半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》是山西省第一建築工程公司完成的建築類施工工法，完成人是張金虎、李衛俊、白少華、淮鋼、梁國艷。適用於填土層、淤泥土層、沙土層及卵石層，亦適用於曲面變化較大，坡度陡且瓦件呈放射狀排列，屋面瓦件沿瓦壟方向和正脊方向以雙句螺旋等差排列布置的仿古建築筒瓦（琉璃瓦）坡屋面。

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》其主要的工法特點是：採取控制屋面曲線囊度的技術措施，確保使用功能和藝術效果的和諧統一。

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009—2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法
• 完成單位：山西省第一建築工程公司
• 完成人：聶吉利、曹開偉、何丹、胡琪、李運華、楊東海
• 主要榮譽：國家二級工法（2009—2010年度）
• 工法編號：GJEJGF131一2010
• 套用實例：天津市霍元甲旅遊項目

形成原因

在中國古代建築造型中屋面占據重要地位，它那遠遠伸出的屋檐，富有彈性的屋檐曲線，由舉架形成的稍有反曲的屋面，微微起翹的屋角以及廡殿、歇山、懸山、攢尖等眾多屋頂形式的變化，使建築物產生獨特而強烈的視覺效果和藝術感染力，從而在現代仿古建築中得到廣泛推廣。隨著現代設計師的豐富想像及能工巧匠的精湛技藝，使得仿古建築屋頂的形式有了更大的創新和發展。仿古建築半圓攢尖螺旋屋面是在傳統建築屋面基礎上的創新，由半圓攢尖屋面與螺旋曲面組合而成，屋面瓦件沿瓦壟方向和正脊方向以雙向螺旋等差排列布置，並在空間形成複雜的螺旋曲面。山西省第一建築，工程公司於2010年承建了天津市霍元甲旅遊項目，在工程施工中，繼承了傳統仿古屋面做法，又大膽創新了更適合時代發展的新工藝，形成了半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法，並取得了明顯的經濟效益和社會效益。從使用效果看，該項施工技術和工藝具有廣泛的推廣套用價值。

工法特點

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》工法特點是：

1.瓦件以雙向螺旋等差排列布置，採取等差分塊製作方法。利用計算機輔助設計進行二次深化預排列設計，以排瓦理論值對屋面排瓦進行足尺翻樣。

2.依據屋面形狀對屋面進行合理分區分段控制，確保瓦壟的排列有序及瓦件的位置準確。

3.檐口、基層連線部位處採取防滑、防水的穩固措施，確保了曲線陡翹坡屋面瓦件鋪設的安全性、牢固性，並對坡屋面瓦件下的防水層進行有效保護。

4.採取控制屋面曲線囊度的技術措施，確保使用功能和藝術效果的和諧統一。

操作原理

適用範圍

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》適用於曲面變化較大，坡度陡且瓦件呈放射狀排列，屋面瓦件沿瓦壟方向和正脊方向以雙向螺旋等差排列布置的仿古建築筒瓦（琉璃瓦）坡屋面。

工藝原理

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的工藝原理敘述如下：

根據半圓攢尖螺旋瓦屋面複雜空間造型及瓦件製作、安裝工藝的特殊要求，將整體屋面按分區分段劃分進行控制。提前對瓦件進行計算機輔助預排列設計、現場1:1足尺放樣以及等差分塊製作，解決了規則瓦片與不規則屋面之間的矛盾。在屋面曲線囊度走勢方面採取了合理的施工方法和技術措施進行控制，保證了異型屋面建築造型的整體曲線效果。

施工工藝

• 工藝流程

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的工藝流程是：

計算機輔助設計材料下料和瓦件預排→1:1排瓦放樣→確定製瓦方案→制瓦、做標識→審瓦→屋面結構層驗收與清理→屋面整體測量劃分區域→各區域劃段定位→（平面定位）對各段進行分中、號壟→排瓦當→防水層→水泥砂漿防滑層（鋪設鍍鋅鋼絲網）→（囊式定位）𥥟邊壟→拴上下齊頭線和腰線一套檐頭勾滴一𥥟底瓦→𥥟蓋瓦→捉節夾壟→調脊→屋面清壟、擦瓦。

