大型展覽中心金屬屋面系統(tǒng)比較

陳豫　張繼昆

【摘 要】RHEINZINK&雅典特“Standing Seam Roofing System雙立邊咬合接縫屋面系統(tǒng)”特點

【關(guān)鍵詞】展覽中心；金屬屋面；系統(tǒng)比較；特點

一.A，RHEINZINK&雅典特“Standing Seam Roofing System雙立邊咬合接縫屋面系統(tǒng)”，使用專門的立邊和自動咬合設(shè)備，將兩塊沿板條長度方向整體向上立邊的預(yù)制型板塊，通過雙重折邊鎖定而使屋面連接成為一個整體。這種源于鋅和銅板傳統(tǒng)技術(shù)的接口方式，具有以下特點：

a典雅美觀，屋面線條纖細并且不影響屋面設(shè)計效果；

b.整體結(jié)構(gòu)性防水、排水功能；

c.結(jié)構(gòu)簡潔、輕巧、安全，在臺風(fēng)、暴雨地區(qū)尤其適用；

d.采用自動控制機械施工，安裝靈活、快速、精確、經(jīng)濟。

此系統(tǒng)在歐美已經(jīng)非常成熟，其技術(shù)與材料在建筑領(lǐng)域已超過200年的歷史，其建筑金屬屋面， 作為歐洲傳統(tǒng)與潮流完美相融的建筑標準，已成為眾多歐洲城市的象征符號之一

B，水密性強

金屬屋面板塊的咬合方式為立邊單向雙重折邊并依靠機械力量自動咬合，板塊吻合緊密，水密性強，能有效防止毛細雨入侵。無須化學(xué)嵌縫膠密封防水，免除膠體老化帶來的污染和漏水問題

C，金屬屋面板塊與支承層連接采用隱藏式不銹鋼扣件，立邊咬合后的金屬屋面表面無任何影響屋面板防水性能的穿孔和螺釘外露。不銹鋼扣件包括固定扣件和滑動扣件，固定扣件固定板塊，滑動扣件與縱向鈦鋅金屬屋面板塊同步位移，這樣一來形成的連接方式可解決因熱脹冷縮所產(chǎn)生的板塊應(yīng)力，制作縱向超長尺寸屋面時，板塊再采用臺階式構(gòu)造分段搭接，從而徹底改變大面積金屬屋面都會存在的溫差變化帶來的金屬屋面膨脹，不會因板塊應(yīng)力影響造成屋面的漲裂、變形和磨板。同時，本系統(tǒng)完整齊全的附件供應(yīng)可滿足各種建筑形式的要求。

D，面支撐構(gòu)造體系

本屋面系統(tǒng)支承層通過檁條、檁托與屋架上眩焊接連接；支承層采用壓型彩涂板，壓型波高至少35 mm， 檁條間距選擇1200-1500 mm之間（根據(jù)邊緣、轉(zhuǎn)角、挑檐、普通面等不同位置、不同正負風(fēng)荷載相應(yīng)設(shè)置），同時，在壓型板上表面，采用鉚接方式連接，在上鋪設(shè)找平固定鍍鋅鋼板，鉚接間距不超過125 mm； 這樣就形成了一個接近40 mm 厚度的立體受力承載構(gòu)造，類似于飛機機翼的復(fù)合式立體構(gòu)造；壓型鋼板的抗拉和抗壓區(qū)不僅僅是靠自身的截面，由于找平板的約束加強作用，正向荷載作用時，屋面支承體系整體發(fā)生形變，找平板成為受壓區(qū)，壓型鋼板成為受拉區(qū)；負風(fēng)壓荷載作用時，找平板成為受拉區(qū)，壓型板成為受拉區(qū)，同時受到強有力約束支持；這種立體構(gòu)造的應(yīng)用使在中國傳統(tǒng)意義上的單層壓型金屬板的應(yīng)用和受力躍升到一新的層面。

