論文導(dǎo)讀:：本文從設(shè)計(jì)、施工、材料等角度，對鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的屋脊、屋面板、檐口、雨水斗、天溝等多個(gè)部位漏水原因進(jìn)行了具體的分析，提出了屋面雨水滲漏的解決對策和防治措施。此外，作者強(qiáng)調(diào)要綜合考慮，結(jié)合北方地區(qū)特殊的氣候環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。
1 引言
近年來，鋼結(jié)構(gòu)廠房應(yīng)用越來越廣泛，面積也越來也大，然而鋼結(jié)構(gòu)屋面漏水的現(xiàn)象也屢見不鮮，影響了人們正常的工作生產(chǎn)，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。
1.1 鋼結(jié)構(gòu)屋面型式及連接方式
輕型鋼結(jié)構(gòu)屋頂根據(jù)所用材料大致有彩色壓型鋼板、彩色鋼板夾芯板、多彩油氈瓦、 各種輕質(zhì)屋面板、GRC板、金屬拱形波紋屋面、復(fù)合壓型鋼板等多種類型[1]，輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面主要選用彩色壓型板或夾芯板。
鋼結(jié)構(gòu)體系建筑屋面板在屋面上有長向連接和側(cè)向連接兩種長向連接主要是搭接， 即上坡板壓下坡板，搭接處設(shè)置專用防水密封膠加固定專用壓條，而側(cè)向連接的方式目前主要有以下三種：1搭接連接；2暗扣式連接；3咬合暗扣式連接[2]。各種連接方式應(yīng)結(jié)合所用材料進(jìn)行合理的選擇。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)屋面排水方式
鋼結(jié)構(gòu)屋面排水方式按照有無排水裝置(檐溝、天溝、雨水斗、雨水管等)分為無組織排水和有組織排水兩種。無組織排水就是不設(shè)排水裝置，屋面雨水從屋面檐口直接排下，自由散落到地面。有組織排水是將屋面雨水組織到檐溝或天溝、雨水斗、雨水管及地下管溝排除。根據(jù)排水的組織和位置的不同，將屋面有組織排水分為檐溝或天溝外排水、天溝內(nèi)排水和懸吊管外排水3種做法[3]。各種雨水排水系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物及屋面、天溝的結(jié)構(gòu)形式、氣候條件及生產(chǎn)工藝要求等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
在實(shí)際生活生產(chǎn)過程中，除了鋼結(jié)構(gòu)的連接方式和屋面的排水方式選擇不當(dāng)會(huì)引起冒水、泛水外，還有很多其它原因（比如雨水斗的設(shè)計(jì)、天溝的設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)部位的處理等等）也會(huì)引起屋面雨水滲漏。
2 屋面各部位雨水滲漏原因及解決對策
2.1 檐口部位
檐口部位漏水是屋面滲漏問題的主要根源，多出現(xiàn)在無組織排水屋面。該部位漏水的主要原因是：屋面外板安裝未加泡沫堵頭，屋面外板未下扳；墻面外板長度不足雨水滲漏原因，且檐口部位未加防水收邊。雨水長期對墻面的沖蝕，在北方地區(qū)有著較強(qiáng)的負(fù)面影響，尤其是入冬前的降水，墻面浸潤以后，因冰雪凍融造成墻皮開裂、鼓包、變形。解決辦法是：屋面外板安裝時(shí)應(yīng)同時(shí)放置泡沫堵頭，且將屋面外板下扳30°；檐口處應(yīng)按設(shè)計(jì)要求增設(shè)收邊。
2.2 屋脊部位
