多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》是北京建工博海建設有限公司、北京中邦韋伯建築工程有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是王鑫、宋盛國、熊偉、陳洋、楊惠昌；適用範圍是大型公共建築和體育比賽場館、戲院、影院、機場設施及大型廠房等屋面工程。

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》主要的工法特點是：屋面構造複雜，施工嚴謹；屋面板現場製作；採用直立鎖邊結構；大部分材料均為卷材，鋪設速度快。

2009年10月19日，《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法
• 工法編號：GJYJGF031-2008
• 完成單位：北京建工博海建設有限公司、北京中邦韋伯建築工程有限公司
• 主要完成人：王鑫、宋盛國、熊偉、陳洋、楊惠昌
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家一級工法（2007-2008年度）

形成原因

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的形成原因是：

mega-roof®金屬屋面系統是2007年前從瑞士引進的一種具有良好防水功能的直立鎖邊金屬屋面系統，可以滿足各種複雜多樣的建築造型。mega-roof®金屬屋面構造的多層次設計使其成為具有防水、保溫、防潮、隔聲、吸聲等功能的綜合性屋面系統。國家會議中心為奧林匹克公園中心區內的2008年奧運會的重點工程之一，要實現人文、科技、綠色奧運的目標，會議中心金屬屋面使用的材料全部為環保檢驗合格材料。金屬屋面具有良好的防水性能及建築功能，因此在大型公共建築屋面設計越來越多採用金屬屋面。

工法特點

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的工法特點是：

一、為使屋面滿足各項建築功能，該屋面構造複雜，施工嚴謹。從上往下依次設定有剛性防水層一抗噪層一二次柔性防水層一隔聲層一保溫層一隔汽層一吸聲層一內襯板。

二、屋面板現場製作，不受長度限制，板塊沒有中間連線，提高了生產效率，避免了板塊的運輸等環節，可降低建設成本。超長板運輸及水平、旋轉運輸解決長板的安裝難題。

三、採用直立鎖邊結構，整個屋面系統沒有任何貫穿面板的螺栓、鉚釘固定，屋面沒有一個隱患滲漏點。屋面板縱向通長無搭接，由檐溝一直通到屋脊，面板可長達100米甚至更長，特殊的連線方式使其在長度方向可自由伸縮，而板塊構造又可實現自身可吸收橫向的變形量，不用擔心因為溫度應力而發生的破壞現象。

四、大部分材料均為卷材，鋪設速度快。尤其是能夠分段分片施工，效率高，安裝質量好。

五、金屬屋面板扣接在鋁合金支座上，相鄰屋面板通過板肋上的卷邊咬合在一起，最後用鎖邊機機械鎖邊固定，機械化程度高，施工速度快，質量有保證。

六、除金屬屋面系統外，該屋面分項工程還包括天溝、檐口、百葉、沉井、天窗以及側窗等部分，因此需要合理的安排施工順序和交叉作業對保證工期和質量起到了重要的作用。

七、屋面工程施工屬於高空作業，保證施工作業安全也是該工程的難點之一。

八、國家會議中心的屋面，突出了奧運要求，即人文奧運、綠色奧運、科技奧運理念。由於該項目在奧運會期間作為國際廣播電視中心（IBC）用房，奧運會後將成為北京舉行國際性會議，綜合展示活動具有國際水平的大型公共建築，因此設計師對屋頂的結構性能、防水、吸聲和隔聲等功能提出了嚴格的要求，除了要有一套成熟的設計圖紙，施工質量決定了這些功能能否實現。

操作原理

適用範圍

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》適用於大型公共建築和體育比賽場館、戲院、影院、機場設施及大型廠房等屋面工程。

工藝原理

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的工藝原理敘述如下：

通過將轉接件（即：帽檁）趴焊在主體鋼結構梁的上表面，實現屋面系統與主體結構聯體。

通過各層次材料組合，實現建築工程要求。金屬屋面板和二次柔性防水層用於防水，玻璃棉用於抗噪聲，玻璃棉+岩棉用於保溫，防潮石膏板用於隔聲，玻璃棉和穿孔內襯板組合用於室內吸聲等。

通過隔水汽層和二次防水層，保證屋面結構內材料的乾燥以滿足長久使用功能的需要。

通過直立鎖邊機對屋面板的鎖邊，使金屬屋面板和鋁支架咬合在一起，消除了面板螺栓固定和耗工穿孔，實現長度方向的任意變形。

在屋面板穿洞位置（如天線等）採用氬弧焊接鋁合金板封口，代替使用密封膠等易老化失效的密封方式。

設定屋面天溝收集屋面雨水，天溝內裝虹吸排水口將雨水收集到雨水池，供消防用水。

施工工藝

• 工藝流程

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

操作要點

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的操作要點如下：

一、測量放線

1.以結構標高，按照屋面設計坡度放線，確定帽檁縱向中位置及軸線標高、坡度。

2.以水準儀及拉鋼線，按坡度標出每一帽檁的調整標高。

3.大於四級風時，不得進行測量工作。

二、帽檁安裝施工

1.按照坡度要求，帽檁的上表面標高控制是金屬屋面的基礎，必須使帽檁的上表面與屋面的坡度造型曲線一致（圖2），因此帽檁在安裝時首先確定最高標高處與最低點，或曲線變化的切點位置，以鋼線牽拉，使帽檁上表面與坡度、曲線一致。

