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1、1 金属屋面系统概述,1.1系统概念,金属屋面通常是指采用压型金属板或金属夹芯板通过固定支架、紧固件与支撑系统连接，通过支撑系统将屋面荷载传递至主体结构，且屋面板与水平方向夹角小于75的屋顶围护系统。,1.2金属板屋面分类（按屋面类型）,单层金属板屋面：用于没有保温隔热要求的建筑；双层板复合保温屋面：用于有保温隔热要求的普通工业与民用建筑；多层压型板复合保温屋面：根据构造不同，可用于有节能、气密要求的工业与民用建筑或潮湿环境的建筑，有声效要求的重要建筑，如机场航站楼、体育建筑、会展建筑等；压型钢板复合保温防水卷材屋面：用于对保温、隔热、防水有较高要求的重要建筑，如机场航站楼、体育建筑、会展建筑
2、、重要生产车间、有较高要求的仓储建筑等，以及有较多构件穿出的屋面；保温夹芯板屋面：用于有保温隔热要求的普通工业与民用建筑。由于保温夹芯板属于工厂复合板材，其产品规格受运输条件限制，一般板长不大于12m，连接方式也多为螺栓连接。,1.2金属板屋面分类（按防水层材料种类）,压型金属板作为防水材料：压型金属板在屋面构造层最上面，通过压型板之间的可靠搭接，形成一个刚性防水的整体屋面；单层防水卷材作为防水材料：单层防水卷材在屋面构造的最上面，起到防水的作用。卷材屋面为柔性防水屋面，其搭接方式为热风焊接或粘接。搭接部位的连接强度不得低于母材性能。防水卷材材料应符合单层防水卷材屋面技术规程的要求。,2 金属
3、屋面系统设计原则,2.1防水原理,在金属屋面系统的防水设计中，应主要防止两种水，即围护系统外部水和围护系统冷凝水。（一）外部水1、包括：雨水、积雪融化水等。2、防外部水除了要防止外部淋水，还要防止外部毛细渗水。3、金属板围护系统存在大量接缝，要想控制毛细水渗入，就必须合理控制板缝的尺寸，控制了板缝尺寸也就是消除了缝隙内外两侧的压力差，也就是“雨屏原理”。4、根据试验得知，接缝的缝隙宽度大于0.5mm时，一般不再出现毛细渗水的现象。当金属板之间存在一定的缝隙时，就避免了压力差和毛细现象，利用雨屏原理构造设计的接缝称之为“压力平衡缝”或“防水空腔接缝”。,2.1防水原理,搭接缝构造对比图,在自攻螺
4、钉固定压型钢板时，将上下两块板紧密压实，容易出现毛细渗水现象。,在板搭接之处，上下两块板压出不同形状，产生空腔，有效防止毛细渗水。,2.1防水原理,（二）冷凝水1、产生冷凝水，俗称“结露”，表现为在屋面围护系统内部或屋面围护系统室内侧出现水迹甚至水珠，致使屋面系统内保温绝热层浸湿、发霉，乃至屋面系统出现渗水等现象。2、造成结露现象的条件有两个：温度、湿度。3、湿空气的露点温度是判断是否结露的重要依据。露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。使一个镜面处在采样湿空气中降温，直到镜面上隐现露滴（或冰晶）的瞬间，
5、测出镜面平均温度，即为露点温度。4、空气结露的根本原因就是当室内空气温度降到低于其露点温度时就会结露，就会有冷凝水产生。在同一温度时，相对湿度越高，水蒸气压力越大，则露点温度也越高，越易结露。同理，相对湿度相同时，温度越高，露点温度也越高，也就容易结露。,2.2设计原则,（一）水密性设计1、提高金属屋面系统水密性，防止外部水浸入。2、屋面工程技术规范GB50345中对关于“防水层”的定义为：能够隔绝水而不使水向建筑物内部渗透的构造层。3、根据防水层的定义判断，从严格意义上讲金属屋面中的压型金属板面板和金属夹芯板均属于有缝连接材料，无论怎样的板型与构造都无法完全隔绝水分的渗透，金属屋面中最外层的
6、金属面板系统理论上不具有水密性，属于构造排水系统，主要功能是快速排除屋面外部水，因此对于防水要求较高的屋面系统，就需要增加防水垫层或防水透气层，来帮助屋面系统增加水密性标准，防止外部水渗漏。,2.2设计原则,（二）气密性设计1、提高金属屋面系统气密性和传热系数，防止屋面系统冷凝水产生。2、根据冷凝水产生的原理，设置相应的构造层，阻止含有水汽的气流在屋面系统构造层之间移动，上述构造层中，隔汽层与防水透汽层都是极为重要的构造层次。3、隔汽层：阻止水蒸汽进入保温层，避免当保温材料含水率增加后热阻下降以及结露现象。4、防水垫层或防水透汽层：具有防风、防水透汽功能，将外界水与空气气流阻挡在建筑外部，阻止
