论文部分内容阅读
摘要:我们介绍了某主厂房166H断热气密工法全属屋面系统的施工，包括全属屋面屋面板选型、高空水平运输、连续固定座和断热固定座以及屋面气密施工。通过采用气密施工法，达到了电子厂房对洁净度、气密性及屋面板自身防热胀冷缩的要求，对类似全属屋面系统施工具有较好的借鉴意义。
关键词:金属屋面、防水系统、施工方法
中图分类号：TU57 文献标识码：A
1、工程概况
核心区主厂房为混凝土框架+钢结构的两层厂房结构，平面轴线尺寸为337.2mX 161.4m，建筑面积约55000m2。第2层(标高+6.750m)为华夫板结构，2层以上为钢桁架结构，屋面系统采用日本YODOKO公司166H双层断热气密工法扣合式金属屋面板。该厂房是国内目前最先进、最大的TFT-LCD生产厂房，属高洁净度电子厂房，最高洁净度等级为10级，因而对金属屋面防水、保温隔热、防热胀冷缩和气密性有非常苛刻的要求。钢屋盖结构示意如图1：
图1
2、屋面板超长，垂直水平运输困难
本工程金属屋面系统屋面板长163.7m，如何将轧制成型的金属屋面板垂直运输到屋面，并水平运输到屋面板安装位置，是金属屋面系统施工的难点。金属屋面施工必须保证屋面系统对气密性的施工要求，这是屋面系统施工的关键点。本工程金属屋面系统施工必须保证屋面板与屋面板之间结合部位以及屋面与檐口墙体结合部位，屋面与山墙墙体结合部位的气密性，屋面系统漏气率必须满足设计要求。屋面系统必须确保屋面板在热胀冷缩时不破坏屋面系统的密封性，屋面系统的热胀冷缩是一个突出的技术难点。
3、屋面系统的设计与施工
3. 1屋面系统构造
核心区主厂房屋面为弧形钢结构屋面，屋面结构形式采用日本YODOKO公司的0.8mm厚166H双层断热气密工法镀铝锌扣合式金属屋面板；屋面檩条采用槽钢 22，间距1.5 m，屋面四周加密间距为255m；上下两层屋面板之间铺设160mm厚玻璃纤维保温棉。屋面板单板长163.7m，无中脊、无搭接。屋面底层板固定支座采用166H固定座，采用自攻钉连接；屋面上层板固定支座采用166H断热固定座，具有隔断热量下传的功能。屋面檐口及山墙采取气密收边，檐口处采取外挂式不锈钢天沟。屋面系统结构形式见图2：
图2
3. 2屋面板选型
主厂房为高洁净度厂房，对屋面防水和气密性要求很高。设计选用的166H断热工法扣合式屋面板板宽500mm，波高166mm，为常规屋面板波高的2倍~3倍，能充分保证屋面遭遇暴雨情况下的正常排水。另外，该屋面板为整片式压型板，纵向方向没有搭接缝，横向搭接采用隐藏式咬合接口，整个屋面系统没有因搭接或其他原因穿孔或打洞。166H扣合式屋面板断面见图3：
图3
3. 3屋面板高空轧制及运输
本工程金属屋面板单板长163.7m，采取现场高空轧制后水平运输至安装位置进行铺设，高空压瓦平台设置在厂房端头檐口侧。首先，将首批轧制的屋面板铺设在轧制区域屋面上；然后用木工板铺设在己安装好的屋面板上作为后续轧制和水平运输的操作平台，操作平台采用脊板固定座与己安装屋面板进行固定。
接着继续压制金属屋面板，随压随安。当金属屋面板安装达到一定距离后，在己安装完成的屋面板上通过屋面板固定座铺设475型1.2mm纵向轨道板作为运输通道，用手推车将屋面板运输到安装位置，随着屋面板的安装进程不断补充铺设纵向轨道板。这种屋面板水平运输方式可以确保屋面板平稳运输，能大大降低操作人员的数量和劳动强度，对己安装屋面板的成品保护非常有利。屋面板高空轧制及水平运输平面布置见图4、图5：
图4
图5
3.4屋面板固定支架
