导者。
• 防雷系统必须拆除，并由有资格的承包商重新安装。
• 必须协调现有的机械、电气和管道设备，以及保留下来的维修管道。
• 必须验证，屋顶结构足以支持池塘的最大可能深度，如通过新锥形绝缘的相对水平所确定的（假设所有漏油被阻挡并未能运行）。
• 屋顶上的施工载荷必须限于100磅的每轮用于屋顶设备负载和50 psf，用于均匀分布的负载。

设计摘要

重要的是要理解，撞击屋顶系统的所有建筑部件都需要彻底理解并妥善考虑并详细思考。所有渗透，无论是机械，电气，管道，结构还是其他，都必须详细介绍足够大的规模，以清楚地代表承包商的设计。清楚地详细说明新的屋顶边缘以适应增加的高度。所有现有的机械路径都替换为较高的单位，以允许至少8英寸的闪光。更换并扩展现有的管道排气堆以允许适当的闪烁。屋顶膜增强，如完全粘附的EPDM，确保屋顶系统具有较长的使用寿命。