7、冷风渗透，同时能将室内及墙体中的潮汽排到室外。,2.2设计原则,（二）气密性设计5、同时加强金属屋面系统的传热系数的稳定性，在支撑系统部位增加相应构造，减少系统热桥，防止屋面围护系统内表面温度过低产生结露现象。,金属屋面支撑系统放热桥构造,2.2设计原则,（三）排水设计1、按照构造排水方式的原则设计金属屋面系统构造排水方式的特征是通过快速排除雨水来达到防水效果，如果雨水不能迅速排除，渗漏问题就会不可避免的发生，故及时有效的排除雨水对保证系统防水能力至关重要。2、地域气候特征、金属屋面坡度、面板板型波高、横向连接方式、竖向搭接长度、屋面泛水处理、天沟蓄排水能力等因素都直接影响整体屋面系统的排水能
8、力，因此对于金属屋面系统的防水性能设计必须从多方面综合考虑，做到以排为主、防排结合。,2.2设计原则,（四）安全连接设计1、可靠安全的连接技术是金属屋面安全性的重点。在金属屋面系统的设计中，风荷载是一个极其重要的设计荷载，在风力作用下，屋面常受到很大的吸力，如果自重等荷载作用不足以抵抗风吸力，屋面必将会被掀起而破坏。 因此对金属屋面系统进行风荷载作用下的连接受力性能研究是十分必要的。2、关于金属屋面实际的抗风能力在国标屋面工程技术规范GB50345、国标坡屋面工程技术规范 GB50693、国标压型金属板应用技术规范（报批稿）中关于金属屋面的抗风揭能力有如下约定：“压型金属板屋面系统，应经抗风揭
9、试验验证其系统整体抗风揭能力满足设计要求。”,3 金属屋面系统设计方法及材料选择,3.1防水设计,（一）防水设计标准1、屋面工程技术规范 GB503452、坡屋面工程技术规范 GB50693。3、压型金属板应用技术规范JGJ/T 316-2013,3.1防水设计,（二）防水设计内容及方法排水为主，防排结合。1、屋面构造形式：根据建筑物的使用性质及环境情况进行选择。2、板型选择：充分考虑屋面排水坡长的因素，坡长长的屋面，宜选择波形高的板型。在北方地区，还应考虑积雪因素，在金属板搭接部位做防水密封处理。3、屋面采光、通风：屋面需设置采光窗或采光带时，宜将采光带高出金属板屋面250mm，避免两种材料
10、在温度变形时因变形不一致产生错动而导致雨水渗漏。4、细部节点构造处理：屋面上尽量不要设置穿出屋面的构件，如必须要设，尽量集中在屋脊部位。如不能设在屋脊部位，要注意穿出屋面部位迎水面的排水设计，让水从两侧排走，不要在此处形成积水。节点重点部位还包括：屋脊、檐口、屋面与墙体相交部位、变形缝等。5、防冷凝水：避免热桥造成局部构件温度低而形成冷凝水。充分考虑环境湿度，如室内环境湿度较大，应在保温层内侧设置隔汽层，如屋面漏水隐患较多，应在金属板下侧设置防水垫层，并有将水排出的可靠措施。,3.2排水设计,金属板屋面排水方式的选择，应根据建筑物屋顶形式、气候条件、使用功能等因素确定。屋面排水方式可分为有组织
11、排水和无组织排水。金属压型板屋面用压型金属板波高（肋高）不宜小于50mm, 搭接型及扣合型压型金属板不宜用于形状复杂的建筑屋面。压型金属板锁扣、搭接方向应顺横向坡向（若有）或与当地常年主导风向一致。压型金属板采用咬口锁边连接时，屋面的排水坡度不宜小于5%；压型金属板采用紧固件连接时，屋面的排水坡度不宜小于10%。当采用单层防水卷材屋面时，屋面坡度宜大于3%。,3.2排水设计,金属板屋面采用的金属檐沟、天沟宜向落水口方向纵向找坡，坡度宜为0.5%；外檐沟在条件不允许时可不设找坡，雨水利用水力坡度排向落水口。檐沟、天沟内侧深度不应小于250mm，沟宽宜大于300mm。檐沟、天沟应按当地不少于30年
12、一遇暴雨强度设置排水系统，其过水断面宜适当大于相同汇水面积的混凝土屋面的檐沟、天沟。金属板屋面的檐沟设计时应保证沟内雨水不会溢过檐沟内测高度，因此设计时金属檐沟外侧应低于檐沟内测不少于50mm。有女儿墙的金属屋面的檐沟及内天沟应设溢流口等溢流设施，以防遇大雨或其他原因导致沟内排水不畅，造成雨水从檐沟与屋面板交界处倒灌。,3.3连接设计,（一）金属板防水层连接方式根据连接、固定方式不同，金属板防水层可分为搭接型板（穿透式固定板型）、扣合型板和咬合型板。搭接型板是成型板纵向边为可相互搭合的压型边，板与板自然搭接后通过紧固件与结构连接的压型金属板。,（a）搭接型板连接构造（无固定支架） （b）搭接型
13、板连接构造（有固定支架） 搭接型金属板连接构造 1-屋面板；2-结构用紧固件；3-支承结构,3.3连接设计,扣合型板是成型板纵向边为可相互搭接的压型边，板与板安装时经扣压结合并通过固定支架与结构连接的压型金属板。,扣合型金属板连接构造 1-屋面板；2-结构用紧固件；3-支承结构；4-连接用紧固件,3.3连接设计,咬合型板是成型板纵向边为可相互搭接的压型边，板与板自然搭接后,经专用机具沿长度方向卷边咬合并通过固定支架与结构连接的压型金属板。,（a）咬合型板一（180o咬合） （b）咬合型板二（270o咬合） （c）型板连接构造三（360o咬合）咬合型金属板连接构造1-屋面板；2-结构用紧固件；3