圖2 帽檁安裝圖

2.支架檁條在安裝時需再次調整其標高及坡度以保證高強鋁支架在縱向和橫向標高和坡度的一致性。

三、底板安裝

1.底板從低向高處鋪設。

2.保證縱向搭接寬度不小於60毫米，且搭接線需位於檁條上表面正上方（圖3），自攻螺釘固定在底板波谷中間。

圖3 底板安裝搭接節點大樣圖

3.保證橫向搭接至少一個波峰。

四、無防布的鋪設，在有穿孔的底板上面為了防止玻璃棉纖維落到室內，需鋪設無紡布。為保證無紡布搭接密實，需順底板方向鋪設無紡布，搭接寬度不小於100毫米。

五、吸聲玻璃棉鋪設，玻璃棉和穿孔底板結合在一起才能起到良好的吸聲效果，該工程採用50毫米厚容重12千克的玻璃棉，為確保吸聲效果，玻璃棉鋪設要求要嚴密。對於構件支承鋼部位套用吸聲板對構件四周進行填塞處理。

六、隔汽層鋪設，該工程隔汽層採用杜邦公司生產的屋面專用防潮隔汽層，隔水汽層鋪設應平整，搭接可靠，搭接寬度為40毫米。其縱向搭接偏差≤±15，橫向搭接偏差≤±20。在支撐件處隔水汽層被斷開的部位以膠帶粘結。粘接寬度不小於20毫米。

七、保溫棉在鋪設前堆放在乾燥的有頂的庫房內，在使用前不得拆開塑膠包裝袋；在保溫棉鋪設的前一天應收看天氣預報，確保在無雨的天氣鋪設保溫棉；在49℃，相對濕度為90%時，保溫棉含水率不大於其重量的5%。

保溫層岩棉和玻璃棉分層鋪設，接縫處採取擠壓法使縫隙處密實，岩棉上面鋪設第二層岩棉或玻璃棉時應錯開量，最少100毫米，使保溫層均勻密實（圖4）。為了防止大面積鋪棉後天氣變化，必須以天氣情況劃分當時的工作量，以便保溫完成後能全面完成鋼承板，石膏板及壓條安裝，並確保做好二次防水層鋪設。玻璃棉鋪設時以起拱壓平以使鋪設密實（圖5）。

八、鋼承板是用來支承隔聲石膏板。防止工人在二次防水層和降噪層施工中會踩在石膏板上而斷裂，如加鋼承板即壓型鋼板使石膏板有支撐而不被踩壞，為了保證石膏板層隔聲效果，需在石膏板的接縫處加2毫米厚的100寬的鍍鋅鋼板壓條（圖6），以保證隔聲效果。

圖6 石膏板的接縫節點大樣圖

九、鋪設二次防水層是為了防止一旦屋面板有部分滲漏，造成雨水滲入屋面，二次防水層即將二次防水層上的水導入天溝，使水氣不能進入到屋面之內，因此要求二次防水層鋪設時不得有漏點。二次防水層採用杜邦生產的防水透氣膜，鋪設時採用順水方向，上下搭接，搭接寬度不小於150毫米，接縫位置採用專用膠帶密封，在鋁支架與支架檁條間需用丁基膠帶壓實，使其封閉，對於支撐部位，以丁基膠帶粘四周（圖7）。可參考國家建築標準設計圖集07CJ09。

圖7 二次防水示意圖

十、鋪降噪層以30毫米空間鋪設50毫米厚低容重玻璃棉，以使玻璃棉與屋面板充分接觸，而且容重低使得屋面受到大雨點下落時降低雨點擊打聲，避免空腔時金屬打擊聲。

十一、長板運輸，採取懸索提升法（圖8）。

圖8 索道運輸法示意圖

1.以三塊板重合牽拉為宜。

2.屋面板旋轉為宜（由於屋面板較長，提升到屋面後需旋轉90°）。

十二、屋面板的安裝

支撐屋面板的鋁支架安裝過程中，按照屋面的坡度，對每排每行鋁支架拉通線進行控制，保證鋁支架的軸線位置和標高，確保屋面板能自由伸縮，不產生摩擦力，損壞屋面板。

由於屋面板均超長，因此選用直立鎖邊的安裝方法，這樣就可以實現長度方向的自由伸縮，有效地解決了屋面板的伸縮問題。鋪屋面板要求扣到鋁支架上，板板相扣，對已鎖邊的鎖口要全面檢查進行復鎖。

特點：輕質、高強、防水、抗腐蝕、高適應性和環保的系統，容易與其他建築材料和系統相融合；板塊與板塊直立鎖邊無搭接漏水的隱患，防水可靠，縱向無搭接，可以從屋脊到屋檐；咬合邊與隱蔽支座形成的連線方式，可解決因熱脹冷縮產生的破壞力。