該部位漏水的主要原因是：屋脊處波峰太高，屋脊蓋板無法保證防水；縱向搭接不放膠泥或硅膠，形成縫隙而漏水；屋脊蓋板縱向搭接用鉚釘連接，熱脹冷縮強(qiáng)度不夠而拉斷鉚釘，形成漏水；屋脊蓋板與屋面板之間不敷設(shè)堵頭，或堵頭放置不規(guī)范而脫落形成漏水。解決辦法是：屋脊蓋板做寬些，另外坡度找大點(diǎn)；搭接處敷設(shè)膠泥或硅膠；更換縫合釘；堵頭應(yīng)與板型板匹配，堵頭敷設(shè)時(shí)應(yīng)上下放膠泥或硅膠。
2.3 屋面板部位
屋面板漏水的產(chǎn)生，一是板型選擇不當(dāng)。對于暗扣式和咬合式的板型，只要現(xiàn)場安裝得當(dāng)，一般不會(huì)有太大的問題，但是如采用直接用自攻螺釘連接的板型，即使現(xiàn)場處理得很好，防水膠做得很到位，也會(huì)出現(xiàn)漏水論文的格式。這是因?yàn)樵诒狈降貐^(qū)，常常由于降雪造成屋面冰雪凍融，面板熱脹冷縮的性能使得屋面板之間的縫隙增大，從而造成漏水；此外，在強(qiáng)降雪天氣時(shí)，雪水一邊融化一邊凍結(jié)，融化的雪水不及時(shí)排走，逐漸滲入防水材料并發(fā)生凍結(jié)，長時(shí)間后造成防水材料失效，屋面滲漏。二是自攻螺絲松動(dòng)，密封墊、密封膠不嚴(yán)造成，應(yīng)是施工方應(yīng)承擔(dān)的質(zhì)量問題。解決辦法：應(yīng)加強(qiáng)交底、嚴(yán)格檢查、事后維修。避免施工中對屋面板的涂層、結(jié)構(gòu)層的劃傷，避免屋面避雷網(wǎng)施工中，焊機(jī)施焊時(shí)，嚴(yán)防對屋面板的燒傷；彩鋼板之間未加密封條；充分考慮結(jié)構(gòu)變形、溫差變形、干縮變形、振動(dòng)等影響，以滿足基層變形的需要。
2.4 雨水斗部位
雨水斗是雨水系統(tǒng)的唯一進(jìn)水口。所以雨水斗設(shè)計(jì)的好壞直接影響屋面排水是否通暢。然而由于不夠重視雨水滲漏原因，常常出現(xiàn)由于雨水斗設(shè)計(jì)安裝不合理造成屋面雍水漏水的情況。
2.4.1 雨水斗作法不統(tǒng)一
如下圖1所示，給排水專業(yè)與建筑專業(yè)的雨水斗圖集[4,5]存在差異。給排水設(shè)計(jì)師按照規(guī)范結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件設(shè)計(jì)出雨水斗大小和天溝尺寸，而施工人員按照建筑專業(yè)圖集進(jìn)行安裝，尺寸常常小于給排水設(shè)計(jì)尺寸，此外，由于很多施工單位缺少給排水專業(yè)人員，誤把鑄鐵網(wǎng)罩當(dāng)成雨水斗。鑄鐵網(wǎng)罩無雨水斗的工作原理，且其進(jìn)水面積很小(底部孔徑僅為42mm)；造成雨水不能及時(shí)排出造成滲漏。解決辦法：首先設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)將雨水斗表達(dá)清楚，并在項(xiàng)目交底時(shí)向施工單位提出設(shè)置雨水斗的要求；其次施工人員要結(jié)合給排水和建筑專業(yè)的圖集進(jìn)行雨水斗和天溝的安裝。
2.4.2 雨水斗數(shù)量不足
由于鋼結(jié)構(gòu)廠房天溝是鋼板壓制而成，天溝板凹凸不平，坡度難以加工，容易積水，水流只能靠雨水斗吸水產(chǎn)生的水力坡度，使天溝排水緩慢，造成天溝吃水迅速升高。雖然規(guī)范提到天溝坡度應(yīng)保證3‰，實(shí)踐中受加工工藝限制，鋼結(jié)構(gòu)天溝很難做到坡度。目前情況下較簡單實(shí)用的辦法就是將雨水斗布置密一些，以免雨水沿天溝流動(dòng)距離遠(yuǎn)，時(shí)間長，造成壅水。解決辦法：在設(shè)計(jì)過程中增加雨水斗數(shù)量，結(jié)合建筑布局，每個(gè)柱距布置一個(gè)斗比較理想。此外，條件允許的情況下，雨水斗應(yīng)設(shè)在冬季易受室內(nèi)溫度影響的屋頂范圍內(nèi)，以減少冰凍。