14、-支承结构；4-连接用紧固件,3.3连接设计,（二）单层卷材防水连接方式1）点式固定点式固定是最常见的单层卷材防水连接方式。在相邻两幅防水卷材的搭接部位，沿搭接边纵向方向，采用专用紧固件，将下层防水卷材固定于金属压型钢板基层，再采用可靠的连接方法（如TPO、PVC防水卷材，采用热风焊接方法将两副卷材连接），将上层防水卷材与下层防水卷材连接。,3.3连接设计,（二）单层卷材防水连接方式2）线式固定线性固定是一种非常灵活的防水卷材连接方式，固定件的位置不受防水卷材幅宽的影响。防水卷材铺设好后，采用专用压条和螺钉将防水卷材固定于金属压型钢板基层，再用与防水卷材同质的卷材覆盖条带将压条覆盖，最后采用可
15、靠的连接方法（热塑性防水卷材，如TPO、PVC防水卷材，采用热风焊接方法将卷材覆盖条带与大面防水卷材连接；热固性防水卷材，如EPDM，通常采用专用的可自粘的EPDM覆盖条带与大面防水卷材连接），将覆盖条带与大面防水卷材连接。,3.3连接设计,（二）单层卷材防水连接方式3）无穿孔固定以上介绍的两种防水卷材与金属压型钢板基层的连接方式，可以看出都有一个显著的特点，即屋面大面防水卷材毫无例外地都被固定件穿透。下面介绍一种屋面大面防水卷材不被固定件穿透的连接方式，即无穿孔固定连接方式。根据热塑性和热固性防水卷材类别的不同，无穿孔固定可分为针对TPO、PVC防水卷材的无穿孔固定及EPMD防水卷材的无穿孔
16、固定。,3.3连接设计,（一）单层卷材防水连接方式（1）TPO、PVC防水卷材的无穿孔固定将带有TPO或PVC涂层的垫片用螺钉固定于金属压型钢板基层，其上铺设相对应的防水卷材，再采用专用电磁感应焊接设备将防水卷材与带涂层的垫片焊接在一起。,3.3连接设计,（二）单层卷材防水连接方式（2）EPDM防水卷材的无穿孔固定将EPDM卷材专用无穿孔自粘固定条带用专用紧固件固定于金属压型钢板基层，其上铺设EPDM防水卷材，再将EPDM防水卷材与固定条带粘接在一起。,3.3连接设计,（二）单层卷材防水连接方式（2）EPDM防水卷材的无穿孔固定将EPDM卷材专用无穿孔自粘固定条带用专用紧固件固定于金属压型钢板
17、基层，其上铺设EPDM防水卷材，再将EPDM防水卷材与固定条带粘接在一起。,3.4抗风揭,1）风荷载设计要求根据建筑结构荷载规范（GB 50009）的规定，金属板屋面系统应满足0 SdR，即：荷载作用 屋面抗力。式中：0 金属板结构重要性系数Sd -荷载组合的效应设计值，即风荷载作用值R 金属板系统结构抗力设计值（1）金属板系统承受风荷载作用值的确定金属板承受的风荷载设计应按工程所在地区的最大风力、建筑物高度、屋面坡度、基层状况、建筑环境和建筑形式等因素，按照现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009）的有关规定计算风荷载；按照建筑结构荷载规范（GB 50009）不能确定体形系数的复杂建筑
18、，宜采用风洞试验报告数据计算设计风荷载值。（2）金属板系统抗风能力确定金属板系统抗风揭能力应按设计要求根据抗风揭试验确定。（3）金属板系统结构重要性系数应参照国内外相关规范标准取值或设计师要求进行取值。,3.4抗风揭,2）抗风揭试验关于金属屋面系统抗风揭性能试验，目前国内尚没有专门检测标准，但国内已有一些实验室参考相关国内外标准开展了金属屋面抗风揭性能检测，主要有：（1）国家建材工业建筑防水材料产品质量监督检验测试中心（苏州）实验室和中冶建筑研究总院金属屋面抗风实验室，采用静态循环实验方法，执行标准为FM 4471:2010 Approval Standard for Class I Pane
19、l Roofs，试验设备、标准完全按照FM标准进行，是美国FM标定并认可的实验室。（2）香港、澳门金属结构协会金属围护系统测试中心（珠海）实验室，采用动态实验方法，参照CSA A123.21-10 Standard test method for the dynamic wind uplift resistance of membrane-roofing systems进行，与香港理工大学合作，自行设计制造了专门实验设备，专业开展金属屋面板系统抗风揭性能试验。（3）国内实验室，例如国家建筑工程质量监督检验中心幕墙门窗质检部，采用动态实验方法，参照UL 580. Tests for uplift
