浅谈屋面在实际施工中的构造及应用

王忠

摘要：金属屋面工程在国内得到蓬勃发展，为了让更多的人对屋面材料的特点及屋面构造进行了解，本文将对铝镁锰屋面板、钛锌板作重点介绍。

关键词：铝镁锰钛锌板特点构造

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

随着钢结构建筑在国内的蓬勃发展, 城市建设的综合水平和科技艺术含量都有了极大的提高。许多优秀的建筑师设计出极具艺术特点，个性化极强，紧扣时代发展主线的优秀作品。特别是一些大跨度会展、机场、体育馆等公共建筑已是钢结构一统天下的时代，对于建筑的要求不仅仅是功能式的，更加体现出建筑的各性化、艺术化。但国内的现有的传统围护材料，特别是屋面材料在造型的适应性、防水性、耐久性方面已无法满足设计要求，这类大型公共建筑物的屋盖大都采用金属屋面，常用的金属板有压型钢板、铝板、不锈钢板、直立锁边铝镁锰屋面板、钛锌板，其中直立锁边铝镁锰屋面板、钛锌板以其优越的性能和良好的性价比而得到广泛应用。

铝镁锰屋面板系统

直立锁边系统是一个传统的铝镁锰板安装系统，通过使用专业的立边和咬合设备，在沿着板条长度方向上将两块板的立边进行咬合，从而将屋面或墙面连接成为一个整体。系统不需要打胶，100%结构性防水。这个系统可以节省很多安装时间，尤其对于面积较大的屋面或墙面，提供了一个有效降低成本的方法。另外，直立锁边系统也非常适合气候严酷的环境，如强风、雨雪较大的地方，直立锁边系统的立边高度为65mm，使建筑物呈现出一种具有韵律感和现代感的外观。其最大的特点在于结构轻巧简洁、外观典雅美观、构造安全可靠、施工方便灵活、系统排防水功能强，选用直立锁边机械咬合点支撑构造，这种构造在国内外应用非常广泛，技术也比较成熟。

1、铝镁锰板成份及特点

压型金属屋面系统常用的是铝锰镁合金3004和3005，这两种合金中除了含锰（1.0-1.5%）以外，还添加了一定量的镁金属，使得抗拉强度、屈服强度和延展性都得到了提高，非常适用于屋面系统所用的卷边和滚压设备的加工。AA3004铝镁锰合金（AlMg1Mn1）由于结构强度适中、耐候、耐渍、易于折弯焊接加工等优点，被普遍认可作为建筑设计使用寿命50年以上的屋面、外墙材料；因应海洋性气候建筑设计，可选用耐腐蚀性能更强的5052船舶级铝合金材料。 铝镁锰板的特点 （1）重量轻；铝的密度为2.73g/m3，只有钢的1/3。 （2）.强度高；通过成份配置、加工和热处理方法可以达到很高的强度。 （3）.耐腐蚀；具有自我防锈能力，形成的氧化层，可防止金属氧化锈蚀，耐酸碱性好。 （4）.表面处理多样、美观。可进行阳极氧化、电泳、化学处理、抛光、涂漆处理。 （5）.可塑性好，易加工； （6）.良好的导电性能。非磁化和低电火花敏感度，可以防电磁干扰和降低特殊环境下的易燃性。 （7）.安装方便；铝金属可以铆接、焊接、胶粘等多种方式连接。 （8）.环保，100%可循环回收利用。 2、铝镁锰板的种类 （1）、原色锤纹 Stucco（无规则压纹）、Emboss（规则压纹） 锤纹的主要目的： 增加铝镁锰板刚度、防止光污染； 、更加均匀的氧化。 （2）、烤漆涂层 （PVDF、PVF2、PE） 屋面及外墙用铝镁锰合金一般采用预滚涂（Coil Coated）工艺，具有色差控制好、漆膜均匀、质量稳定性高、环保等优点。 3、铝镁锰屋面板的构造层次及特点 铝镁锰屋面的构造层次：大多数屋面通常由以下构造组成，由下及上分别为：（1）、屋面底板的材质通常为低碳彩色镀铝锌穿孔吸音式钢板（底板的材质为0.5-0.8mm厚镀锌彩涂压型钢板；有的工程底板表面需做打孔处理，穿孔率25%，钻孔均匀，孔表光洁，喷漆均匀。双面镀锌量大于140g/㎡），但从我们单位施工过的工程经验来看，如果潮汽比较大的场馆建议采用1mm厚的穿孔铝板，这样不容易锈蚀，耐久性更好。

（2）、为达到屋面的吸音效果，穿孔底板上铺无纺布并添塞玻璃棉（容重通常为12kg/m3，导热系数≤0.042w/m·k（平均温度20℃时），在常压下4天的吸湿量≤0.3%（温度50℃、相对湿度95%时）。

