采用直立鎖邊固定方式，從根本上杜絕了傳統(tǒng)螺釘穿透固定方式帶來的漏水隱患。直立鎖邊屋面板的固定，首先是將鋁合金固定座用高強(qiáng)不銹鋼螺釘固定于鍍鋅檁條上翼緣，再將屋面板扣在鋁合金固定座的梅花頭上，最后用電動鎖邊機(jī)將屋面板的搭接邊咬合在一起。由于采用了直立鎖邊固定方式，屋面沒有螺釘外露，整個(gè)屋面不但美觀、整潔，而且杜絕了成千上萬個(gè)螺釘孔造成的漏水隱患。
此板型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是防毛細(xì)作用，體現(xiàn)在直立鎖邊系統(tǒng)的板肋上。板肋小邊上的特制凹槽在咬邊后形成的空腔擴(kuò)大了板肋的隙縫，防止毛細(xì)現(xiàn)象的發(fā)生，阻絕水分通過毛細(xì)作用進(jìn)入室內(nèi)，以更好的達(dá)到屋面的防水功能。
2.4.2 吸收熱脹冷縮性能的分析
能有效吸收屋面由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的橫向變形和由于底部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降而產(chǎn)生的垂直變形。金屬面板的固定座和下部的保溫材料及鋼檁條跟隨主體結(jié)構(gòu)上下運(yùn)動，而板面的折邊可以吸收大量的形變。在沿板肋的縱向，板更有足夠的撓度（詞條“撓度”由行業(yè)大百科提供）吸收可能產(chǎn)生的豎向形變。(如圖2.4.2-1)
金屬屋面系統(tǒng)利用板的折邊變形和板肋空隙來制調(diào)整熱脹冷縮。對每塊400mm寬的金屬屋面板，可調(diào)節(jié)的量可達(dá)5mm，在總的可調(diào)整量內(nèi)完全可以吸收該方向的結(jié)構(gòu)位移。(如圖2.4.2-1)
2.4.3透氣性能的分析
空氣中總是含有一定量的水份的，水份的含量即濕度在一年四季甚至每天都在變化，有時(shí)高有時(shí)低，這些水份都是以氣態(tài)方式存在，但高濕度的熱空氣在遇到冷的界面時(shí)，空氣中的水份就會由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，形成冷凝水。屋面板上下的空氣交換有助于使屋面板上下的空氣濕度保持一致，避免一側(cè)的濕度過高在遇溫度突變時(shí)產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，尤其是要防止屋面板底的濕度太高。有時(shí)在翻開一些壓型鋼板屋面時(shí)，會發(fā)現(xiàn)板的表面沒有被銹蝕，但板底已銹跡斑斑，這就是由于在板底的濕汽太多又排不出去，加速了壓型鋼板的氧化腐蝕。
本方案采用的板型，其板肋的搭接既可防止雨水和毛細(xì)水的浸入，但又不妨礙空氣的自然流通，使屋面板底的空氣能夠流動，屋面系統(tǒng)就如同可以呼吸換氣一樣，不會將濕氣悶在板下部。
2.4.4板的長度方向吸收熱脹冷縮性能的分析
屋面板和鋁合金固定座采用機(jī)械咬合的方式來連接，屋面板通過機(jī)械咬合力扣合在鋁合金固定座的梅花頭上，但屋面板仍可以在鋁合金固定上面自由滑動，此種連接方式可充分吸收屋面板由于熱脹冷縮在縱向產(chǎn)生的變形。在《采光頂與金屬屋面技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定直立鎖邊壓型屋面面板長度不宜大于25米，使屋面板能夠自由伸縮同時(shí)又能控制在一定的范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。
但應(yīng)注意的是，在屋面板通過機(jī)械咬合在鋁合金T型固定座的梅花頭上后，由于溫度變化會在面板和梅花頭之間產(chǎn)生縱向的滑動，如處理不當(dāng)可能在此處出現(xiàn)破損。最好是在此處增加界面來減少屋面板與T型固定座的梅花頭之間的摩擦，從而提高其使用壽命。
2.4.5金屬屋面板的排版設(shè)計(jì)