20、 resistance of roof assemblies进行，特制实验设备开展实验。（4）国内其它实验室，采用动态实验方法，参照建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法（GB/T15227），利用标准规定的设备开展屋面承受正、负风压性能检测实验。目前国内相关研究机构正在研究、制订我国金属屋面板系统抗风揭试验方法和标准，待标准制定后，可根据标准执行。,3.5 材料选择,（一）金属板建筑围护用金属板包括镀层钢板、彩色涂层钢板、铝合金板、不锈钢板、钛锌合金板、铜板、铅板等。建筑用彩色涂层钢板分为基板、镀层和涂层三部分。,3.5 材料选择,1）基板选择建筑用彩色涂层钢板镀层的基板应采用热浸镀类结构级
21、钢板。基板钢材按屈服强度级别宜选用250级（MPa）与350级（MPa）结构级钢。用作屋面板时，其基板厚度宜为0.61.2mm。钢板基本厚度0.6mm时，屋面板可作为接闪器。压型铝合金板的材料一般采用变形铝及铝合金牌号表示方法（GB/T 16474-1996）及变形铝及铝合金化学成分（GB/T 3190-2008）中规定的3004或3005铝镁锰合金。有可靠依据时，可采用其他铝合金板材。压型铝合金板应采用卷板制作，用作屋面板时，其基板厚度宜为0.91.2mm。,3.5 材料选择,2）镀层选择钢基板的镀层有热镀锌、热镀锌铁合金、热镀铝锌、热镀锌铝等四种。3）涂层选择彩色涂层钢板的涂层包括面漆和底
22、漆。A）面漆种类有以下四种：a）聚酯（PE）是目前使用量最大的面漆涂料，漆膜附着力良好，颜色丰富，在成型性和室外耐久性方面范围较宽，抗化学药品中等，成本低。b）硅改性聚酯（SMP）漆膜硬度良好，耐磨性和耐热性良好，室外耐久性和抗粉性良好，光泽保持性、柔韧性一般，成本中等。c）高耐久性聚酯（HDP）具有优良的颜色保持性和抗紫外线性能，优异的室外耐久性和抗粉化性，漆膜附着力好，颜色丰富，性价比优秀。d）聚偏氟乙烯（PVDF）具有优异的颜色保持性和抗紫外线性能，优异的室外耐久性和抗粉化性良好的成型性和抗污染性，颜色有限，成本高。B）底漆常用的底漆种类有环氧、聚酯、水溶性丙烯酸、聚氨酯等底漆。底漆厚度
23、通常为57m。a）环氧底漆与基材的附着力良好、耐水、耐碱、抗化学腐蚀性好、柔韧性差。b）聚酯底漆与基材的附着力好、柔韧性好、对潮湿环境敏感、耐化学药品不如环氧底漆。c）水溶性丙烯酸底漆与基材的附着力良好、具有的柔韧性、有机溶剂含量低、能够低温固化。d）聚氨酯底漆耐化学药品性、耐久性、柔韧性均好。,3.5 材料选择,4）板型选择用于屋面的压型金属板波高应30mm，单坡较长的屋面压型金属板波高宜70mm。环境温差较大地区或单坡较长屋面，宜选用具有消除屋面板涨缩应力功能的滑动型屋面。,压型钢板典型屋面板型,压型铝合金板典型屋面板型,3.5 材料选择,5）规格压型金属板一般用1000mm宽卷板压型而成
24、，板宽根据板型确定。如在工厂压制的金属板，考虑运输因素，宜12m，如在施工现场压制，可根据施工条件及工程要求确定板长。咬边连接及扣合连接的板型一般不能在板长方向搭接，因此板长需单坡通长。,3.5 材料选择,（二）单层卷材1）TPO防水卷材TPO防水卷材的中文名称为热塑性聚烯烃防水卷材。自上世纪90年代开始运用于屋面防水以来，鉴于TPO防水卷材自身优异的耐久性，以及环保等诸多优点，得到了越来越多建筑师和业主的认可与青睐。TPO防水卷材按照产品的组成可分为匀质TPO防水卷材，带纤维背衬TPO防水卷材和织物内增强TPO防水卷材。用于金属压型钢板为基层的TPO防水卷材，常常需要采用机械固定法件将TPO
25、防水卷材与钢板基层连接，这就要求TPO防水卷材具有好的机械强度，通常情况下只有聚酯纤维内增强的TPO防水卷材才能满足要求。,3.5 材料选择,（二）单层卷材1）TPO防水卷材TPO防水卷材的中文名称为热塑性聚烯烃防水卷材。自上世纪90年代开始运用于屋面防水以来，鉴于TPO防水卷材自身优异的耐久性，以及环保等诸多优点，得到了越来越多建筑师和业主的认可与青睐。TPO防水卷材按照产品的组成可分为匀质TPO防水卷材，带纤维背衬TPO防水卷材和织物内增强TPO防水卷材。用于金属压型钢板为基层的TPO防水卷材，常常需要采用机械固定法件将TPO防水卷材与钢板基层连接，这就要求TPO防水卷材具有好的机械强度，
26、通常情况下只有聚酯纤维内增强的TPO防水卷材才能满足要求。,3.5 材料选择,（二）单层卷材1）TPO防水卷材TPO防水卷材的中文名称为热塑性聚烯烃防水卷材。自上世纪90年代开始运用于屋面防水以来，鉴于TPO防水卷材自身优异的耐久性，以及环保等诸多优点，得到了越来越多建筑师和业主的认可与青睐。TPO防水卷材按照产品的组成可分为匀质TPO防水卷材，带纤维背衬TPO防水卷材和织物内增强TPO防水卷材。用于金属压型钢板为基层的TPO防水卷材，常常需要采用机械固定法件将TPO防水卷材与钢板基层连接，这就要求TPO防水卷材具有好的机械强度，通常情况下只有聚酯纤维内增强的TPO防水卷材才能满足要求。,3.