2.4.3 雨水斗種類選擇不當(dāng)
雨水斗分為87型、79型、65型，虹吸式雨水斗，堰流式雨水斗三大類。一般用87型（79型、65型進(jìn)化版）和虹吸式雨水斗。采用87型雨水斗的重力流排水系統(tǒng)是傳統(tǒng)的屋面排水方式。具有施工簡易，運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，虹吸式雨水斗的應(yīng)用日益增多。它的優(yōu)勢是管道系統(tǒng)相對較少，節(jié)省管材和建筑空間。然而其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)施工比較復(fù)雜，雨水斗及尾管施工時(shí)容易造成堵塞。同時(shí)在管材選用上也相對要求高一些。作為一種先進(jìn)的雨水排水系統(tǒng)，虹吸雨水斗通常采用鋁合金或不銹鋼材質(zhì)，比傳統(tǒng)鑄鐵或塑料雨水斗的高出10~20倍。此外雨水滲漏原因，從完整降雨歷時(shí)間來看，虹吸式雨水斗的工作效率不高。虹吸雨水排放系統(tǒng)并不是在整個(gè)降雨過程都會(huì)產(chǎn)生虹吸壓力流的，在暴雨初期和末期，虹吸雨水排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)雨水排放系統(tǒng)的工作方式是一樣的，都是重力流，僅當(dāng)斗前水深穩(wěn)定在設(shè)計(jì)深度后方可產(chǎn)生高效、穩(wěn)定的虹吸壓力流；在降雨強(qiáng)度不是很大時(shí)，整個(gè)虹吸雨水排水系統(tǒng)都是以傳統(tǒng)重力流方式排水，相對于其高造價(jià)來說不是很經(jīng)濟(jì)。
此外，由于虹吸式雨水排水系統(tǒng)是多斗連接在一根懸吊管上，對于吊車噸位較大的廠房，在吊車工作過程中，由于系統(tǒng)振動(dòng)、自身重力等等，常常造成懸吊管縱向和橫向的較大位移，導(dǎo)致雨水排水管道接口損壞，不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修，繼而造成雨水滲漏。
設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)時(shí)，不可盲目看重虹吸式雨水斗的種種優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該結(jié)合具體建筑類型、建筑物的用途以及地理位置，氣候狀況等等慎重考慮，合理選擇。
2.5天溝部位
天溝排水分為外天溝系統(tǒng)和內(nèi)天溝系統(tǒng)。屋面漏水基本都發(fā)生在內(nèi)天溝系統(tǒng)，發(fā)生在天溝與屋面板搭接處的居多，俗稱屋面反水，在雨水立管與天溝的結(jié)合處也有發(fā)生，相對較少些。由于外天溝的自身特性，就不存在這個(gè)問題。內(nèi)天溝漏水的主要原因由以下幾個(gè)方面。
2.5.1 天溝深度不足
天溝因其處在梁、柱連接的關(guān)鍵部位，其深度受檁條高度的制約。柱距6m~9m時(shí)，一般在160mm~250 mm之間。檁條底距離梁頂一般10mm，如想天溝加深，就要加大檁條高度，使之與梁頂距離適當(dāng)加大。天溝深度多少合適，規(guī)范沒有明確說明論文的格式。由于天溝深度構(gòu)成有兩個(gè)要素：導(dǎo)流罩高度以及壓板高度。以87型DN150mm口徑雨水斗為例，雨水斗導(dǎo)流罩高度為95mm，壓板高度為50mm，增加溢流口高度70mm，按照這種取值雨水滲漏原因，天溝深度應(yīng)為250mm。同理推算，87型 DN100mm口徑的雨水斗，天溝深度以220mm為宜。然而受結(jié)構(gòu)形式限制，有些天溝深度不能滿足250 mm。解決辦法：增加溢流口寬度，減小溢流堰上水頭高度。不管天溝怎么淺，在超過雨水斗設(shè)計(jì)重現(xiàn)期時(shí)，應(yīng)保證設(shè)計(jì)溢流時(shí)堰上水頭不超過搭接縫，同時(shí)又能滿足溢流的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，以此確定天溝深度。