• 操作要點

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的操作要點如下：

1.計算機輔助設計材料下料和瓦件預排：根據屋面的脊線長度、檐口線周長確定瓦壟間距及瓦件的排列布置是該工藝施工的關鍵。首先採用計算機放樣，再針對每個分區，進行排瓦當，檐口瓦當等分均勻，將每個分區的檐口瓦當間距初步定為屋面排瓦的理論參考值。

2.排瓦放樣：根據半圓攢尖螺旋屋面的曲線特徵及仿古建築瓦作常規做法，在現場施工中參照計算機放樣的排瓦理論值對屋面排瓦進行1:1足尺翻樣，有效改善了屋面瓦當的均勻度，且整體瓦壟的排列布置達到了和諧統一。

3.確定製瓦方案，制瓦、做標識：瓦件製作過程中要嚴格控制瓦的變形、走樣，瓦形的製作必須採用特製胎膜進行分段開模生產，各區段內瓦壟上的瓦件由小到大分塊做好標識。比如1區瓦壟的第二二塊瓦標識為“1—2”，以此類推。

4.審瓦1）.安排專人對瓦件進行挑選。採取手敲、聽聲，尺量、分類分規格大小進行堆放等手段。2）.安排專人對各類瓦件進行清點，特別對於特殊規格的瓦件進行清點。

5.屋面結構層驗收與清理：瓦面基層的施工應嚴格控制屋面囊勢，採用截面40 x 40 （毫米）的木條進行分層找坡，並用水泥焦渣填充減輕自重，在其表面抹水泥砂漿進行找平，水泥砂漿內摻6%，防水粉預防滲漏。這樣才能保證做到囊勢順暢。水泥砂漿表面不必壓光，只須拉毛即可，以便增強與瓦件坐漿層的結合力。

6.屋面整體測量劃分區域：根據半圓攢尖螺旋屋面的曲線走勢將整體屋面劃分區域，見下面圖1至圖3。

圖1 屋面平面位置劃分圖

圖2 屋面正立面圖

圖3 屋面背立面圖

7.各區域劃段定位：將屋面的每個區重新進行再次劃段定位，以半圓攢尖螺旋屋面為例說明見下圖，將凸屋面劃分為4個段，凹屋面劃分為3個段，半圓攢尖屋1面劃分為2個段，魚尾三角屋面整體為一段。

屋面區、段平面劃分圖

8.（平面定位）對各段進行分中、號壟：根據半圓攢尖螺旋屋面的走勢排瓦，將每個區段都進行控制，在屋脊部位找出各個分段部分的正中點，將此點作為各段坐中底瓦的中點。兩端從屋面外緣往裡返，找出兩個瓦口的位置和第二塊瓦口的中點就是邊壟底瓦中。

9.排瓦當：對屋面的脊線長度、檐口線周長進行精確測量，根據計算機放樣圖結合現場1:1放樣結果，將各個區段預排列瓦件的位置對號入座進行排瓦當。

10.聚乙烯丙綸布防水層：在施工聚乙烯丙綸布防水層之前，先抹一層1:2水泥砂漿找平層。為防止施工過程中防水層被硬物碰破，採取鋪設兩層聚乙烯丙綸布並在防水層上再抹一層防水砂漿作為保護層的措施。在坡度大的情況下防水層不易與灰層結合，為防止滑坡，可在防水層的表面間隔1米釘防滑條。

11.水泥砂漿防滑層（鋪設鍍鋅鋼絲網）：採用1:3加少許砂漿王的水泥漿，在抹水泥砂漿墊層之前鋪設鍍鋅鋼絲網，鋼絲網在屋脊背上交叉搭接，且網片與網片之間搭接200毫米，採用鍍鋅鋼絲連線固定。

12.（囊度定位）𥥟邊壟：在每個區段兩端邊壟位置栓線、鋪灰，各𥥟兩趟底瓦、一趟蓋瓦。邊壟囊（瓦壟的曲線）要隨屋頂囊。

13.拴上下齊頭線和腰線：為控制瓦壟曲線在確定檐口及屋脊的板瓦位置後要拉繩進行控制，確保囊式的順暢度見下圖。檐口要拴上下雙線，嚴格控制順直度及平整度，底瓦要拴釣魚線，嚴格控制囊勢的順暢度，筒瓦的壟背要拴橫向三線，以上各線均是控制瓦壟的標準線，是避免出現“跑壟、跳壟、滾壟及過水不坐中、睜眼兩側高低不—一致”等通病的有效技術措施。