27、5 材料选择,2）PVC防水卷材PVC防水卷材的中文名称为聚氯乙烯防水卷材。PVC 防水卷材按照产品的组成可分为匀质PVC防水卷材，带纤维背衬PVC防水卷材、织物内增强PVC防水卷材、玻璃纤维内增强PVC防水卷材及玻璃纤维内增强带纤维背衬卷材。用于金属压型钢板为基层的PVC 防水卷材，常常需要采用机械固定法件将PVC 防水卷材与钢板基层连接，这就要求PVC 防水卷材具有好的机械强度，通常情况下只有聚酯纤维内增强的PVC 防水卷材才能满足要求。,3.5 材料选择,3）EPDM 防水卷材EPDM 防水卷材的中文名称为三元乙丙防水水卷材。自上世纪六十年代初期，EPDM防水卷材首次运用于屋面防水以来，
28、该防水卷材在全世界得到了广泛的推广与应用。鉴于EPDM防水卷材自身优异的耐久性和耐候性，人们对该防水卷材的认可度很高，使其成为迄今为止用量最多的高分子防水卷材。EPDM 防水卷材按照产品的组成可分为匀质EPDM防水卷材和织物内增强EPDM防水卷材。三元乙丙橡胶防水卷材，在发达国家是一种被广泛使用的高分子防水卷材，即使是匀质卷材也可用于机械固定法单层防水卷材屋面。为提高和规范我国单层防水卷材屋面的质量和发展，当匀质三元乙丙橡胶防水卷材应用于机械固定法单层防水卷材屋面时，防水卷材的主要性能除应符合表6-11，相关防水卷材生产商还应提供与具体工程项目相对应的屋面系统实验报告，如抗风揭实验报告、FM屋
29、面系统报告等，以证明该屋面系统的安全与可靠性。,3.5 材料选择,（三）夹芯板夹芯板是以彩涂钢板为面板，经连续成型机将芯材与面板黏结成整体的建筑用板材。即由彩涂钢板胶结剂保温芯材胶结剂彩涂钢板五部分组成。1）金属面夹芯板分类及面层材料金属面夹芯板分类按芯材材料分有：金属面聚苯乙烯夹芯板、金属面硬质聚氨酯夹芯板、金属面岩棉夹芯板、金属面玻璃丝棉夹芯板、金属面聚异氰尿酸酯夹芯板等。在选用夹芯板芯材种类时，应符合相关防火要求。2）金属面夹芯板面层材料金属面夹芯板通常采用彩色涂层钢板，彩色涂层钢板的镀层基板一般采用镀锌钢板，或其他镀层钢板。使用镀锌钢板为基板时镀锌量（双面）不应小于180g/，使用镀铝
30、锌基板时不应小于150g/。彩涂钢板外表面涂层:外表面涂层厚度20m，并应为两涂两烘。彩涂钢板内表面与芯材黏结面为环氧聚酯涂层，涂层厚度6m。彩涂钢板厚度应0.5mm，做夹芯板内板使用的彩涂钢板经计算厚度可采用0.4mm。3）规格金属面夹芯板板厚一般有：50mm、60mm、75mm、80mm、100mm、120mm、150mm，板宽或根据确定。由于金属面夹芯板为工厂制作，因此考虑条件，板长一般12m。,3.5 材料选择,（四）采光板目前建筑上常用的采光板材按材质不同可分为玻璃纤维增强聚酯采光板（FRP板）、聚碳酸酯采光板（阳光板）、玻璃等。,3.5 材料选择,1）玻璃纤维增强聚酯采光板（简称F
31、RP板、玻璃钢采光板）玻璃纤维增强聚酯采光板是采用无碱玻璃纤维毡、强化聚酯和高性能防老化薄膜（或凝胶）及添加剂等材料，经机械化连续成型的一种采光材料。泛应用于工业厂房、大型库房、集贸市场、温室大棚、体育场馆、娱乐设施，可配合各种压型板材、夹芯板、镀锌板作为建筑屋面采光带、天窗等使用，起到良好的采光效果。,3.5 材料选择,2）聚碳酸酯采光板（阳光板、PC板）聚碳酸酯采光板是以聚碳酸酯为主要原料制成的非结晶性热塑性工程塑料，具有极好的强度、刚度、硬度、和韧性，应用于公共建筑、工业建筑等的屋面和墙面采光、农用温室、公共防护、隔音屏障等。,3.5 材料选择,3）璃采光顶（1）玻璃采光顶的玻璃应符合下
32、列要求：A）玻璃采光顶应采用安全玻璃，宜采用夹层玻璃或夹层中空玻璃；B）玻璃原片应根据设计要求选用，且单片玻璃厚度不宜小于6mm；C）夹层玻璃的玻璃原片厚度不宜小于5mm；D）上人的玻璃采光顶应采用夹层玻璃；E）点支承玻璃采光顶应采用钢化夹层玻璃；F）所有采光顶的玻璃应进行磨边倒角处理。（2）玻璃采光顶所采用夹层玻璃除应符合现行建筑用安全玻璃第3部分夹层玻璃GB15763.3的有关规定外，尚应符合下列要求：A）夹层玻璃宜为干法加工合成，夹层玻璃的两片玻璃厚度相差不宜大于2mm；B）夹层玻璃的胶片宜采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）胶片，PVB胶片的厚度不应小于0.76mm；C）暴露在空气中的夹层玻璃
