依附在支撐結構上，能起到各項功能作用的板材、膜材共有七層：最外層為面板裝飾層、鋁鎂錳金屬面板層、防水透氣膜層、保溫棉層、硅酸鈣板隔聲層，聚乙烯防潮層、底層為鍍鋅鋼板硬防水層。每一層都有著相應的功能，同時每一層也都有它特殊的工藝特點，這就需要整體設計中全面綜合的考慮每一部分設計方案。
2.2檁條與主體鋼結構的連接設計
實際工程的主體支撐鋼結構，一般是一個由異型鋼管網殼和異型鋼管桁架共同組成的空間網殼結構，或由各種斷面的型鋼構成的曲面空間鋼結構(如圖2.2.1—2.2.4)。其外形及為復雜，這就容易造成在空間結構的施工中很難控制其安裝精度，常出現外形尺寸偏差較大的現象。在某項目的施工中，主體支撐空間鋼結構的外形尺寸誤差達到了加減800mm。給屋面層的施工造成了極大的困難。所以對主體空間鋼結構的外形尺寸精度的控制是保證項目主體質量的一個極其重要的環節。
為能保證屋面安裝后的外形尺寸，必須在安裝次檁條時將主體結構偏差調整到外形尺寸允許的范圍之內。在設計時我們應根據現場的實際情況采取按實際尺寸調整檁托、母座的長度，使檁條在安裝后的空間位置保持在設計范圍內。為了實現這一目的，必須對現場的多個(最好是全部)檁托支點位置，采用全站儀或其它高精度測量儀器進行空間位置測量。要準確的得到檁托支點的三維空間數據。用這些數據重新建立了三維模型，并與原三維模型進行對照、合模。用此辦法來精確定位并確定每一個檁托母座的長度。使得在安裝次檁條時能保證其外形尺寸。
在異形鋼結構網殼支撐的金屬屋面系統中，最好采用可調節檁托。這種可調節檁托，由鋼材機械加工制成，在主體鋼結構上焊接母座后，檁托旋入母座。檁托的高低尺寸可以通過旋入母座的多少進行適量調節，這可以吸收由于主體鋼結構引起的部分偏差。檁托安裝(如圖2.2.6)
圖中的檁條為Φ121×5的鋼管，安裝在檁托上，并且通過U型抱箍緊固件連接固定。在檁條接口位置，檁托上兩個U型抱箍分別固定兩支檁條。檁條的安裝示意(如圖2.2.5-2.2.6)
在雙曲面異形項目中，每一根檁條都是弧形的，而且弧形半徑常常是無規律的變化，半徑的大小是根據空間模型的尺寸確定的。弧形檁條必須在工廠加工成形后運入現場進行安裝。由于在安裝過程中如果按焊接節點將會出現很大焊接應力，使檁條的形狀改變，無法順滑的擬合外形，為避免上述的問題應采取無焊接的節點設計，用機械聯接的辦法解決實際問題。
在這里強調，近年來異形幕墻技術的發展也逐漸趨于成熟，BIM技術也廣泛的應用在幕墻和金屬屋面的設計和施工中。利用BIM技術，采用模型控制施工精度、指導下料，已經被許多幕墻設計人員所掌握。它將會為異形金屬屋面的設計施工提供得心應手的工具。
2.3 底層硬質防水板、防潮、隔聲、保溫層的設計：
2.3.1 屋面底板（詞條“底板”由行業大百科提供）的做法有很多，可以用軟防水、用壓型鋼板以及聚安脂硬泡等。但由于異形金屬屋面大多為不規則的雙曲面，這些做法都無法解決雙曲扇形面伸縮變形的問題。采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板不但解決了扇形排版問題，同時也為安裝過程中施工人員提供了可靠的安全踏板，避免在施工時損壞下層底板。
為了能保證防水性能，根據多年生產異型雙曲金屬屋面的經驗，結合項目的特點，在金屬屋面系統的外層，選用高直立鎖邊鋁鎂錳金屬面層防水板，在中層采用防水透氣膜，在底層采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板做底層的防水層，用雙層防水的方案來確保屋面系統的防水性能。
為了保證二次防水和提高鋼板的平面外剛度，在節點設計時確定了在左右兩塊鋼板之間折直角邊，并加蓋“Ω”型鋼槽(如圖2.3.1)。上下兩塊鋼板在安裝時上板壓下板邊180mm，來保證其防水性能。(如圖2.3.2)
2.3.2、防潮層：在金屬屋面的使用過程中，為防止室內潮氣進入保溫層，在玻璃（詞條“玻璃”由行業大百科提供）保溫棉的下側加貼隔氣、隔潮、反射熱輻射的鋁箔隔氣層，和聚乙烯防潮隔氣層。為防止室外潮氣進入玻璃棉，在玻璃棉的外側加貼防水透氣膜，起隔潮、防潮防水的作用。
2.3.3、玻璃棉保溫層：
在屋面的保溫隔熱性能進行計算后，確定保溫層的厚度，一般為100mm厚左右，這要根據保溫性能的要求通過計算來定。可用超細玻璃棉，容重為24kg/m3，玻璃棉的導熱系數為0.036K(W/m°C)。為保證工程質量，達到節能的目標及其它物理性能，最好選擇采用的玻璃棉制品是經高溫熔融，由高速離心設備制成無機纖維后，再加入特制粘結劑和防塵油經擺動帶鋪氈并通過特殊設備改變纖維排列結構，最后經固化定型而成的新型輕質保溫材料。這種輕質保溫材料具有如下特點：
