鋁鎂錳金屬屋面直立鎖邊系統(tǒng)

鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)非常適用于新穎、大型工業(yè)、商業(yè)以及民用建筑復(fù)雜多變的屋面，防水、節(jié)能、美觀、耐用，且可現(xiàn)場(chǎng)壓型生產(chǎn)。該系統(tǒng)尚配有固定座、節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)件以及配套的裝飾、擋雪、防墜落系統(tǒng)，因而其應(yīng)用廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、劇院和博物館、機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵站等文化與交通設(shè)施以及商業(yè)建筑、民用住宅等建筑的屋面。

屋面系統(tǒng)是建筑非常重要的部分，具有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，必須具有：安全耐久、防雨抗風(fēng)、保溫隔熱、隔音降噪、造型美觀、容易維護(hù)等功能。

一、鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)

1.1 鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)構(gòu)造典型的鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)構(gòu)造，如圖1所示。

鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)的構(gòu)造，由下到上分別為：屋面底板：采用穿孔鍍鋁鋅或鍍鋅壓型鋼板，其厚度根據(jù)檁條距離來設(shè)計(jì)，穿孔率則根據(jù)項(xiàng)目計(jì)算求得。

屋面檁條：為Z275 鍍鋅檁條。

防塵層：為無紡布，主要用于防塵隔灰，鋪設(shè)在屋面底板上表面。

吸音棉：通常采用的是玻璃絲棉，其容重和厚度需根據(jù)計(jì)算確定。

隔汽層：可單獨(dú)鋪設(shè)，也可選擇玻璃絲棉（帶有防潮貼面）；單獨(dú)鋪設(shè)的隔汽層常用聚酯膜、高密度紡粘聚乙烯膜等。

屋面次檁條：為Z275 鍍鋅檁條。

保溫、隔音層：通常采用巖棉，其厚度需根據(jù)計(jì)算確定。

防水透氣膜：為高密度聚乙烯無紡布，阻隔風(fēng)雨對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的侵襲，在加強(qiáng)建筑氣密性、水密性的同時(shí)，還可提供獨(dú)一無二的透氣性，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水迅速排出，有效避免霉菌和冷凝水的形成。

鋁合金固定座（T 形碼）：固定在屋面次檁條上，用來固定鋁鎂錳合金屋面板。

鋁鎂錳合金屋面板：厚度通常為0.9 mm、1.0mm、1.2 mm。

1.2 鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.2.1 基材防腐，耐久性強(qiáng)

1）采用牌號(hào)AA3004 鋁鎂錳合金，本身具有很強(qiáng)的防腐性能；

2）運(yùn)輸或施工造成之表面損傷，不影響其防腐性能；

3）英國國家標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)證：該產(chǎn)品在普通環(huán)境下的使用壽命不短于40 年。

1.2.2 防水性能可靠

1）固定方式采用暗扣加機(jī)械鎖邊方式，無任何螺釘穿過屋面，避免漏水隱患；

2）最大限度地利用面板橫截面積排水，排水效率高。與普通金屬壓型板排水能力對(duì)比，見圖2；

3）橫向搭接邊采用專用鉸邊機(jī)鉸合，密封性好，并有防毛細(xì)作用措施；

4）采用滑動(dòng)式固定座，避免因溫度變形導(dǎo)致面板損壞，見圖3；

5）采用移動(dòng)式壓型設(shè)備，突破運(yùn)輸條件對(duì)板長(zhǎng)的限制，減少了板的縱向搭接；

6）鋁合金屋面板及泛水允許焊接，完善處理屋面開孔之防水問題。

1.2.3 造型適應(yīng)性好

1）所用鋁鎂錳合金材料既有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，又有很好的柔韌性，特別適合三維曲面等復(fù)雜造型的屋面；

2）獨(dú)特的扇板、彎板及扇彎板生產(chǎn)技術(shù)，能在確保防水能力的同時(shí)，完美地實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)造型。

