2.6面層裝飾帶的設(shè)計(jì)：
博物館的建筑外形是建筑設(shè)計(jì)院（MAD建筑事務(wù)所）提供的三維模型。 因此，我們的面層裝飾帶的定位完全是按照三維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制的。
建筑外表面的裝飾鋁板整體建筑效果見下圖示意：（如圖2.6.1）
由于所有鋁板裝飾帶都是雙曲面的，曲率變化無規(guī)律，并且每個(gè)板都是唯一的。所以如何確定每塊板的加工圖，并且讓板的加工工藝易于實(shí)現(xiàn)呢？我們先分析板的樣式為條狀板，長度方向曲率變化明顯，但短方向曲率對邊的影響不大，如果用直線進(jìn)行代替，則可以用平面板或者單曲板來實(shí)現(xiàn)建筑效果。由于鋁板的短方向尺寸小，其拱高完全可以忽略不計(jì)。于是，我們按照這種思路對原裝飾板進(jìn)行放樣，只對鋁板在長方向進(jìn)行彎曲。這樣得到的鋁板和原鋁板的外形幾乎沒有區(qū)別，但大大的降低了鋁板加工的難度和成本。
由于鋁板的長方向的曲線是一條復(fù)雜的曲線，也就是說，鋁板如果事先彎曲，那在一塊板上，將有許多不同的曲率半徑，這在加工中很難實(shí)現(xiàn)。而且，即使這樣做了，也不見得和現(xiàn)場的鋁管能夠很好的結(jié)合。所以，這種做法是不合適的，也是不易實(shí)現(xiàn)的。因此，我司考慮利用鋁板的本身撓度來適應(yīng)建筑外形。對絕大部分鋁板按照其展開圖進(jìn)行加工，這里加工廠加工的鋁板就是平面板了，只對少數(shù)撓度比較大的板預(yù)先彎弧加工。當(dāng)然，即使這樣，鋁板的邊線依然是一條復(fù)雜的無規(guī)律曲線。而且，鋁板的加工在長方向上不能折邊，在短方向上通過鋁板加強(qiáng)肋將鋁板固定在水平圓管上。
由于從軟件中提取的鋁板都是雙曲面的，需先將這些雙曲面重新放樣，并將這些曲面展開。如果鋁板的高斯曲率大，則板邊會(huì)出現(xiàn)裂口，這會(huì)影響板展開模擬的精度。用板邊線重新放樣鋁板就是為了使曲面展平的精度更高。如果是單曲版，則展開是毫無問題的。
3 功能性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案
3.1屋脊與排水天溝
3.1.1屋脊設(shè)計(jì)方案
由于鄂爾多斯博物館金屬屋面的外形復(fù)雜，高低起伏曲面轉(zhuǎn)角多，建筑外形要求過度順滑，在視覺上無明確的屋脊線。但是由于功能的要求，在相鄰的兩個(gè)區(qū)域中的排水走向不一致，每一塊金屬面板的伸縮變形方向不一致。所以，必須在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置屋脊。用它來作為屋面排水方向的分界和金屬面板的可變形伸縮端。（如圖3.1.1a、b）
屋脊的位置是根據(jù)排版分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)高點(diǎn)的位置線所確定的。所以在頂部形成了多條長短不一的曲線形屋脊。（如圖3.1.1a、）
3.1.2排水天溝設(shè)計(jì)方案
天溝槽的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮:
1） 排水天溝宜采用防腐性能好的
金屬材料，厚度不應(yīng)小于2.0mm; （如圖3.1.2a）
2) 防水系統(tǒng)宜采用兩道以上的防水構(gòu)造。防水系統(tǒng)應(yīng)具備吸收溫度變化等所產(chǎn)生的位移的能力。
3） 排水天溝的截面尺寸應(yīng)根據(jù)排水計(jì)算確定，并在長度方向上應(yīng)考慮設(shè)置伸縮縫，天溝連續(xù)長度不宜大于20m。
4) 天溝槽的設(shè)計(jì)時(shí)，在充分考慮到其自身的排水、引水的功能外，還要考慮到排水天溝是整個(gè)采光頂系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。其功能要完整。特別是在保溫、隔熱、隔聲及裝飾性能上要根據(jù)不同的項(xiàng)目進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。一般要求在天溝金屬槽的室內(nèi)則設(shè)置填充保溫棉，在可視部
分包飾裝飾面層。在天溝金屬槽的室外則涂防水油膏加防水卷材，這樣有利于減少噪聲，提高溝槽的防腐能力，提高使用壽命。（如圖3.1.2b、c）
