鋁鎂錳合金直立鎖邊系統(tǒng)的金屬屋面設(shè)計深化及施工

中國建筑第八工程局有限公司天津分公司 天津 300452

1 工程概況

沈陽奕聰花園工程位于沈陽市和平區(qū)寧波路，東臨長興街，西鄰振興街，總建筑面積17.2萬 m2，由4棟48層高層、6棟聯(lián)排別墅、1棟會所和2層地下車庫組成，其中別墅及會所屋面為坡屋面，設(shè)計為鋁鎂錳合金金屬屋面。金屬屋面總面積約2 700 m2，金屬屋面系統(tǒng)的構(gòu)造為厚0.9 mm鋁錳鎂合金板的直立鎖邊系統(tǒng)，面板表面氟碳輥涂，板材現(xiàn)場壓型，肋高25 mm，板寬21 mm。夾層為厚150 mm玻璃巖棉。龍骨采用50 mm×50 mm×4 mm熱鍍鋅角鋼，龍骨的支座通過M10鍍鋅膨脹螺栓固定在現(xiàn)澆屋面上。采用以上屋面系統(tǒng)不僅保證了屋面的整體結(jié)構(gòu)防水性能，又能大大地加強(qiáng)屋面的整體美觀。隨之帶來的問題就是怎樣設(shè)計好各金屬構(gòu)件之間的細(xì)部節(jié)點(diǎn)連接方式，并在施工中嚴(yán)格按照設(shè)計進(jìn)行操作，使整個屋面達(dá)到預(yù)期的使用功能[1-3]。本文主要針對鋁鎂錳合金金屬屋面系統(tǒng)的深化設(shè)計及施工技術(shù)進(jìn)行研究。

2 直立鎖邊系統(tǒng)金屬屋面特點(diǎn)

1）直立鎖邊系統(tǒng)金屬屋面具備整體結(jié)構(gòu)防水、排水功能，通過系統(tǒng)本身構(gòu)造特點(diǎn)，完全能夠達(dá)到屋面的整體防水要求；

2）無須化學(xué)嵌縫膠，避免了施工過程的污染及因時間、天氣等因素造成的嵌縫膠老化問題；

3）具備抗風(fēng)性能，這樣可以增加了建筑屋面的使用壽命；

4）金屬面板造型為三維彎弧特異造型，構(gòu)造簡潔、輕巧，并且采用機(jī)械加工，使得板材加工更加方便、快速、準(zhǔn)確；

5）施工速度快，操作方便、簡單。

3 直立鎖邊系統(tǒng)金屬屋面深化設(shè)計

以本工程B5#會所工程為例，根據(jù)該坡屋面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要先完成整體屋面的屋面板投影平面布置（圖1），再通過對金屬板縫處直立鎖邊節(jié)點(diǎn)、屋脊節(jié)點(diǎn)、陰脊節(jié)點(diǎn)、檐口節(jié)點(diǎn)等一系列節(jié)點(diǎn)的深化設(shè)計，為整個屋面板材與節(jié)點(diǎn)附件的材料加工和施工操作提供了理論依據(jù)和保障，從而實(shí)現(xiàn)屋面整體結(jié)構(gòu)防水的功能。下面就主要幾個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行圖例闡述。

圖1 B5#樓屋面板投影平面布置示意

3.1 直立鎖邊屋面系統(tǒng)軸側(cè)示意圖

直立鎖邊屋面系統(tǒng)（圖2）主要由角碼、角鋼、保溫層、鋁鎂錳合金面板、附件組成，其中保溫層采用厚150 mm離心玻璃棉，其特點(diǎn)就是既滿足保溫、耐火性能，又能起到隔聲、降噪的功能，有效地防止了大風(fēng)天氣屋面金屬板振動的噪聲由屋面?zhèn)魅胧覂?nèi)。

圖2 屋面系統(tǒng)軸側(cè)圖

3.2 直立鎖邊屋面系統(tǒng)主要節(jié)點(diǎn)

