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金属屋面构造设计的适用性分析

时间:2020-07-07     作者:杭州轶丰建筑【原创】

  金属屋面构造设计的适用性主要分为两个方面:一是金属屋面构造材料的选择与建筑物的使用性质、重要程度、地域环境、使用功能要求之间的适用性;二是构造层材料相互之间的连接组合的适用性。金属屋面系统构造设计,主要是针对建筑物的防水、保温、隔热、防结露、温差变形、防风及承载力、防火、防雷、隔声吸音、耐腐蚀性能及满足外观造型要求进行设计。


金属屋面构造设计


  1、防水设计


  防水等级主要根据建筑物的类别,重要程度、使用功能要求进行确定,重要建筑和高层建筑防水等级为I级,设两道防水设防;一般性建筑防水等级为II级,设一道防水设防。


  需要注意的是,《坡屋面工程技术规范》与《屋面工程技术规范》中针对金属屋面的防水设防要求有差异,具体体现在防水垫层的设置要求上:《坡屋面工程技术规范》对于防水垫层材料选用要求比较具体,但对使用条件的描述过于笼统,实际上《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-93)[7]第六章条文对于围护结构的防潮设计计算方法及防潮措施作出了明确规定,而《屋面工程技术规范》晚于前者发布和实施,却并未对防水垫层作出明确要求,仅在第4.9.5条规定“金属板屋面在保温层的下面宜设置隔汽层,在保温层的上面宜设置防水透汽膜”,两者用词严格程度不一,值得商榷。


  2、保温隔热及防结露设计


  金属屋面保温隔热设计应注意区分建筑物的地域性差异,根据《民用建筑热工设计规范》要求,对建筑物所处的地理位置进行针对性设计,如严寒地区必须充分考虑冬季保温要求,根据规范要求计算保温层厚度,一般可不考虑夏季防热,寒冷及严寒地区还应应进行冷凝结露设计;而夏热冬暖地区必须充分考虑夏季防热要求,宜设置具有隔热功能的构造材料或构造做法,一般可不考虑冬季保温;在金属屋面构造设计上,不同地域环境的金属屋面构造设置方式也有较大差异,这种差异将直接影响建筑物的使用功能和建造成本。


金属屋面构造设计


  3、温差变形设计


  温差变形设计主要体现在对材料的热胀冷缩性能的要求上,包括支撑系统、构造连接方式及构造层材料的温差变形设计上。此类设计一般为通用性设计,地域差异或使用功能差异对温差变形设计无决定性影响。


  4、防风及承载力设计


  金属屋面的防风及承载力主要指屋面承受最不利荷载组合的能力,在风吸力起主导作用的沿海地区及风荷载特别巨大的内陆地区,屋面设计时应充分考虑结构设计的冗余度,采用可靠的构造材料及连接固定方式,并根据规范要求进行防风承载力试验,以确保金属屋面的安全使用。


  5、防火、防雷设计


  金属屋面防火、防雷设防要求与建筑物的类型及重要程度相关,构造设计时宜根据建筑物的类型和重要程度进行设计。一、二级耐火等级建筑中,屋面板应采用不燃材料,保温隔热材料应采用不燃或难燃材料。


金属屋面构造设计


  6、隔声吸音设计


  不同类型或使用功能的建筑物的允许噪声级不一样,其屋面隔声吸音构造的设置方法也不一样。对于开敞式场馆建筑,一般不做隔声要求,但部分场馆有吸音要求。对于噪音敏感程度高的建筑物如剧院、音乐厅、图书馆屋面、顶棚,可以通过设置密度板+低密度玻璃纤维吸音棉或多层压型钢板组合隔声层+低密度玻璃纤维吸音棉的方式进行隔声吸音设计。建筑物的隔声评价需通过测量评定,金属屋面的隔声设计还应满足《民用建筑隔声设计规范》及《建筑隔声评价标准》的相关要求(此处不作具体讨论)。


  7、耐腐蚀设计


  金属屋面的耐腐蚀设计包括抗环境腐蚀设计及防电化腐蚀设计。对于室内湿气较大而又有吸音功能要求的人员活动密集性场所(如游泳馆等),当室内接触面板材采用穿孔板时,宜采用压型铝合金板或其他耐腐蚀板材作为内封板,以防止穿孔部位锈蚀;不同材质的金属材料连接接触时,应设置防护垫片,避免电化腐蚀反应对材料耐久性的影响。

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