鋁鎂錳合金直立鎖邊系統的金屬屋面設計深化及施工

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，金屬屋面系統的構造為厚0.9 mm鋁錳鎂合金板的直立鎖邊系統，面板表面氟碳輥涂，板材現場壓型，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澆屋面上。采用以上屋面系統不僅保證了屋面的整體結構防水性能，又能大大地加強屋面的整體美觀。隨之帶來的問題就是怎樣設計好各金屬構件之間的細部節點連接方式，并在施工中嚴格按照設計進行操作，使整個屋面達到預期的使用功能[1-3]。本文主要針對鋁鎂錳合金金屬屋面系統的深化設計及施工技術進行研究。

2 直立鎖邊系統金屬屋面特點

1）直立鎖邊系統金屬屋面具備整體結構防水、排水功能，通過系統本身構造特點，完全能夠達到屋面的整體防水要求；

2）無須化學嵌縫膠，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，構造簡潔、輕巧，并且采用機械加工，使得板材加工更加方便、快速、準確；

5）施工速度快，操作方便、簡單。

3 直立鎖邊系統金屬屋面深化設計

以本工程B5#會所工程為例，根據該坡屋面結構特點，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點、屋脊節點、陰脊節點、檐口節點等一系列節點的深化設計，為整個屋面板材與節點附件的材料加工和施工操作提供了理論依據和保障，從而實現屋面整體結構防水的功能。下面就主要幾個節點進行圖例闡述。

圖1 B5#樓屋面板投影平面布置示意

3.1 直立鎖邊屋面系統軸側示意圖

直立鎖邊屋面系統（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，有效地防止了大風天氣屋面金屬板振動的噪聲由屋面傳入室內。

圖2 屋面系統軸側圖

3.2 直立鎖邊屋面系統主要節點

1）直立鎖邊節點。通過對鋁合金板條的板型結構設計（圖3），使每個板條之間都能有效地進行構造搭接，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點進行咬邊處理（圖5），使板間的拼縫構成直立鎖邊結構，從而達到該處節點的結構防水。

圖3 鋁合金板條板型

圖4 各鋁合金板條構造搭接

圖5 鋁合金板搭接處進行咬邊處理

2）其他節點。屋脊節點如圖6所示；陰脊節點如圖7所示；檐口節點如圖8所示。

圖6 屋脊節點示意

圖7 陰脊節點示意

圖8 檐口節點示意

4 施工技術

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→面板鋪設→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，將中間部分均布n排支座，排與排間距≤800 mm。側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調節就可與角鋼檁條結合充分，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，檢查合格后再轉到下一焊點。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。玻璃棉鋪設時采用錯縫搭接，當天鋪設完的玻璃棉當日用封板蓋住，不能及時封板的部分用纜繩固定。

4.2.4 金屬面板的現場壓型及安裝

1）現場壓型及堆放。根據設計好的現場平面布置圖，將設備及材料按要求進行擺放。設備就位后對壓型機組進行調試，并進行試壓，在壓型板的各種尺寸達到設計尺寸要求后，然后根據下料單進行批量生產。

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，鋪設于支架之上→將安裝位置調適合后用專用機械把收口咬合→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。

根據實測長度壓制面板。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。因其生產線占地較多，故壓型設備需提前進入現場調試，其板型優點在于采用隱藏式連接技術，使屋面上無螺栓外露，防水、防腐蝕性能好。

面板鋪設完畢后，應盡快使用專用咬邊機將板咬合在一起，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，這也是屋面系統的承載力和抗風的必要保護措施。

屋面板在水槽上口伸入水槽內的長度不得小于25 mm。屋面板安裝完畢后還應仔細檢查其咬合質量，如發現有局部接裂或損壞，應及時作出標記，以便修補完好，以防有任何滲漏現象發生。

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

安裝完畢的屋面板外觀質量符合設計要求及國家標準規定，面板不得有裂紋，安裝符合排板設計，固定點設置正確、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。屋面板的成品保護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格的保護措施，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木跳板或雨布作為運輸及行走通道，嚴禁無保護措施直接在屋面板上行走。每次作業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

1）支座的放線安裝。由于屋面是由幾個不同平面現澆而成，角碼安裝時一定要經過嚴格的找平，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。在深化設計時要充分考慮到雨水勢能到動能的轉化，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，避免雨水倒灌[4-6]。

5 實施效果檢查

通過前期的深化設計及施工過程中嚴格地把控，使得金屬屋面施工質量達到了預期要求，既保證了金屬屋面防水、隔熱、抗風、保溫、降噪等使用功能，又實現了金屬屋面美觀、簡潔、大方等外觀特征，受到了業主和監理的一直認可。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 結語

金屬屋面系統在國外已經得到廣泛應用，在我國的發展速度也在不斷地提升[7,8]。本文介紹的是該系統中應用比較普遍的直立鎖邊系統，另外還包括瑞瀚系統和平鎖扣金系統。由于金屬屋面系統本身具有的多項特點及優點，現已被廣泛接受，國內的工程也越來越多的選用金屬屋面進行設計施工。整體式金屬屋面也正向著更大跨度、更加密實以及更加耐久的方向發展，成為國內諸多屋面系統中的又一個風向標。