(资料分享)铝镁锰金属屋面详细介绍

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楼主 2018-11-25 11:48:00
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铝镁锰合金屋面系统非常适用于新颖、大型工业、商业以及民用建筑复杂多变的屋面,防水、节能、美观、耐用,且可现场压型生产。该系统尚配有固定座、节点标准件以及配套的装饰、挡雪、防坠落系统,因而其应用广泛应用于体育场馆、会展中心、剧院和博物馆、机场、火车站、地铁站等文化与交通设施以及商业建筑、民用住宅等建筑的屋面。

屋面系统是建筑非常重要的部分,具有严格的设计要求,必须具有:安全耐久、防雨抗风、保温隔热、隔音降噪、造型美观、容易维护等功能。

一、铝镁锰合金屋面系统

1.1 铝镁锰合金屋面系统构造典型的铝镁锰合金屋面系统构造,如图1所示。



铝镁锰合金屋面系统的构造,由下到上分别为:屋面底板:采用穿孔镀铝锌或镀锌压型钢板,其厚度根据檩条距离来设计,穿孔率则根据项目计算求得。
屋面檩条:为Z275 镀锌檩条。
防尘层:为无纺布,主要用于防尘隔灰,铺设在屋面底板上表面。
吸音棉:通常采用的是玻璃丝棉,其容重和厚度需根据计算确定。
隔汽层:可单独铺设,也可选择玻璃丝棉(带有防潮贴面);单独铺设的隔汽层常用聚酯膜、高密度纺粘聚乙烯膜等。
屋面次檩条:为Z275 镀锌檩条。
保温、隔音层:通常采用岩棉,其厚度需根据计算确定。
防水透气膜:为高密度聚乙烯无纺布,阻隔风雨对建筑结构的侵袭,在加强建筑气密性、水密性的同时,还可提供独一无二的透气性,使围护结构内部水迅速排出,有效避免霉菌和冷凝水的形成。
铝合金固定座(T 形码):固定在屋面次檩条上,用来固定铝镁锰合金屋面板。
铝镁锰合金屋面板:厚度通常为0.9 mm、1.0mm、1.2 mm。

1.2 铝镁锰合金屋面系统的特点及优势
1.2.1 基材防腐,耐久性强
1)采用牌号AA3004 铝镁锰合金,本身具有很强的防腐性能;
2)运输或施工造成之表面损伤,不影响其防腐性能;
3)英国国家标准局认证:该产品在普通环境下的使用寿命不短于40 年。
1.2.2 防水性能可靠
1)固定方式采用暗扣加机械锁边方式,无任何螺钉穿过屋面,避免漏水隐患;
2)最大限度地利用面板横截面积排水,排水效率高。与普通金属压型板排水能力对比,见图2;

3)横向搭接边采用专用铰边机铰合,密封性好,并有防毛细作用措施;
4)采用滑动式固定座,避免因温度变形导致面板损坏,见图3;

5)采用移动式压型设备,突破运输条件对板长的限制,减少了板的纵向搭接;
6)铝合金屋面板及泛水允许焊接,完善处理屋面开孔之防水问题。

1.2.3 造型适应性好
1)所用铝镁锰合金材料既有相当的强度,又有很好的柔韧性,特别适合三维曲面等复杂造型的屋面;
2)独特的扇板、弯板及扇弯板生产技术,能在确保防水能力的同时,完美地实现各种设计造型。

1.2.4 材料美观、使用方便
1)原色面板具有相当强的金属光泽;
2)可外涂PE 或PVDF 涂料,以满足设计和使用的色彩要求;
3)使用期间一般无需洗刷和保养。

1.2.5 现场压型生产方式

灵活性高,便于根据施工现场情况调整生产参数,有利于缩短生产周期并保证产品质量。

1.3 铝镁锰合金屋面系统标准配件及工器具
1.3.1 固定支座
固定支座高度可根据构造要求选择,常用的为:81 mm、106 mm、116mm 及156 mm,支座下带6 mm 厚隔热垫。标准支座宽度为58 mm;双宽支座宽度为116mm。固定支座,见图4。