拉繩控制囊式曲線圖

14.𥥟檐頭勾滴：1.檐頭勾頭和滴水瓦要拴兩道線，一道線拴在滴水尖的位置，滴水瓦的高低和出檐均以此為標準。第二道線即沖壟之前拴好的“檐口線”，勾頭的高低和出檐均以此為標準。勾頭出檐為瓦頭（瓦當）的厚度，高低以檐口線為準。2.滴水瓦蚰蜒當。在滴水瓦出檐部分的蚰蜓當（瓦與瓦之間的空當處）應放一塊遮心瓦（一般用碎瓦片）以擋住勾頭裡的蓋瓦灰。

15.𥥟底瓦：拴好瓦刀線後，首先每壟底瓦先鋪40毫米厚的砂漿，自下而上，一次性鋪擺到脊根部，並要鋪攤均勻，經初步調整後，即可擺底瓦。底瓦壟的高低和直順程度都應以瓦刀線為準。每塊底瓦寬頭的上楞都要貼近瓦刀線。

16.𥥟蓋瓦：按楞線到邊壟蓋瓦瓦翅的距離調整好“吊魚”的長短，然後以吊魚為高低標準“開線”。瓦刀線兩端以排好的蓋瓦壟為準。蓋瓦灰應比底瓦灰稍硬。蓋瓦要熊頭朝上，從下往上依次安放，上面的筒瓦。

17.捉節夾壟：將瓦壟清掃乾淨後用小麻刀灰（摻顏色）在筒瓦相接的地方勾抹，然後用夾壟灰（摻色）將睜眼抹平，見下圖：

捉節夾壟

18.調脊：所有脊瓦安裝必須拉線鋪設，鋪設時砂漿應飽滿，瓦頭要壓實才不會滲漏，並用色漿勾縫，隨裝隨抹乾淨，保持瓦面整潔，確保施工質量。

19.屋面清壟、擦瓦瓮瓦全部完成後要將瓦壟內的灰統一清掃一遍，確保整個屋面瓦件的顏色統一。

材料與設備

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》材料採用的材料見下表。

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》設備採用的機具設備見下表。

質量控制

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的質量控制要求如下：

• 執行的主要規範、標準

1.半圓攢尖螺旋屋面施工質量嚴格按《古建築修建工程質量檢驗評定標準（北方地區）》施工驗收。

2.材料審核堅持高標準，嚴要求，對瓦件的規格尺寸及質量進行逐一審核，不合格產品不得使用。

3.屋脊高度必須充分保證，不足部分用水泥焦渣加高（高度應考慮底瓦、筒瓦、擋溝瓦的高度及屋面坡勢順暢）。

4.施工允許偏差應符合下表規定。

施工允許偏差

項目		允許偏差(毫米)	檢驗方法
粘背層厚		+10，-20	用尺量檢查
板瓦灰厚30毫米		±10	用尺量檢查
睜眼 高度	5樣以上高40毫米	+10，-5	用尺量檢查
	6-7樣以上高30毫米
	8-9樣以上高20毫米
擋溝灰縫8毫米		+7，-4	用尺量檢查
瓦壟順直度		8	拉2米線用尺量檢查
走水當 均勻度	4樣以上	16	用尺量檢查相鄰三壟瓦及每壟上下部
	5-6樣以上	12
	7-9樣以上	10
瓦面平整度	5		用2米靠尺橫搭於瓦壟上面，檢查一點
正脊平直度	3米以內	15	3米以內拉通線，3米以外拉5米通線，用尺量檢查
	3米以外	20
滴水瓦出檐直順度	∕	5	拉3米線用尺量檢查

• 質量控制措施

1.瓦件的排列製作一定要提前進行放樣，採用特製胎膜進行瓦件製作時，各區段內的瓦由小到大必須做好標識。

2.屋面瓦瓦基層一定要做好防滑坡和防水控制。

3.為控制瓦壟曲線在確定檐口及屋脊的板瓦位置後要拉繩進行控制，確保囊式的順暢度。

安全措施

採用《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.嚴格執行安全生產法律法規、規章及建築施工安全檢查標準、規範。