1)、耐腐蝕性能：此種玻璃纖維棉性能穩定持久，且對鋼材腐蝕有抑制作用，不會與鋼板間發生任何電化學反應，據有關標準的規定測定，保溫棉等PH值為7.1。
2)、防火性能：根據中國國家標準 GB50016及中國國家防火建筑材料監督檢驗測試中心的檢測判定，保溫棉不燃性(A級)合格。
3)、環保性能：玻璃纖維較細，不含渣球(0%--GB/T5480.5)，使玻璃棉的導熱系數較低，對人體皮膚刺激較小。
4)、抗潮濕性能：保溫棉在溫度49°C，相對濕度90%，常壓下通過ASTME84測試，吸濕量低于2%,如該產品被漬濕，干燥后保溫性能完全恢復。
2.3.4、隔聲吸音層
我們大多接觸的異形金屬屋面項目是博物館、體育館、大劇院等公共場館一般對性能要求都較高。我們常規的建筑幕墻和金屬屋面的綜合隔聲量約為30dB左右。往往達不到隔聲性能的要求。這就要求我們在設計過程中就要對隔聲性能加以重視。
我們簡單分析一下金屬屋面聲音傳遞的途徑和提高隔聲性能的辦法：雨滴撞擊金屬屋面所引起振動，將有兩種形式的聲音傳向室內。一是屋面振動輻射出的空氣聲;一是通過結構傳遞的固體聲。如果屋面的構造具有良好的空氣聲隔絕能力及良好的撞擊聲隔絕能力，可降低雨噪聲。增加屋面質量是解決雨噪聲最為有效的途徑，但是對于金屬屋面等輕質屋面而言，通過增加屋面質量來解決問題的可行性不大，因此只能通過改變屋面的結構做法降低雨噪聲對室內的影響。一般來說，分層越多，層與層之間的界面越多。雨噪聲是屬于在結構中傳遞的彈性波，聲波通過界面時會因反射等因素而降低繼續行進的聲能。因此界面有利于降低聲能。
采用一層12mm厚紙面石膏板、8mm厚GRC板、1-2mm鋼板等形成隔聲層，通過降低層與層間傳遞的空氣聲可降低雨噪聲。但需要注意的是，必須進行縫隙處理，尤其是弧形屋蓋，隔聲層一定不能出現漏聲，否則隔聲性能將大打折扣。采用巖棉（詞條“巖棉”由行業大百科提供）、離心玻璃棉等吸聲材料作層間填充，可提高隔聲層的空氣聲隔聲性能。同時，這些吸聲材料還具有提高保溫性能的效果。但還應該注意，有些材料如聚苯、聚氨酯等，雖具有保溫特性，但不具有不吸聲性能，對于雨噪聲的隔絕效果甚微。
根據實驗室測試數據證明，在輕質屋面板內，采用紙面石膏板、GRC板做隔聲層，可起到較好的隔聲效果。隔聲層一方面起到分層的作用，一方面也增加了部分重量，從兩方面提高了隔聲量。通過增加GRC板材后維護幕墻和金屬屋面的綜合隔聲量能夠增加10dB左右，達到40dB。
金屬屋面中各層板材材料是由鋼龍骨固定的，受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板，這種象橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強，聲橋現象越嚴重，隔聲效果越差。在板材和龍骨之間加彈性墊，如彈性材料墊對隔聲有一定的改善，最多可以提高5dB以上。
因此綜合以上各項因素，通過對屋面層構造的改造，在屋面層內增加GRC板材和聚乙烯交聯減振墊層，綜合隔聲量能夠提高12~15dB。能夠有效的解決建筑內聲音外傳和金屬屋面雨噪聲隔聲問題。
2.4 鋁鎂錳金屬屋面板的設計：
防水是屋面系統最基本也是最重要的功能，它的好壞直接影響著工程的形象和聲譽。正因如此，屋面系統的防水性能是金屬屋面最為值得關注的方面。
普通壓型金屬板采用的是螺釘（詞條“螺釘”由行業大百科提供）穿透式固定，釘孔處僅靠螺釘下的橡膠墊片密封。隨著墊片的老化及屋面板受風壓反復作用，墊片的密封性能將大打折扣，并導致漏水。而且由于屋面存在成千上萬個釘孔，其施工質量也受工人素質及技術水平的制約而難以保障。一旦出現問題，漏水點的查找也十分困難，不易補救。
異形金屬屋面系統的外層，選用高直立鎖邊鋁鎂錳金屬面層防水板，(如圖2.4.1)在中層采用防水透氣膜，在底層采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板做底層的防水層，用雙層防水的方案來確保屋面系統的防水性能。
2.4.1防水性能分析
直立鎖邊屋面板型，板肋直立，使得其排水斷面幾乎不受板肋影響，所以有效排水截面較普通板型更大，加之板肋較高65mm，更能保證屋面板在坡度平緩情況下的防水性能，同時鋁合金的彈性模量小，對雙向彎曲的屋面適應性更強。
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