（3）、因为屋面系统中存在约100mm的空腔，屋面系统内置的吸音棉存在被风吹起的可能性，从而会改变屋面的吸音、保温效果。为了解决这一问题，通常在屋面内部设置了一些镀锌钢丝网压条，吸音棉铺装完成后，便开始钢丝网压条的安装。钢丝网通过自攻螺丝钉固定在屋面檩条上，每间隔500mm设置一道钢丝网压条。

（4）、如果工程为封闭式建筑，则还需要在檩条上面铺设一层镀锌钢板，然后在上面再铺设100厚保温岩棉，在岩棉上方进行布置一层防水透气膜，这样更好地满足屋面的保温、防水、防潮功能，如果屋面部分是露天的或者不需要做保温时，以上三种材料则不需要考虑

（5）、高强度铝支座的施工是屋面板施工的关键程序，因其直接关系到屋面板能否顺利安装及屋面板的抗风能力，本工程选用T码为铝合金支座，T码的安装为屋面安装的关键环节，底部有隔热垫。

（6）、屋面板的安装流程在“T”码安装合格后，只需设板端定位线，一般以板出排水沟边沿的距离为控制线，板块伸出排水沟边沿的长度以略大于设计为宜，以便于修剪。施工人员将板抬到安装位置，就位时先对准板端控制线，然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边，最后检查搭接边是否紧密接合，屋面板位置调整好后，用专用电动咬边机进行咬边，要求咬过的边连续、平整，不能出现扭曲和裂口。在咬边机咬合爬行的过程中，其前方1mm范围内必须用力卡紧使搭接边接合紧密，这也是机械咬边的质量关键所在。当天就位的屋面板必须完成咬边，以免来风时板块被吹坏或刮走，屋面板安装完成后，需对边沿处的板边需要修剪，以保证屋面板边缘整齐、美观。

根据以上特点可以看出铝镁锰板是一种极具性价比的屋面、外墙材料，使它广泛应用于机场航站楼、飞机维修库、车站及大型交通枢纽、会议及展览中心、体育场馆、展示厅、大型公共娱乐设施、公共服务建筑、大型购物中心、商业设施、民用住宅等建筑屋面与墙面系统。

钛锌板屋面板系统

钛锌板是一种理想的建筑材料，无论是翻修还是新建项目，传统或前卫设计，都可以满足建筑外表的美观性和实用性。作为屋面和幕墙材料，钛锌板在欧洲已有百年以上的使用历史，法国巴黎有85％的屋顶使用了钛锌材料，锌屋顶多次出现在电影、摄影艺术作品和绘画作品中，锌已经成为现代巴黎的象征。近年来，随着我国建筑业的快速发展，从私人住宅到公共建筑，如机场、歌剧院、会展中心、体育馆和博物馆等，都可以看到钛锌板的身影。

1、钛锌板成份及特点

钛锌板成分：“钛锌板”的名称来源于其合金成分，钛锌板是高纯度金属锌（99.995%）与少量的钛和铜熔炼而成，钛含量是0.06%－0.20%，可以改善合金的抗蠕变性，铜含量是0.08%－1.00%，用以增加合金的硬度。

钛锌板的六大特点（1）极长的使用寿命锌是一种卓越耐久的金属材料，具有天然的抗腐蚀性，可在表面形成致密的钝化保护层，从而使锌保持一个极慢的腐蚀率，非常适合于沿海地区使用。实验检测及跟踪表明，锌的腐蚀率小于1微米/年，根据环境的不同，0.7mm厚的钛锌板可使用70至100年。

（2）低维护使用钛锌板的维护成本极低，省时省力，是一项极佳的投资。钛锌板表面钝化层与板材融为一体，不会剥离、脱落，对于表面划痕具有自我修复功能，不断产生钝化保护层，使表面始终保持光滑，对于风沙气候尤为有效，而且雨水冲刷即可实现表面自洁。

（3）丰富的表现力钝化后的钛锌板形成天然的暖灰色，可以随着光线和天色的变化而变化，从而呈现出动人的色彩外观。其颜色均匀、美观，从安装到使用若干年后均不会变色、退色。其表面特殊的肌理和光泽，也可与其他各种颜色和谐搭配。作为一种高贵典雅的建筑材料，钛锌板可以与木材、玻璃、石材等多种材料完美结合。

（4）优异的延展性钛锌板所具有的这种特性给了设计者最大的自由度，能充分满足建筑师丰富的想象力。而且，钛锌板施工简单，现场易于加工，可制作各种各样的建筑外形（如曲面，弧面，球面等），彰显建筑物的独特品味。