2.5.2 天溝無坡度
如上2.4.2所述，鋼板壓制的天溝坡度無法保證。有人認(rèn)為鋼制天溝、檐溝可不做坡度，雨水照樣能夠排除。其實(shí)不然，屋面雨水排水的基本原則是排水通暢、迅速，若溝底無坡度，勢必排水不暢、緩慢，造成積水，特別是在暴雨時(shí)天溝與檐溝有可能充滿水，極易使溝壁與屋面板交接處產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，所以鋼制的天溝與檐溝底也必須做坡度。
以下是幾種天溝坡度做法及其優(yōu)缺點(diǎn)。(1)在成品天溝上用混凝土加鋼絲網(wǎng)進(jìn)行找坡。這種方法要求天溝內(nèi)的混凝土較厚，對建筑結(jié)構(gòu)要求較高。混凝土較薄處混凝土容易脫落、破損，會(huì)產(chǎn)生積水和雍水。在積水不能及時(shí)蒸發(fā)的情況下，加上積灰和破損的混凝土天溝內(nèi)會(huì)滋生苔蘚，從而嚴(yán)重影響天溝排水能力。(2)鋼板上用輕質(zhì)材料、保溫材料、素混凝土找坡。這種做法適合于有保溫要求的廠房。(3)通過調(diào)整壓型板天溝下的結(jié)構(gòu)鋼梁高度來保證坡度。這種做法要求在加高部分同時(shí)加高檁條，雖然施工麻煩，但能保證施工質(zhì)量，對于不需要保溫的廠房較適合。
此外，通常設(shè)計(jì)人員將天溝掛在兩側(cè)的檁條上，也就是荷載直接由檁條來承擔(dān)，天溝的底部卻是懸掛著的，并通過建筑找坡（天溝保溫材料內(nèi)防水）來排除天溝的雨水。因?yàn)閷?shí)際施工中因施工荷載、自重的影響、檁條的強(qiáng)度、時(shí)間的流逝，檁條中間常下垂，會(huì)造成天溝積水，造成天溝內(nèi)防水材料耐水性降低、底板銹蝕，最終出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。解決辦法：天溝的底部應(yīng)做底托，天溝采用結(jié)構(gòu)找坡（天溝板做成坡勢），才能避免積水、漏水的可能。
2.5.3 天溝長度太長
目前鋼結(jié)構(gòu)連跨門式剛架結(jié)構(gòu)建筑中 ,最常用的天溝形式為內(nèi)排水通長天溝。經(jīng)過實(shí)際設(shè)計(jì)和使用發(fā)現(xiàn) ,這種通長天溝在北方地區(qū)存在嚴(yán)重的問題。1)天溝深度(高度)受限制如圖2 所示。天溝的深度(高度) 受結(jié)構(gòu)尺寸影響,最大只能等于屋面結(jié)構(gòu)檁條的高度 ,蓄水量受限制 ,特別是在北方地區(qū)冬季很容易積雪堆滿 ,失去排水功能。2) 抗?jié)B、防漏性能差。通長天溝一般短則幾十米、長則百米以上,熱脹冷縮影響較大的北方地區(qū)很難保證不變形、不開裂、不滲漏。以上不利因素的影響下雨水滲漏原因，夏天下暴雨時(shí)，因天溝蓄水量有限，雨水溢出天溝順著檐口往建筑物里面滲漏，特別是冬季，北方地區(qū)一下雪，天溝容易堆積填滿，變形受損，在融化過程中很難起本身排水功能，這樣就經(jīng)常出現(xiàn)往建筑物內(nèi)滲漏現(xiàn)象。為了解決以上問題，可采用分段式天溝。
1-鋼架梁；2-鋼架柱；3-屋面板；4-通長天溝；
5-鋼架中柱；6-落水管；7-一個(gè)柱間（柱距）；
圖2 內(nèi)排水通長天溝示意圖
2.6節(jié)點(diǎn)部位
2.6.1 屋面開孔部位
