劉毛方，孟磊 （安徽省金田建筑設(shè)計咨詢有限責任公司，安徽 合肥 230001）

1 引言

二十世紀九十年代以來，在經(jīng)濟高速發(fā)展和人民生活水平日益提高的背景下，各種體育館、會展中心、高鐵站如雨后春筍般遍地開花。這些大跨空間結(jié)構(gòu)一般選用金屬屋面板體系。前些年，鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面板系統(tǒng)由于其造型靈活、耐久性、防水性能好等優(yōu)點，在體育館、會展中心等項目屋面及維護結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)對于這種屋面系統(tǒng)的防水、保溫以及抗風揭受力性能等[1]均已做過很全面地研究。

近年來，由于建筑師追求造型的復(fù)雜和美觀，傳統(tǒng)的鋁鎂錳屋面板由于其外觀存在一定的金屬紋理，且顏色的局限性，故在一些大型項目中需要在傳統(tǒng)的屋面板構(gòu)造上增加一層金屬裝飾板。比較常用的體系為TPO防水卷材加裝飾板屋面構(gòu)造體系，TPO防水卷材即熱塑性聚烯烴類防水卷材，該產(chǎn)品具有抗老化、拉伸強度高，伸長率大、潮濕屋面可施工、外露無須保護層、施工方便、無污染等綜合特點，十分適用于作為大型金屬的防水層。但是TPO卷材屋面體系存在構(gòu)造復(fù)雜，施工期間漏水隱患點多，施工質(zhì)量要求高等缺點，故如何揚長避短，充分發(fā)揮TPO卷材屋面防水體系的優(yōu)點是亟待解決的問題。

2 常用金屬屋面體系的分類與對比

2.1 鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面體系

鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面板系統(tǒng)[1]經(jīng)特別設(shè)計后，由形成相互咬合的金屬件組成核心部分的直立鎖邊板型構(gòu)造（圖1a）,直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)相鄰的屋面板通過鋁合金支座來連接和固定，板塊間通過直立鎖邊的構(gòu)造相互咬合，形成可靠、緊密的連接(圖1b)。板型的彎折槽構(gòu)造能使屋面板塊縱向滑動，不僅能釋放板材熱脹冷縮帶來的溫度應(yīng)力，又兼具防水效果。鋁鎂錳金屬屋面板系統(tǒng)的構(gòu)造及安裝后效果如圖1c、1d所示。

圖1 鋁鎂錳金屬屋面示意

2.2 TPO柔性防水卷材屋面體系

TPO柔性防水卷材一般鋪貼在屋面的保溫板材上，卷材之間搭接采用熱風焊接。屋面裝飾板一般為鋁板，鋁板龍骨由下部升上來的小圓柱支撐，由于小圓柱要穿過TPO防水卷材，故需在小圓柱四周附加TPO成品套筒來補強防水。

圖2 TPO柔性防水卷材屋面示意

圖3 不可滑動鋼板體系示意

2.3 不可滑動鋼板體系

不可滑動鋼板體系在日本公共建筑已經(jīng)應(yīng)用20余年。近年來引進到國內(nèi)，相比于直立鎖邊系統(tǒng)，其屋面板不可滑動，不存在累計滑動量。故其強度高、抗風揭能力強，結(jié)構(gòu)安全性高。

3 工程實例

天長市全民健身中心體育館總建筑面積37926m2，地下一層,地上局部三層，屋蓋整體呈鉆石切割狀，屋蓋完成面最高點28m，最低點21m。建筑效果圖見圖4所示。屋面裝飾板分割為三角形的鋁板和玻璃幕墻相結(jié)合。建筑屋面防水等級為一級。根據(jù)《建筑金屬維護系統(tǒng)工程技術(shù)標準》（JGJ/T473-2019）規(guī)定，屋面防水等級為一級時，防水構(gòu)造為金屬板+防水層，但采用全焊接金屬屋面時，在有技術(shù)保證的情況下，可直接作為一級防水，本工程由于建筑外形需要，鋁鎂錳屋面體系已不適用，可選的只有單層防水卷材屋面體系[2]，但是由于屋面鼓起的8個三角錐體坡度很大，適合的防水體系只有TPO柔性防水卷材。由于業(yè)主對屋面防水要求很高，原設(shè)計方案決定采用鋪貼2道1.5mm厚的TPO卷材構(gòu)成一級防水體系。但是經(jīng)過仔細分析后發(fā)現(xiàn)，支撐上部裝飾板的TPO套筒有上萬個，此處會形成漏水隱患，同時屋面鼓起的三角錐體面積很大，在施工該部分龍骨時，如保護措施不當，很容易對下面鋪設(shè)的TPO造成破壞，成為漏水隱患點，一旦竣工后漏水，將無法修補，造成不可挽回的后果。

圖4 天長市全民健身中心體育館

圖5 體育館屋面平面圖

在仔細分析了本項目特點以及參考其他項目的基礎(chǔ)上，本工程設(shè)計了一種不可滑動鋼板與TPO相結(jié)合的屋面板防水體系。即在傳統(tǒng)的TPO卷材上部鋪設(shè)一層直立鎖邊的鍍鋅鋼板，此部分鋼板即可作為TPO卷材的保護層，也相當于增加了一道剛性防水。同時，直立鎖邊的咬合處通過專用的配套夾具作為裝飾鋁板的龍骨支撐，不用破壞TPO防水體系，可謂一舉三得。圖6為該體系的構(gòu)造詳圖。

圖6 不可滑動鋼板加TPO防水卷材屋面體系剖面圖

但是實際施工中，由于屋面鼓起的三角錐體為三個斜面，如何實現(xiàn)鋼板鎖邊的連續(xù)以達到預(yù)期的效果是個難點，在設(shè)計過程中，經(jīng)過與專業(yè)廠家的不斷討論，最終確定的斜屋面的鋼板鎖邊過程如圖7所示。

圖7 不可滑動鋼板加TPO防水卷材屋面體系三維解析圖

由圖7可以看出，直立鎖邊鋼板均垂直屋脊方向鎖邊，三個斜面的鎖邊均在屋脊處相交。同時，在屋脊處設(shè)置堵頭，上蓋防水板，由于屋脊最高點為三角錐體的頂，故最尖頂處防水板為一個異形的三維立體蓋板，此蓋板須工廠預(yù)制，三維放線確定。鎖邊的鋼板與裝飾鋁板龍骨通過H66鎖夾固定。從圖7構(gòu)造可以看出，該體系直立鎖邊咬合密切。屋脊處增設(shè)的防水板構(gòu)造合理，可以完好地保護TPO防水卷材，并為屋面增加了一道剛性防水。理論上可以達到二道防水的效果，同時增加這層鎖邊鋼板造價低，使用效果好。

4 結(jié)論

①鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面板板塊間通過直立鎖邊的構(gòu)造相互咬合，可形成可靠、緊密的連接，具有良好的防水效果，當屋面造型不復(fù)雜且坡度不大時，可優(yōu)先選用。

②TPO防水卷材具有抗老化、拉伸強度高、伸長率大、施工方便、無污染等綜合特點，在有可靠的施工保護措施時，十分適用于作為大型金屬的防水層。TPO外部增設(shè)建筑裝飾板，可達到良好的外立面效果。

③本文所提出的不可滑動鋼板和TPO防水卷材相結(jié)合的屋面體系，既保證了建筑的立面效果，又保證了防水效果，確保了施工質(zhì)量，在屋面造型復(fù)雜，坡度大時應(yīng)優(yōu)先選用。