（5）环保材料钛锌板也是一种绿色材料，符合可持续发展理念。锌存在于大自然中，对人体也是必需元素，无任何副作用，锌可以完全被回收和循环利用。

2、钛锌板屋面构造层次及特点

1、屋面底板安装

1)屋面底板控制线测量

在安装前将板材安装控制线（屋面地板安装平行线）用全站仪测设在檩条上。在板材安装前应检查檩条的直线度、挠度、及隐蔽工程内容、檩条安装必须符合设计图纸的弧度，檩条的安装高度应符合要求，从而保证板材安装后的平整度。

镀锌钢底板安装时应注意板底的平整度，跨中挠度不得超过1/200。

镀锌钢底板横向间相互搭建一个波峰，如底板相互接触不严产生较大缝隙时就用ø5铝铆钉适当紧固。锚固可靠，安装平整，板缝接触严密，板面干净。

2、保温棉铺设

保温棉铺设在檩条中间，下衬铝箔防潮膜。在保温棉铺设时，铝箔膜向下，设置在保温棉下侧，起隔气、隔温、反热辐射作用。

在离心玻璃棉铺设时不宜拉得太紧，有保温棉打开包装后充分回弹的空间，防止因不宜拉得太紧在回弹过程中出现铝箔膜的自然开裂。

为保证施工时玻璃棉毡铺设不受天气的影响，镀锌支撑钢板与保温棉平行施工，施工时应避免对已完工部分的破坏并有防突击强风设施。

浸水泡湿的保温棉不得直接使用，以确保施工质量。

3、压型支撑钢板铺设

钛锌板通常为0.8mm，板较薄，所以须用压型钢板作为辅助支撑层。一般采用V125/750型镀锌压型钢板。铺设方式与底板相同，在波谷中用自攻自转螺丝固定，每个波谷都需一个螺钉固定。铺设时按流水方向、从下往上、从一边向另一边安装。每块板在长度方向最少搭接50mm，宽度方向搭接一个波峰。

4、找平板铺设

找平板的一般为镀锌钢板。压型钢板安装完毕，依从下往上的次序，将找平钢板平铺在压行钢板上，找平板横铺，长边方向垂直与波峰，两块板在波峰处搭接，搭接长度为不小于30mm,以起到二次防水要求。用铝铆钉固定，间距控制在三个波峰。

5、防水卷材铺设

由于钛锌板为瓦片状，本身不起到防水作用，需依靠柔性卷材防水。将已安装好找平板并已验收合格的区域清理干净；将防水卷材横向铺设在找平板之上，把防水卷材按轮廓自然展开布置在钢板上。平整顺直，不得扭曲。如有滑动，可适当用拉钉固定。短边方向搭接长度为60mm、长边方向搭接60mm。

6、钛锌板的安装

(1)单元板就位

安装时根据实测、施工深化图，首先按板块大小，在安装部位进行放线。按照安装次序首先安装收口板，将收口板安装到位后，安装第一块单元板块。我们最先安装的是最下面的一块板。板块锚固是通过平锁片与下基层连结。板块就位后，将固定锁片与板块的两条上边连接。

图示（一）：分层安装示意

第一步 第二步

第三步 第四步

固定锁片用铆钉固定，需要先用电钻预钻孔。将固定锁片对准其安装位置，然后用手电钻钻孔，钻孔直径应根据铆钉的规格确定。本工程中每个锁片需要打两颗铆钉。

另外，固定锁片的数量多少，决定着屋面板的抗风能力。所以需严格按图纸设计进行安装，不得漏装，少装。

钛锌板系统立边高度在25mm至39mm之间，板块之间为360O复扣咬合，咬合立边产生等压腔，从根本上避免了毛细作用的进水现象；由于板块下存在可靠的持力层与通风降噪层，可增加通风降噪丝网、拔热铝箔等构造，来及时的排除冷凝水、保持屋面系统的长期干燥、并将金属板的辐射热量反射，从而大大延长屋面的使用寿命，并达到节能环保的作用

钛锌合金表面经预钝化处理后形成一种亚光的蓝灰色，无需作任何涂装，在表面损伤后露出的金属锌与空气中的氧气、水、二氧化碳反应，形成致密的碳酸锌保护层阻止锌的进一步反应，而这层碳酸锌保护层与预钝化的表面是同一种物质，这种自愈合现象使得钛锌合金成为一种自保护性的的屋面材料。另外，钛锌合金金属表面不易积尘，屋面经雨水冲刷后光洁如新，这些特性既能保持建筑物长期的设计效果又能保证了建筑物的长久使用寿命。

结束语：屋面系统的选型是综合结构形式、建筑效果、施工技术、经济成本等多方面的因素，也是屋面既能达到基本的保温防水功能，又能与新型材料及先进施工技术相结合，同时满足建筑美观要求的前提条件，直立锁边铝镁锰屋面板、钛锌板屋面系统各有其特点。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。