該部位漏水的主要原因是：開孔未按設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防水處理，鋼堵頭放置未敷設(shè)防水膠泥和硅膠；開孔四周預(yù)留范圍較小，雨水流淌不暢，容易積水；開孔四周包邊搭接未進(jìn)行防水處理：開孔內(nèi)部四周未加結(jié)構(gòu)件，形成低凹積水；防水施工存在阻水現(xiàn)象，形成積水。解決辦法：按設(shè)計(jì)圖紙施工并嚴(yán)格施工工序，敷設(shè)膠泥、硅膠；開孔四周預(yù)留范圍必須滿足排水要求；墻面、屋面開孔后必須隨后進(jìn)行防水處理；后增圍護(hù)開孔盡量要增設(shè)檁條或角鋼結(jié)構(gòu)，減小圍護(hù)變形；防水施工安裝必須嚴(yán)密、平整，使水流順暢。
2.6.2 磚墻與輕鋼屋面連接部位
屋面板與水泥墻面結(jié)合處漏水，主要原因?yàn)閼?yīng)力不同步而引起硅酮膠與粘接面開裂而漏水。解決辦法：防止溫度變形，采用兩次收邊連接處理；與磚墻體連接時(shí)，收邊應(yīng)有一定角度，并完全密封；收邊問應(yīng)預(yù)打密封膠。
2.6.3 屋面氣樓部位
該部位漏水的主要原因有：氣樓與屋面交接處收邊下未放置泡沫堵頭，且收邊縱向搭接未敷設(shè)膠泥或硅膠；屋面外板在氣樓交接處未上板；氣樓結(jié)構(gòu)支柱開孔部位未做防水處理；氣樓自身制作、安裝存在漏水隱患。解決辦法：收邊安裝前應(yīng)敷設(shè)泡沫堵頭，縱向搭接須設(shè)置膠泥或堵頭并用縫合釘固定；氣樓安裝前必須將屋面板上扳；要求氣樓施工方在氣樓結(jié)構(gòu)完成后必須將開孔部位進(jìn)行防水處理；對氣樓安裝質(zhì)量和防水性進(jìn)行查驗(yàn)。
2.6.4采光板部位
該部位漏水的主要原因有：采光板板型與屋面板板型不吻合，采光板兩側(cè)波峰高于屋面板，安裝后，密封過嚴(yán)形成采光板內(nèi)外氣壓差，毛細(xì)水從采光板兩側(cè)縫隙進(jìn)入屋面內(nèi)部漏水；采光板縱向搭接長度不夠，且膠泥老化失去粘性；縱向膠泥脫落；采光板和彩鋼板之間為剛性搭接，中間的縫隙未密封。解決辦法：防水螺釘施打在波峰上部；采光板處的收邊板應(yīng)與采光板密封牢固，縱向兩側(cè)膠泥要加寬，并鋪設(shè)波峰上部，防止毛細(xì)水滲入論文的格式。
3 其它漏水原因分析
3.1天溝水倒灌
此常在北方地區(qū)下雪時(shí)發(fā)生。因業(yè)主考慮房屋的美觀，外圍墻常處在同一個(gè)標(biāo)高上，對于一個(gè)大跨度的廠房而言雨水滲漏原因，因受山墻的影響，女兒墻就會(huì)設(shè)置得較高，當(dāng)下雪時(shí)，天溝處的雪水因不能受到日照，而造成其不能及時(shí)融化，變成了冰凍，封堵了雨水口，而造成表面融化的雪水無處可排，從天溝處屋面板部位倒灌到室內(nèi)。解決辦法：盡可避免女兒墻東西方向布置，另外就是在天溝適當(dāng)?shù)母叨炔贾靡粭l蒸汽管道，在下雪時(shí)打開蒸汽管，及時(shí)融化雪水。
3.2溢流設(shè)施設(shè)計(jì)不合理
根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》：建筑屋面雨水工程應(yīng)設(shè)置溢流設(shè)施，一般建筑的重力流屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力不應(yīng)小于10a重現(xiàn)期的雨水量，重要公共建筑、高屋建筑的屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力不應(yīng)小于50a重現(xiàn)期的雨量。