我們驗算時仍然保守地采用傳統(tǒng)的單層壓型板在單跨、雙跨、連續(xù)跨受力時的方程，設(shè)計檁條間距仍然保守地按照單層壓型板偏安全設(shè)置，充分滿足工程安全的需要。

面支撐屋面系統(tǒng)，揉合了鋼板的強度，鈦鋅板的耐腐蝕性和裝飾性，經(jīng)濟、實惠。

E，自然循環(huán)通風(fēng)式屋面系統(tǒng)和降噪處理：

萊茵鈦鋅板特有的系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計一貫保持仿生態(tài)設(shè)計的原則，通過屋面體系的通風(fēng)層體（保溫棉和通風(fēng)降噪絲網(wǎng)）設(shè)計和臺階式構(gòu)造以及檐口設(shè)計，保持建筑物有機地呼吸循環(huán)，使整體結(jié)構(gòu)長期自然干燥，從而提高建筑物整體結(jié)構(gòu)體系的使用壽命和價值。

本系統(tǒng)專用的通風(fēng)降噪絲網(wǎng)，用于面板之下，可使面板與屋面基層有效隔離，形成空腔，其作用不但可避免室外因下雨雪而可能產(chǎn)生的噪音，同時可及時排走冬季金屬板產(chǎn)生的微量冷凝水，保持面板長期處于通風(fēng)干燥的良好狀態(tài)，保證面板的使用壽命。同時，通風(fēng)降噪絲網(wǎng)鋪設(shè)在屋面板下面，又能起動降低噪音的作用，實驗檢察證明，在面支撐屋面系統(tǒng)中，使用通風(fēng)降噪絲網(wǎng)，能降低10個分貝的噪音。

f，安全可靠的屋面排水

本工程設(shè)計的暴雨強度為q5=5.72L/s.100m2鈦鋅金屬壓型屋面板表面的摩擦系數(shù)為n=0.0125屋面板寬度為：530mm由屋脊至天溝的最大距離為：32m由于斷面是弧形的，上半部分的近似坡度為：i=5%，下半部分的近似坡度為i=15%

取上半部分的近似坡度為：i=5%對屋面板進行驗算取安全系數(shù)K=1.5單板集雨量為：Q=1.5*0.53*32*5.72/1000/100=0.001455m3/s有效高度h0=25mm根據(jù)曼寧公式進行排水量計算：530寬屋面板的有效截面積A=13250mm2水力半徑R=22.845mm謝才系數(shù)：C= R1/6/n帶入曼寧公式得流量：Qp=AC（Ri）1/2=AR2/3i1/2/n=0.0191m3/s> Q=0.001455m3/s因此雨水不會漫過板肋，滿足屋面排水安全要求。

二；貝姆屋面系統(tǒng)的特點

A，貝姆屋面系統(tǒng)主要針對大跨度自支承式安裝體系，板塊采用無搭接連續(xù)板塊，可從屋脊至屋檐及屋檐至屋檐的連續(xù)板塊鋪設(shè)。

B，貝姆屋面系統(tǒng)是典型的點支撐屋面系統(tǒng)，貝姆屋面系統(tǒng)的T型固定座，是將屋面風(fēng)載傳遞到襯檁的受力配件，它的安裝質(zhì)量直接影響到屋面板的抗風(fēng)性能。T碼的安裝誤差還會影響到貝姆屋面板的縱向自由伸縮，因此，T碼安裝成為本工程的關(guān)鍵工序。

