金屬屋面
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河南正金鋁業有限公司

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為什么要選擇鋁鎂錳金屬板?

2021-01-14

鋁鎂錳合金屋面系統非常適用于新穎、大型工業、商業以及民用建筑復雜多變的屋面,防水、節能、美觀、耐用,且可現場壓型生產。該系統尚配有固定座、節點標準件以及配套的裝飾、擋雪、防墜落系統,因而其應用廣泛應用于體育場館、會展中心、劇院和博物館、機場、火車站、地鐵站等文化與交通設施以及商業建筑、民用住宅等建筑的屋面。


屋面系統是建筑非常重要的部分,具有嚴格的設計要求,必須具有:安全耐久、防雨抗風、保溫隔熱、隔音降噪、造型美觀、容易維護等功能。


一、鋁鎂錳合金屋面系統

1.1 鋁鎂錳合金屋面系統構造典型的鋁鎂錳合金屋面系統構造,如圖1所示。

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鋁鎂錳合金屋面系統的構造,由下到上分別為:屋面底板:采用穿孔鍍鋁鋅或鍍鋅壓型鋼板,其厚度根據檁條距離來設計,穿孔率則根據項目計算求得。

屋面檁條:為Z275 鍍鋅檁條。

防塵層:為無紡布,主要用于防塵隔灰,鋪設在屋面底板上表面。

吸音棉:通常采用的是玻璃絲棉,其容重和厚度需根據計算確定。

隔汽層:可單獨鋪設,也可選擇玻璃絲棉(帶有防潮貼面);單獨鋪設的隔汽層常用聚酯膜、高密度紡粘聚乙烯膜等。

屋面次檁條:為Z275 鍍鋅檁條。

保溫、隔音層:通常采用巖棉,其厚度需根據計算確定。

防水透氣膜:為高密度聚乙烯無紡布,阻隔風雨對建筑結構的侵襲,在加強建筑氣密性、水密性的同時,還可提供獨一無二的透氣性,使圍護結構內部水迅速排出,有效避免霉菌和冷凝水的形成。

鋁合金固定座(T 形碼):固定在屋面次檁條上,用來固定鋁鎂錳合金屋面板。

鋁鎂錳合金屋面板:厚度通常為0.9 mm、1.0mm、1.2 mm。


1.2 鋁鎂錳合金屋面系統的特點及優勢


1.2.1 基材防腐,耐久性強


1)采用牌號AA3004 鋁鎂錳合金,本身具有很強的防腐性能;


2)運輸或施工造成之表面損傷,不影響其防腐性能;


3)英國國家標準局認證:該產品在普通環境下的使用壽命不短于40 年。


1.2.2 防水性能可靠


1)固定方式采用暗扣加機械鎖邊方式,無任何螺釘穿過屋面,避免漏水隱患;


2)Z大限度地利用面板橫截面積排水,排水效率高。與普通金屬壓型板排水能力對比,見圖2;

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3)橫向搭接邊采用專用鉸邊機鉸合,密封性好,并有防毛細作用措施;


4)采用滑動式固定座,避免因溫度變形導致面板損壞,見圖3;

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5)采用移動式壓型設備,突破運輸條件對板長的限制,減少了板的縱向搭接;


6)鋁合金屋面板及泛水允許焊接,完善處理屋面開孔之防水問題。


1.2.3 造型適應性好


1)所用鋁鎂錳合金材料既有相當的強度,又有很好的柔韌性,特別適合三維曲面等復雜造型的屋面;


2)獨特的扇板、彎板及扇彎板生產技術,能在確保防水能力的同時,完美地實現各種設計造型。


1.2.4 材料美觀、使用方便


1)原色面板具有相當強的金屬光澤;


2)可外涂PE 或PVDF 涂料,以滿足設計和使用的色彩要求;


3)使用期間一般無需洗刷和保養。


1.2.5 現場壓型生產方式


靈活性高,便于根據施工現場情況調整生產參數,有利于縮短生產周期并保證產品質量。


1.3 鋁鎂錳合金屋面系統標準配件及工器具


1.3.1 固定支座


固定支座高度可根據構造要求選擇,常用的為:81 mm、106 mm、116mm 及156 mm,支座下帶6 mm 厚隔熱墊。標準支座寬度為58 mm;雙寬支座寬度為116mm。固定支座,見圖4。

