某體育場開敞式復合金屬屋面外裝飾板技術的應用

凌強　孫菁麗

某體育場開敞式復合金屬屋面外裝飾板技術的應用

凌強1孫菁麗2

本文以開敞式金屬屋面工程為例，結合該工程特點，從屋面深化設計、施工方面論述開敞式金屬屋面外裝飾板應用的工藝及技術，取得了良好的社會及經濟效益，為我國開敞式復合金屬屋面施工提供了借鑒。

金屬屋面；BIM；開敞式復合屋面；外裝飾板

1.工程概述

1.1工程概況

本工程位于濕地公園中的核心區域，其建筑面積約89112m2（地上64175m2，地下24937m2），屋頂為網殼結構。鋼屋蓋外形如同百合花，平面采用“內橢圓外圓”的布置形式。屋蓋鋼結構采用雙層開口網殼結構體系，由高低兩個屋面疊合而成。高低屋面均由光滑弧線旋轉一周形成曲面，中央開口呈橢圓形，周邊通過邊界線切割，形成六個入口部分。

金屬屋面采用開敞式復合屋面，造型呈雙曲弧形，面層由弧型屋面蜂窩板、穿孔鋁單板和弧形鋁鎂錳金屬面板組成，局部為聚碳酸酯多層中空帶肋陽光板屋面。屋面標高23以下為3.0mm厚穿孔鋁板，弧形屋面最高標高為51.845m。弧形屋面展開面積約46913m2，內外檐口展開面積為13361.38m2，進口處鋁板百葉展開面積約為2.6m2。

1.2屋面構造系統介紹

本次工程金屬屋面為開敞式復合金屬屋面，其采用1.0mm厚AA3004鋁鎂錳合金直立鎖邊板，板型為N65扇形板，裝飾板采用蜂窩鋁板及穿孔鋁板。

鋁鎂錳復合金屬屋面系統構造從上往下依次為：

a.16mm銀灰色蜂窩鋁板；

b.裝飾層鋁骨架；

體育場效果圖

屋面系統構造圖

c.1.0mm厚AA3004鋁鎂錳合金直立鎖邊板；

d.熱反射型防水膜；

e.100mm厚、32kg/m3的玻璃纖維棉；

f.0.3mm厚隔汽膜（不透水）；

g.鋼絲網；

h.50mm厚12kg/m3的玻璃纖維棉（下鋪無紡布）；

i.0.6mm厚鍍鋅穿孔彩鋼板；

j.C型鋼次檁條；

k.主檁條薄壁矩形鋼管。

2.外裝飾板深化設計BIM模型的搭建

本工程建筑外觀要求苛刻，在直立縫屋面防水板外面設計了一層建筑裝飾板。裝飾板采用不同的分格劃分、板塊大小，最終形成的板塊會存在平板、單曲板和雙曲板。其中雙曲板的加工難度及成本最高，其次是單曲板，最經濟做法是平板。板塊的分格，利用建筑軟件強大的分析能力，判定板塊四邊及對角線的弦高，以判定采用哪種板進行擬合安裝。在不同分格方向及尺寸的組合下進行統計，通過這種方式找出最優化的方案，從而提高項目的經濟性。

BIM信息化模型

2.1運用BIM技術進行深化設計保證建筑造型的準確性

金屬屋面采用BIM建模技術來實現與鋼結構等其他專業的數據信息匹配，同時完成金屬屋面系統工程的模型深化設計。金屬屋面系統的仿真模擬，是為了實現屋面節點的合理性，保障金屬屋面工程的防水、受力、美觀等性能，以模型的數據信息化為依據，實現材料的理論下料、加工，實現構件的標識化、數據化管理，保證運輸、安裝精度、造型的準確性。

