王 繹

竹中（中國）建設工程有限公司 上海 200120

1 工程概況

背景工程位于江蘇省蘇州市常熟東南開發(fā)區(qū)，工廠主體結構為1層鋼結構，采用鋁鎂錳合金直立鎖邊系統(tǒng)金屬屋面，外墻均采用彩鋼板作為圍護結構。外墻立面與屋面交界處采用了圓弧角造型，使整幢建筑物具有線條感，盡顯柔和之美（圖1）。由于屋面與墻面分別采用了直立鎖邊和普通彩鋼板2套系統(tǒng)，因此R角節(jié)點處理有一定難度。

圖1 建筑效果圖

2 技術難點

1）由于該廠房設計上在兩面墻與屋面之間采用圓弧造型連接，為保證設計效果，屋面必須采用與墻面的材料、形狀相一致的產品；另外，為保證圓弧邊緣搭接處將來無漏水隱患，必須采用將屋面材料折彎，然后與墻面完成搭接的施工工藝。有了以上的基準要求后開始進行施工準備工作，但在國內的生產廠商中尚找不到符合要求的材料。

2）屋脊、山墻收邊、檐口等處如果不加特別的節(jié)點處理，容易造成漏水隱患。

3）雖然工廠主體形式上只是一個單體，但由于該廠房為混凝土結構外包金屬墻板圍護，因此與工廠主體鋼結構在屋面交匯處圓弧伸縮縫的三維處理難度極高。

3 直立縫鎖邊系統(tǒng)金屬屋面的特點

1）直立縫鎖邊系統(tǒng)金屬屋面具備整體性結構防水、排水功能；

2）系統(tǒng)采用暗扣式直立鎖邊的固定方式，屋面沒有螺釘外露，整個屋面不但美觀、整潔，而且從根本上杜絕了螺釘穿孔造成的漏水隱患；

3）具備抗風性能，這樣可以增加建筑屋面的使用壽命；

4）金屬面板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；施工速度快，操作方便、簡單；

5）直立鎖邊的T形鋁合金固定支座僅限制屋面板在板寬方向和上下方向的移動，并不限制屋面板沿板長方向的移動，因此屋面板在溫度變化時能夠在固定支座上自由伸縮，消除了因熱脹冷縮而產生的溫度應力[1,2]。

4 直立縫鎖邊系統(tǒng)金屬屋面的深化設計

4.1 圓弧角金屬屋面過渡節(jié)點處理

普通工業(yè)廠房基本上采用外掛天溝作為屋面的排水系統(tǒng)，但是本工程由于外立面的需要，本來掛天溝的屋面部分做成了R角，整個屋面排水系統(tǒng)成了自由排水，因此在施工中帶來了很多難題。

4.1.1 使用材料的決定

根據設計要求，R角直徑確認為1 200 mm。原設計屋面應該與墻面連成一體（圖2），才能既確保設計效果，又能滿足防水要求。也就是說，屋面的板型必須與墻面板型相配，并且R角圓弧部分必須使用與屋面同樣的材質，才能保證此部分荷載及防水的要求。但國內市場上沒有現(xiàn)成的材料，經多方查詢才找到了一家能生產相類似產品的國內企業(yè)。為此，針對這種板材我們進行了專門的節(jié)點設計，以滿足功能和外觀需求。

圖2 屋面R角連接示意

4.1.2 施工圖節(jié)點的深化設計

根據以往的施工經驗，不同材料在屋面平接肯定會帶來漏水隱患，光靠膠體是保證不了十年乃至更多年限的防水。因此必須從構造上進行處理，將這2種材料的搭接處做成高差，以解決漏水問題。根據屋面排水截面的驗算，我們把高差定在了12 cm，并按此制作了施工圖節(jié)點（圖3）。同時我們考慮用特殊的山墻收邊來蓋住這高差。

圖3 屋面板施工節(jié)點示意

4.1.3 異型山墻收邊的深化設計

所謂山墻收邊，主要是連接屋面板與墻面板的包邊，防止雨水從這里流進建筑物內部。考慮到本工程建筑物外立面的特殊性，并且還要處理掉屋面12 cm的高差，從而在視覺效果上達到設計的要求，故標準的收邊已經滿足不了要求。原因有三：其一，12 cm的屋面高差靠普通山墻包邊是蓋不住的，必須加高尺寸；其二，普通形狀的山墻包邊，不能夠折成φ1 200 mm的弧度；其三，普通的山墻包角與墻面轉角包邊是不相干的，而R角圓弧屋面是連續(xù)的。因此基于以上三點，最后設計成凹形收邊，既滿足了設計上圓弧美觀的要求，同時又達到了蓋住高差處的施工需要（圖4）。