1.3.2 配件
1)山墙节点配件,见图5

2)檐沟、封檐节点配件
檐沟、封檐节点所用配件,见图6

1.3.3 工器具

1)电动锁边机,用于锁紧板肋,使板与固定座连结牢固,见图7(左)。
2)手动锁边机,在用电动锁边机之前先用手动锁边机锁紧板端,以便于电动锁边机入位,见图7(右)。

1.4 铝镁锰合金屋面系统的功能保证
1.4.1 吸声及隔音

1)吸声
系统利用吸声材料调整声场分布,以消除回声。
解决办法:屋面底板穿孔+铺设吸声材料(无纺吸声布及玻璃纤维棉),打孔底板种类见图8。

2)隔音
旨在隔绝室外噪音源。
解决办法:选择合适的屋面构造及材料质量(质量增加1 倍,隔声量增加6 db);采用有空气间层的双层或多层屋面构造,并尽量减少两层之间的刚性连接(即声桥),避免附加隔声量的降低。

1.4.2 保温隔热
要求控制围护结构内表面温度不低于室内 ** 温度,以保证表面不结露。

1)冷凝结露原因
由于物体表面温度低于 ** 温度所致。在钢结构中金属围护板通过紧固件与檩条连接,如不采取特殊处理,在这些金属相连的部位将产生结露现象。当有内衬板时,由于冷桥引起内衬板温度降低,加之水汽很难通过内衬板,因而在内衬板上有明显水滴。

2)冷凝结露危害
使保温棉的保温性能变次,水汽可能导致贴面滴水,引起贴面生锈;水汽与钢构件的接触可导致锈蚀,缩短屋面使用寿命。

3)防冷凝结露设计
设置隔汽层:应布置在水蒸气流入的一侧,所以对采暖房屋应布置在保温层内侧,对冷库建筑应布置在保温层外层。材质选择以聚丙烯夹筋贴面较为理想,而铝箔贴面在有水汽时易生锈,应避免采用。设置通风间层或泄气沟道:保温层外侧和屋面板之间如有通风间层,从室内渗入的蒸汽,可被不断与室外空气交换的气流带走,对保温层可起到风干的作用。

二、铝镁锰合金屋面板

2.1 材质


2.1.1 铝合金
铝合金有9个系列牌号,其中1XXX、3XXX 、5XXX 系广泛用于建筑领域。1XXX 系为99.9%或更高纯度的铝;3XXX 系中的锰是主要合金元素,这些合金一般是不可热处理强化的,但比1XXX 系合金的强度高20%以上;5XXX 系的主要合金元素是镁,是一种具有中等强度或高强度的可加工硬化合金,具有良好的焊接性能,并在海洋环境空气中具有良好的抗腐蚀性。建筑领域中屋面及墙面板所用的铝合金,主要以3XXX 系的铝镁锰合金为主,这是因为5XXX 系合金较硬,而立边咬合式屋面板制作时需多次变形,所以加工性能较好的3XXX 系材料就成为材料的首选。

2.1.2 屋面板基材
屋面板基材通常采用国际牌号AA3004 的铝镁锰合金压型制作,合金状态为H36/H46。其屈服强度≥190 MPa,抗拉强度在240~285 MPa,伸长率≥3%。收边板基材采用国际牌号AA3004 的铝镁锰合金压型制作,合金状态为H34/H44,其屈服强度170MPa ,抗拉强度在220~265 MPa ,伸长率≥3%。
铝镁锰合金板基材(AA3004) 主要成分含量:Si≤0.3% ;Fe≤0.7% ;Cu≤0.25% ;Zn <0.25% ;Mn 为1.0%~1.5%;Mg 为0.8%~1.3%;其余为Al。
2.1.3 铝镁锰合金板的涂层
常用的涂层有:原色锤纹、聚酯(PE)烤漆涂层、氟碳(PVDF)喷涂烤漆涂层。
PVDF 涂层:耐磨性好、电性能优异;具有优异的抗紫外线性;耐气候老化性好,耐燃、耐油、耐化学品腐蚀性能好。

PVDF 涂装系统分两种:
1)预辊涂层铝板:预辊涂所用涂漆中PVDF 的基料含量高达70%,经水平自动化二涂二烤或三涂三烤辊涂工艺制成,每一涂层都需经过烘烤固化后再涂层;三涂三烤涂层的密实性与抗腐蚀、抗老化性都远优于二涂二烤涂层。
2)普通喷涂铝板:通常采用二涂一烤或三涂二烤涂装,工序均由人工操作完成,涂层的附着性、表面色差均劣于预辊涂板。


