隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種類型的公共建筑拔地而起，新型的金屬屋面建筑材料和建筑的復(fù)雜造型越來越多，基于各大城市大型公建項(xiàng)目的藝術(shù)訴求及須體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐奈幕�特色，建筑設(shè)計師不僅在保證屋面使用功能如：防水、保溫、吸音、隔聲、采光等的同時，對屋面的建筑美觀要求越來越高，單純的直立鎖邊金屬屋面已經(jīng)無法滿足建筑造型的需求，帶裝飾層金屬屋面應(yīng)運(yùn)而生。以江蘇大劇院為例，屋面墻面整體造型為“水滴蓮花”，建筑設(shè)計要求在金屬屋面的表層再做一層裝飾面層，為滿足設(shè)計要求，達(dá)到預(yù)期的建筑效果。

　　2 工法概況

　　2.1 工程概述

　　江蘇大劇院項(xiàng)目是一個集演藝、藝術(shù)培訓(xùn)、展示、商業(yè)配套等功能為一體的大型文化綜合體，位于長江之濱的江蘇省南京市河西新城核心區(qū)�；�地凈用地面積共19.66萬㎡，總建筑面積27.14萬㎡，建筑總高度47.3m。

　　江蘇大劇院造型如同4顆水珠(如圖1所示)，分別容納了歌劇廳、戲劇廳、音樂廳、綜藝廳等主要功能廳，4顆水珠坐落在一個公共活動平臺之上，“水珠”圍繞70mX60m的橢圓形室外中心廣場均勻分布，形成半圍合的空間形態(tài)。呈荷葉水滴造型充分體現(xiàn)了“水韻江蘇”的特色。江蘇大劇院是特大，異型金屬屋面帶外裝飾板工程。

　　圖1 江蘇大劇院總體三維圖

　　2.2 工法特點(diǎn)

　　裝飾層金屬屋面相當(dāng)于給建筑物穿上一件華麗的外衣，這件外衣做得漂亮與否，直接關(guān)系到建筑物的安全耐久、使用功能及整體美觀性。該工法的特點(diǎn)如下：

　　(1)造型美觀，實(shí)現(xiàn)了建筑師預(yù)期的設(shè)計效果;

　　(2)使普通金屬屋面的防風(fēng)性能增強(qiáng);

　　(3)不直接穿透金屬屋面，增強(qiáng)屋面的防水性能;

　　(4)施工簡單、操作靈活，大大縮短了屋面的施工工期;

　　(5)自重輕、延伸性、可塑性強(qiáng)、使用壽命長。

　　裝飾面層金屬屋面一般采用1mm厚的鋁鎂錳合金直立鎖邊板作為主要防水層，在直立鎖邊屋面上采用鎖夾固定的方式，將裝飾面層的龍骨固定于屋面板上。這樣的固定方式，不會因穿透金屬屋面板而造成的屋面漏水隱患，而且安裝簡單、方便，快捷，縮短工期。

　　屋面系統(tǒng)構(gòu)造層次設(shè)計從上至下依次為(如圖2所示)：

　　裝飾板：4mm 鈦復(fù)合板;

　　龍骨支撐層：鋁合金圓管;

　　屋面板：1mm厚直立鎖邊氟碳涂層鋁鎂錳合金屋面板;

　　防水層：1.5mm厚加強(qiáng)筋型PVC防水卷材;

　　保溫層：150mm 保溫巖棉(容重180kg/m3)，分3層錯縫鋪設(shè);

　　屋面板檁層：幾字形鍍鋅鋼檁條(強(qiáng)度不低于Q345);

　　隔氣層：0.8mm自粘SBS改性瀝青隔汽卷材;

　　支撐層：2mm鍍鋅鋼板(Z350);

　　吸音層：50mm玻璃纖維吸音棉(容重24Kg/m3) 無紡布;

　　底板層：0.47mm 鍍鋁鋅壓型鋼板(AZ150，穿孔率20%);

　　屋面檁條：□200x100x5mm@2000mm熱浸鍍鋅檁條。

　　圖2 構(gòu)造層圖

　　3 工藝流程與操作要點(diǎn)

　　3.1 工藝流程

　　如圖3所示，工藝流程包括如下過程：復(fù)測主鋼結(jié)構(gòu)→檁條安裝→底板安裝→玻璃吸音棉鋪設(shè)→鍍鋅鋼板安裝→隔汽卷材鋪設(shè)→鍍鋅幾字檁條安裝→保溫棉鋪設(shè)→PVC防水卷材鋪設(shè)→高強(qiáng)鋁合金支座安裝→1.0mm直立鎖邊鋁鎂錳合金屋面→裝飾面層鋁合金龍骨安裝→裝飾鈦板安裝。

