試析金屬屋面在我國工程應用中存在的主要問題

楊高峰

摘 要：在我國城市建設過程中，為建設進程不再大量依靠于耗時長、工程量大、能源消耗、污染大等傳統工程施工技術，使得我國工程應用金屬結構材料來進行工程屋面建設的主要原因，而在相關施工技術的實踐和研究過程也出現了對應的施工問題，此次就金屬屋面在我國工程應用中存在的主要問題進行討論和分析。

關鍵詞：建設進程；金屬屋面；工程應用；存在問題

引言：隨著社會進程的發展，金屬屋面建設于上世紀七十年代開始在我國興起，并在之后的社會工程建設發展中廣泛應用于我國多行業技術領域建筑設施中，也成為社會城市建設進程的主要環節。

1 金屬屋面在我國工程應用存在的主要問題

我國在現代城市建設進程中，由于我國社會經濟實力是由少轉多的階段進程，因此，我國早期建造使用的金屬屋面多為由穿透式固定的鍍鋅或彩涂亞型鋼板構成的工業廠房、倉庫建筑的屋面。而隨著我國工藝技術研究的發展和創新，更多新型的建筑材料（如：夾芯板、鋁合金板等）也逐漸應用于我國公共設施和工業設施的屋面建設[1]。雖然金屬屋面在我國得到了廣泛的應用和普及，但在實際使用和后期維護的過程中，現實應用的金屬屋面的安裝、使用狀況、后期維護等相關方面都存在相應的問題（如：技術季節考慮不全面、質量控制問題），主要體現在以下幾個方面：

1.1 屋面結構存在的問題

在實際建筑結構的構成中，我們要充分認識到金屬屋面在整體框架的設計中，其屬于輕型圍護結構體系，其主要的銜接方式是通過機械連接、固定進行的外形展現，但在相應的外部荷載上，其不能承受過大的荷載作用，嚴重時會出現構件或連接點的斷裂、脫節。目前我國多數金屬屋面工程出現結構問題的原因要是受到了外部因素的影響，即遭受大雪天氣而對結構造成的損傷和壓塌、遭遇大風時屋面板出現的位移現象（如圖一）等，而受相關問題困擾的建筑大多為輕鋼結構的廠房或臨時建筑。

（圖一）遭遇大風時金屬板的位移現象

解決措施：使用合理的屋面結構。鋼結構體系主要有輕鋼結構屋面、網架及大跨度結構屋面及金屬拱形波形屋面三種，設計中要根據具體情況合理進行設計，選用合理的屋面板型，盡量減少風吸的形式，如雙層屋面板。要確定合理的板厚，盡量選取0.8mm以上的厚度。選取合理的支架形式及厚度，支架厚度一般情況下要保證2.0mm以上。支架與檁條的連接應采用螺栓連接，因自攻釘容易拉斷或拔出，應選用M6以上的螺栓固定，具體數量根據設計規定。根據具體情況增加防風鎖設計等。

1.2 屋面工程建設的防雷安全

金屬屋面具有較強的導電性能，因此，屋面的防雷安裝是金屬屋面的最基本要求。相比于普通建筑物，金屬屋面工程對防雷措施的要求更加嚴格。在防雷設計中，由于設計人員考慮不周或者缺乏設計經驗，容易出現設計不合理問題。在安裝施工過程中，由于部分單位追求經濟效益及施工進度，采取了不符合設計要求的防雷材料，不按施工工藝施工，導致屋面防雷措施不完善，給建筑物埋下安全隱患。

解決措施：主要采取避雷網、避雷帶及避雷針三種措施。金屬是一種良好的導體，設計施工中應充分利用金屬屋面的這一特性，設置一個“金屬屋面板-支座-墊片-鋼檁條-屋面鋼結構”的導通電路，并將其與整個建筑物的避雷網形成電氣聯動，以實現防雷的目的。

1.3 金屬屋面的滲漏問題

在建筑屋面的建設過程中，屋面滲漏問題可以說是我國目前金屬屋面工程建設存在的質量通病，在業內的技術研究和創新中甚至提出“沒有不漏水的金屬屋面”的實踐總結。而在前面提到的金屬屋面出現位移現象，也是金屬屋面滲漏問題的主要原因之一。在眾多的社會新聞報道中，金屬屋面的滲漏問題已對人們日常生活、工作造成了嚴重影響；如：2011年8月某地（如圖二）出現的暴雨侵襲，導致該地區的機場候機廳的運行和使用出現問題。出現滲漏的部位，一般存在于細節節點、天溝、排水系統等環節，而直接導致這些部位出現的不同程度、范圍滲漏多是由于施工技術人員對設計圖紙的領會不到位和施工技術缺陷。

（圖二）機場候機廳金屬屋面漏水

解決措施：1、合理的進行結構設計，應綜合考慮造價、屋面坡度、板型等因素，綜合考慮。2、結合建筑物所在區域氣候特征，采用適合該地區的防水措施及材料。3、選用適合于金屬屋面板的防水材料。4、盡量采用360度直立鎖邊結構，保證防水的封閉性。

