鈦鋅板金屬屋面在工程實踐中應用

石彥明

(山西焦煤集團房地產(chǎn)開發(fā)公司，山西 太原 030000)

0 引言

隨著我國建設領域供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的進展，推進建筑節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)，構(gòu)建綠色環(huán)保建筑可持續(xù)發(fā)展是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是建筑技術(shù)進步的重大標志之一。鈦鋅板屋面比傳統(tǒng)的屋面體系具有優(yōu)越的可塑性、耐腐蝕、自愈性、設計多樣性、維護費用低、裝配效率高、施工靈活、質(zhì)量通病易于控制等特點，且適應目前我國裝配式建筑推廣方向和環(huán)保綠色可持續(xù)發(fā)展需要，在建筑領域獲得廣泛的應用并顯示出廣闊的應用前景，具有普及與推廣價值。

1 項目工程概況

山西焦煤集團綜合服務基地項目位于太原市風光美麗的汾河西岸，九院沙河南岸。基地由A，B座雙子超高層辦公塔樓與C座綜合會議中心裙樓組成，其中A，B座雙子塔樓為地上28層、C座綜合餐飲會議中心為地上6層，地下2層，建筑總高度為137.85 m，總建筑面積為173 387 m2，結(jié)構(gòu)形式為框架—核心筒剪力墻結(jié)構(gòu)，其中C座多功能廳與綜合餐飲會議中心屋面為鈦鋅板金屬屋面，屋面面積約2 900 m2。

2 鈦鋅板金屬屋面構(gòu)成簡介與應用

鈦鋅板是一種鋅、銅、鈦合金板材，它的成分主要為鋅，添加少量的銅和鈦(鈦含量約0.06%～0.20%，銅含量約0.08%～1.00%)，其中鈦的加入使其具有了較高的強度與抗變形同時更有很好的可塑性性能，銅的加入不但增加了鈦鋅板的硬度，同時也避免因熱脹冷縮現(xiàn)象而削弱板材強度，且很大程度提高了其耐候性與抗腐蝕性能等。

鈦鋅板作為一種可循環(huán)、無污染環(huán)保綠色有色合金板材，與其他金屬屋面相比，具有更強的抗腐蝕性、可塑性、結(jié)構(gòu)防水、自動愈合等特點，與傳統(tǒng)屋面體系相比同時具有環(huán)保綠色、便捷高效、安全經(jīng)濟、設計多樣性、維護費用低、裝配效率高、施工靈活、循環(huán)(回收)率等特點。因此，鈦鋅板金屬被廣泛應用于建筑不同領域屋面與外墻裝飾等，如大型場館、會議展覽中心、飛機場、公共劇院、別墅等屋面工程，在我國大力推進建設領域供給側(cè)結(jié)構(gòu)性創(chuàng)新、綠色節(jié)能及裝配式建筑發(fā)展今天具有廣闊的應用前景。

3 鈦鋅板金屬屋面優(yōu)點

3.1 環(huán)保綠色

鈦鋅板以有色金屬鋅為主要原材料，可循環(huán)無廢料(可以再次熔化100%的回收利用，不會分解散發(fā)有害物質(zhì))反復使用，對環(huán)境不會造成任何污染。

3.2 使用壽命長

鈦鋅板具有優(yōu)越的耐腐蝕性和耐磨性，據(jù)實踐統(tǒng)計環(huán)境平均壽命可以使用70年～100年，基本達到與建筑物同壽命周期。

3.3 可塑性好，符合設計方案的多樣性應用與良好施工性要求

鈦鋅板板材具有很好的延展性、柔韌性和現(xiàn)場三維異型彎弧制作等特點，給建筑屋面產(chǎn)品化設計創(chuàng)造了最大程度的想象空間和自由度，同時也很大程度的保證了現(xiàn)場施工的實操性。

3.4 施工靈活、安裝便捷

因為鈦鋅板安裝工藝采用暗扣式立邊咬合接縫和平鎖扣(斜鎖扣)接縫安裝無形形成結(jié)構(gòu)自防水體系，施工簡單、快捷，不受季節(jié)氣候和環(huán)境限制，有效縮短施工工期，降低綜合造價。

3.5 避免重復交叉高空作業(yè)安全隱患，工效提高，縮短有效工期

鈦鋅板金屬屋面因其與主體結(jié)構(gòu)一次成活，工效提高，工期縮短，同時解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)施工齡期要求與屋面找平層、保溫層、找坡層、防水層及保護層等一道道工序銜接主導項目工期的弊端，同時也很大程度消除高空作業(yè)重復交叉的安全隱患。

3.6 輕質(zhì)高強、耐震防裂，很大程度減輕結(jié)構(gòu)荷載

鈦鋅板金屬屋面體系質(zhì)量輕、強度高、耐沖擊性能好，很大程度地減輕結(jié)構(gòu)荷載、降低了地震對建筑物的影響，整體性強，抗震防裂，堅固安全。

防水防潮，并有劃傷后自動愈合、免維護等獨有特點，很大程度有效避免因雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的防水層空鼓、脫落和滲漏等質(zhì)量通病問題與后期維護費用等。