1.2.4 材料美觀、使用方便

1）原色面板具有相當(dāng)強(qiáng)的金屬光澤；

2）可外涂PE 或PVDF 涂料，以滿足設(shè)計(jì)和使用的色彩要求；

3）使用期間一般無需洗刷和保養(yǎng)。

1.2.5 現(xiàn)場(chǎng)壓型生產(chǎn)方式

靈活性高，便于根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，有利于縮短生產(chǎn)周期并保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1.3 鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配件及工器具

1.3.1 固定支座

固定支座高度可根據(jù)構(gòu)造要求選擇，常用的為：81 mm、106 mm、116mm 及156 mm，支座下帶6 mm 厚隔熱墊。標(biāo)準(zhǔn)支座寬度為58 mm；雙寬支座寬度為116mm。固定支座，見圖4。

1.3.2 配件

1）山墻節(jié)點(diǎn)配件，見圖5

2）檐溝、封檐節(jié)點(diǎn)配件

檐溝、封檐節(jié)點(diǎn)所用配件，見圖6

1.3.3 工器具

1）電動(dòng)鎖邊機(jī)，用于鎖緊板肋，使板與固定座連結(jié)牢固，見圖7（左）。

2）手動(dòng)鎖邊機(jī)，在用電動(dòng)鎖邊機(jī)之前先用手動(dòng)鎖邊機(jī)鎖緊板端，以便于電動(dòng)鎖邊機(jī)入位，見圖7（右）。

1.4 鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)的功能保證

1.4.1 吸聲及隔音

1）吸聲

系統(tǒng)利用吸聲材料調(diào)整聲場(chǎng)分布，以消除回聲。

解決辦法：屋面底板穿孔+鋪設(shè)吸聲材料（無紡吸聲布及玻璃纖維棉），打孔底板種類見圖8。

2）隔音

旨在隔絕室外噪音源。

解決辦法：選擇合適的屋面構(gòu)造及材料質(zhì)量（質(zhì)量增加1 倍，隔聲量增加6 db）；采用有空氣間層的雙層或多層屋面構(gòu)造，并盡量減少兩層之間的剛性連接（即聲橋），避免附加隔聲量的降低。

1.4.2 保溫隔熱

要求控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi) ** 溫度，以保證表面不結(jié)露。

1）冷凝結(jié)露原因

由于物體表面溫度低于 ** 溫度所致。在鋼結(jié)構(gòu)中金屬圍護(hù)板通過緊固件與檁條連接，如不采取特殊處理，在這些金屬相連的部位將產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。當(dāng)有內(nèi)襯板時(shí)，由于冷橋引起內(nèi)襯板溫度降低，加之水汽很難通過內(nèi)襯板，因而在內(nèi)襯板上有明顯水滴。

2）冷凝結(jié)露危害

使保溫棉的保溫性能變次，水汽可能導(dǎo)致貼面滴水，引起貼面生銹；水汽與鋼構(gòu)件的接觸可導(dǎo)致銹蝕，縮短屋面使用壽命。

3）防冷凝結(jié)露設(shè)計(jì)

設(shè)置隔汽層：應(yīng)布置在水蒸氣流入的一側(cè)，所以對(duì)采暖房屋應(yīng)布置在保溫層內(nèi)側(cè)，對(duì)冷庫建筑應(yīng)布置在保溫層外層。材質(zhì)選擇以聚丙烯夾筋貼面較為理想，而鋁箔貼面在有水汽時(shí)易生銹，應(yīng)避免采用。設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道：保溫層外側(cè)和屋面板之間如有通風(fēng)間層，從室內(nèi)滲入的蒸汽，可被不斷與室外空氣交換的氣流帶走，對(duì)保溫層可起到風(fēng)干的作用。

二、鋁鎂錳合金屋面板

2.1 材質(zhì)