　　圖3 工藝流程

　　3.2 操作要點(diǎn)

　　3.2.1 裝飾面層龍骨的選擇：

　　金屬屋面選用，直立鎖邊鋁合金屋面與鈦復(fù)合板相結(jié)合的屋面構(gòu)造形式，裝飾龍骨均選用選用耐腐蝕鋁合金圓管及鋁合金抱箍配件，達(dá)到節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

　　3.2.2 裝飾面層及裝飾龍骨配件的安裝：

　　金屬屋面裝飾層采用鋁合金圓管及鋁合金抱箍的連接方式，配件及龍骨由加工廠制作，送至現(xiàn)場組裝，簡單方便，很大程度上節(jié)約了用工時效，操作方便靈活，結(jié)構(gòu)安全可靠，安裝方便，提高施工速度，縮短工期。

　　3.2.3 鈦復(fù)合板、復(fù)合鋁板施工

　　(1)復(fù)合板材料介紹

　　本工程為雙層金屬屋面系統(tǒng)，A系統(tǒng)鋁鎂錳屋面板安裝完成后，進(jìn)行4mm鈦復(fù)合板(0.3mm鈦金屬板 3.4mm不燃礦物填充芯 0.3mm不銹鋼)的安裝。

　　B系統(tǒng)鋁鎂錳屋面板安裝完成后，進(jìn)行4mm復(fù)合鋁板(0.5mm鋁合金面板 3.0mm不燃礦物填充芯 0.5mm鋁合金底板)的安裝。

　　面層與龍骨采用鋁合金抱箍加螺栓固定，不銹鋼自攻釘限位的連接方式，如圖4所示。

　　圖4 裝飾層效果示意圖

　　(2)裝飾板的運(yùn)輸

　　該裝飾面層為輕質(zhì)裝飾板，材料的運(yùn)輸采用現(xiàn)場汽車吊進(jìn)行，雅百特在屋面適當(dāng)位置設(shè)置臨時材料堆放平臺，裝飾板在吊運(yùn)上屋面后進(jìn)行臨時堆放，并轉(zhuǎn)運(yùn)至施工工作面進(jìn)行安裝。

　　吊運(yùn)過程中因裝飾板輕質(zhì)的特點(diǎn)容易變形及兜風(fēng)，對此在吊運(yùn)過程中需采用定制的貨架進(jìn)行吊運(yùn)，吊運(yùn)鋼絲繩直接固定在貨架上，避免鋼絲繩直接與裝飾板接觸造成變形和損壞。吊運(yùn)至屋面堆放的材料為了避免風(fēng)的影響造成材料傾覆，需對已經(jīng)吊運(yùn)至屋面的材料進(jìn)行固定。

　　(3)作業(yè)面設(shè)置

　　裝飾板位于防水屋面板上層，施工時可以利用防水屋面板作為作業(yè)面。

　　為了防止鋁板施工時，對防水屋面板作業(yè)面的踩踏，引起防水層的損壞，施工時有必要進(jìn)行必需的保護(hù)措施。施工時，沿屋面板排水方向縱向、橫向鋪設(shè)木板，使之有個足夠的踩踏面。如圖5所示。

　　圖5木板鋪設(shè)示意圖

　　(4)施工工藝

　　a. 施工流程

　　原始測量數(shù)據(jù)復(fù)核→投放主軸線測量控制點(diǎn)→加密軸線，劃分施工區(qū)域→屋面板安裝弧度及標(biāo)高復(fù)測→鋁合金轉(zhuǎn)接件放線→連接件端面坐標(biāo)測量→高差調(diào)節(jié)→安裝龍骨→首塊板安裝→復(fù)核數(shù)據(jù)、調(diào)整誤差→固定→安裝后續(xù)板材→區(qū)域內(nèi)安裝誤差測量→調(diào)整→清洗。

　　b.測量放線

　　外層裝飾板的安裝，前期測量是安裝精度的基礎(chǔ)，是關(guān)鍵步驟。

　　針對本工程外層裝飾板的測量方式，擬采取逐層放樣，逐點(diǎn)投測的形式進(jìn)行操作。如圖6所示 。

　　首先，根據(jù)原始測量基準(zhǔn)點(diǎn)，布設(shè)平面測量控制點(diǎn)。從外圍對場館進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)的測設(shè)，投放軸線，閉合軸線，調(diào)整測量誤差。

　　為了保證板的安裝精度，控制整體誤差。防止出現(xiàn)一個區(qū)域安裝失誤，整體順次誤差的情況發(fā)生，對測量軸線進(jìn)行加密，以各加密軸線劃分一個個獨(dú)立的安裝區(qū)域，進(jìn)行安裝及精度控制。