3.2虹吸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)雨水、雪水按照我們的要求匯入天溝內(nèi)就進(jìn)入了有組織的排水的過程 ，一般情況下從天溝內(nèi)向外排水的方案有兩種：一是通過水的重力和天溝的排水坡度使雨水匯聚到落水斗處，通過排水管道有組織的排出。這種方法簡單易維護(hù)，大量使用在建筑上。二是近年來引進(jìn)的虹吸排水系統(tǒng)技術(shù)。
虹吸式排水系統(tǒng)的基本原理是當(dāng)天溝積水深度逐漸加大并超過雨水斗上表面高度，摻氣比值迅速下降為零，雨斗內(nèi)水流形成負(fù)壓或壓力流，瀉流量迅速增大，從而形成飽和排水狀態(tài)。其技術(shù)特點(diǎn)在于虹吸式雨水斗設(shè)計(jì)，水進(jìn)入立管的流態(tài)被雨水斗調(diào)整，消除了由于過水?dāng)嗝婵s小而形成的旋渦，從而避免了空氣進(jìn)入排水系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)管道呈滿流狀態(tài)。利用了建筑物高度賦予的勢能，在雨水的連續(xù)流轉(zhuǎn)過程中形成虹吸作用，導(dǎo)致水流速度迅速增大，實(shí)現(xiàn)大流量排水過程。
由于鄂爾多斯博物館屋面形狀復(fù)雜，天溝的形狀、斜度相差很大，在排水過程中容易出現(xiàn)問題，所以我們在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到使用的環(huán)境，在落水處增設(shè)防封堵構(gòu)造，和溢流裝置。防止雨水在不能及時(shí)排出的情況下向外溢出。
在設(shè)計(jì)坡度較大的排水天溝時(shí)，在天溝內(nèi)設(shè)置了阻水板裝置來保證排水的順暢。
3.3除雪融冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、天溝融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求為除冰和融雪，選用恒功率電伴熱帶，鋪設(shè)范圍為不銹鋼天溝.
2、根據(jù)本工程所在地的冬季氣候條件，為保證除冰和融雪的速度和效果，伴熱帶標(biāo)稱功率為35瓦/米，天溝內(nèi)鋪設(shè)方式采用1:6呈“S”型鋪設(shè)，天溝槽除冰融雪功率為210瓦/米。落水斗附近加密鋪設(shè)。
3、除冰融雪控制系統(tǒng)和電源點(diǎn)的設(shè)置。
4、天溝除冰融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)為《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ142--2004（地面輻射
供暖技術(shù)規(guī)程）》，散熱量計(jì)算如下：
考慮鄂爾多斯博物館的重要性，屬特別重要的建筑物，所以本工程幕墻按照第二類防雷建筑物設(shè)計(jì)。本建筑的金屬屋面可直接作為接閃器，在必要位置和主體鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)通，使金屬板與建筑的防雷體系可靠連接，并保持導(dǎo)電暢通。
確保導(dǎo)通的做法是將鋁板和連接件之間的橡膠墊片取消，接觸表面的鋁板或
鋁型材應(yīng)去除
氧化膜保護(hù)層，鋁鎂錳屋面板支持件T碼和支持龍骨的連接處取消安裝絕緣墊片。每個(gè)導(dǎo)通點(diǎn)的間距不大于10m。
第二類防雷建筑物的滾球半徑為45m，滾球沿需要防止雷擊的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只接觸接閃器或只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，該部位就得到了接閃器的保護(hù)。本建筑的水平裝飾鋁板作為接閃器，其間距只有100mm，所以，整個(gè)建筑可以得到有效保護(hù)。
3.5屋面的隔聲設(shè)計(jì)
雨滴撞擊屋面引起屋面振動(dòng)，將有兩種聲音傳向室內(nèi)，一是屋面振動(dòng)輻射出的空氣聲，一是通過結(jié)構(gòu)傳遞的固體聲。如果屋面的構(gòu)造具有良好的空氣聲隔絕能力及良好的撞擊聲隔絕能力，可降低雨噪聲。