1.4 金屬屋面存在防潮和冷凝問題

金屬屋面保溫、隔熱性能較差，是使其屋面出現冷凝現象的主要原因。這是由于我國現有的設計、施工等存在技術上的缺憾，即國內多數的金屬屋面建設工程存在熱工性能差的問題，部分建筑存在的高能耗也會使建筑內部產生大量的冷凝，正因這樣問題的出現使得我國對金屬屋面的使用范圍在冬季氣候較冷的北方受到較大限制。根據我國相關工程建設企業、部門、施工隊伍的長期現象分析和情況考察，對冷凝出現的滴水現象、室內板縫漏水、冷凝水滲漏等問題進行實際的調查和總結，同時發現在金屬屋面自身結構保溫性能不高的情況下，建筑內外部的溫差較大時，屋面檐口還會產生的大量積冰或冰掛現象，造成安全隱患[3]。

解決措施：設置防潮膜，可以有效限制建筑物內部的水汽上升至屋頂，從而避免保溫材料受潮或出現冷凝現象。應將防潮膜設置在建筑物的暖面，并保持表面搭接的連續性，對開洞、搭接處及其四周進行全面封閉，以除去屋面內部的濕氣。

2 針對金屬屋面問題開展的管理措施

2.1 加強我國金屬屋面的建設標準、規范和管理力度

我國現有金屬屋面的材料構成包含形成結構層的金屬面板材料、形成防水層的防水材料和形成保溫層的保溫材料，這之中，金屬屋面板的材質一般由鋼、鋁合金、不銹鋼、銅、鋅等材料進行，而我國在現實材料的使用標準和質量指標也提出了相關的指數標準。但我國在金屬屋面的建設標準、規范和管理仍存在不足，這里主要是在實際金屬屋面的工程應用中，國內在板材、質量標準上只推出了《建筑用壓型鋼板》、《鋁及鋁合金壓型板》等壓型產品使用標準，而沒有其他壓型產品使用的建設標準和完善的應用體系制度框架。

2.2 加強對國內金屬屋面材料的技術及產品質量的統一

隨著我國對金屬屋面工程建設和材料應用的重視和關注，大量生產建筑材料的企業和負責施工的隊伍也注意到相關操作技術和應用研究存在的短板問題，即行業內產品標準欠缺，各金屬屋面材料生產企業的技術水平及質量參差不齊。為此，我國政府部門也就現實社會城市建設發展需要，對國內目前的材料生產技術、標準、加工質量、施工技術等提出了統一規劃相關使用范圍、標準、質量的詳細數據。以此，保證我國目前的金屬屋面材料施工技術和產品質量能夠在統一的生產標準和要求下，滿足城市建筑的需求。

2.3 加強對專業技術人員的綜合技能提升和培養

由于金屬屋面工程建設的施工人員是沒有具體的行業準則和專業標準進行評定的，我國在實際沒有關于金屬屋面涉及內容、深度及責任的相關規定中，企業和施工管理人員在實際金屬屋面的工程施工管理中，就要對其工作人員加強專業基礎知識、綜合技能的培訓和提升。以此，確保進行金屬屋面建設過程中，不會對工藝環節和細節在經濟效益的考慮中，進行對應的忽視或無視[5]。

結束語：在自然進程中，通常都是適者生存。人類在長期的生活經驗的摸索和生存問題的反思中，對自身的生存空間、環境、氛圍、規模、數量等都在長期的社會發展進程中，形成了獨屬于人類活動的建筑空間。其在有效隔絕室外環境的太陽輻射、空氣濕度、風、雨、雪等自然氣候的變遷中。金屬屋面的應用可以說是整體建筑完成的關鍵和外圍護系統的重要組成部分；因此，在現實的功能滿足中，我們也要注意到其結構承載、防火安全、防水、保溫隔熱等因素對建筑整體使用的影響和作用。我們要明確認識到整體系統的體現是由各個構造層在機械的組成中形成的，施工人員要著重注重對金屬屋面各個構建節點的連接和固定。通過對金屬屋面的編制、設計、施工、驗收及檢測，使整體的工程技術工藝應用能在具備專業知識人才和技術經驗豐富的工作人員的實際工藝流程開展中，一方面能夠進行工程的自律和管理，一方面可以有效解決金屬屋面在工程應用中存在問題，這同時也將推動相關外圍護技術系統的完善、進步和持續發展。

參考文獻：

[1]黃唯，吳耀華.金屬屋面在我國工程應用中存在的主要問題及分析[J].工業建筑，2013，（6）：150-156.

[2]汪明波.金屬屋面系統工程應用分析[J].山西建筑，2017，（9）：91-92.

[3]安慶新.淺談新型金屬屋面系統的防火安全問題[J].華中建筑，2009，（5）：88-92.

[4]唐慶壽.直立鎖邊金屬屋面施工及監理要點[J].江西建材，2017，（21）：77-78.

[5]李路川.大跨度場館上金屬屋面系統抗風性能研究[D].天津大學，2014.