材料設備

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》所用的主要機具設備明細如表1。

表1 主要機具設備表

序號	名稱	型號規格	數量
1	經緯儀	J2-JD	1台
2	水準儀	DS3	1台
3	切割機	Φ400	4台
4	角磨機	150	6台
5	水平儀	500	8台
6	電鑽	130SH-100	10把
7	電錘	H10-22	6把
8	電焊機	BX-300	6台
9	氬弧焊機	AR-200	2台
10	配電箱	Ⅱ級、Ⅲ級	10個
11	滅火器	╱	12支
12	屋面成型機	德國進口設備	1台
13	絞邊機	德國進口	4台
14	剪板機	JB4型	1台

質量控制

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的質量控制要求如下：

一、帽檁及支架檁條安裝應符合表2的要求。

表2 帽檁及支架檁條安裝允許偏差表

項目		允許偏差	檢查方法
相鄰檁條支點標高	相對標高	±15毫米	經緯儀
拼接長度≤6米	直線度	±5毫米
搭接長度>6米	直線度	±10毫米

二、壓型鋼板安裝質量應符合表3的要求。

表3 壓型鋼板安裝允許偏差表

項目	允許偏差	檢查方法
檐口與屋脊平行度	12毫米	鋼尺
底板波紋對屋面垂直度	L/800且不大於25毫米	拉線與鋼尺
檐口相鄰壓型板錯位	≤6毫米	鋼尺
註：L屋面半坡長度。

三、保溫鋪設質量應符合表4的要求。

表4 保溫鋪設質量控制表

項目	質量要求（或施工偏差）	檢查方法
產品質量	材質證明及試驗報告合格	全數檢查資料
連線部位	應密實，不應有空隙	外觀檢驗

四、隔水汽層、二次防水安裝質量應符合表5的要求。

表5 隔水汽層、二次防水安裝允許偏差表

項目	標準要求	檢查方法
縱向搭接	150毫米	鋼尺
橫向搭接	150毫米	鋼尺
構件孔洞	丁基膠帶粘接	觀察

五、高強鋁支架安裝應符合表6的要求。

表6 高強鋁支架安裝允許偏差表

項目	標準要求	檢查方法
橫向間距	410毫米±3毫米	鋼尺，經緯儀
縱向間距	±20毫米	鋼尺，經緯儀
安裝坡度	坡向一致，相鄰兩個應在-2毫米以內	鋼尺

六、直立鎖邊屋面板安裝質量應符合表7的要求。

表7 直立鎖邊屋面板安裝允許偏差表

項目	允許偏差	檢查方法
波距	±2毫米	鋼尺
肋高，直立鎖邊金屬板肋高65毫米	±1.5毫米	鋼尺
長度方向側向彎曲	≤20毫米	拉線，經緯儀

七、控制措施

1.設計控制採用先進技術標準，設計圖紙嚴格審核達到控制設計標準。

2.工藝控制，嚴格執行工藝標準，施工工藝應滿足設計和規範的要求。

3.生產製作，嚴格檢查加工設備完好，對成品進行保護，最大限度減小損耗。

4.嚴格按圖施工，推行三檢制和質量獎懲制，要求高質量完成施工。

5.加強材料採購質量關，材料訂貨必須符合圖紙要求和國家標準，進場材料進行檢驗全過程控制質量。

6.培訓工人提高工人素質，提高員工專業知識水平和安全意識，確保施工質量和施工安全。

安全措施

採用《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》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：

一、加強安全教育，嚴格執行各項安全操作規程。

二、堅持利用好安全帽、安全帶、安全網。

三、切實做好班前講話制，針對性做好安全工作。

四、特殊工種，必須持證上崗。

五、金屬屋面帽檁焊接必須在工作面下掛安全網。

六、施工機具，用前需檢驗。

七、交叉作業做好安全防護，尤其防止高空墜落和墜物傷人。

八、嚴格臨電管理以及焊接工作，堅持放接火盆，和滅火器材，看火人，嚴防火災。

九、了解氣象變化，氣候變化要採取相應措施，例如冬、雨期施工措施。

效益分析

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的效益分析如下：

mega-roof金屬屋面系統是一種構造合理、設計完善的屋面系統，由於具有較高的技術先進性和安裝鎖邊機械化程度高。直立鎖邊鋁鎂錳合金屋面板通過移動式滾軋機械在現場生產，這樣就可以根據屋面的尺寸而靈活的確定板的長度，並且板長可根據跨度定長，不受板材運輸能力的限制，方便了現場施工，加快了施工進度，增強了屋面板的整體性和適用性。

因此在會議中心屋面系統施工過程中，提高了安裝的效率，節省了人力物力，縮短了了工期，為國家會議中心工程節省了約15萬元的施工安裝費用。

註：施工費用以2007-2008年施工材料價格計算

套用實例

《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》的套用實例如下：

mega-roof金屬屋面套用於國家會議中心工程的屋面，在建築物的長期使用過程中，既能保證使用效果，又能達到節能建築的標準，節約了能源。

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《多功能直立鎖邊鋁鎂錳合金金屬屋面施工工法》被評定為2007-2008年度國家一級工法。