直立锁边铝镁锰屋面

1 第一节 铝镁锰合金屋面系统设计特点 一 铝镁锰合金板屋面 在本工程Ⅳ区和连廊的部分屋面采用了铝镁锰屋面系统。其中，Ⅳ区的铝镁锰屋面系统上还安装了不锈钢板。 对铝镁锰屋面系统及材料的技术要求，严格按照国家有关规范，并结合本公司在类似工程中的经验，在满足建筑物使用功能的前提下，通过方案优化，尽量降低工程造价，简化安装难度，以达到最佳性能价格比。 1. 屋面系统构造说明：屋面系统构造为（从上至下）： ――铝镁锰合金屋面板 采用直立锁边扣式结构防水构造，表面无螺钉穿透，牌号为3004，状态为H34的铝镁锰合金屋面板，厚度选用0.9mm厚，筋高65mm。外表面采用四道PVDF（氟碳树脂）涂层，含量≥75％，厚度＞30μm；内表面附透明保护漆；同时面板具有良好的防腐性能和自洁性。 ――保温层 保温层选用国内外知名品牌的50mm厚玻璃丝棉，密度≥60kg/m3；导热率小于0.32W/m2.k，保温、防冷凝结露及耐渗透性均满足国内规范标准。 ――防火层 防火层选用国内外知名品牌的50mm厚铝箔防火岩棉，密度≥80kg/m3；防火性能满足国内规范标准，防火燃烧性能A级。 --防潮层 铝塑夹筋复合膜材料，水气透过率小于0.05；不可使用沥青油毡类产品。 ――底板 采用不小于0.5mm厚彩色压型穿孔镀锌钢底板，孔径不小于2mm，穿孔率不于20%，瓦楞高度不小于30mm。 ――檩条 采用Q235钢型材，两道无机富锌底漆，两道罩面漆；檩条的截面形式和规格尺寸有计算确定。

铝镁锰合金板屋面标准节点 2. 深化设计 本方案深化设计主要包括金属屋面系统在防水、抗风、保温、隔音、声学、防雷、防火等方面进行设计，以及屋面所采取的措施。 1) 防渗漏设计 防水性能是屋面系统最基本也是最重要的功能，它的好坏直接影响到工程的形象和声誉，方案中采取如下措施来确保防水性能的可靠。 （1） 材料 屋面材料的腐蚀是导致金属屋面渗漏的一个重要原因，同时它也是影响屋面美观性和耐久性的决定性因素。本方案铝镁锰合金屋面板，以确保屋面板的抗腐蚀性能。选用国际化大公司生产的铝合金卷材，必能从产品质量和供货周期上得到有力保障。 本方案选用国际牌号为3004的铝镁锰合金卷材制作屋面板，该产品除具有重量轻、强度高的优点，更具有比普通铝合金更好的防腐性和耐久性，经权威机构BBA认证，采用该材料制作的屋面板在正常环境下使用寿命超过40年，其材质及物理力学指标也经过国内外权威质检单位检验认可。 铝合金良好的耐腐蚀原理：众所周知，铝合金表面覆盖着一层自然氧化保护层（氧化铝）保护着基层不被大气侵蚀，氧化层坚硬、钝化，在材料被切割或破坏后很快自然形成。该氧化层与材料基层作为一个整体，在空气中污染成分作用下，随着时间推移，会非常缓慢地增厚、发暗（原色铝合金表面）。腐蚀性成分会侵蚀氧化层薄弱的地方，但这种侵蚀会随着氧化层的生成而自然停止。多年实践观察和取样分析表明，经过一段时间后，在氧化层的包裹下，这种腐蚀会逐渐停止。 2