本工程金属屋面系统设计为0.8mm双层166H断热扣合式压型板，通过屋面板双层固定座进行连接固定。下层板固定座采用连续高强度固定座，焊接于屋面擦条上，可对每张屋面板进行精确定位安装，并可将屋面系统内部的应力和变形控制在单张板宽范围内，阻隔屋面系统应力和变形的传递累积；上层板采用断热固定座，扣合夹与固定支架之间设置有ABS断热件，能有效隔断热量通过固定座向下传递到洁净室。断热固定座安装于连续固定座上方屋面板咬合部，能很好地将上层屋面板所受荷载和应力传递到连续固定座，确保屋面系统受力可靠。屋面板连续固定座和断热固定座见图6、图7、图8：
图6
图7
图8
上、下两层屋面板固定座的扣合夹可随屋顶坡度变化而调整，使屋面板和固定支座扣合夹有效连接，消除屋面板系统自身应力和荷载变化引起的变形，可调节范围为屋面坡度的25%。
3. 5气密屋面施工
屋面系统包括底层压型金属板(直接面对洁净区)、玻璃保温棉层及面层压型金属板(直接面向室外)，两层钢板均采用0.8mm厚166H断热气密扣合式金属压型板，设计要求具有防水、保温、气密性能。特别是屋面系统的气密性有严格要求，保证金属屋面系统及屋面系统和外墙相接部位在10Pa的正压下，系统漏气率小于0.03m3/(h.m)；在120 Pa的正压下，系统漏气率小于0.09m3/(h.m)。故金属屋面气密施工是整个屋面施工的重中之重。
金属屋面系统气密施工主要体现在底层压型金属板上，采取的措施是在底层屋面板咬合部位加三元乙丙橡胶(EPDM胶带)进行隔气，并在咬合部位接口位置打硅胶进行密封。具体施工步骤如下：
3.5.1确定金属屋面板的安装基准线，并按轴线设置屋面板安装控制线。
3.5.2安装底层板连续固定支架，焊接于屋面擦条上。
3.5.3屋面板高空轧制并运输到安装位置就位，在屋面板咬合部位与咬合夹结合部位贴EPDM胶带，并与咬合夹扣合。
3.5.4在屋面板咬合部位通长满贴EPDM胶带，并安装第2张屋面板。
3.5.5用专用电动咬边机进行咬边。
3.5.6在咬边接口处打密封胶进行密封。施工流程见图9：
图9
本工程屋面板长度达163.7m，为国内首次使用的最长屋面板，屋面系统的热胀冷缩是一个突出的技术难点，分为横向和纵向两个方向的热胀冷缩。波肋型压型金属板一方面大大提高屋面板的刚度，另一方面波肋的存在允许屋面板在横向有一定的伸缩。由于横向的热胀冷缩量小，可完全由压型金属板的波肋吸收。按冬夏季温差50℃计算，屋面板纵向伸缩量ΔL= 11.8 X 10-6 X 163700 X 50 = 96mm，如此大的变形量若得不到释放将导致屋面板的严重变形，破坏屋面系统的密封性。166H断热扣合式屋面板能很好地解决这一技术难题。与常规3600咬合式屋面板不同，166H断热扣合式屋面板咬合部位为圆形，屋面板与固定支架咬合夹之间留有一定间隙，能够实现相互移动，确保屋面板的纵向伸缩。
3.6山墙气密收边施工
山墙部位墙体包括复合板和金属外板墙两道墙体，山墙气密收边施工必须对两道墙体进行密封。复合板与金属屋面山墙固定座接缝，先用收边角钢对结合部位进行加固，然后在结合部位用收边板C+复合板+密封胶进行全密封。金屬外墙板与金属屋面外侧接缝，首先在山墙两层墙体之间的屋面上设置山墙收边板A/B+保温棉+密封胶进行密封，收边板与金属外墙板齐平；然后，安装山墙收边铝板+硅胶将金属外墙板和屋面系统外包起来。山墙气密收边施工见图10：
图10
总之，本工程屋面采用双层166H断热气密工法金属屋面系统，面板纵向通长无搭接，屋面系统及与外墙连接部位采用气密施工，很好地解决了屋面防水、保温隔热、热胀冷缩和气密的要求，完全满足了电子厂房对洁净度、气密性的严格要求;施工安全、可靠、经济、高效，具有广阔的市场和应用前景，可广泛应用于电子、生物、制药等高新技术产业中有高洁净度和气密性要求的金属屋面的施工，对有类似洁净和气密要求的金属屋面工程具有良好的借鉴意义。
参考文献：
[1]钢结构工程施工质量验收规范[S].GB50205-2001.