異形金屬屋面的外形有不少是不規(guī)則形狀，這就給金屬屋面板的排版設(shè)計(jì)工作增添了很大的難度。金屬屋面板的排版設(shè)計(jì)是否可行，屋面板對曲面的順滑覆蓋是保證屋面板能自由伸縮及防水的關(guān)鍵，因而分析屋面板鋪設(shè)在曲面上的效果，并根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的排板方案決定著整個(gè)屋面工程的成敗。為了確保其使用功能必須對不規(guī)則的外形進(jìn)行詳細(xì)的分析，這樣才能完成合理的排版設(shè)計(jì)。
根據(jù)建筑圖紙，建立精確的三維模型，并將三維模型分為兩大區(qū)域。即，項(xiàng)部區(qū)域和墻面區(qū)域。在兩個(gè)區(qū)域之間由天溝來分界。在頂部區(qū)域內(nèi)根據(jù)三維模型中所顯示出的坡度走勢，將高的部分設(shè)置成屋脊，底部的位置設(shè)為天溝。使之自然形成了不規(guī)則的多個(gè)分區(qū)。
在每個(gè)分區(qū)中的板型都是根據(jù)所在位置的不同而產(chǎn)生變化的。有的分區(qū)全部都由扇形彎弧板組成。有的分區(qū)是由扇形彎弧板與弧形板組合而成。有的分區(qū)是由扇板、弧板、直板相互組合成形的。但在每個(gè)分區(qū)中只能有一個(gè)坡度不同的排水走向。(如圖2.4.5-1、2、3、4)
對雙曲形狀金屬屋面在排版設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下幾個(gè)問題:
a)由于屋面雙向彎曲，如使用直板,會出現(xiàn)扭曲甚至無法安裝的情況,在此情況下,使用扇形板或局部使用扇形板將是最好的解決辦法。
b)由于屋面板鋪設(shè)方向不能沿著曲面的徑向，因此在沿著屋面板側(cè)向會有較大的偏移,尤其是板的中部,如果出現(xiàn)這種偏移,且偏離距離過大,將需要板有很好的柔韌型,并可能需要采用異性板。
c)由于屋面雙向彎曲，在屋面板的中部會出現(xiàn)橘皮效應(yīng)(中部增寬)。直立鎖邊的壓型板由于帶肋,每片板可以在中間拉大5-10mm，可以有效解決此問題。若結(jié)合扇形板寬度變化的特點(diǎn)，能更好地解決此問題。
2.5金屬屋面板與面層裝飾板連接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：
直立鎖邊金屬屋面板的最大特點(diǎn)是，在屋面板的外部如果設(shè)置裝飾面層，可以利用轉(zhuǎn)接件實(shí)現(xiàn)無穿透式連接。異形金屬屋面的外層裝飾面板的材質(zhì)和形狀最能展現(xiàn)建筑的個(gè)性，是建筑師們極為重視的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。所以在保證屋面功能的基礎(chǔ)上，如何利用好直立鎖邊金屬屋面板的外形構(gòu)造來有效的固定和連接外層裝飾板就顯得極為重要。我所使用過的外層裝飾板材料就有六種之多，最常用的是鋁單板(平板或曲面板)，其次是復(fù)合材料板如鈦鋅復(fù)合板、純鈦復(fù)合板、幻彩復(fù)合板等，還有GRC曲面板、天然板巖石材板等。當(dāng)然也有無外裝飾層直接利用直立鎖邊板作為建筑的外表面。
轉(zhuǎn)接件是在屋面板鎖扣的上部安裝，起到轉(zhuǎn)接橫向鋁管的作用。轉(zhuǎn)接件采用鋁合金型材加工而成，轉(zhuǎn)接件為兩件，滿足其轉(zhuǎn)角要求。弧形鋁支撐管是采用擠壓（詞條“擠壓”由行業(yè)大百科提供）的鋁合金型材，起到支撐連接件（詞條“連接件”由行業(yè)大百科提供）固定外裝飾板的作用。(如圖2.5.2)外裝飾板是通過連接件固定在弧形鋁支撐管上使其所受的荷載能傳遞給屋面支撐系統(tǒng)。(如圖2.5.1、3、4)
3 功能性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案
3.1屋脊與排水天溝
3.1.1屋脊設(shè)計(jì)方案
往往金屬屋面的外形都比較復(fù)雜，高低起伏曲面轉(zhuǎn)角多，建筑外形要求過度順滑，在視覺上無明確的屋脊線。但是由于功能的要求，在相鄰的兩個(gè)區(qū)域中的排水走向不一致，每一塊金屬面板的伸縮變形方向不一致。所以，必須在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置屋脊。用它來作為屋面排水方向的分界和金屬面板的可變形伸縮端或固定端。(如圖3.1.1a、b)
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