煤厚基本在2.0m左右，最厚達3.6m。井田內(nèi)構(gòu)造簡單，褶皺一般不發(fā)育。煤層沿走向雖有小的起伏，但大斷層稀少，僅在井田中、深部發(fā)現(xiàn)落差在20-40m的正、逆斷層五條，并伴有次一級寬緩向斜和背斜，井田內(nèi)小斷層較發(fā)育。

4 鈦鋅板金屬屋面安裝工藝及主要控制措施

4.1 鈦鋅板金屬屋面安裝工藝與基本構(gòu)造

安全通道搭設→測量放線→預埋件→防水層→保溫層→鋼管焊接→鍍鋅壓型鋼板結(jié)構(gòu)層→鍍鋅鋼板找平層→離心玻璃纖維吸音層→不銹鋼固定件安裝→鈦鋅板金屬屋面板現(xiàn)場安裝→檐口細部收口→屋檐接口立面密封打膠→驗收，鈦鋅板金屬屋面基本構(gòu)造如圖1所示。

4.2 鈦鋅板金屬屋面施工主要控制措施

4.2.1支座固定

不銹鋼扣件是屋面面板的固定支座，它是將屋面荷載傳遞到檁條的受力構(gòu)件，它的安裝工藝與安裝質(zhì)量直接影響到屋面板的穩(wěn)定性與抗風壓性能；同時還會不同程度影響到屋面面板的縱向延伸與自由伸縮，因此，固定支座的安裝是本工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重中之重，主要控制要點如下：

1)控制線引測。

首先用經(jīng)緯儀將結(jié)構(gòu)控制線或軸線引測到結(jié)構(gòu)檁條作為不銹鋼扣件固定支座安裝的水平控制線，然后根據(jù)設計或排版圖從屋面中間開始往兩側(cè)依次放線，同時確保板塊間距平行。

2)不銹鋼支座安裝依據(jù)設計采取支座固定扣與滑動扣相結(jié)合方式。

固定支座數(shù)量直接決定屋面板的抗風能力，根據(jù)鈦鋅板屋面板深化設計與建筑物的高度、坡度、迎風方向、不同位置及最不利荷載等綜合因素首先確定固定支座扣件，然后再按規(guī)范和工藝要求等沿板長方向依次布置滑動扣。

不銹鋼扣件定位后，用拉釘將扣件固定于找平基層鋼板上，注意滑動扣件的滑動扣應安裝在扣座的中間可移動空間部位，以確保鈦鋅板屋面熱脹冷縮時縱橫自由伸縮性能。

4.2.2鈦鋅板屋面防雷網(wǎng)安裝

本工程設計直接選用金屬面板作為接閃器，通過支座扣件及鉚釘?shù)冗B接件將電流由屋面板引到鋼支撐，然后將鋼支撐和屋面防雷引下線焊接連成一體且確保符合防雷引下線縱橫間距不大于10 m規(guī)范要求。

4.2.3卷材防水施工

卷材防水為鈦鋅板屋面防水系統(tǒng)的第二防線，主要起防止冷凝水或結(jié)露水滲入屋面系統(tǒng)而造成滲漏現(xiàn)象，卷材防水施工應從檐口向屋脊方向鋪設，卷材縱向和橫向搭接均不得小于100 mm，且連接部位必須粘結(jié)到位，確保防水效果。

4.2.4檐口附件及收口節(jié)點

本工程檐口細部附件材料選用與屋面板同材質(zhì)的板材，排水溝與連接板材料為不銹鋼鋼板，根據(jù)現(xiàn)場實測制作加工，安裝順序依次為連接板、附件、面板，其中連接板通過拉釘固定在基層上，連接板搭接縫須與附件接縫錯開，且附件與連接板為扣接固定，如圖2所示。

4.2.5鈦鋅板面板安裝

1)面板的安裝質(zhì)量直接影響屋面的整體外觀及防水性能，為確保面板安裝質(zhì)量，面板安裝前要再次檢查固定支座的安裝質(zhì)量。2)鈦鋅板加工前應貼保護膜，以免留有摩擦印痕，且安裝順序應由屋面中間向兩邊安裝，最后安裝檐口邊緣板塊。3)屋面板位置調(diào)整校對好后，用專用咬邊機沿頂端往下依次鎖扣咬邊，面板咬合時應確保連續(xù)、平整，不出現(xiàn)扭曲和裂口等現(xiàn)象，以確保防水與外觀效果。

5 結(jié)語

山西焦煤集團綜合服務基地屋面于2014年7月施工完成并投入使用，歷時6年經(jīng)歷氣候雨雪天氣和不同程度外力影響等多重考驗，期間無任何質(zhì)量通病與維護反饋，實例和經(jīng)驗表明鈦鋅板金屬屋面滿足建筑節(jié)能創(chuàng)新、環(huán)保綠色可持續(xù)發(fā)展要求，具有較好的社會經(jīng)濟效益與推廣價值。