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1.3.2 配件


1)山墻節點配件,見圖5

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2)檐溝、封檐節點配件


檐溝、封檐節點所用配件,見圖6

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1.3.3 工器具


1)電動鎖邊機,用于鎖緊板肋,使板與固定座連結牢固,見圖7(左)。


2)手動鎖邊機,在用電動鎖邊機之前先用手動鎖邊機鎖緊板端,以便于電動鎖邊機入位,見圖7(右)。

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1.4 鋁鎂錳合金屋面系統的功能保證


1.4.1 吸聲及隔音


1)吸聲


系統利用吸聲材料調整聲場分布,以消除回聲。

解決辦法:屋面底板穿孔+鋪設吸聲材料(無紡吸聲布及玻璃纖維棉),打孔底板種類見圖8。

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2)隔音


旨在隔絕室外噪音源。


解決辦法:選擇合適的屋面構造及材料質量(質量增加1 倍,隔聲量增加6 db);采用有空氣間層的雙層或多層屋面構造,并盡量減少兩層之間的剛性連接(即聲橋),避免附加隔聲量的降低。


1.4.2 保溫隔熱


要求控制圍護結構內表面溫度不低于室內 ** 溫度,以保證表面不結露。


1)冷凝結露原因


由于物體表面溫度低于 ** 溫度所致。在鋼結構中金屬圍護板通過緊固件與檁條連接,如不采取特殊處理,在這些金屬相連的部位將產生結露現象。當有內襯板時,由于冷橋引起內襯板溫度降低,加之水汽很難通過內襯板,因而在內襯板上有明顯水滴。


2)冷凝結露危害


使保溫棉的保溫性能變次,水汽可能導致貼面滴水,引起貼面生銹;水汽與鋼構件的接觸可導致銹蝕,縮短屋面使用壽命。


3)防冷凝結露設計


設置隔汽層:應布置在水蒸氣流入的一側,所以對采暖房屋應布置在保溫層內側,對冷庫建筑應布置在保溫層外層。材質選擇以聚丙烯夾筋貼面較為理想,而鋁箔貼面在有水汽時易生銹,應避免采用。設置通風間層或泄氣溝道:保溫層外側和屋面板之間如有通風間層,從室內滲入的蒸汽,可被不斷與室外空氣交換的氣流帶走,對保溫層可起到風干的作用。


二、鋁鎂錳合金屋面板


2.1 材質


2.1.1 鋁合金


鋁合金有9個系列牌號,其中1XXX、3XXX 、5XXX 系廣泛用于建筑領域。1XXX 系為99.9%或更高純度的鋁;3XXX 系中的錳是主要合金元素,這些合金一般是不可熱處理強化的,但比1XXX 系合金的強度高20%以上;5XXX 系的主要合金元素是鎂,是一種具有中等強度或高強度的可加工硬化合金,具有良好的焊接性能,并在海洋環境空氣中具有良好的抗腐蝕性。建筑領域中屋面及墻面板所用的鋁合金,主要以3XXX 系的鋁鎂錳合金為主,這是因為5XXX 系合金較硬,而立邊咬合式屋面板制作時需多次變形,所以加工性能較好的3XXX 系材料就成為材料的首選。


2.1.2 屋面板基材


屋面板基材通常采用國際牌號AA3004 的鋁鎂錳合金壓型制作,合金狀態為H36/H46。其屈服強度≥190 MPa,抗拉強度在240~285 MPa,伸長率≥3%。收邊板基材采用國際牌號AA3004 的鋁鎂錳合金壓型制作,合金狀態為H34/H44,其屈服強度170MPa ,抗拉強度在220~265 MPa ,伸長率≥3%。


鋁鎂錳合金板基材(AA3004) 主要成分含量:Si≤0.3% ;Fe≤0.7% ;Cu≤0.25% ;Zn <0.25% ;Mn 為1.0%~1.5%;Mg 為0.8%~1.3%;其余為Al。


2.1.3 鋁鎂錳合金板的涂層


常用的涂層有:原色錘紋、聚酯(PE)烤漆涂層、氟碳(PVDF)噴涂烤漆涂層。

PVDF 涂層:耐磨性好、電性能優異;具有優異的抗紫外線性;耐氣候老化性好,耐燃、耐油、耐化學品腐蝕性能好。


PVDF 涂裝系統分兩種:


1)預輥涂層鋁板:預輥涂所用涂漆中PVDF 的基料含量高達70%,經水平自動化二涂二烤或三涂三烤輥涂工藝制成,每一涂層都需經過烘烤固化后再涂層;三涂三烤涂層的密實性與抗腐蝕、抗老化性都遠優于二涂二烤涂層。


2)普通噴涂鋁板:通常采用二涂一烤或三涂二烤涂裝,工序均由人工操作完成,涂層的附著性、表面色差均劣于預輥涂板。


2.2 鋁鎂錳合金屋面板板型


為適應建筑屋面的要求,鋁鎂錳合金屋面板在工程應用中主要有以下板型。


2.2.1 板型


1)直板


直板板型肋高一般為65 mm,常用的板寬有300mm、400 mm 及500 mm(圖9)。其中板寬300mm 的在屋面荷載較大時使用;400 mm 的為常用、經濟型的;500 mm 的為屋面板本身Z經濟的板型,但下部檁條間距小,且需采取適當措施防止板變形。板型詳況,見圖10。

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2)彎弧板


彎弧板包括正弧板和反弧板兩類,板型見圖11。

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彎弧板自然彎曲參數,見表1。

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彎弧板機器正彎、反彎參數,見表2。

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3)扇形板


扇形板包括直扇形板、正扇形板、反扇形板,板型見圖12。

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2.2.2 各種板型的適用范圍


1)直板:適用于單坡、雙坡及半徑大于自然成弧半徑的單曲屋面;

2)正、反弧板:適用于半徑小于自然成弧半徑的單曲屋面;

3)扇板及扇弧板:適用于雙曲屋面;

4)特例:直板用于雙曲面上,屋面曲率小,并且屋面上允許作多條屋脊。

應用鋁鎂錳合金屋面板的建筑案例,見圖13。

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2.3 鋁鎂錳合金屋面板及鎖邊技術參數


2.3.1 生產長度11.5 m>運輸長度>1 m,或現場壓型。

2.3.2 鋁鎂錳合金屋面板加工誤差

寬度:±2 mm;

長度:<10 m 時,+10 mm/-5 mm;>10 m 時,+10mm +(1 mm/m)/-5 mm。

2.3.3 鎖邊誤差

鎖邊直徑=20 mm +0.3 mm/-0.7 mm。


2.4 鋁鎂錳合金板的基本設計原則屋面Z小設計坡度,5%;


屋面板的板厚、板寬及板跨,都需經計算來確定;

確保每塊屋面板及收邊板都可伸縮;

屋面板的固定點需經計算,根據計算的數據確定固定點的做法:打1 顆或2 顆鉚釘,或打1 顆螺栓、用幾顆自攻釘直接固定在結構上;

屋面收邊焊接處下方,都需通長設置厚度不小于1.5 mm 的鍍鋅鋼板支撐;

屋面收邊板的搭接長度,通常為200 mm。

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三、鋁鎂錳合金屋面系統的配套系統


3.1 屋面裝飾板系統


裝飾板系統的連接固定,無需在鋁鎂錳合金板上開洞;兩層板之間的開放式連接,無需維護,并可降低清理要求;可調節系統使裝飾板可完美布置,裝飾板布置做法見圖14。

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3.2 屋面擋雪系統


北方地區的屋面一般需要設置擋雪板。擋雪板材質一般為不銹鋼或鋁合金。擋雪板可根據屋面的基本雪壓和坡度來布置。天溝及檐口上方必須設置擋雪板,擋雪板的設置見圖15。

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3.3 屋面防墜落系統


屋面的定期檢查、暴風雪后清潔屋面和天溝、屋面改造,這些都需要屋面設置防墜落系統。防墜落系統包括一個堅固、耐久且靈活的不銹鋼索,該不銹鋼索的每一端連接到屋面固定基座支架上。屋面固定基座使用鋁夾,連接到屋面板上。屋面固定基座被設計為減震器,一旦墜落發生,將變形減弱墜落的震動,并保障基座仍然安全地固定在屋面板上。


根據具體工程的需要,在不銹鋼索上需每隔5 m或7 m 設置中間固定基座,見圖16。

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