　　這樣做，即使在一個區(qū)內(nèi)的安裝出現(xiàn)誤差，也只是影響了局部，而不會引起連鎖反應(yīng)，使整體安裝精度出現(xiàn)大偏差。

　　單位軸線間，劃分單位安裝區(qū)域。

　　采用全站儀進(jìn)行單位區(qū)域內(nèi)的安裝定位，首先應(yīng)測量出各位置的結(jié)構(gòu)偏差，得出數(shù)據(jù)。然后根據(jù)偏差重新調(diào)整，使承載面滿足屋面弧度及標(biāo)高要求。

　　如圖7所示，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，在屋面板上安裝鋁合金轉(zhuǎn)接件。以全站儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，保證連接件的安裝精度。

　　鋁合金轉(zhuǎn)接件的承載端面，以全站儀投測標(biāo)高。如標(biāo)高設(shè)計有差異，利用連接件自身的調(diào)節(jié)系統(tǒng)予以調(diào)節(jié)。在同一立面的安裝誤差必須控制在±3mm以內(nèi)。

　　圖6 鈦板排板圖

　　圖7 測量點(diǎn)位坐標(biāo)圖

　　c.安裝工具

　　準(zhǔn)備好安裝工具，如手電鉆、電源、水平尺、電動扳手、螺絲刀、游標(biāo)卡尺等。同時也做好相應(yīng)的板面保護(hù)設(shè)施。

　　d.鋁合金連接件的安裝

　　鋁合金轉(zhuǎn)接件安裝于屋面板的板肋上。

　　鋁合金轉(zhuǎn)接件與屋面板的扣合，采用夾具下部的夾式槽，將屋面板肋頭扣合，以不銹鋼螺栓擰固連接牢固的形式進(jìn)行。

　　鋁合金轉(zhuǎn)接件布置，根據(jù)設(shè)計圖屋面板每個肋邊一排，相鄰肋邊連接件錯位布置的形式進(jìn)行。

　　安裝過程中必須邊安裝邊進(jìn)行位置及三位坐標(biāo)的校核工作，保證下一步圓管安裝的位置準(zhǔn)確。

　　e.圓管管箍底座安裝

　　該裝飾板支撐骨架鋁合金圓管的固定采用管箍固定的方式進(jìn)行，該管箍半圓扣接形式設(shè)計，底座通過不銹鋼螺栓與鋁合金連接件進(jìn)行固定。

　　管箍底座安裝前需利用經(jīng)緯儀測設(shè)出鋁管中心線準(zhǔn)確位置，并在連接件面板上做出標(biāo)記，并采用張拉細(xì)鋼絲的方式輔助定位管箍底座位置。

　　確定管箍位置無誤后即可進(jìn)行管箍的安裝施工工序，安裝時同樣采用先臨時固定，再檢查校核，最后進(jìn)行擰緊固定的方式進(jìn)行。

　　管箍底座安裝完成后即進(jìn)入鋁合金圓管的安裝，首先將鋁合金圓管就位到管箍底座內(nèi)，調(diào)整管箍底座位置使圓管充分套入底座，再通過扣接管箍上部扣接半圓管箍，并先臨時固定固定螺栓。

　　該圓管具有安裝簡單、調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點(diǎn)可充分利用管箍連接件上長圓孔對鋁合金圓管進(jìn)行水平位置的調(diào)節(jié)，并可通過鋁合金連接件上下長圓孔對圓管進(jìn)行高低位置的調(diào)節(jié)。

　　f.板塊的安裝

　　在已安裝好的龍骨上劃出中心線，并在龍骨的中心線上按安裝間距位置鉆螺釘孔。

　　鋁板板塊在加工廠已預(yù)制完成，在安裝前將鋁板板縫中心線測設(shè)在鋼龍骨上，以便控制安裝位置。

　　板材安裝前應(yīng)認(rèn)真檢查其編號、數(shù)量、分清安裝方向、位置。

　　安裝時將鋁板貼向龍骨，擱在止滑扣上。板塊的自重由水平止滑扣承擔(dān)。

　　在對應(yīng)的螺釘孔裝上安裝扣與螺釘。然后調(diào)整板的位置，緊固上邊的安裝扣。

　　繼續(xù)按以上方法安裝另一塊鋁板。安裝時注意確定所有的安裝扣中心線與龍骨中心線在同一水平面和鉛垂面上。

　　按照以上方法安裝鋁板，確保所有板在同一平面上，最終完成了金屬屋面工程如圖8所示。

　　圖8 裝飾板現(xiàn)場安裝照片