金屬屋面系統(tǒng)的隔聲保溫層及結(jié)構(gòu)層介紹

　　前幾期我們介紹了建筑幕墻中的金屬屋面系統(tǒng)的概述及分類、金屬屋、設(shè)計(jì)內(nèi)容及性能要求、金屬屋面裝飾面層、金屬屋面防水層等相關(guān)內(nèi)容。本期我們將繼續(xù)講述金屬屋面系統(tǒng)(五)——金屬屋面的隔聲保溫層及結(jié)構(gòu)層。

　　一、隔聲吸音層

　　金屬屋面采用的隔聲、吸音材料一般為：吸音棉、巖棉、玻璃棉等。吸音棉是一種人造無機(jī)纖維。采用石英砂、石灰石、白云石等天然礦石為主要原料，配合一些純堿、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化狀態(tài)下，借助外力吹制式甩成絮狀細(xì)纖維，纖維和纖維之間為立體交叉，互相纏繞在一起，呈現(xiàn)出許多細(xì)小的間隙。

　　吸音棉常用于代替巖棉或玻璃棉，吸音棉的優(yōu)勢：100%環(huán)保產(chǎn)品，100%可回收利用;堅(jiān)固、好用無味,防水、防潮、透氣性能良好，極易加工，可根據(jù)不同需要制成各種形狀使用壽命長;不會腐爛，能抵御各種微生物、真菌、酸、鹽和碳?xì)浠�合物的腐蝕;在生產(chǎn)過程中不添加任何助劑、粘膠劑
。

　　二、保溫層

　　根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014)、《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》公安部
、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部文件(公通字【2009】46號)及《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》公安部消防局文件
(公消【2011】65號)的相關(guān)規(guī)定,當(dāng)建筑高度大于或等于24米時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級;當(dāng)建筑高度小于24米時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級或B1級。

　　金屬屋面的設(shè)計(jì)施工中，保溫材料一般采用保溫巖棉，厚度及容重根據(jù)建筑的節(jié)能要求進(jìn)行確定。

　　三、主要受力結(jié)構(gòu)層

　　金屬屋面系統(tǒng)主要的受力構(gòu)件為鋼型材檁條、不銹鋼檁條、鋁合金檁條等，以及相應(yīng)固定支座，抗風(fēng)鍵等構(gòu)配件。根據(jù)《采光頂與件數(shù)屋面技術(shù)規(guī)程》(JGJ255-2012)的相關(guān)規(guī)定，金屬屋面所采用的主要受力構(gòu)件應(yīng)按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并具有規(guī)定的承載力、剛度、穩(wěn)定性和變形協(xié)調(diào)能力，其中金屬屋面的面板和直接連接面板的支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于25年，間接支撐屋面板的只要支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限宜與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限相同。

　　1、鋼結(jié)構(gòu)檁條的形式

　　金屬屋面系統(tǒng)一般采用Q235鋼、Q345鋼。金屬屋面主要采用的鋼材主要有：鋼方通、鋼圓通、C型鋼、Z型鋼、幾字形鋼材等，鋼型材檁條的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力的計(jì)算要求。鋼材的表面處理一般根據(jù)使用部位，建筑功能要求確定，一般有氟碳噴涂、熱鍍鋅等多種防銹防腐形式，如防腐等級要求特別高，或項(xiàng)目位于高度腐蝕區(qū)域或者海洋環(huán)境，則建議采用耐候鋼或不銹鋼;如有防火要求，鋼材表面應(yīng)按照要求進(jìn)行防火噴涂處理。

　　鋼方通、圓通檁條

　　C型鋼檁條

　　Z型鋼檁條

　　幾字型鋼檁條

　　金屬屋面用不銹鋼材料宜采用奧氏體不銹鋼。奧氏體鋼的耐腐蝕性，力學(xué)及加工性能優(yōu)于其他種不銹鋼，適合在幕墻及金屬屋面中使用。常用的奧氏體不銹鋼有S304XX系列和S316XX系列。一般室內(nèi)采用304材質(zhì)，室外采用316材質(zhì)不銹鋼。金屬屋面中，不銹鋼構(gòu)配件主要用于檁條、固定件、緊固件等。

　　2、鋼結(jié)構(gòu)檁條的設(shè)計(jì)及布置

　　(1)結(jié)構(gòu)檁條體系設(shè)計(jì)：鋼結(jié)構(gòu)檁條的設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算及安裝構(gòu)造的要求，選取合理的截面;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，對金屬屋面的風(fēng)荷載進(jìn)行合理考慮，除應(yīng)滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)外，還應(yīng)預(yù)留一定的設(shè)計(jì)余量。

　　(2)結(jié)構(gòu)檁條體系布置：鋼結(jié)構(gòu)的檁條布置比較靈活，一般情況下，采用C型鋼、Z型鋼檁條一般垂直于屋面板的布置方向，其他形式的檁條布置要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況來確定。結(jié)構(gòu)檁條的布置對屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)的過程中，通過采用適當(dāng)加密金屬屋面板的檁條以及支座的間距等措施，可以使屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受力更合理，也可以使屋面板的抗風(fēng)性能加強(qiáng);通常抗風(fēng)掀試驗(yàn)滿足要求時(shí)，在屋面板板端處加密三跨檁條，間距不大于750mm。

　　鋼結(jié)構(gòu)檁條布置

　　鋼結(jié)構(gòu)檁條及支座布置

　　3、鋁型材

　　金屬屋面采用的鋁合金型材主要用于雙層金屬屋面裝飾面層的龍骨、屋面的裝飾線條，鋁合金夾具、以及鋁合金T形高強(qiáng)支座等。金屬屋面選用鋁型材通常為6XXX系列。鋁合金型材的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力的計(jì)算要求，并且滿足便于金屬屋面面板施工安裝的需要。

　　4、金屬屋面板固定支座及連接件

　　金屬屋面板的固定件，實(shí)現(xiàn)了金屬屋面和結(jié)構(gòu)檁條的固定，在金屬屋面的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。根據(jù)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》(GB50345-2012)中相關(guān)條文，對于壓型金屬板采用咬口鎖邊連接的構(gòu)造規(guī)定：在檁條上應(yīng)設(shè)置與壓型金屬波形板相配套的的專用固定支座，并用自攻螺釘與檁條連接;壓型金屬板應(yīng)擱置在固定支座上，兩片金屬板的側(cè)邊應(yīng)確保在風(fēng)吸力等因素作用下扣合或咬合連接可靠;在大風(fēng)地區(qū)或高度大于30米的屋面，壓型金屬板應(yīng)采用360°咬合鎖邊連接系統(tǒng)。常用的金屬屋面的固定支座有：鋁合金T形高強(qiáng)支座、鍍鋅鋼材(或不銹鋼)卷邊固定支座、鍍鋅鋼材(或不銹鋼)杯口形支座等形式，具體分別如下圖所示：

　　對于暗扣式直立鎖邊屋面系統(tǒng)固定方式：首先將T形鋁合金固定支座固定在檁條上，再將壓型金屬板扣在固定支座的梅花頭上，最后用電動鎖邊機(jī)將金屬板材的搭接咬合在一起。由于固定方法先進(jìn)，溫度變形自由伸縮，抗風(fēng)性能好，現(xiàn)場施工方便，保證了金屬屋面的防水性能。

　　對于雙層金屬屋面，為了便于面板次檁條和壓型金屬屋面板的連接，通常在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)了專用的鋁合金(或鋼材、不銹鋼)轉(zhuǎn)接用的連接件，以便于上下兩個(gè)層次的可靠連接。連接件形式如下所示：