圖4 兩種山墻收邊的比較

4.2 屋脊、屋面開口、高低跨交界等處節(jié)點深化設計

防水是金屬屋面系統(tǒng)根本的也是最重要的功能。屋脊處和屋面開口部、高低跨部、山墻等處泛水板是漏水的重要隱患處，因此在工程中必須對這些部分進行節(jié)點的深化設計。

4.2.1 屋脊處

在加工時先將屋面板端頭高端位部分的板邊向上彎起80°左右，彎起高度與直立部分等高，形成擋水板；同時在屋脊蓋板位置兩側安裝與金屬屋面板相吻合的專用金屬堵頭（壓制成型），金屬堵頭與金屬屋面板之間采用4～6個螺絲固定，金屬堵頭與屋脊收邊之間采用專用防水大鉚釘固定，且在金屬堵頭上下均敷設防水膠泥加筒膠，這樣既解決了傳統(tǒng)的泡沫堵頭易脫落的問題，又確保了該節(jié)點在任何氣候情況下都能達到嚴密的防水功能（圖5）。通過采取以上措施，使之形成雙重防水結構，防止在風力作用下，雨水直接進入屋脊收邊與屋面板對接縫，形成大面積滲漏。

圖5 屋脊處節(jié)點深化設計示意

4.2.2 屋面開口處

金屬屋面開口施工存在著3個問題：

1）作為用于屋面的建筑材料，必須考慮其長久的耐候性、抗腐蝕性；

2）屋面開口需考慮其支撐處屋面設備的強度及自身強度補強；

3）屋面開口與屋面板交界部位的防水處理。

由于屋面進行工廠一體化加工，故可以在開口的背水面底部加工出與屋面板板肋相匹配的凹槽，在安裝屋面開口時，只需將該凹槽壓在屋面板板肋上，再敷設防水膠后用釘子固定即可做到屋面開口背水面底部的防水；屋面開口的迎水面則采用在該位置設置分水板，使其迎水面無積水區(qū)域，分水板與開口完成防水處理，并且從屋面最高處起在迎水面的屋面部分上再蓋一層泛水板，寬度與屋面開口完成面相同，防止雨水從屋面板斷口及與開口間隙流入建筑物內。最后需要注意的是屋面開口應具備一定的防水高度，整個屋面開口及其附件均直接與屋面板連接固定，而不能與屋面檁條有任何連接點，以確保屋面系統(tǒng)在熱脹冷縮過程中不會造成屋面開口處的漏水現(xiàn)象（圖6）。

圖6 屋面開口處防水處理示意

4.2.3 高低跨處

該部位處理基本和屋脊處處理相似，同樣利用屋面板彎起、金屬堵頭、防水布、泛水板等共同構筑成雙重防水效果（圖7）。

4.3 與混凝土結構的伸縮縫處的深化設計

本工程既有鋼結構又有混凝土結構，這就避免不了伸縮縫這一老生常談的問題了。但是，本次施工的難度在于圓弧屋面板與混凝土結構女兒墻交會處彩色壓型鋼板之間如何處理才能保證不漏水，既要保證兩邊的圓弧屋面板各自只能固定在自己的結構一邊，同時又要考慮與屋面山墻包邊之間形成三維一體的連接。針對這個問題，在圖紙上很難直觀地反映出這三者之間的關系。因此，我們在現(xiàn)場做了一個節(jié)點經設計確認的實體模型，讓操作工人能夠通過實物模型，事先了解施工做法，從而在施工中取得了很好的效果。

圖7 高低跨處的防水處理示意

5 屋面施工控制要點

1）首先要控制屋面檐口圓弧屋面板下方鋼結構的標高，防止該部分屋面施工后形成倒泛水。

2）其次，對各個隱蔽部分，特別是2種防水節(jié)點實施100%驗收，并且保留好影像資料。

3）再次，對于復雜的節(jié)點（例如圓弧檐口與屋面，墻面相交處伸縮縫做法，既要考慮建筑立面效果，又要符合伸縮縫原理），要結合設計圖紙，通過現(xiàn)場實樣制作，確定施工方案。

4）最后是圓弧屋面板與墻面板的連接施工，由于外立面要求兩者材料、形狀必須相吻合，安裝前必須進行排版，墻面板必須先放線安裝，消除累積誤差[3,4]。

6 實施效果檢查

通過前期的深化設計及施工過程中的嚴格把控，使得該工程金屬屋面施工質量到達了預期的要求，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(xiàn)了金屬屋面美觀、簡潔、大方等外觀特征，受到了業(yè)主和工業(yè)區(qū)領導的一致認可。