（2） 固定方式 本方案屋面系统采用直立锁边固定方式，从根本上杜绝了传统螺钉穿透屋面板固定方式带来的漏水隐患。本方案屋面板的固定，首先是将铝合金固定座用不锈钢螺钉固定于檩条，再将屋面板扣在固定座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合在一起。由于采用了直立锁边固定方式，屋面没有螺钉外露，整个屋面不但美观、整洁，而且杜绝了成千上万颗螺钉孔造成的漏水隐患。另外该屋面系统可配合独有的铝合金或不锈钢配件，使得客户可以方便地在屋面板上设置太阳能收集器、安全走道、安全缆绳、广告牌、装饰灯、避雷带、装饰板等多种设施而无需用螺钉穿透屋面板固定，因而不会留下任何漏水机会。 屋面板固定方式示意图 屋面板锁边示意图 （3） 生产方式 本方案所选用的直立锁边屋面板可采用现场或工厂压型生产方式。如果需现场生产，其生产设备仅为一个20英尺集装箱，能够非常方便灵活地搬运和移动，并在工地现场根据工程的实际需要生产任意长度的屋面板，不受运输条件限制，使得屋面板在纵向没有搭接，从而减少了漏水的机会，提高屋面的整体性和美观性。 移动压型设备示意图 （4） 板型 本工程拟采用的是直立锁边屋面板型，板肋直立，使得其排水断面几乎不受板肋影响，所以有效排水截面较普通板型更大，再有就是此种板型板肋较高(达65mm)，更能保证屋面板在横向倾斜情况下(双曲屋面)的防水性能，同时对坡度平缓的超长屋面适应性更强。

（5） 材料优势：可焊性 本工程拟采用的铝镁锰合金屋面板采用进口3004牌号铝镁锰合金卷材，除具有良好的抗腐蚀性、重量轻、强度高等优点，特别重要的是具有可焊性，使得复杂节点的防水处理更加有效、美观。 当屋面上有上人孔或钢构件穿出屋面的时候，常规压型钢板屋面只能采用铆钉加硅胶的密封方式，防水效果得不到保证。而采用本铝合金屋面板系统，这一问题则可迎刃而解，不论是屋面中间开天窗、上人孔或是柱、锁穿出屋面，都可采取屋面板与防水焊接连接密封的方法。 （6） 节点设计 本方案对各个节点的处理充分考虑施工中可能出现的各种不利因素，通过构造上的合理性化解危险因素，做到防患于未然。 a) 屋脊 一般屋面板厂家在处理屋脊节点时，只是将屋脊盖板泛水通过自攻螺钉与屋面板板肋连接，再将屋脊盖板边缘剪口，下弯封住波谷空隙，这种处理办法由于螺钉直接穿透屋脊盖板及屋面板，一旦钉孔出现密封不严，雨水就会从钉孔漏进室内。 本方案则先用与板型相吻合的铝合金密封件与屋面板板肋用防水铆钉连接固定（此处铆钉将被屋脊泛水遮盖以防漏水），并在密封件后塞入与板型一致的屋脊泡沫密封条作为第一道阻水屏障，然后将屋脊泛水与密封件用铆钉在中间固定，这样即使外露的铆钉漏水，雨水也是滴在屋面板上而不是室内，而且密封件及密封条均是工厂预制的定型产品，外观效果及密封效果也远强于现场将泛水剪口下弯的方式。屋面板的端部采用专用工具上弯，形成第二道阻水屏障，这样屋面板上的雨水就无法被风吹入板端接缝，防水效果非常可靠。

普通板型排水截面 直立锁边板型排水截面 3 b) 天沟 天沟是屋面的排水渠道。本工程屋面跨度大，排水天沟长，排水量大，为确保屋面排水顺畅，天沟能自由伸缩，不会产生溢流或水流冲溅入室内等意外，天沟的设计和构造设置也非常重要。结合我们多年屋面设计、施工的经验，我们在设计天沟时考虑了构造伸缩缝，不锈钢天沟每隔一段距离设置一道伸缩缝，并设有溢流、防冲溅等措施，如图所示，确保排水的安全性。

天沟伸缩节点效果示意图 （7） 细节：反毛细措施 水在重力作用下总是向下运动的，但是在某些特殊情况下也有例外。在两个物体之间，如果物体表面的空隙较小，则水的表面张力大于重力，水在张力的作用下会向上运动，这就是通常所说的毛细现象。为防止雨水被风吹入横向搭接缝后在两块板之间形成毛细作用，屋面板的板肋已设计了反毛细凹槽，即在小肋的侧部设置一个凹槽，使大肋与小肋之间存在一个空腔，减小了水的表面张力，从而阻止了毛细水向上运动渗入室内。