屋面雨水管道的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為2~10a，因此超過雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水量需要從溢流設(shè)施溢出。溢流設(shè)施的設(shè)置對于鋼結(jié)構(gòu)廠房尤其重要，若無溢流設(shè)施或溢流設(shè)施太小，超過雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的雨水量會(huì)在天溝內(nèi)積聚，使天溝內(nèi)水位迅速上升而淹沒屋面板與天溝的搭接縫，雨水會(huì)從搭接縫處泛水進(jìn)入室內(nèi)�？墒菍�(shí)踐中，一般似乎不太重視，往往水專業(yè)不提資料，建筑專業(yè)不開標(biāo)準(zhǔn)圖，造成屋面雨水系統(tǒng)沒有溢流措施， 暴雨強(qiáng)度超過雨水系統(tǒng)排放能力時(shí)就會(huì)超過搭接縫，甚至漫上屋面，造成事故。有的即使設(shè)置了，由于缺乏合理考慮，形同虛設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)天溝可在天溝外側(cè)每隔一定距離設(shè)置圓管溢流口或方形溢流口，建筑均有標(biāo)準(zhǔn)圖。計(jì)算溢流口尺寸時(shí)，應(yīng)先計(jì)算需要從溢流設(shè)施溢出的雨水量，然后根據(jù)曼寧公式計(jì)算出溢流口尺寸并提交建筑專業(yè)。
3.3冷凝水
天溝加懸吊管外排水的做法在設(shè)備和管溝較多的多跨廠房中是經(jīng)常采用的外排水方式。其主要是為了避免廠房設(shè)地下雨水管溝與工藝設(shè)備及管線發(fā)生矛盾，將天溝雨水通過懸吊管引往外墻處排出。目前鋼鐵企業(yè)多跨大廠房基本都是采用這種外排水方式，因?yàn)橛晁軠显谶@種廠房內(nèi)的地下很難走通。然而在北方地區(qū)，由于室內(nèi)外溫差的影響，水管表面易產(chǎn)生凝結(jié)水雨水滲漏原因，滴下時(shí)對生產(chǎn)有一定影響。解決辦法：設(shè)計(jì)時(shí)在屋面板下部增設(shè)保溫防火材料即可；從天溝維修角度來看，內(nèi)保溫更有現(xiàn)實(shí)意義。
4 結(jié)論
在北方地區(qū)，造成鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)系統(tǒng)漏水的因素有很多，要想從根本上解決問題，設(shè)計(jì)上，要認(rèn)真對待，根據(jù)北方地區(qū)氣候特點(diǎn)、風(fēng)向、降雨降雪強(qiáng)度等因素確定合理的設(shè)計(jì)方案；施工時(shí)認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)(質(zhì)量)交底及現(xiàn)場指導(dǎo)，按合理的施工順序進(jìn)行施工，控制施工荷載，加強(qiáng)細(xì)部節(jié)點(diǎn)施工控制。如天溝、轉(zhuǎn)角、山墻根部、檐口及突出物周圍等特殊部位，要對屋面注意保護(hù)，不能隨意踩踏。制定維護(hù)系統(tǒng)防水施工專項(xiàng)方案嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理，各個(gè)專業(yè)相互協(xié)調(diào)配合。設(shè)計(jì)完善，排防并重，安裝到位，構(gòu)造合理，使用得當(dāng)，服務(wù)跟進(jìn)，這樣才能確保鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)系統(tǒng)滴水不漏。
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