C，由于采用無搭接連續(xù)板塊，鄭州國際會展中心展覽中心160米跨度的金屬屋面，其金屬膨脹的處理完全依靠屋面板咬合口與T型固定座的縱向滑動來解決，又因為展覽中心160米跨度的金屬屋面是曲面屋面，要徹底保證板塊縱向滑動，包括屋面檁條和T型固定座安裝，要求要有很高的精確度，任何一處的偏差，都會造成T型固定座與屋面板連結(jié)處的摩擦、爆裂和穿孔，直接的后果是板塊屋面漏水、屋面板塊脫落等。南方某工地，為了解決T型固定座與屋面板連結(jié)處的摩擦問題，將T型固定座的棱角磨光，短期內(nèi)可以解決這個問題，但無棱角的T型固定座能否解決強風(fēng)、臺風(fēng)條件下屋面板塊不致于被風(fēng)吹開，也是一個很大的難題。

D，由于采用無搭接連續(xù)板塊，鄭州國際會展中心展覽中心160米跨度的金屬屋面，基本不能形成循環(huán)通風(fēng)體，對于鈦鋅板安裝來說，簡直是不可能，大型的鈦鋅板屋面工程，一定要有循環(huán)通風(fēng)體，這是自保性金屬材料（鈦板、銅板、鋅板、不銹鋼板）的特性決定的。

E，細部節(jié)點處理較難，尤其是金屬屋面與桅桿聯(lián)接處、金屬屋面檐口處等，只能依靠打硅膠處理。

F，材料的損耗率相差懸殊

（1）貝姆系統(tǒng)的立邊高度為65mm，400mm寬的立邊距屋面板的實際使用寬度為579mm，屋面板僅立邊損耗就為32%。比雅典特面支撐系統(tǒng)的立邊損耗高出一倍。

（2）貝姆系統(tǒng)為點支撐屋面系統(tǒng)，屋面板通過T碼支座支撐，這樣一來，屋面板的剛性強度要求要高。貝姆系統(tǒng)工程中0.7mm的鈦鋅板達不到這樣的剛性強度要求，至少要用0.9mm-1.2mm的屋面板。鈦鋅板的厚度增加0.2-0.5mm，面積不減，每平方米單價成本至少增加100-250元。

三.結(jié)論

A，貝姆系統(tǒng)只適合于采用鋁合金板做屋面層，世界各地的大型金屬屋面工程中比比皆是，用貝姆系統(tǒng)而采用鈦鋅板做屋面層的工程案例，很少見到。B，綜合而言，金屬屋面材料和系統(tǒng)的選擇，首先應(yīng)考慮建筑整體系統(tǒng)的安全，防排水，降噪，循環(huán)通風(fēng)，同時還要考慮屋面材料的生命力及其品質(zhì)特性，環(huán)境的影響，建筑傳統(tǒng)的影響以及施工技術(shù)的成熟、可行性，而采用具有：雅典特屋面系統(tǒng)，萊茵鈦鋅屋面板，既解決了屋面板的損耗問題，又能達到安全、可靠、實用、美觀、有效的目的。

四、加強工學(xué)結(jié)合的方式

1、進一步提升理論認知，加強職業(yè)教育發(fā)展的理論建設(shè)

工學(xué)結(jié)合活動在我國職業(yè)教育中的實踐有30余年歷史，但其目的就限于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。而十八屆三中全會提出的校企合作，是以獲得雙贏或者多贏為目標的，任何只強調(diào)一方單贏的合作都是不可持續(xù)的。而服務(wù)學(xué)習(xí)可以給工學(xué)結(jié)合提供一個參照，工學(xué)結(jié)合的根本理念必須兼顧學(xué)生成才、教師成長和企業(yè)發(fā)展三個方面。服務(wù)學(xué)生成才就業(yè)—學(xué)生成才是工學(xué)結(jié)合活動的根本目的，一切的學(xué)校活動都要服務(wù)于這個目的，工學(xué)結(jié)合要回歸育人本質(zhì)。服務(wù)教師職業(yè)成長—教師是學(xué)生培養(yǎng)的關(guān)鍵，教師更是工學(xué)結(jié)合項目的參與主體與成敗關(guān)鍵。服務(wù)企業(yè)發(fā)展所需—關(guān)注企業(yè)核心利益，決定了工學(xué)結(jié)合的努力方向和發(fā)展走向，推動學(xué)校不斷加強服務(wù)企業(yè)發(fā)展能力建設(shè)，有利于促進校企互利共贏。