1）直立鎖邊節(jié)點(diǎn)。通過對鋁合金板條的板型結(jié)構(gòu)設(shè)計（圖3），使每個板條之間都能有效地進(jìn)行構(gòu)造搭接，安裝時將板條之間的拼縫留置在立面不銹鋼滑動扣件處（圖4），再對每一個搭接處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行咬邊處理（圖5），使板間的拼縫構(gòu)成直立鎖邊結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到該處節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)防水。

圖3 鋁合金板條板型

圖4 各鋁合金板條構(gòu)造搭接

圖5 鋁合金板搭接處進(jìn)行咬邊處理

2）其他節(jié)點(diǎn)。屋脊節(jié)點(diǎn)如圖6所示；陰脊節(jié)點(diǎn)如圖7所示；檐口節(jié)點(diǎn)如圖8所示。

圖6 屋脊節(jié)點(diǎn)示意

圖7 陰脊節(jié)點(diǎn)示意

圖8 檐口節(jié)點(diǎn)示意

4 施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

定位放線→支座安裝→龍骨安裝→保溫棉鋪設(shè)→面板鋪設(shè)→附件安裝→面板鎖邊

4.2 施工方法

4.2.1 測量放線

整個屋面是由幾個坡面組成，放線的第一步是放出屋面輪廓線，包括屋脊線、上下檐口線、陰脊線，找出各坡面的方正，以保證面板安裝效果的橫平豎直。支座間距800 mm，與屋脊平行布置，首先根據(jù)上下檐口收邊要求確定屋脊及下檐口處的支座位置，然后以兩端支座為端點(diǎn)，將中間部分均布n排支座，排與排間距≤800 mm。側(cè)檐口垂直于屋脊的第一列支座位置確定后，利用紅外放線儀，確定每排支座位置。

4.2.2 支座及檁條安裝

支座位置確定后，開始安裝支座。支座材料為150 mm×90 mm×8 mm鍍鋅角鋼，長度60 mm，通過M10×80 mm膨脹螺栓固定在現(xiàn)澆板上。膨脹螺栓孔位要盡量打在軸線上，以便安裝角碼時作適當(dāng)調(diào)節(jié)就可與角鋼檁條結(jié)合充分，焊接牢固。

檁條與支座保證三面焊接，焊縫總長度≥60 mm，每焊完一處都要清渣自檢，檢查合格后再轉(zhuǎn)到下一焊點(diǎn)。焊縫用防銹漆作防銹處理。

4.2.3 中間層施工

本工程采用厚150 mm離心玻璃棉作為隔熱、保溫、隔聲層，由100 mm+50 mm組成厚150 mm的中間層。玻璃棉鋪設(shè)時采用錯縫搭接，當(dāng)天鋪設(shè)完的玻璃棉當(dāng)日用封板蓋住，不能及時封板的部分用纜繩固定。

4.2.4 金屬面板的現(xiàn)場壓型及安裝

1）現(xiàn)場壓型及堆放。根據(jù)設(shè)計好的現(xiàn)場平面布置圖，將設(shè)備及材料按要求進(jìn)行擺放。設(shè)備就位后對壓型機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行試壓，在壓型板的各種尺寸達(dá)到設(shè)計尺寸要求后，然后根據(jù)下料單進(jìn)行批量生產(chǎn)。

2）面板的安裝過程為：安裝面板前檢查支架安裝位置是否正確、牢固→ 面板搬至安裝位置，鋪設(shè)于支架之上→將安裝位置調(diào)適合后用專用機(jī)械把收口咬合→將面板兩端用專用工具切齊→安裝水槽端部的披水板→ 檢查、清理屋面板上的雜物→自檢、整改、報驗(yàn)。

根據(jù)實(shí)測長度壓制面板。壓型后的面板肋高32 mm，板寬210 mm，每件板在鋪裝時縱向無接口，為通長一件。因其生產(chǎn)線占地較多，故壓型設(shè)備需提前進(jìn)入現(xiàn)場調(diào)試，其板型優(yōu)點(diǎn)在于采用隱藏式連接技術(shù)，使屋面上無螺栓外露，防水、防腐蝕性能好。