33、边缘应进行密封处理。（3）玻璃采光顶所采用夹层中空玻璃除应符合本规范4.10.9和现行国家标准中空玻璃GB/T11944的有关规定外，尚应符合下列要求：A）中空玻璃气体层的厚度不应小于12mm；B）中空玻璃宜采用双道密封结构。隐框或半隐框中空玻璃的二道密封应采用硅酮结构密封胶或聚硫密封胶；C）中空玻璃的夹层面应在中空玻璃的下表面。（4）材料使用特点优点：玻璃采光顶坚固、耐用、宜清洁、透光率高、中空玻璃的保温性能好，常用于公共建筑过高标准工业建筑； 缺点：造价较高、荷载大，玻璃破碎后有安全隐患。,3.5 材料选择,（五）密封材料金属板围护系统中的密封材料系统有：丁基橡胶密封胶带、聚氨酯密封条、聚
34、氨酯泡沫堵头、密封胶、聚氨酯发泡剂等。丁基橡胶密封胶带具有粘结强度、抗拉强度高，弹性、延伸性能好，对于界面形变和开裂适应性强的优点，主要用于金属板接缝处的气密、防水、减震。聚氨酯密封条为1020mm软质聚氨酯密封胶条。聚氨酯泡沫堵头用于屋面屋脊口天沟、山墙等处的压型金属板的波谷处的封堵，根据金属压型板的波形定形制作。密封胶一般选用聚硫、硅酮、聚氨酯或其他优质中性耐候密封胶。聚氨酯发泡剂是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚物、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反
35、应形成泡沫。固化后的泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果,是一种环保节能、使用方便的建筑材料，适用于密封堵漏、填空补缝、固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。,3.5 材料选择,（六）保温材料为配合轻型板材屋面系统，常用的保温绝热材料可分为两大类：泡沫塑料及矿物棉制品。泡沫塑料类包括模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、硬质聚氨酯泡沫塑料（PUR）等；矿物棉类包括玻璃棉 、岩棉、矿渣棉。模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)多用于金属面夹芯板芯材及外墙保温填充。挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)较多用于压型金属板卷材防水屋面保温。 硬质
36、聚氨酯泡沫塑料（PUR）多用于金属面夹芯板芯材及外墙保温填充。硬质聚氨酯泡沫可现场喷涂施工，施工简便，对于钢结构板材屋面的边角等无法铺设保温材料的部位尤为适宜，可便于形成连续的保温层。玻璃棉：现场复核构造的金属板屋面保温材料多为超细玻璃棉毡，成品为卷状，一般都附有贴膜。贴膜的作用是使玻璃棉具有整体性，不宜坠断，还具有隔汽的作用。岩棉：可分为岩棉板和岩棉毡，岩棉板用于金属板为基板的复合卷材防水屋面，岩棉毡可用于双层金属板复合保温屋面。岩棉不能用于食品或有洁净要求的建筑。矿渣棉：与岩棉使用方法相同。,3.5 材料选择,（七）其他材料1）隔汽层材料隔汽层设置于保温层室内一侧。主要作用是阻止水蒸气进入
37、保温层，避免当保温材料含水率增加后热阻下降以及结露现象。独立设置的隔汽层有聚酯膜、聚烯烃涂层纺粘聚乙烯膜、SBS改性沥青卷材等；玻璃棉卷毡防潮贴面可起隔汽作用，防潮贴面种类有纸基夹筋铝箔贴面、纸基聚丙烯塑料贴面、纸基金属化聚丙膜贴面等。,3.5 材料选择,（七）其他材料2）防水透汽材料防水透汽层设置于外墙和屋面保温层外侧。防水透汽层具有防风防水透汽功能，将外界水与空气气流阻挡在建筑外部，阻止冷风渗透，同时能将室内及墙体中的潮汽排到室外。屋面用防水透汽层材料可选纺粘聚乙烯和聚丙烯；墙面用防水透汽层材料可选用100%高密度纺粘聚乙烯、镀金属纺粘聚乙烯（反射型）。,4 金属屋面系统构造层设计,4.1
38、金属屋面基本构造,金属板屋面的基本构造是在结构梁上铺设檩条，檩条间距需经结构计算，在檩条上铺设压型金属板。基本构造分类： 单层金属板屋面 复合金属板屋面 以压型金属板为支撑结构的单层卷材屋面,4.1金属屋面基本构造,（一）单层金属板屋面适用范围：单层金属板屋面用于不需要保温隔热 的建筑。常用板型：单层压型钢板屋面通常选用紧固件连 接和180咬边连接的压型钢板。系统固定：压型金属板通常采用紧固件（自攻螺 钉）或连接件（固定支架或连接支架）固定 在屋面檩条上。板材连接：压型钢板的纵向搭接应位于檩条处， 两块板均伸至支撑构件上。,4.1金属屋面基本构造,（二）复合金属板屋面系统特点：压型钢板复合保温