2.2運用BIM技術進行構件加工確保構件的加工精度、縮短加工周期

通過BIM信息化模型，輸出每個構件的數據信息，其構件數據信息完全依據仿真安裝模型，并經過理論碰撞檢查，以及現場主體結構數據與理論模型碰撞檢查獲得，其精確度完全符合現場的施工條件要求。通過配套三維下料軟件，直接將信息化模型中的構件數據進行輸出，轉化成材料加工廠家所需要的加工單，保證其加工數據與模型數據一致，大大提高工廠的構件加工精度；

經過這一系列的數據參數化技術的應用，打破以往現場測量尺寸，然后繪制加工圖進行加工的工序，在現場還未完成上道工序時，就進行板件的加工，大大縮短材料加工周期。

裝飾板單、雙曲板塊信息化

2.3運用BIM技術在施工現場施工放樣及指導，確保設計造型與施工一致

通過BIM信息化模型，輸出建筑造型控制所需要的三維空間坐標點；將三維空間坐標點數據轉化為與施工現場相同坐標系的三維坐標數據；現場測量工程師通過轉化過的數據進行現場的造型控制以及施工坐標放樣管理。

坐標信息化模型

3.外裝飾板的安裝

3.1裝飾蜂窩鋁板安裝

蜂窩鋁板是一種新型裝飾材料，具有質輕、強度高、耐候性好、加工靈活、安裝便捷的特點。蜂窩鋁板可根據建筑外形加工成各種弧形、反弧形、圓弧拐角、雙曲面等，使建筑更精美。

裝飾層彎弧蜂窩鋁板

本工程屋頂裝飾采用蜂窩鋁板裝飾系統。

裝飾系統面層采用16mm銀灰色蜂窩鋁板，面鋁1mm，底鋁0.8mm，鋁板基材AA3003系列，表面氟碳噴涂三涂。

鋁方管骨架，利用鋁合金連接件固定于直立鎖邊板的板肋，表面陽極氧化。

面層與龍骨采用鋁角碼，不銹鋼自攻釘連接。蜂窩鋁板間泡沫棒嵌縫，中性硅酮密封膠密封。

施工順序：

原始測量數據復核→投放主軸線測量控制點→加密軸線，劃分施工區域→屋面板安裝弧度及標高復測→鋁合金轉接件放線→連接件端面坐標測量→高差調節→安裝龍骨→首塊板安裝→復核數據、調整誤差→固定→安裝后續板材→區域內安裝誤差測量→調整→清洗。

蜂窩板安裝實景圖

3.2裝飾鋁單板系統安裝

本工程穿孔鋁單板主要位于屋面標高23m以下側墻，與上部蜂窩鋁板連成一體，形成一個統一的立面效果，面積大約有10493.64m2。其采用3.0mm厚穿孔鋁單板，A3003，內外表面PVDF涂層，穿孔率10%-45%。

穿孔鋁單板上部與蜂窩鋁板相接，下部一直延至地面。

穿孔鋁板安裝按板塊分配圖上板號安置就位，明縫部位安裝角碼組裝好，相鄰兩塊板角碼錯開，然后用不銹鋼螺栓裝配，固定在主副龍骨上，調整橫豎縫間隙符合要求后固定。

穿孔鋁單板安裝實景圖

4. 結束語

隨著金屬圍護屋面加工技術及安裝水平的成熟，開敞式復合金屬屋面系統以其良好的造型及降噪、保溫、隔聲等性能，越來越多的應用于體育場等建筑的金屬屋面圍護系統中。本工程采用先進的技術、合理的施工措施，實現了開敞式復合金屬屋面裝飾板的完美應用，為我國開敞式復合金屬屋面的實施積累了更多寶貴的設計、施工、管理經驗。

［1］《采光頂與金屬屋面技術規程》（JGJ 255-2012）， 北京：中國建筑工業出版社，2012.

［2］中華人民共和國國家標準，屋面技術規范GB 50345-2012.北京：中國建筑工業出版社，2012.

（作者單位：1.上海精銳金屬建筑系統有限公司；2.華僑大學基建處）

TU238.3

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1671-3362（2016）6-0056-03