2.1.1 鋁合金

鋁合金有9個(gè)系列牌號(hào)，其中1XXX、3XXX 、5XXX 系廣泛用于建筑領(lǐng)域。1XXX 系為99.9%或更高純度的鋁；3XXX 系中的錳是主要合金元素，這些合金一般是不可熱處理強(qiáng)化的，但比1XXX 系合金的強(qiáng)度高20%以上；5XXX 系的主要合金元素是鎂，是一種具有中等強(qiáng)度或高強(qiáng)度的可加工硬化合金，具有良好的焊接性能，并在海洋環(huán)境空氣中具有良好的抗腐蝕性。建筑領(lǐng)域中屋面及墻面板所用的鋁合金，主要以3XXX 系的鋁鎂錳合金為主，這是因?yàn)?XXX 系合金較硬，而立邊咬合式屋面板制作時(shí)需多次變形，所以加工性能較好的3XXX 系材料就成為材料的首選。

2.1.2 屋面板基材

屋面板基材通常采用國際牌號(hào)AA3004 的鋁鎂錳合金壓型制作，合金狀態(tài)為H36/H46。其屈服強(qiáng)度≥190 MPa，抗拉強(qiáng)度在240~285 MPa，伸長(zhǎng)率≥3%。收邊板基材采用國際牌號(hào)AA3004 的鋁鎂錳合金壓型制作，合金狀態(tài)為H34/H44，其屈服強(qiáng)度170MPa ，抗拉強(qiáng)度在220~265 MPa ，伸長(zhǎng)率≥3%。

鋁鎂錳合金板基材（AA3004） 主要成分含量：Si≤0.3% ；Fe≤0.7% ；Cu≤0.25% ；Zn ＜0.25% ；Mn 為1.0%~1.5%；Mg 為0.8%~1.3%；其余為Al。

2.1.3 鋁鎂錳合金板的涂層

常用的涂層有：原色錘紋、聚酯（PE）烤漆涂層、氟碳（PVDF）噴涂烤漆涂層。

PVDF 涂層：耐磨性好、電性能優(yōu)異；具有優(yōu)異的抗紫外線性；耐氣候老化性好，耐燃、耐油、耐化學(xué)品腐蝕性能好。

PVDF 涂裝系統(tǒng)分兩種：

1）預(yù)輥涂層鋁板：預(yù)輥涂所用涂漆中PVDF 的基料含量高達(dá)70%，經(jīng)水平自動(dòng)化二涂二烤或三涂三烤輥涂工藝制成，每一涂層都需經(jīng)過烘烤固化后再涂層；三涂三烤涂層的密實(shí)性與抗腐蝕、抗老化性都遠(yuǎn)優(yōu)于二涂二烤涂層。

2）普通噴涂鋁板：通常采用二涂一烤或三涂二烤涂裝，工序均由人工操作完成，涂層的附著性、表面色差均劣于預(yù)輥涂板。

2.2 鋁鎂錳合金屋面板板型

為適應(yīng)建筑屋面的要求，鋁鎂錳合金屋面板在工程應(yīng)用中主要有以下板型。

2.2.1 板型

1）直板

直板板型肋高一般為65 mm，常用的板寬有300mm、400 mm 及500 mm（圖9）。其中板寬300mm 的在屋面荷載較大時(shí)使用；400 mm 的為常用、經(jīng)濟(jì)型的；500 mm 的為屋面板本身最經(jīng)濟(jì)的板型，但下部檁條間距小，且需采取適當(dāng)措施防止板變形。板型詳況，見圖10。

2）彎弧板

彎弧板包括正弧板和反弧板兩類，板型見圖11。

彎弧板自然彎曲參數(shù)，見表1。

彎弧板機(jī)器正彎、反彎參數(shù)，見表2。

3）扇形板

扇形板包括直扇形板、正扇形板、反扇形板，板型見圖12。

2.2.2 各種板型的適用范圍

1）直板：適用于單坡、雙坡及半徑大于自然成弧半徑的單曲屋面；

2）正、反弧板：適用于半徑小于自然成弧半徑的單曲屋面；

3）扇板及扇弧板：適用于雙曲屋面；

4）特例：直板用于雙曲面上，屋面曲率小，并且屋面上允許作多條屋脊。

應(yīng)用鋁鎂錳合金屋面板的建筑案例，見圖13。

2.3 鋁鎂錳合金屋面板及鎖邊技術(shù)參數(shù)