2.2 铝镁锰合金屋面板板型
为适应建筑屋面的要求,铝镁锰合金屋面板在工程应用中主要有以下板型。

2.2.1 板型

1)直板
直板板型肋高一般为65 mm,常用的板宽有300mm、400 mm 及500 mm(图9)。其中板宽300mm 的在屋面荷载较大时使用;400 mm 的为常用、经济型的;500 mm 的为屋面板本身最经济的板型,但下部檩条间距小,且需采取适当措施防止板变形。板型详况,见图10。


2)弯弧板
弯弧板包括正弧板和反弧板两类,板型见图11。


弯弧板自然弯曲参数,见表1。

弯弧板机器正弯、反弯参数,见表2。

3)扇形板
扇形板包括直扇形板、正扇形板、反扇形板,板型见图12。

2.2.2 各种板型的适用范围
1)直板:适用于单坡、双坡及半径大于自然成弧半径的单曲屋面;
2)正、反弧板:适用于半径小于自然成弧半径的单曲屋面;
3)扇板及扇弧板:适用于双曲屋面;
4)特例:直板用于双曲面上,屋面曲率小,并且屋面上允许作多条屋脊。
应用铝镁锰合金屋面板的建筑案例,见图13。


2.3 铝镁锰合金屋面板及锁边技术参数
2.3.1 生产长度11.5 m>运输长度>1 m,或现场压型。
2.3.2 铝镁锰合金屋面板加工误差
宽度:±2 mm;
长度:<10 m 时,+10 mm/-5 mm;>10 m 时,+10mm +(1 mm/m)/-5 mm。
2.3.3 锁边误差
锁边直径=20 mm +0.3 mm/-0.7 mm。


2.4 铝镁锰合金板的基本设计原则屋面最小设计坡度,5%;
屋面板的板厚、板宽及板跨,都需经计算来确定;
确保每块屋面板及收边板都可伸缩;
屋面板的固定点需经计算,根据计算的数据确定固定点的做法:打1 颗或2 颗铆钉,或打1 颗螺栓、用几颗自攻钉直接固定在结构上;
屋面收边焊接处下方,都需通长设置厚度不小于1.5 mm 的镀锌钢板支撑;
屋面收边板的搭接长度,通常为200 mm。

三、铝镁锰合金屋面系统的配套系统

3.1 屋面装饰板系统

装饰板系统的连接固定,无需在铝镁锰合金板上开洞;两层板之间的开放式连接,无需维护,并可降低清理要求;可调节系统使装饰板可完美布置,装饰板布置做法见图14。


3.2 屋面挡雪系统
北方地区的屋面一般需要设置挡雪板。挡雪板材质一般为不锈钢或铝合金。挡雪板可根据屋面的基本雪压和坡度来布置。天沟及檐口上方必须设置挡雪板,挡雪板的设置见图15。


3.3 屋面防坠落系统
屋面的定期检查、暴风雪后清洁屋面和天沟、屋面改造,这些都需要屋面设置防坠落系统。防坠落系统包括一个坚固、耐久且灵活的不锈钢索,该不锈钢索的每一端连接到屋面固定基座支架上。屋面固定基座使用铝夹,连接到屋面板上。屋面固定基座被设计为减震器,一旦坠落发生,将变形减弱坠落的震动,并保障基座仍然安全地固定在屋面板上。

根据具体工程的需要,在不锈钢索上需每隔5 m或7 m 设置中间固定基座,见图16。


四、结语

铝镁锰合金屋面系统作为一种新型建筑屋面围护系统,在节能、美观、耐用以及造型上都达到了一个崭新的水平,同时能够灵活自如地进行改造,以适应任何建筑的布局设计、几何形状以及尺寸大小。现在该系统已广泛应用于机场航站楼、飞机维修库、车站及大型交通枢纽、会议及展览中心、体育场馆、展示厅、大型公共娱乐设施、公共服务建筑、大型购物中心、商业设施、民用住宅等建筑,其应用日趋广泛。



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