2.材料運輸及起吊由專人負責，嚴禁高空拋擲杜絕違章作業。

3.屋面施工要有足夠的操作面，防護腳手架，安全設施嚴格按規範進行搭設、配備。由於屋面坡度大，曲線陡，操作人員必須穿防滑鞋，系好安全帶等安全防護措施。

4.瓦的裁邊等切割作業，作業人員要戴好口罩及防護目鏡，防止碎片彈出傷人。

5.施工用具、物料應妥善堆放，嚴禁向下拋落物件。

6.施工現場臨時用電需符合《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ46—2005要求。

7.做好危險源與不利環境因素識別，辨識和評價控制。

環保措施

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的環保措施如下：

1.筒瓦切割採用帶水作業，嚴禁乾割；有利於降低噪聲，也可避免粉塵飛揚，污染環境。

2.屋脊、檐口勾縫結束，應及時清理沾污在瓦面上和檐口內的砂漿，既確保瓦面美觀，又可避免殘留砂漿隨雨水進入雨水管道內。

3.勾縫所用顏料由專人負責，做到隨用隨調，預防環境污染。

4.邊角料及廢渣及時清理歸堆，統一處理。

效益分析

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的效益分析是：

1.通過對半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工技術的套用與研究，有效地確保了工程質量，加快了施工進度。保證了瓦件的製作進度和效率，採用計算機軟體輔助瓦件放樣、下料、預排等關鍵技術結合現場1:1放樣，有效地節約了材料成本，提高了施工效率。經檢驗檢驗批符合設計要求及規範規定，不論從施工質量還是施工進度均得到了監理單位、檢測單位、建設單位以及古建專家們的一致好評，取得了良好的社會效益和客觀的經濟效益。

2.通過對半圓攢尖螺旋屋面瓦作的施工，我們在仿古建築施工中取得了良好的效果，積累了古建築屋面瓦作的施工經驗，為今後施。工各種新型仿古屋面奠定了良好的基礎。

套用實例

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》的套用實例如下：

• 實例1

天津市霍元甲旅遊項目是天津市2010年文化旅遊產業的十大重點項目之一，該工程紀念館建築面積16000米，建築高度為36.73米，整個館體為三層太極圖陰陽魚造型，陰陽魚直徑60米，外型新穎壯觀，館體外圍由八卦形的底座高高托起，底座直徑120米。屋頂建築形制外圍由四個廡殿頂組成，中心部分屋頂投影平面為陰陽魚圖案，空間則由半圓攢尖頂與螺旋曲面組合而成，屋脊的魚尾起點至頂點的起升高度達8米。其造型之優美，曲面之變化，在國內同類型仿古建築中少有。

• 實例1

在半圓攢尖與其他屋頂形式組合的仿古建築屋面以及尚武廳仿古建築屋面的施工中，其設計中獨特的空間藝術風格，使得我們在瓦件的製作排列、基層的防滑防漏、屋面曲線的囊式控制上均有一定難度。通過施工前的方案研究、計算機軟體技術與實體放樣結合，我們克服一切困難，順利將半圓攢尖螺旋瓦屋面以及尚武廳屋面施工完畢，滿足了設計要求。也充分體現了中國古建築屋面的藝術風格。建設單位、監督站及監理單位共同對該工程太極頂屋面瓦以及尚武廳屋面瓦按照《古建築修建工程質量檢驗評定標準（北方地區）》進行驗收，一致認為此兩項工程瓦屋面造型新穎，曲線優美，線條順暢，搭接緊密，創造了豐富的空間藝術的高度水平，並評定觀感效果極好，分項工程達到優良。

榮譽表彰

《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》被中國民族建築研究會專家評審委員會授予中國民族建築科技進步獎（設計施工創新）；並於2010年12月通過山西省住房和城鄉建設廳鑑定，結論為達到國內領先水平。2011年3月，獲得山西省省級工法（SJCF11—14—01）。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009—2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《半圓攢尖螺旋屋面瓦作施工工法》被評定為2009—2010年度國家二級工法。