羅 憶 徐 慷 盧 凱（晶藝特種玻璃工程集團 北京 100045）摘要：本文系統介紹了“外掛鈦復合裝飾板的無穿透金屬防水屋面體系”的組成和功能設計，并且列舉了根據國家大劇院和杭州大劇院工程進行相關檢測的結果，對推廣該體系提供了科學依據。關鍵詞：鈦復合板、防水板、直立鎖邊隨著我國國民經濟迅速的發展，人們對建筑物功能要求的日益提高，近年研發成功了一種新型的“外掛鈦復合裝飾板的無穿透金屬防水屋面體系”，它具有優良的防水、保溫、隔熱、隔聲、吸音、避雷功能及高品質的裝飾效果，為建筑師開拓了更廣闊的創作空間。在杭州大劇院屋面工程實踐的基礎上，依托了清華大學等單位的實驗技術力量，我們可以舉中國國家大劇院為實例，從以下幾個方面對該體系進行研究。1．技術性能研究1．1適應復雜的形體我們采用弧形扇狀鋁鎂錳合金直立鎖邊防水板，板寬沿長度方向漸變，象“桔子皮”那樣光滑地在每一榀結構單元里均勻漸變，以適應橢球水平周長的變化。防水板隨球面形體自然銜接，作為良好的曲面平臺，給上部的鈦板布局提供了幾何基礎。1．2固定方式和步驟1．2．1將鑄壓鋁合金固定座與固定在與主體結構相連接的檁條上。1．2．2再將扇形鋁鎂錳防水板的直立小肋扣在帶有梅花頭的鋁合金固定座上，并被相鄰板的大肋蓋住。（見圖1）[快車下載]：1．2．3最后，將扣在同一個固定座上的直立大小肋用鎖邊機鎖緊。這就是先進的直立鎖邊固定方式（見圖2）。在結構上按一定的間距布置固定座，便于擬合出光滑流暢的防水曲面(見圖3)。與傳統方法相比，這種固定方式的巨大優勢在于防水板面不被穿透，從構造上杜絕了滲漏的可能性，解決了長期困擾著傳統金屬屋面易滲漏的難題。[快車下載]：另外，系統中鋁板直立弧肋設有通長等壓槽可保持與外界等壓，并避免發生虹吸現象。直立肋搭接面的縫隙可形成排出保溫層水汽的通道，保持內部干燥，避免因保溫棉內水汽凝聚而降低保溫隔熱效果（見圖4）。鋁合金板具有很好的延性，能調整少量施工誤差，可操作性強。1．3抗風性能鈦金屬復合裝飾板系統所承受的荷載通過受力桿件，全部傳至防水板系統上。由于其特殊的固定方式，避免了在反復受正負風壓作用下，用傳統螺釘固定方式，在釘孔處產生應力集中和疲勞破壞。1．4調整溫度變形及防腐由于保溫層通常設在防水板的內側，所以大面積金屬屋面防水板都存在著嚴重的溫度變形問題，如不合理的釋放這部分變形，則易產生噪音，嚴重時會產生防水板局部折屈、隆起，或因連接處應力集中板面被撕裂。具有小波形的防水板可以調節因溫度變化產生的沿板寬方向的變形，而本系統采用的固定座特殊的構造設計能保證防水板沿板長方稍移動，這樣，就釋放了因溫度或裝配誤差產生的不利初始應力。鋁鎂錳合金防水板的基材具有極強的抗腐蝕能力，特別是在酸性環境下，其防腐性能大大優于鋼板和普通鋁合金板。本屋面防水系統從板材到螺釘、檁條均有良好的防腐能力，從而保證了整個屋面系統的使用壽命，不會受某一薄弱環節而受到影響。大量國外工程實踐表明，這種防水板在常態下使用壽命不小于40年。1．5外掛鈦金屬復合裝飾板及其連接1．5．1材料的選取鈦為輕質高強材料，它具有穩定的力學、化學和物理性能，表面特有的富有質感的金屬光澤，被建筑師認定為理想的高品位的外裝材料，但由于價格太昂貴，令人望而卻步。通過研發成功的鈦金屬復合板大幅度下降了價格，成為性價比甚優的、可以大面積使用于建筑的優質外裝飾板。1．5．2連接體系的功能及構造傳統的做法是從主結構伸出構件固定裝飾板，但這樣必然破壞了防水層，就形成向室內滲漏的可能。因此，設計時除考慮構件能滿足強度、剛度和穩定性要求外，還重點考核系統在動載下耐疲勞，不會帶動防水板肋較大變形而產生滲漏。在施工和使用的過程中，自重、風、雪、檢修和清洗等荷載反復作用于鈦金屬復合板表面，為此我們特別設計了可調的鈦板支承體系。具體連接方式為：首先將套管套入檁條（鋁管），再將鈦板通過鋁角碼固定在套管上，最后將檁條與已緊固在直立鎖邊防水板上的夾橋相連，這樣鈦板就被牢牢地固定住，并且根據需要，能將鈦板裝飾面調整擬合成建筑師設計的光滑的橢球曲面。
1．6保溫隔熱設計鈦板面反射了部分熱，減少了導入的輻射熱量。而鈦板又是良好的導熱材料，能與大氣快速地進行熱交換，避免夏季輻射熱量的集聚而導致系統表面溫度驟然提升。此外，在鈦板和防水板間300mm厚的架空層能夠沿殼形屋面形成環流，使防水板表面溫度保持相對恒定。防水板下滿鋪100mm厚的容重為16kg/m3的長纖維玻璃棉，（其傳熱系數U=0.4W/m2K）。固定座下的改性橡膠墊層隔斷了金屬連接件的傳熱通路，能有效達到斷冷橋的目的，減小室內熱量流失，避免內側產生凝結。1．7防雷設計防雷設計主要是根據閃電理論及防雷的六大因素進行設計，必須考慮到防雷效果，對建筑物內部設備的保護，以及施工實現的問題。傳統建筑物的避雷方式是采用富蘭克林常規避雷導體或避雷地結合避雷網，但是金屬屋
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