[2]屋面工程施工质量验收规范[S].GB50207-2002.
[3]周观根.超大型金属屋面板系统设计与施工[J].东南网架股份有限公司.2011.
关键词:金属屋面、防水系统、施工方法
中图分类号：TU57 文献标识码：A
1、工程概况
核心区主厂房为混凝土框架+钢结构的两层厂房结构，平面轴线尺寸为337.2mX 161.4m，建筑面积约55000m2。第2层(标高+6.750m)为华夫板结构，2层以上为钢桁架结构，屋面系统采用日本YODOKO公司166H双层断热气密工法扣合式金属屋面板。该厂房是国内目前最先进、最大的TFT-LCD生产厂房，属高洁净度电子厂房，最高洁净度等级为10级，因而对金属屋面防水、保温隔热、防热胀冷缩和气密性有非常苛刻的要求。钢屋盖结构示意如图1：
图1
2、屋面板超长，垂直水平运输困难
本工程金属屋面系统屋面板长163.7m，如何将轧制成型的金属屋面板垂直运输到屋面，并水平运输到屋面板安装位置，是金属屋面系统施工的难点。金属屋面施工必须保证屋面系统对气密性的施工要求，这是屋面系统施工的关键点。本工程金属屋面系统施工必须保证屋面板与屋面板之间结合部位以及屋面与檐口墙体结合部位，屋面与山墙墙体结合部位的气密性，屋面系统漏气率必须满足设计要求。屋面系统必须确保屋面板在热胀冷缩时不破坏屋面系统的密封性，屋面系统的热胀冷缩是一个突出的技术难点。
3、屋面系统的设计与施工
3. 1屋面系统构造
核心区主厂房屋面为弧形钢结构屋面，屋面结构形式采用日本YODOKO公司的0.8mm厚166H双层断热气密工法镀铝锌扣合式金属屋面板；屋面檩条采用槽钢 22，间距1.5 m，屋面四周加密间距为255m；上下两层屋面板之间铺设160mm厚玻璃纤维保温棉。屋面板单板长163.7m，无中脊、无搭接。屋面底层板固定支座采用166H固定座，采用自攻钉连接；屋面上层板固定支座采用166H断热固定座，具有隔断热量下传的功能。屋面檐口及山墙采取气密收边，檐口处采取外挂式不锈钢天沟。屋面系统结构形式见图2：
图2
3. 2屋面板选型
主厂房为高洁净度厂房，对屋面防水和气密性要求很高。设计选用的166H断热工法扣合式屋面板板宽500mm，波高166mm，为常规屋面板波高的2倍~3倍，能充分保证屋面遭遇暴雨情况下的正常排水。另外，该屋面板为整片式压型板，纵向方向没有搭接缝，横向搭接采用隐藏式咬合接口，整个屋面系统没有因搭接或其他原因穿孔或打洞。166H扣合式屋面板断面见图3：
图3
3. 3屋面板高空轧制及运输
本工程金属屋面板单板长163.7m，采取现场高空轧制后水平运输至安装位置进行铺设，高空压瓦平台设置在厂房端头檐口侧。首先，将首批轧制的屋面板铺设在轧制区域屋面上；然后用木工板铺设在己安装好的屋面板上作为后续轧制和水平运输的操作平台，操作平台采用脊板固定座与己安装屋面板进行固定。
接着继续压制金属屋面板，随压随安。当金属屋面板安装达到一定距离后，在己安装完成的屋面板上通过屋面板固定座铺设475型1.2mm纵向轨道板作为运输通道，用手推车将屋面板运输到安装位置，随着屋面板的安装进程不断补充铺设纵向轨道板。这种屋面板水平运输方式可以确保屋面板平稳运输，能大大降低操作人员的数量和劳动强度，对己安装屋面板的成品保护非常有利。屋面板高空轧制及水平运输平面布置见图4、图5：
图4
图5
3.4屋面板固定支架
本工程金属屋面系统设计为0.8mm双层166H断热扣合式压型板，通过屋面板双层固定座进行连接固定。下层板固定座采用连续高强度固定座，焊接于屋面擦条上，可对每张屋面板进行精确定位安装，并可将屋面系统内部的应力和变形控制在单张板宽范围内，阻隔屋面系统应力和变形的传递累积；上层板采用断热固定座，扣合夹与固定支架之间设置有ABS断热件，能有效隔断热量通过固定座向下传递到洁净室。断热固定座安装于连续固定座上方屋面板咬合部，能很好地将上层屋面板所受荷载和应力传递到连续固定座，确保屋面系统受力可靠。屋面板连续固定座和断热固定座见图6、图7、图8：
