鋁鎂錳合金屋面系統(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(chē)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。
    1 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(lái)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(wú)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(wú)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(lái)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(guó)國(guó)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(wú)任何螺釘穿過(guò)屋面，避免漏水隱患；
    2）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(jiàn)圖2；

    3）橫向搭接邊采用專(zhuān)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(jiàn)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(kāi)孔之防水問(wèn)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(wú)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(jiàn)圖4。

    1.3.2 配件
    1）山墻節(jié)點(diǎn)配件，見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(wú)紡吸聲布及玻璃纖維棉），打孔底板種類(lèi)見(jiàn)圖8。

    2）隔音
    旨在隔絕室外噪音源。
    解決表面不結(jié)露。
    1）冷凝結(jié)露原因
    由于物體表面溫度低于露點(diǎn)溫度所致。在鋼結(jié)構(gòu)中金屬?lài)�護(hù)板通過(guò)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(guò)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(kù)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。

    2 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。
    2.1.2 屋面板基材
    屋面板基材通常采用國(guó)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(guó)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(guò)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(jiàn)圖10。

    2）彎弧板
    彎弧板包括正弧板和反弧板兩類(lèi)，板型見(jiàn)圖11。

    彎弧板自然彎曲參數(shù)，見(jiàn)表1。

    彎弧板機(jī)器正彎、反彎參數(shù)，見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(lái)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。

    3 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(wú)需在鋁鎂錳合金板上開(kāi)洞；兩層板之間的開(kāi)放式連接，無(wú)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(jiàn)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(lái)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(jiàn)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(jiàn)圖16。

    4 結(jié)語(yǔ)
    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�，F(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(kù)、車(chē)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(lè)設(shè)施、公共服務(wù)建筑、大型購(gòu)物中心、商業(yè)設(shè)施、民用住宅等建筑，其應(yīng)用日趨廣泛。