防水设计反毛细凹槽示意图 （8） 防潮设置 为保证屋面防水保温功能，本方案在离心玻璃棉吸音层上设置铝塑夹筋复合膜材料，在铝合金屋面板防水的基础上，确保保温层不受潮霉烂，确保屋面系统防水保温功能的可靠性。 2) 抗风设计 由于本工程造型复杂多样,因此对屋面系统的抗风性能也提出了很高要求，本方案从以下几方面采取措施以确保安全。到达标书及规范要求。 （1） 固定方式 作为传统的压型金属板屋面来说，其落后的固定方式决定了其抗风性能的不足，比如采用螺钉穿透屋面板的固定，螺钉帽与屋面板的接触面积很小，在遭遇大风时，由于反复承受正负风压，屋面板在钉孔处产生应力集中导致撕裂，虽然螺钉仍然留在檩条上，但屋面板却已被吹飞。本方案采用的屋面系统在固定方式上有根本的不同，其采用铸压铝合金固定座与檩条固定，4

再将屋面板卡在固定座的梅花头上，然后用电动锁边机将板肋锁在固定座上，这种固定方式不需穿透板面，因而屋面板没有任何损伤，当然也就不会产生应力集中问题。此系统曾在国内权威检测机构进行过抗风试验，在7.0KPa的反复受荷试验中，试件(包括屋面板、固定座、螺钉)无损坏，证明了这一屋面系统抗风性能的优越性。 （2） 配件选用 为保证屋面系统的安全性，本方案在配件的选择上特别是受力构件的选择上精益求精。如固定座，本方案严格遵守英国BBA认证系统，采用6061牌号T6铝合金挤压型材，强度很高，能够满足受力计算需要。固定座的固定螺钉选用不锈钢螺钉，可以避免日久天长产生腐蚀导致连接失效，威胁到屋面系统的安全。此外系统中使用的自攻螺钉均属同类产品中的优质品牌，具有较高的可靠性。 3) 气密性设计 屋面系统不仅有良好的防水，同时也设计有高性能的气密性以最大程度减少空气渗透。同时也考虑与屋面相交处的气密设计。屋面板和保温棉底下铺贴的防潮层形成了内外密封，使空气渗透量减少到最低程度。 4) 保温设计 （1） 保温隔热 采用150mm厚玻璃丝棉作为保温材料，下铺铝塑夹筋复合膜防潮层。本工程所用的玻璃丝棉热系数低，保温效果好，耐久性、抗震性、憎水性均较好，方便运输及安装，根据国家标准，该产品属A级不燃性材料。 （2） 屋面系统透气性 本公司屋面板系统的板肋并没有完全密封，因此保温棉中的空气可以通过板肋自由进出。另一方面，由于肋中有反毛细凹槽，本公司屋面板系统在防水的同时又可透气，因此存于保温棉中的任何湿汽就能顺利地从接缝中蒸发出去。 另一方面，在保温棉的底下铺贴防潮层，可以把室内空气中的水份隔离开来，满足建筑物所需的气密性要求，防止冷凝现象的发生。

（3） 防冷桥效应措施 由于金属之间的导热率较高，本方案在铝合金固定座下设塑料隔热垫，使固定座与檩条被塑料隔热垫隔断，杜绝了冷桥效应的产生，也可以避免冷凝现象的出现. 5) 吸音 屋面系统底层板采用不小于0.5mm厚压型穿孔钢底板（室内），上铺的共100mm厚的隔热棉和防火棉，均具有吸音防噪功能，可使室内产生的噪音声波穿过底板孔洞被软质的棉质材料有效地吸收，避免声波来回反射造成回音，从而有效降低室内噪音，为人们创造一个安静舒适的环境。 6) 耐撞击性能 耐撞击性能是指幕墙随外来运动物体（飞来物以及人为冲击等）的撞击能力。本工程金属物面的耐撞击性能达到Ⅲ级，即210m/s＞F≥140/s。如下表所示：

性能 分级 指标

分 级

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 耐撞击性能 F(N·m/sec) F≥280 280＞F≥210 210＞F≥140 140＞F≥70 7) 屋面温度变形及适应结构变形的技术措施 任何材料都会有热涨冷缩的现象，因而对金属屋面板而言普遍存在着如何解决温度变形和温度应力的难题，处理不好必然带来屋面板起拱、漏水等一系列问题，因此必须认真对待。 由于屋面板的热涨冷缩受固定方式影响最大，本方案着重从这方面加以解决。本方案选用的屋面板由于采用直立锁边固定方式，铝合金固定座仅限制屋面板在板宽方向和上下方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的自由度，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由滑动伸缩，不会产生温度应力，这样便有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面板各项性能的可靠性。