增加屋面質(zhì)量是解決雨噪聲最為有效的途徑，但是對于金屬屋面等輕質(zhì)屋面，通過增加屋面質(zhì)量來可行性不大，因此只能通過改變屋面的結(jié)構(gòu)做法降低雨噪聲對室內(nèi)的影響。一般來說分層越多，層與層之間的界面越多。雨噪聲屬于在結(jié)構(gòu)中傳遞的彈性波，波通過界面時(shí)會(huì)因反射等而降低繼續(xù)行進(jìn)的聲能，因此界面有利于降低聲能。
采用一層12mm厚紙面
石膏板、8mm厚GRC板、1-2mm鋼板等形成隔聲層，通過降低層與層間傳遞的空氣聲可降低雨噪聲。但需要注意的是，必須進(jìn)行縫隙處理，尤其是弧形屋蓋，隔聲層一定不能出現(xiàn)漏聲，否則隔聲性能將大打折扣。
采用
巖棉、
離心玻璃棉等
吸聲材料作層間填充，可提高隔聲層的空氣聲隔聲性能。同時(shí)，這些吸聲材料還具有提高保溫性能的效果。有些材料，如聚苯、
聚氨酯等，雖具有保溫特性，但不具有不吸聲性能，對于雨噪聲的隔絕效果甚微。
根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)及工程經(jīng)驗(yàn)，在鄂爾多斯博物館項(xiàng)目中所采用的
金屬幕墻綜合隔聲量約為30dB左右。為了增加屋面隔聲量，在輕質(zhì)屋面板內(nèi)，采用
紙面石膏板、GRC板做隔聲層，可起到較好的隔聲效果。隔聲層一方面起到分層的作用，一方面也增加了部分重量，從兩方面提高了隔聲量。通過增加GRC板材后維護(hù)幕墻綜合隔聲量能夠增加10dB左右，達(dá)到40dB。
屋蓋上下層板材由龍骨（或其他剛性支撐件）固定時(shí)時(shí)，受聲一側(cè)板的振動(dòng)會(huì)通過龍骨傳到另一側(cè)板，這種象橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強(qiáng)，聲橋現(xiàn)象越嚴(yán)重，隔聲效果越差。在板材和龍骨之間加彈性墊，如彈性金屬條或彈性材料墊對輕質(zhì)屋蓋隔聲有一定的改善量，最多可以提高5dB以上。
因此綜合以上各項(xiàng)因素，鄂爾多斯博物館金屬幕墻通過在屋面增加GRC板材和聚乙烯交聯(lián)減振墊層，綜合隔聲量能夠提高12~15dB。能夠有效的解決幕墻雨噪聲隔聲問題。
3.6
清洗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
建筑外表面的清洗，是通過從金屬屋面上安裝的清洗吊環(huán)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，吊環(huán)分布在金屬屋面上，其間距和位置是根據(jù)。屋面的具體形狀設(shè)置的，間距一般在4米左右，吊環(huán)的分布主要考慮清洗時(shí)清洗機(jī)構(gòu)的設(shè)置，確保清洗人員能夠順利清洗整個(gè)屋面。吊環(huán)采用不銹鋼材質(zhì)，通過不銹鋼
螺栓固定在金屬屋面板上，螺栓并不穿過屋面板，杜絕由于鉆孔引起的滲水可能。吊環(huán)的孔用于安裝清洗用的軟梯或繩索。清洗時(shí)用軟梯或繩索懸掛在清洗吊環(huán)上，清洗人員在軟梯或繩索上對建筑進(jìn)行清潔。
4 結(jié)束語：
鄂爾多斯博物館項(xiàng)目的金屬屋面施工至現(xiàn)在為止已經(jīng)基本竣工成形，施工現(xiàn)場正在進(jìn)行工程的收邊、收尾工作。在這個(gè)項(xiàng)目的金屬屋面、采光頂、幕墻的施工圖設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工過程中，我們遇到很多新的難點(diǎn)和新問題，通過分析研究，問題都得到了順利的解決。在實(shí)踐中，我們針對具體的難點(diǎn)，用我們已掌握的技能加以突破，同時(shí)也獲得了很多解決問題的辦法。由于篇幅的原因，我的此篇文章中也只介紹了與施工圖設(shè)計(jì)所相關(guān)的一些問題。就施工過程中的施工組織、測量放線、空間幾何尺寸的定位、安裝過程中局部區(qū)域結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)控等施工經(jīng)驗(yàn)，待總結(jié)后再作介紹。
參考文獻(xiàn)
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門窗幕墻行業(yè)論文集》, 第6篇，49-66頁
[5] 朱相棟，金屬屋面雨噪聲隔聲技術(shù)指標(biāo)，清華大學(xué)，建筑環(huán)境檢測中心，2010.05
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