江苏协和装饰工程有限公司     姜云林
 
    [摘  要]：通过设置隐形排水沟，在不影响外观的前提下解决大跨度直立锁边金属屋面的伸缩、排水问题，不会因变形过大而导致屋面渗漏。
    [关键词]：隐形排水沟 大跨度 直立锁边金属屋面、伸缩变形、渗漏
 
    1．工程概况
    1.1工程基本情况
    宿豫区文化艺术活动中心一期工程位于江苏省宿迁市宿豫区东外路、天目山路、嘉陵江路和泰山路围合地块，分别由文化馆和大剧院两个单位工程组成，建筑面积共计约54000m2,混凝土框架和钢混结构，建筑高度最高点为38.6m,抗震设防烈度为8度，建筑耐火等级一级。
    本工程由江苏邗建集团工程有限公司总承包，外装饰由江苏协和装饰工程有限公司施工。
    1.2.直立锁边金属屋面总体概况
大剧院金属屋面总面积约为13000m2，最大跨度达到120m，采用有组织虹吸排水系统。
    1.2.1主要材料特性：
    1、屋面板：采用0.9mm直立锁边铝镁锰合金屋面板，肋高65mm，根据主体钢结构布置和板材的自身特性，标准板宽采用430mm，面板通过直立锁边固定在铝合金固定座之上。
    2、保温层采用：100mm玻璃保温棉（16K）。
    3、泛水板，材质及表面处理同屋面板；铝合金固定座采用自攻螺钉与檩条连接，接触面加保温隔热垫。
    1.2.2屋面系统性能及措施：
    1、防渗漏：采用直立锁边固定方式，排水截面大；现场压型，面板纵向无搭接，表面无螺钉穿透；屋面板肋的侧面设置反毛细水凹槽，故防渗漏性能良好。
    2.温度变形能力：采用直立锁边方式，铝合金固定座仅限制屋面板在板宽度方向和垂直方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的位移。因此温度变化时屋面板能够在铝合金固定支座上自由滑动伸缩。
 

    2．1直立锁边金属屋面变形原因分析
    铝镁猛板的线膨胀系数为24×10－6，钢材膨胀系数为12×10－6，两者相差2倍，目前许多大型公建项目为了建筑整体美观效果和使用功能需要，屋面跨度越来越大，同时为了减少渗漏隐患，将铝板设计越来越长，其温度变形也相应变大。本工程处于江苏苏北地区，夏季气温可达40度，而金属屋面板表面温度却能达80度，甚至更高。为了避免因温度变化导致屋面伸缩变形过大，会造成屋面板在接缝和收口处发生挤压开裂，从而发生渗漏现象。

    2.2压型铝板屋面板热膨胀伸长量估计值
序号 上表面颜色 能达到的大约温度差（℃） 每米板长的热膨胀值(mm)
1 压光板、光滑铝面 40~50 1
2 浅色 40~50 1
3 深灰色 70~80 1.5

 
    以上为原金属屋面设计方案，虽然满足了建筑设计院关于屋面的美观、排水等各方面要求，但是最大处跨度达120m，在温差变化在50度以上的情况下，屋面板的伸缩变形可达到180mm，加之屋脊又为铝焊连接，如此大的伸缩量对铝合金支座产生的弯距和屋脊变形可想已知。
    针对以上问题，为了控制屋面板因温度变形过大，结合本工程实际情况，采用了“隐形”排水沟的做法，在不影响外观效果的前提下，既可以减少温度变形对支座和屋脊的影响，又增加了排水路径，从而减少屋面渗漏隐患，“隐形”排水沟设置位置和详细做法如下图：
 
 

   3．隐形排水沟施工要点
   3.1优化方案确认 
   由于建筑屋面的复杂性，会汲及很多相关专业，例如虹吸排水系统、防雷系统和通风系统等专业，优化方案必须经原建筑设计单位审核确认后，方可作为施工依据。
   3.2做好定位测量 
   安装天沟支架前必须进行天沟测量，天沟放线必须与屋面板材在天沟位置标高、檐口铝板的骨架标高及位置同步进行。按照先整体后局部和先高后低的原则，结合球形网架测量控制点，确保测量数据的准确性，特别是屋面和排水沟泄水坡度，由于球形网架在承受屋面荷载时，必然会有一定的下挠度，因此实际测量放线时需适当加大泄水坡度。在确保天沟的水平度与直线度的同时应保证屋面固定座、檐口收边板的安装尺寸，防止天沟上口不直或天沟骨架在安装铝支座的位置坡度不一。
   3.3天沟焊接 
   “隐形”排水天沟采用2mm厚304不锈钢板，采用氩弧焊接。对接前将切割口打磨干净，对接时注意对焊缝间隙不能超过1mm，先每隔10cm点焊定位，确认满足要求后方可加焊。天沟焊接后会出现变形现象，引起天沟积水，可在焊接两侧铺设湿毛巾，焊缝一遍成形。焊接完后，焊缝两侧20mm范围内会出现不同程度的变色，应立即用布砂轮打磨抛光将其除去。
   3.4焊缝检查 
   天沟安装好后，除应对焊缝外观进行认真检查外，还应进行蓄水试验，蓄水时间不少于24小时，最低蓄水深度不应小于天沟深度50%，且不宜小150mm，并填写蓄水试验记录。检查焊缝是否有肉眼无法发现的气孔，如发现气孔渗水，则应用磨光机打磨该处，并重新焊接。
    3.5骨架安装
   在虹吸排水系统安装验收合格后，在铝合金龙骨安装之前，先做好交接检，并形成文字和影像资料。龙骨采用40*40*3铝合金方管，横向布置，间距小于1500mm，通过L50*50**2不锈钢折件与排水沟连接。纵向布置40*40*3铝合金方管，通长设置，用于固定铝合金支座，支座平面位置偏差不应大于±2mm，相对高度偏差不大于±5mm。
    3.6装饰面板安装
    装饰面板采用0.9mm直立锁边铝镁锰合金面板，板肋需和上下屋面板肋对齐。同时装饰板与上沿口屋面板间隙应大于50mm，确保泄水通畅（如下图）。
 

   4．结束语
   屋面工程施工成败关键在于细节处理，通于项目部集思广益，精心组织，合理安排，整个金属屋面工程经过90天的紧张施工，顺利通过验收并经受住了梅雨季节和雷阵雨的考验，至今未发现渗漏现象。
 
参考文献
[1]《屋面工程技术规范》GB50345-2012    中国建筑工业出版社出版        2012
[2]《工程测量规范》GB50026-93      中国标准出版社               1993
[3]《铝板和特种金属板围护结构手册》   中国建筑工业出版社           2012