面板鋪設(shè)完畢后，應(yīng)盡快使用專用咬邊機(jī)將板咬合在一起，接口咬合緊密，使板面無裂縫或孔洞，以獲得必要的組合效果，這也是屋面系統(tǒng)的承載力和抗風(fēng)的必要保護(hù)措施。

屋面板在水槽上口伸入水槽內(nèi)的長度不得小于25 mm。屋面板安裝完畢后還應(yīng)仔細(xì)檢查其咬合質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)有局部接裂或損壞，應(yīng)及時作出標(biāo)記，以便修補(bǔ)完好，以防有任何滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

屋面板安裝完畢后，檐口收邊工作應(yīng)盡快完成，防止遇特大風(fēng)吹起屋面發(fā)生事故，收邊要求泛水板、封檐板安裝牢固，包封嚴(yán)密，棱角順直，成形良好。

安裝完畢的屋面板外觀質(zhì)量符合設(shè)計要求及國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，面板不得有裂紋，安裝符合排板設(shè)計，固定點(diǎn)設(shè)置正確、牢固；面板接口咬合正確、緊密，板面無裂縫或孔洞。

3）屋面成品保護(hù)。屋面板的成品保護(hù)直接影響到使用壽命，因此在屋面板的安裝過程和在屋面上行走時必須采取嚴(yán)格的保護(hù)措施，施工時穿軟底鞋或穿戴鞋套，屋面板安裝完成后在屋面上鋪設(shè)木跳板或雨布作為運(yùn)輸及行走通道，嚴(yán)禁無保護(hù)措施直接在屋面板上行走。每次作業(yè)時必須及時清理屋面，泛水板、包邊板等材料不允許用熱鋸方式切割，以免產(chǎn)生金屬屑損壞板面，并對泛水板形成銹口，影響板的使用壽命。

4.3 施工控制要點(diǎn)

1）支座的放線安裝。由于屋面是由幾個不同平面現(xiàn)澆而成，角碼安裝時一定要經(jīng)過嚴(yán)格的找平，否則將影響屋面整體效果，角碼的位置及安裝的高度通過紅外線放線儀來保證，即同一個平面上、同一標(biāo)高的角碼用同一條水平紅外線來控制，并通過墊片使角碼上邊沿與紅外線平齊。

2）陰脊處天溝的安裝。在深化設(shè)計時要充分考慮到雨水勢能到動能的轉(zhuǎn)化，為了確保屋面防水效果，陰脊天溝一定要安裝到位。施工中的收口要充分咬實(shí)，避免雨水倒灌[4-6]。

5 實(shí)施效果檢查

通過前期的深化設(shè)計及施工過程中嚴(yán)格地把控，使得金屬屋面施工質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期要求，既保證了金屬屋面防水、隔熱、抗風(fēng)、保溫、降噪等使用功能，又實(shí)現(xiàn)了金屬屋面美觀、簡潔、大方等外觀特征，受到了業(yè)主和監(jiān)理的一直認(rèn)可。金屬屋面施工后的整體效果如圖9所示。

圖9 金屬屋面整體效果

6 結(jié)語

金屬屋面系統(tǒng)在國外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在我國的發(fā)展速度也在不斷地提升[7,8]。本文介紹的是該系統(tǒng)中應(yīng)用比較普遍的直立鎖邊系統(tǒng)，另外還包括瑞瀚系統(tǒng)和平鎖扣金系統(tǒng)。由于金屬屋面系統(tǒng)本身具有的多項(xiàng)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛接受，國內(nèi)的工程也越來越多的選用金屬屋面進(jìn)行設(shè)計施工。整體式金屬屋面也正向著更大跨度、更加密實(shí)以及更加耐久的方向發(fā)展，成為國內(nèi)諸多屋面系統(tǒng)中的又一個風(fēng)向標(biāo)。