图6
图7
图8
上、下两层屋面板固定座的扣合夹可随屋顶坡度变化而调整，使屋面板和固定支座扣合夹有效连接，消除屋面板系统自身应力和荷载变化引起的变形，可调节范围为屋面坡度的25%。
3. 5气密屋面施工
屋面系统包括底层压型金属板(直接面对洁净区)、玻璃保温棉层及面层压型金属板(直接面向室外)，两层钢板均采用0.8mm厚166H断热气密扣合式金属压型板，设计要求具有防水、保温、气密性能。特别是屋面系统的气密性有严格要求，保证金属屋面系统及屋面系统和外墙相接部位在10Pa的正压下，系统漏气率小于0.03m3/(h.m)；在120 Pa的正压下，系统漏气率小于0.09m3/(h.m)。故金属屋面气密施工是整个屋面施工的重中之重。
金属屋面系统气密施工主要体现在底层压型金属板上，采取的措施是在底层屋面板咬合部位加三元乙丙橡胶(EPDM胶带)进行隔气，并在咬合部位接口位置打硅胶进行密封。具体施工步骤如下：
3.5.1确定金属屋面板的安装基准线，并按轴线设置屋面板安装控制线。
3.5.2安装底层板连续固定支架，焊接于屋面擦条上。
3.5.3屋面板高空轧制并运输到安装位置就位，在屋面板咬合部位与咬合夹结合部位贴EPDM胶带，并与咬合夹扣合。
3.5.4在屋面板咬合部位通长满贴EPDM胶带，并安装第2张屋面板。
3.5.5用专用电动咬边机进行咬边。
3.5.6在咬边接口处打密封胶进行密封。施工流程见图9：
图9
本工程屋面板长度达163.7m，为国内首次使用的最长屋面板，屋面系统的热胀冷缩是一个突出的技术难点，分为横向和纵向两个方向的热胀冷缩。波肋型压型金属板一方面大大提高屋面板的刚度，另一方面波肋的存在允许屋面板在横向有一定的伸缩。由于横向的热胀冷缩量小，可完全由压型金属板的波肋吸收。按冬夏季温差50℃计算，屋面板纵向伸缩量ΔL= 11.8 X 10-6 X 163700 X 50 = 96mm，如此大的变形量若得不到释放将导致屋面板的严重变形，破坏屋面系统的密封性。166H断热扣合式屋面板能很好地解决这一技术难题。与常规3600咬合式屋面板不同，166H断热扣合式屋面板咬合部位为圆形，屋面板与固定支架咬合夹之间留有一定间隙，能够实现相互移动，确保屋面板的纵向伸缩。
3.6山墙气密收边施工
山墙部位墙体包括复合板和金属外板墙两道墙体，山墙气密收边施工必须对两道墙体进行密封。复合板与金属屋面山墙固定座接缝，先用收边角钢对结合部位进行加固，然后在结合部位用收边板C+复合板+密封胶进行全密封。金屬外墙板与金属屋面外侧接缝，首先在山墙两层墙体之间的屋面上设置山墙收边板A/B+保温棉+密封胶进行密封，收边板与金属外墙板齐平；然后，安装山墙收边铝板+硅胶将金属外墙板和屋面系统外包起来。山墙气密收边施工见图10：
图10
总之，本工程屋面采用双层166H断热气密工法金属屋面系统，面板纵向通长无搭接，屋面系统及与外墙连接部位采用气密施工，很好地解决了屋面防水、保温隔热、热胀冷缩和气密的要求，完全满足了电子厂房对洁净度、气密性的严格要求;施工安全、可靠、经济、高效，具有广阔的市场和应用前景，可广泛应用于电子、生物、制药等高新技术产业中有高洁净度和气密性要求的金属屋面的施工，对有类似洁净和气密要求的金属屋面工程具有良好的借鉴意义。
参考文献：
[1]钢结构工程施工质量验收规范[S].GB50205-2001.
[2]屋面工程施工质量验收规范[S].GB50207-2002.
[3]周观根.超大型金属屋面板系统设计与施工[J].东南网架股份有限公司.2011.