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摘要:结合平滑屋面在北京华都中心美术馆项目中的应用,采用三维模型模拟细部构造,严格的细节管控确保平滑、和谐的艺术效果和经济实用性,通过类比等形式阐述平滑屋面的建筑效果及实际应用效果。
关键词:平滑屋面;开放式结构;自排水系统
1、平滑屋面系统简介
平滑屋面系统顾名思义,是使用平滑屋面金属板及相应配件组合而形成的外观效果平滑的金属屋面系统(见图1、图2)。
图2 华都中心美术馆细部效果
2、工程概况及难点分析
2.1工程简介
北京市朝阳区华都中心项目,位于朝阳区新源南路8号,屋面包括镀铝锌钢板屋面系统、铝板幕墙体系两部分组成。
2.2施工难点
本工程屋面完成后整个建筑外形立面较多,施工难点主要在以下两方面:
一、施工控制网的测设:屋面外形为三维空间,保证屋面完成后表面光滑、顺畅,可行的施工测量系统是施工中重点之一,也是难点之一。
二、金属板的安装:该屋面系统是国内未曾出现过的建筑系统,而镀铝锌钢板屋面系统由于设计复杂、施工技术难度大,解决此项工程的最大施工难点。
3、平滑屋面系统分析
3.1基本构造
金属屋面体系底板为1.0mm厚镀锌压型钢板,檩条之间铺设保温隔音材料采用80mm厚128K岩棉,下铺50*50*2不锈钢钢丝网,压型钢板上铺设“几”字形衬檩,中间外覆30mm厚挤塑板、上覆0.22厚防水透气膜、40厚挤塑板。屋面板采用铝合金固定座拼接金属板,内含排水暗槽(见图3),同时可以根据设计师不同的建筑理念进行排版(见图5)。
图5 排版样式
由此可见,平滑屋面系统对于尺寸要求较高,表面无钉外露,同时外表面无任何打胶处理,整体外观平整。
3.2 长度问题的解决
由于国内无该产品,全部需要由国外海运进口,因此该类板型的长度完全取决于集装箱的长度,如何解决长度方向的不足以及解决搭接位置的防水问题将成为平滑屋面应用中的重点及难点。
根据国外企业多年的研究及试验,对于该问题制定了一套解决方案。
A:在需要搭接位置,提前在硬质岩棉板/挤塑板间留置相应位置,安装专用的连接件,连接件的宽度与板宽相同,同时在两侧与排水槽搭接位置做向下滴水,保证水进入搭接位置可以顺利的排入排水槽,并顺排水槽排出,保证整体屋面的水流顺畅(如下图所示)。
C:使用工具将上部屋面板与铝条(开模)进行安装,夹紧同时在内侧进行封胶处理,防止水因为毛细效应进入屋面系统。
3.3防水性能
重力排水为平滑系统防水的主要理念,主要为以下几个方面:
A:表面屋面盖板的下弯,阻止雨水进入排水槽内部,可以解决大部分雨水的进入;
B:平滑系统屋面板两侧设置隐肋,对于屋面板向两侧渗水起到排水作用,阻止大部分水进入排水槽内;
C:平滑系统的排水暗沟可以从根本阻止雨水进入到屋面系统内部,通过形状的独特性,可以有效的阻止水流外溢及向内渗漏;
D:根据单体造型的特点,使用排水槽及泛水板结合的施工工艺进行解决,使上层屋面的水排放到室外,同时阻止水流进入下一层屋面系统;
E:在搭接部位设置专用的配件以防止雨水的进入;
F:在整个平滑屋面构造层下设置防水透气膜,在钉孔位置铺设自密实丁基胶带,防止因构造层的安装而造成的渗漏。
3.4 平滑屋面抗风压性能
A:平滑屋面卡扣处因特殊设计不会因风压变形,同时板面受负风压变形时,卡扣如倒刺越拉越紧密;
B:根据试验证明,平滑屋面至少可承受8KPa负风压;
C:根据平滑屋面自身的结构特点,屋面板可自由伸缩,从根本上解决因热胀冷缩而导致的屋面板伸缩变形,进而达到防水及抗风压性能。
3.5 平滑屋面系统的保温性能
A:基层保温材料,形成该屋面系统最基层的保温系统,同时,该构造层可根据不同地区的不同要求进行更换,可使用硬质岩棉板或者挤塑板;
B:防水层可采用防水透气膜或者防水卷材等材料,可以有效的防止冷桥现象;
C:屋面板下方铺设挤塑板或者硬质岩棉板,可以有效的进行保温作用,同时,也可以防止因为北方的寒冷天气所造成的排水槽内水结冰;
D:屋面板底贴保温降噪胶棉,可以有效的阻止雨噪音,同时可以起到一定的保温作用。
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4 结语
平滑屋面技术经过在日本30多年来的发展,历经了数次变革,已经基本解决了早期系统应用存在的技术难题及主要隐患。现在的技术手段、施工工艺、检验标准奠定了平滑屋面在实际工程中大面积应用的基础。而我国屋面技术革新的重要目的就是从技术基础方面来保证公共建筑金属屋面耐久、防风、防渗漏的性能,用平滑屋面是一个途径。因此需进一步加强对该技术的深化研究、创新发展及工程实践。
实践是检验真理的唯一标准。在不断实践中,促使研究进一步深入,从而最终实现行业进步的目的,是行业技术创新的正常途径。当然从金属屋面系统的角度来看,没有一个系统是完美的,各有其特点及适应性,因地制宜地采用才是技术的核心。在减少急功近利及浮躁心理的同时,大胆设计、扎实工作、小心求证并科学的实施才是进步的阶梯。
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