2.3.1 生產(chǎn)長(zhǎng)度11.5 m>運(yùn)輸長(zhǎng)度>1 m，或現(xiàn)場(chǎng)壓型。

2.3.2 鋁鎂錳合金屋面板加工誤差

寬度：±2 mm；

長(zhǎng)度：＜10 m 時(shí)，+10 mm/-5 mm；＞10 m 時(shí)，+10mm +（1 mm/m）/-5 mm。

2.3.3 鎖邊誤差

鎖邊直徑=20 mm +0.3 mm/-0.7 mm。

2.4 鋁鎂錳合金板的基本設(shè)計(jì)原則屋面最小設(shè)計(jì)坡度，5%；

屋面板的板厚、板寬及板跨，都需經(jīng)計(jì)算來確定；

確保每塊屋面板及收邊板都可伸縮；

屋面板的固定點(diǎn)需經(jīng)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)確定固定點(diǎn)的做法：打1 顆或2 顆鉚釘，或打1 顆螺栓、用幾顆自攻釘直接固定在結(jié)構(gòu)上；

屋面收邊焊接處下方，都需通長(zhǎng)設(shè)置厚度不小于1.5 mm 的鍍鋅鋼板支撐；

屋面收邊板的搭接長(zhǎng)度，通常為200 mm。

三、鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)的配套系統(tǒng)

3.1 屋面裝飾板系統(tǒng)

裝飾板系統(tǒng)的連接固定，無需在鋁鎂錳合金板上開洞；兩層板之間的開放式連接，無需維護(hù)，并可降低清理要求；可調(diào)節(jié)系統(tǒng)使裝飾板可完美布置，裝飾板布置做法見圖14。

3.2 屋面擋雪系統(tǒng)

北方地區(qū)的屋面一般需要設(shè)置擋雪板。擋雪板材質(zhì)一般為不銹鋼或鋁合金。擋雪板可根據(jù)屋面的基本雪壓和坡度來布置。天溝及檐口上方必須設(shè)置擋雪板，擋雪板的設(shè)置見圖15。

3.3 屋面防墜落系統(tǒng)

屋面的定期檢查、暴風(fēng)雪后清潔屋面和天溝、屋面改造，這些都需要屋面設(shè)置防墜落系統(tǒng)。防墜落系統(tǒng)包括一個(gè)堅(jiān)固、耐久且靈活的不銹鋼索，該不銹鋼索的每一端連接到屋面固定基座支架上。屋面固定基座使用鋁夾，連接到屋面板上。屋面固定基座被設(shè)計(jì)為減震器，一旦墜落發(fā)生，將變形減弱墜落的震動(dòng)，并保障基座仍然安全地固定在屋面板上。

根據(jù)具體工程的需要，在不銹鋼索上需每隔5 m或7 m 設(shè)置中間固定基座，見圖16。

四、結(jié)語

鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)作為一種新型建筑屋面圍護(hù)系統(tǒng)，在節(jié)能、美觀、耐用以及造型上都達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平，同時(shí)能夠靈活自如地進(jìn)行改造，以適應(yīng)任何建筑的布局設(shè)計(jì)、幾何形狀以及尺寸大小。現(xiàn)在該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)航站樓、飛機(jī)維修庫、車站及大型交通樞紐、會(huì)議及展覽中心、體育場(chǎng)館、展示廳、大型公共娛樂設(shè)施、公共服務(wù)建筑、大型購物中心、商業(yè)設(shè)施、民用住宅等建筑，其應(yīng)用日趨廣泛。

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