本文以广州白云国际机场扩建工程二号航站楼金属屋面系统为例，浅析金属屋面专业在工程项目的深化设计中需要解决的一些问题，并对金属屋面设计中的防渗漏设计、防风设计、外观效果保证等方面做了简要陈述。本工程位于广州市花都区新华街道、花山区、花都镇及白云区人和镇的交界处，屋面建筑总面积约25万㎡，主楼屋盖主体结构为双曲拱壳网架结构体系；整个金属屋面系统包含金属屋面、不锈钢天沟、玻璃天窗、铝单板檐口等构造。本工程金属屋面构造分为室内（含保温）、室外（不含保温）两部分。（1）1.0mm厚PVDF铝镁锰直立锁边屋面板（刚性防水层）；（2）50mm+50mm双层玻璃丝棉错缝铺设，24K（保温层，具吸音性能）；（3）1.2mm厚TPO防水卷材（二次柔性防水层）；（5）35mm厚岩棉，120K，带加筋铝箔贴面（保温层，具吸音、防潮、防尘功能）；（1）1.0mm厚PVDF铝镁锰直立锁边屋面板（刚性防水层）；（2）50mm双层玻璃丝棉错缝铺设，24K（保温层，具吸音性能）；（1）2.0mm厚不锈钢天沟板，材质SUS304（氩弧焊焊接）；（4）0.6mm厚镀锌底板，材质同屋面底板（保温棉支撑层）。（1）8（Low-E）+12A+6+1.52PVB+6超白钢化夹胶中空低辐射玻璃（采光天窗）；（3）120mm×80mm×4mm矩形钢管（天窗次龙骨）；（4）H200mm×150mm×4.5mm×6.0mm高频焊接H型钢（天窗主龙骨）；（5）1.0mm厚铝镁锰合金板，材质同屋面板（与天沟相接节点收边板）。（2）100mm×100mm×4mm矩形镀锌钢管（檐口分格龙骨）；（3）1.0mm厚铝镁锰合金板，材质同屋面板（与天沟相接节点收边板）。本工程屋面板单板长度长达174m，在温度变化的情况下会产生明显的热胀冷缩现象，导致金属屋面板在实际环境中会沿板肋方向（屋面板长度方向）伸缩。本工程的热膨胀系数为10.1x10-6℃，温差范围在-20℃~60℃之间，屋面板伸缩量为0.0101×174×80mm=141mm。 如何释放整个屋面板由于温度变化所产生的应力同时不影响屋面系统的功能，是本工程的难点，为解决此问题采用了屋面板分段搭接的设计思路。搭接在一定程度上可以看成是将屋面板横向断开（见图6），从而减小屋面板纵向长度，屋面错层后理论伸缩量为80.8mm，高低屋面错层预留240mm重叠区域，允许屋面板最大伸缩量为120mm，从而达到满足屋面板伸缩量的要求。（1）根据本工程风洞试验报告，负风压最大值为-2.7kN/㎡，位于檐口部位。针对整个屋面系统中的防风薄弱环节：天沟、檐口等，采取次檩条间距加密的处理方式来使得该区域固定支座密度增加，从而增强屋面的防风性能，即在檐口屋面板端附近3m左右区域采取次檩条间距加密的处理方式（见图7）。根据理论计算对比：当次檩条间距为1.5m时，理论抗风值为2kN/㎡；当次檩条间距为1m时，理论防风值为2.9kN/㎡，即经过加密次檩条的措施能使该区域屋面能满足最不利荷载组合情况下的防风要求。（2）屋面局部设置防风系统（见图8），增强该部位防风性能。防风系统主要构造为固定在金属屋面板板肋上的铝合金锁夹，根据有限元软件Abaqus力学模拟计算、分析得知：当风荷载设计值不超过2kPa、檩条间距小于1.5mm时，按最不利工况考虑，防风夹处于较低的应力状况，没有发生强度破坏，启口处张开距离为0.574mm，变化率为2.6%，没有脱落风险。（3）天沟处的屋面板收口、咬合也是薄弱点，因此对此区域的屋面板要进行多次的收边咬合，确保此部位屋面板要扣紧密，且端部安装的铝合金角码也起到连接屋面板端，增强整体防风性能的效用（如图9所示）。（1）本工程中，屋面开启天窗较多，天窗与屋面交接部位是屋面漏水的薄弱环节，所以该部位的防水至关重要，根据模型分析，本工程天窗与屋面交接处为单坡顺流，可采用搭接的方式（如图10所示），既可以保证防水的可靠性，又可以保证屋面板在一定范围内自由伸缩。天窗型材自带结露槽，可防止冷凝或其他特殊原因造成的水流进入到室内。（2）针对檐口铝单板与排水天沟交接节点，本工程采用泛水板过渡将檐口板上的雨水导流到屋面天沟里面，泛水板一端固定在檐口龙骨上，另外一段固定在山墙配件的通长角铝上面，保证此处的防风性能、防水性能（如图11所示）。同时，沿着檐口屋面交接处做一泛水板，使檐口上的雨水直接流向屋面，这样既保证了檐口不会出现漏水现象，又不影响建筑的外观效果，保证檐口造型跟整个建筑造型相协调。（1）檩条安装时焊接部位焊点必须敲掉焊渣，再做防腐处理；（2）底板安装时横向搭接不小于50mm，自攻钉每波谷一钉，不能漏打；（3）“几”字檩安装时内部必须均匀塞实保温棉，避免产生冷桥现象；（4）岩棉安装时必须测量尺寸再进行下料切割，安装过程中须确保岩棉完成面顺平；（5）纤维水泥板安装时要注意材料保护，避免踩踏，安装过程中须确保纤维水泥板完成面与几字檩完成面齐平；（6）TPO卷材安装时须确保完成面齐平，不能有明显坑洼；（9）屋面板安装时在横向坡度方向注意母扣正对迎水面。（1）天沟骨架拼装前须复核天沟边檩条的高度，否则可能与屋面板冲突；（2）天沟骨架需在结构模型中定位，天沟板不能与主结构上弦有碰撞；（3）不锈钢天沟板焊接处焊缝须打磨，避免焊缝因热胀冷缩导致内力过大而撕裂；（4）天沟伸缩缝要与水专业及虹吸专业沟通定位，天沟伸缩缝不得断开一整套虹吸系统。（2）天窗骨架在安装前须经过放线、测量定位，不能与屋面冲突；（3）耐候胶嵌缝时须注意天气影响并确保胶缝干燥、干净。（1）檐口铝单板骨架安装前对照节点在模型中进行拟合，分出标准区域和非标区域；（2）檐口铝单板骨架须以同一基准点将弯弧管与直管拼装成单框，再由单框组成一段整体骨架；（3）每段骨架留2~3框进行调节，安装前须经过全站仪打点定位；（5）耐候胶嵌缝时须注意天气影响并确保胶缝干燥、干净。 随着直立锁边铝镁锰合金屋面板的加工、安装水平越来越成熟，使其良好的防水、保温、隔音、耐候性能以及优越的外观等优势得以充分发挥，故而成为众多大型公共建筑屋面的首选，越来越多地应用于机场、火车站、会展中心、体育馆、展览馆等建筑的围护系统。类似于白云国际机场扩建工程2号航站楼这样的金属屋面系统，从深化设计到现场施工，都必须细致、严谨；原建筑、结构相关专业的图纸要彻底的领悟和理解，进而在施工之前能找出存在冲突及不合理之处，逐一解决，使得深化施工图纸更加准确、全面。
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