39、屋面是采用单层压 型钢板或双层压型钢板与玻璃棉卷毡或岩棉 板在施工现场复合完成。系统构造：压型金属板面板与檩条之间铺设保温 材料；保温材料在室内一侧设置隔汽层；保 温层下部设置压型钢板底板或吊顶板。双层压型钢板构造做法： 1）檩条露明,4.1金属屋面基本构造,图4-1 檩条露明型双层压型钢板复合保温构造（一）1-上层压型钢板 2-固定支架 3-防水透汽层 4-玻璃棉保温层 5-隔汽层 6-底层压型钢板7-隔热垫片 8-自攻螺钉间距250 9-附加Z型或槽型檩条 10-屋面檩条,4.1金属屋面基本构造,图4-2 檩条露明型双层压型钢板复合保温构造（二）1-可滑动固定支架 2-直立缝锁边连接滑动屋
40、面板 3-防水透气层 4-玻璃棉保温层 5-隔汽层6-隔热快 7-附加Z型檩条 8-屋面檩条 9-底层压型钢板 10-自攻螺钉,4.1金属屋面基本构造,2）檩条隐藏,图4-3 檩条隐藏型双层压型钢板复合保温构造1-上层压型钢板 2-固定支架 3-防水透汽层 4-玻璃棉保温层 5-隔汽层 6-底层压型钢板7-隔热垫片 8-自攻螺钉间距250 9-屋面檩条,4.1金属屋面基本构造,3）无檩体系,图4-4 无檩体系双层压型钢板复合保温构造1-上层压型钢板 2-底层压型钢板 3-玻璃棉保温层 4-屋面滑动支座 5-防水透汽层 6-隔热垫片7-隔汽层 8-附加Z型衬檩 间隔1.5m 9-自攻螺钉 10-
41、自攻螺钉或专用射钉 11-屋面钢梁,4.1金属屋面基本构造,（三）单层防水卷材屋面固定方式：机械固定和满粘固定（1）防水卷材机械固定热风焊接屋面建筑构造（2）防水卷材机械固定粘接屋面建筑构造（3）防水卷材满粘固定屋面建筑构造 【工程案例】 奇瑞捷豹路虎汽车厂房屋面系统案例 1 项目概况,4.1金属屋面基本构造,2 屋面基本构造层次,图4.5 无穿孔机械固定法屋面构造层次,4.1金属屋面基本构造,3 关键防水部位处理,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋
42、面基本构造,4.1金属屋面基本构造,4.1金属屋面基本构造,总体效果图,4.1金属屋面基本构造,防水施工完成后效果图,4.1金属屋面基本构造,4 工程特点,（1）可靠的材料,4.1金属屋面基本构造,4 工程特点,（2）系统紧固件（3）合理的设计（4）施工流程,4.1金属屋面基本构造,无穿孔机械固定系统施工组织流程,4.1金属屋面基本构造,（5）效益分析 1）以白色为主的浅色，表面光滑，高反射率， 具有节能效果且耐污染。抗紫外线和臭氧能 力强，满足能源之星要求，能降低能耗22% 左右。 2）采用专业热风焊工艺，屋面无明火施工， 确保防火安全。 3）低维护且易维护的特点使得每年围护成本 很低。 4
43、）系统重量低，可减少对结构的荷载，保证 结构的安全性。,4.1金属屋面基本构造,5）TPO不含氯化聚合物或氯气，焊接和使用 过程无氯气释放，不污染水源及空气，对 环境和人体健康无害，且可永久性回收利 用。称为“对环境友好的防水卷材”。,4.2功能性金属屋面构造,一、 防火型屋面构造层次由上至下分别为： 防水层、粘结层、保温层、专用压型钢板,图4-6 防火型屋面构造1-防水卷材 2-粘结层 3-防火板材 4-保温层 5-隔汽层 6-专用压型钢板 7-热风焊接8-自攻螺钉 9-固定垫片及自攻螺钉 10-屋面檩条,4.2功能性金属屋面构造,二、 吸声、隔声屋面压型金属板由于其自身荷载轻、造型能力强，
44、被广泛使用于大型公共建筑，比如体育馆、会展中心等。,1-直立锁边压型金属板 2-玻璃棉吸声层 3-自粘性防水层 4-保温板 5-0.6厚压型钢板 6-檩条 7-玻璃棉吸声板 8-防尘布 9-0.5厚穿孔压型钢板 10-高强铝质支架 11-隔热垫,图4-7压型金属板复合保温构造,4.2功能性金属屋面构造,三、 光伏太阳能屋面太阳能屋面是主动式节能屋面。目前光伏太阳能与金属屋面的结合主要为两种形式。,图4-8压型金属板光伏太阳能屋面,图4-9压型钢板复合保温防水卷材光伏太阳能屋面,4.2功能性金属屋面构造,四、装饰型屋面大跨度建筑较多地采用了金属屋面系统。当某些采用金属屋面系统的建筑设计对屋面外观