2、進一步提升制度意識，加強職業(yè)教育發(fā)展的制度建設(shè)

教育是全社會的教育，教育體現(xiàn)國家意志，國家意志的實現(xiàn)需要制度保障。在傳統(tǒng)的校企合作、工學(xué)結(jié)合中，只是學(xué)校甚至只是一個專業(yè)或者教師是工學(xué)結(jié)合項目的實施主體，通常根據(jù)專業(yè)需要，由學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)或者專業(yè)教師出面，尋找愿意與學(xué)校合作的企業(yè)，簽訂學(xué)校、企業(yè)和學(xué)生三方的合作協(xié)議，這種合作更多強調(diào)的是企業(yè)的利益，學(xué)校、教師、學(xué)生的權(quán)益被考慮得比較少。服務(wù)學(xué)習(xí)則是以國家法案、法律的形式保證活動的順利開展，通過國家意志來規(guī)定、要求社區(qū)、企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生在服務(wù)學(xué)習(xí)中應(yīng)該承擔的義務(wù)與責(zé)任。落實十八屆三中全會“產(chǎn)教融合、校企合作”的會議精神，必須建立相關(guān)的法律、法規(guī)，規(guī)范、支持校企合作、工學(xué)結(jié)合的實施與開展。

3、進一步加強體系建設(shè)，推動職業(yè)教育發(fā)展的模式創(chuàng)新

工學(xué)結(jié)合是一項系統(tǒng)工程，建設(shè)中要把學(xué)校、社區(qū)、企業(yè)、學(xué)生、課程與服務(wù)項目揉成一個整體，創(chuàng)新職業(yè)教育模式。學(xué)校與社區(qū)結(jié)合尋找服務(wù)項目。提倡學(xué)校和社區(qū)合作，政府頒布相關(guān)法規(guī)，明確規(guī)定企業(yè)、社區(qū)和學(xué)校在服務(wù)學(xué)習(xí)中的責(zé)任與獎懲。在社區(qū)支持下，成立由本社區(qū)內(nèi)相關(guān)行業(yè)、企業(yè)、居民代表和學(xué)院共同參與的校企合作聯(lián)合體—校企合作理事會，協(xié)調(diào)相關(guān)企業(yè)和學(xué)校，共同制定實訓(xùn)計劃、實施實訓(xùn)計劃、評價實訓(xùn)情況。將課程與服務(wù)結(jié)合，課程不是獨立于服務(wù)之外。課程設(shè)置要與服務(wù)內(nèi)容密切結(jié)合，由學(xué)校和社區(qū)（企業(yè)或社會組織）共同開發(fā)課程，課程的目的一方面向社區(qū)和企業(yè)提供服務(wù)，如傳統(tǒng)的社區(qū)服務(wù)、社區(qū)文化建設(shè)、工學(xué)交替、頂崗實習(xí)等；另一方面讓學(xué)生在真實的情景中學(xué)習(xí)、反思，真正在“做中學(xué)、學(xué)中做”，承擔起公民的權(quán)利與義務(wù)，服務(wù)的同時學(xué)生必須完成課程的知識、技能及價值目標。

結(jié)束語

綜上所述職業(yè)教育正處于創(chuàng)新發(fā)展的重要歷史階段，機遇與危險并存。站在一個新的起點上，我們必須牢牢把握職業(yè)教育發(fā)展的新機遇、新動力，構(gòu)建新理論、新模式，圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)、技能型人才，圍繞為地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)的目標，借鑒域外職業(yè)教育發(fā)展經(jīng)驗，全面探索符合時代特征、教育特質(zhì)的工學(xué)結(jié)合新路徑。

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