金屬屋面系統的隔聲保溫層及結構層介紹

　　前幾期我們介紹了建筑幕墻中的金屬屋面系統的概述及分類、金屬屋、設計內容及性能要求、金屬屋面裝飾面層、金屬屋面防水層等相關內容。本期我們將繼續講述金屬屋面系統(五)——金屬屋面的隔聲保溫層及結構層。

　　一、隔聲吸音層

　　金屬屋面采用的隔聲、吸音材料一般為：吸音棉、巖棉、玻璃棉等。吸音棉是一種人造無機纖維。采用石英砂、石灰石、白云石等天然礦石為主要原料，配合一些純堿、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化狀態下，借助外力吹制式甩成絮狀細纖維，纖維和纖維之間為立體交叉，互相纏繞在一起，呈現出許多細小的間隙。

　　吸音棉常用于代替巖棉或玻璃棉，吸音棉的優勢：100%環保產品，100%可回收利用;堅固、好用無味,防水、防潮、透氣性能良好，極易加工，可根據不同需要制成各種形狀使用壽命長;不會腐爛，能抵御各種微生物、真菌、酸、鹽和碳氫化合物的腐蝕;在生產過程中不添加任何助劑、粘膠劑
。

　　二、保溫層

　　根據《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)、《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》公安部
、住房和城鄉建設部文件(公通字【2009】46號)及《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》公安部消防局文件
(公消【2011】65號)的相關規定,當建筑高度大于或等于24米時，保溫材料的燃燒性能應為A級;當建筑高度小于24米時，保溫材料的燃燒性能應為A級或B1級。

　　金屬屋面的設計施工中，保溫材料一般采用保溫巖棉，厚度及容重根據建筑的節能要求進行確定。

　　三、主要受力結構層

　　金屬屋面系統主要的受力構件為鋼型材檁條、不銹鋼檁條、鋁合金檁條等，以及相應固定支座，抗風鍵等構配件。根據《采光頂與件數屋面技術規程》(JGJ255-2012)的相關規定，金屬屋面所采用的主要受力構件應按照圍護結構進行計算，并具有規定的承載力、剛度、穩定性和變形協調能力，其中金屬屋面的面板和直接連接面板的支撐結構的結構設計使用年限不應低于25年，間接支撐屋面板的只要支撐結構的設計使用年限宜與主體結構的設計使用年限相同。

　　1、鋼結構檁條的形式

　　金屬屋面系統一般采用Q235鋼、Q345鋼。金屬屋面主要采用的鋼材主要有：鋼方通、鋼圓通、C型鋼、Z型鋼、幾字形鋼材等，鋼型材檁條的設計應滿足結構受力的計算要求。鋼材的表面處理一般根據使用部位，建筑功能要求確定，一般有氟碳噴涂、熱鍍鋅等多種防銹防腐形式，如防腐等級要求特別高，或項目位于高度腐蝕區域或者海洋環境，則建議采用耐候鋼或不銹鋼;如有防火要求，鋼材表面應按照要求進行防火噴涂處理。

　　鋼方通、圓通檁條

　　C型鋼檁條

　　Z型鋼檁條

　　幾字型鋼檁條

　　金屬屋面用不銹鋼材料宜采用奧氏體不銹鋼。奧氏體鋼的耐腐蝕性，力學及加工性能優于其他種不銹鋼，適合在幕墻及金屬屋面中使用。常用的奧氏體不銹鋼有S304XX系列和S316XX系列。一般室內采用304材質，室外采用316材質不銹鋼。金屬屋面中，不銹鋼構配件主要用于檁條、固定件、緊固件等。

　　2、鋼結構檁條的設計及布置

　　(1)結構檁條體系設計：鋼結構檁條的設計，應結合結構計算及安裝構造的要求，選取合理的截面;在結構設計中，應根據項目的實際情況，對金屬屋面的風荷載進行合理考慮，除應滿足承載力極限狀態和正常使用極限狀態外，還應預留一定的設計余量。

　　(2)結構檁條體系布置：鋼結構的檁條布置比較靈活，一般情況下，采用C型鋼、Z型鋼檁條一般垂直于屋面板的布置方向，其他形式的檁條布置要結合項目的實際情況來確定。結構檁條的布置對屋面系統的結構抗風性能至關重要，在設計的過程中，通過采用適當加密金屬屋面板的檁條以及支座的間距等措施，可以使屋面系統的結構受力更合理，也可以使屋面板的抗風性能加強;通常抗風掀試驗滿足要求時，在屋面板板端處加密三跨檁條，間距不大于750mm。

　　鋼結構檁條布置

　　鋼結構檁條及支座布置

　　3、鋁型材

　　金屬屋面采用的鋁合金型材主要用于雙層金屬屋面裝飾面層的龍骨、屋面的裝飾線條，鋁合金夾具、以及鋁合金T形高強支座等。金屬屋面選用鋁型材通常為6XXX系列。鋁合金型材的設計應滿足結構受力的計算要求，并且滿足便于金屬屋面面板施工安裝的需要。

　　4、金屬屋面板固定支座及連接件

　　金屬屋面板的固定件，實現了金屬屋面和結構檁條的固定，在金屬屋面的設計中至關重要。根據《屋面工程技術規范》(GB50345-2012)中相關條文，對于壓型金屬板采用咬口鎖邊連接的構造規定：在檁條上應設置與壓型金屬波形板相配套的的專用固定支座，并用自攻螺釘與檁條連接;壓型金屬板應擱置在固定支座上，兩片金屬板的側邊應確保在風吸力等因素作用下扣合或咬合連接可靠;在大風地區或高度大于30米的屋面，壓型金屬板應采用360°咬合鎖邊連接系統。常用的金屬屋面的固定支座有：鋁合金T形高強支座、鍍鋅鋼材(或不銹鋼)卷邊固定支座、鍍鋅鋼材(或不銹鋼)杯口形支座等形式，具體分別如下圖所示：

　　對于暗扣式直立鎖邊屋面系統固定方式：首先將T形鋁合金固定支座固定在檁條上，再將壓型金屬板扣在固定支座的梅花頭上，最后用電動鎖邊機將金屬板材的搭接咬合在一起。由于固定方法先進，溫度變形自由伸縮，抗風性能好，現場施工方便，保證了金屬屋面的防水性能。

　　對于雙層金屬屋面，為了便于面板次檁條和壓型金屬屋面板的連接，通常在設計過程中，設計了專用的鋁合金(或鋼材、不銹鋼)轉接用的連接件，以便于上下兩個層次的可靠連接。連接件形式如下所示：