45、有特殊要求时，例如要求平滑表面，而一般金属屋面板带肋，因此设计要求在金属屋面系统构造上设置装饰平板，这类屋面即是装饰型金属屋面。构造层次（从上至下）： 装饰层系统、屋面构造层系统,4.2功能性金属屋面构造,图 4-10 典型装饰型金属屋面系统构造,案例：,某400kV直流联网工程换流站阀厅建筑1工程概况： 本工程位于青海省格尔木。格尔木换流站建筑由极1阀厅、极2阀厅及控制楼组成。阀厅形状为矩形，轴线尺寸为5031m，建筑高度为檐口31米，为单层建筑，结构形式为钢结构框架体系，外围护结构为外墙采用压型钢板复合保温墙体；屋面采用檩条露明型双层压型钢板复合保温屋面。屋面为双坡屋面，坡度为1/10，屋
46、面为有组织排水，檐口设天沟，雨水管外排至室外散水。,2设计要求： 换流阀是直流换流站的心脏，对运行环境要求非常严格，具体如下：（1）建筑密闭性要求： 必须有良好的密闭性能，除工艺要求的门窗外不开设其他对外开启的门窗。外围护结构除满足保温隔热的要求外，还要满足气密性能和水密性能。（2）空气洁净要求 阀厅室内维持微正压，采取550的正压，防止外部灰尘渗入。室内尽量减少不必要的凹凸部位，避免积尘。（3）室内温湿度要求阀厅室内温度要求在1050，相对湿度不超过50%。（4）屋面防水 阀厅屋面采用级防水，坡度1/10，采用有组织外排水。（5）防电磁干扰要求 阀厅采用六面体屏蔽。阀厅的墙壁、天花及地面均采
47、用金属板或金属网作屏蔽，每块金属板或金属网间需要有可靠的连接，具有良好的导电性，必须从阀厅屏蔽的各个方面用若干接地引线分别接到户外接地网。（6）围护系统要求 具有保温、隔热要求，保证室内温度要求并做到节约能源、不凝露。（7）防火要求 阀厅与直流场间为耐火极限不低于3小时的轻质防火隔墙。,3构造方案,构造层次(由上至下)：0.8厚直立锁边连接压型钢板固定支架0.17厚高密度纺粘聚乙烯膜防水透汽层150mm厚16K玻璃丝棉保温层，保温棉分两层错缝铺设，每层75mm厚，每层玻璃棉均覆铝箔，铝箔面分别朝向室内外0.3厚聚脂膜隔汽层2mm厚聚酯隔热垫片2mm厚镀锌冷弯Z型附檩，自攻螺钉穿透底板与主檩固定
48、，波谷处设防止屋面底板受压的垫块，檩条间距1200mm0.6厚压型钢板底板屋面主檩条，檩条间距1200mm,4安装要点（按施工顺序）主体结构安装后安装檩条，檩条间距1200mm。在檩条上面安装底层压型钢板。压型钢板用自攻螺钉与檩条固定，钉间距200mm (要求压型钢板与钉的接触面去漆脱脂)。板与板搭接20mm，在檩条间用自攻螺钉将板紧密连接，自攻螺钉间距200mm(要求压型钢板间的接触面去漆脱脂)。屋脊处用与压型钢板同样材质的钢板做屋脊盖板，并且与压型钢板搭接200mm以上，保证导电性能。底层压型钢板应为单坡整板。底板上对应主檩位置固定Z型附檩，用自攻螺钉穿透底板与主檩固定，间距250mm，自
49、攻螺钉处加与波高等高的垫块。在附檩上面铺设隔热垫片。铺装0.3厚聚酯膜隔汽层，搭接宽度150mm，连接及收口采用胶带密封。安装连接支座，支座用自攻螺钉固定在附檩上。支座间距按屋面板型确定。铺设玻璃丝棉保温层，遇支架处将支架穿透保温棉，保温棉分两层错缝铺设，每层75mm厚，铝箔面分别朝向室内外。铺设防水透汽层，从天沟处开始铺设，预留150mm的搭接宽度，与墙体 防水透汽层须搭接且要在搭接处用专用胶带密封以连为一体。防水透汽膜安装时应采用上下搭接，搭接宽度150mm，搭接处用专用胶带密封，可先在防水透汽膜施钉部位或支架穿透处粘贴一块附加丁基胶带。铺设屋面板。屋面板单坡采用整板，无搭接。,5其他技术
50、措施抗风揭措施屋面板在屋脊、檐口、山墙等部位采取固定件加密措施，进一步提高屋面板的抗风性。另外在以上部位做好密封处理，避免冷风渗透。利用屋面避雷带、屋面检修走道的固定夹具（固定夹具必须设置在有支座处，切不能对板及板的连接造成不良影响），加强屋面板与支座的固定作用。屋面板的轧制与铺设屋面板要求单坡通常，不允许搭接。因此轧制屋面板的设备必须在现场轧制金属板。连接件自攻螺钉材质为碳钢，表面处理为镀锌钝化或不锈钢（不锈钢自攻钉只用于铝板）。为解决铝合金拉铆钉在彩板构件上使用时其密封问题，在拉铆钉上配置抗老化性能好的密封垫圈。自攻螺钉用于室内金属板与檩条连接、办与板的接缝屏蔽连接、衬檩固定、支座固定、室
