由于外部的建筑造型所致，該項(xiàng)目的金屬屋面（詞條“金屬屋面”由行業(yè)大百科提供）部分與建筑幕墻部分沒(méi)有一個(gè)明確的分界線。如果按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)區(qū)分幕墻和屋面，就是與水平面大于75°的為建筑幕墻，小于75°的為屋面。幕墻與屋面從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)到強(qiáng)度計(jì)算以及材料的使用，都有著很大的差異。為確保項(xiàng)目的安全性能和使用性能，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中根據(jù)本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，不論是幕墻還是屋面、采光頂將其有機(jī)地結(jié)合在一起，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)。
2、 非線性板巖石材幕墻、屋面的設(shè)計(jì)
2.1、主體支撐結(jié)構(gòu)
本工程的主體結(jié)構(gòu)是地下2層到地上3層均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3層以上為型鋼曲面鋼結(jié)構(gòu)，彎曲的鋼柱主要是“H”形型鋼，在豎向結(jié)構(gòu)的頂部鋼結(jié)構(gòu)與多榀魚(yú)腹式鋼桁架（詞條“鋼桁架”由行業(yè)大百科提供）梁連接，按設(shè)計(jì)要求形成了異形雙曲面鋼結(jié)構(gòu)的殼體，鋼構(gòu)件之間采用了高強(qiáng)螺栓定位焊接的方案。(如圖2.1.1~2.1.2)
由于該項(xiàng)目的屋面和墻面的外裝飾面板采用了30mm厚的青石板巖，按石材自重和轉(zhuǎn)接件的重量，每平方米就又增加近10Kg的長(zhǎng)期荷載。為確保建筑的安全，在鋼結(jié)構(gòu)梁柱外又增加了二次鋼檁條（詞條“檁條”由行業(yè)大百科提供）。鋼檁條在起到增強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，對(duì)底層鍍鋅鋼板硬防水層的固定、“T”型角碼和鋁鎂錳板防水板的安裝起到非常重要的作用。(如圖2.1.3~2.1.4)
2.2、金屬屋面系統(tǒng)（詞條“金屬屋面系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供）的構(gòu)造
建筑的整體外形是由多個(gè)不規(guī)則的雙曲面體形有機(jī)順滑的集合成一個(gè)不規(guī)則的異型體。主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，其外表的幕墻材料和屋面材料為天然板巖石材,其防水功能層是由直立鎖邊的鋁鎂錳金屬屋面板構(gòu)成的。
由于其體型和功能的要求，對(duì)金屬屋面來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)與施工的難度很大，必須結(jié)合實(shí)際工程情況采取特殊的、能夠適應(yīng)本項(xiàng)工程的結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工工藝方案才能順利完成本項(xiàng)工程。本工程屋面系統(tǒng)的構(gòu)造如下：(自下而上)
主體支撐鋼結(jié)構(gòu);可進(jìn)行雙向調(diào)整的連接角碼;二次鋼檁條;底層硬質(zhì)防水鍍鋅鋼板(厚度為1.5mm);聚乙烯防潮隔層;防水板T型支座系統(tǒng);雙層50mm保溫棉;鋁鎂錳金屬屋面板(錘紋板)，厚度為1.0mm，高直立鎖邊;轉(zhuǎn)接件，鋁合金材質(zhì)的連接裝置;弧形鋁支撐管;轉(zhuǎn)接件，鋁合金材質(zhì)的背栓（詞條“背栓”由行業(yè)大百科提供）石材連接裝置;面層石材為30mm厚的天然板巖。
2.3、 底層硬質(zhì)防水板、防潮、隔聲、保溫層的設(shè)計(jì)：
2.3.1、 屋面底板的做法有很多 ，可以用軟防水、用壓型鋼板以及聚安脂硬泡等。但由于本工程的金屬屋面為不規(guī)則的雙曲面，這些做法都無(wú)法解決雙曲扇形面伸縮變形的問(wèn)題。采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板根據(jù)曲面的走向鋪設(shè)成硬防水層(如圖2.3.1.1~2.3.1.2)。不但解決了扇形排版問(wèn)題，同時(shí)也為安裝過(guò)程中施工人員提供了可靠的安全踏板，避免在施工時(shí)損壞下層底板。
根據(jù)異型雙曲金屬屋面的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，我們?cè)诮饘傥菝嫦到y(tǒng)的外層，選用高直立鎖邊鋁鎂錳金屬面層防水板，在底層采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板做底層的防水層，用雙層防水的方案來(lái)確保屋面系統(tǒng)的防水性能。
為了保證二次防水和提高鋼板的平面外剛度（詞條“剛度”由行業(yè)大百科提供），在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)確定了在左右兩塊鋼板之間折直角邊，并加蓋“Ω”型鋼槽(如圖2.3.1.1)。上下兩塊鋼板在安裝時(shí)上板壓下板邊180mm，來(lái)保證其防水性能。
2.3.2、防潮層：在金屬屋面的使用過(guò)程中，為防止室內(nèi)潮氣進(jìn)入玻璃棉，在玻璃棉的下側(cè)加貼隔氣、隔潮、反射熱輻射的鋁箔隔氣層，和聚乙烯防潮隔氣層。厚度≮9μm。為防止室外潮氣進(jìn)入玻璃棉，常在玻璃棉的外側(cè)加貼防水透氣膜，起隔潮防潮作用。但在本項(xiàng)目具體施工時(shí)考慮到,這樣復(fù)雜的雙曲面外形采用防水透氣膜在安裝過(guò)程中無(wú)法保證其完整性。同時(shí)考慮到防水透氣膜是易燃物，在施工過(guò)程中容易引起火災(zāi)，故此取消了采用防水透氣膜的設(shè)計(jì)。
2.3.3、玻璃棉保溫層：
根據(jù)招標(biāo)圖紙和招標(biāo)技術(shù)文件的要求，在進(jìn)行屋面保溫隔熱計(jì)算后，最終確定保溫層為100mm厚超細(xì)玻璃棉，容重為24kg/m3，玻璃棉的導(dǎo)熱系數(shù)為0.036K(W/m°C)。為保證工程質(zhì)量，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，在深化設(shè)計(jì)中采用的玻璃棉制品是經(jīng)高溫熔融，由高速離心設(shè)備制成無(wú)機(jī)纖維后，再加入特制粘結(jié)劑和防塵油經(jīng)擺動(dòng)帶鋪氈并通過(guò)特殊設(shè)備改變纖維排列結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)固化定型而成的新型輕質(zhì)保溫材料。
輕質(zhì)保溫材料具有如下特點(diǎn)：
1)、耐腐蝕性（詞條“耐腐蝕性”由行業(yè)大百科提供）能：此種玻璃纖維棉性能穩(wěn)定持久，且對(duì)鋼材腐蝕有抑制作用，不會(huì)與鋼板間發(fā)生任何電化學(xué)反應(yīng)，據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定測(cè)定，保溫棉等PH值為7.1。
2)、防火性能：根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB50016及中國(guó)國(guó)家防火建筑材料監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的檢測(cè)判定，保溫棉不燃性(A級(jí))合格。
3)、環(huán)保性能：玻璃纖維較細(xì)，不含渣球(0%--GB/T5480.5)，使玻璃棉的導(dǎo)熱系數(shù)較低，對(duì)人體皮膚刺激較小。
4)、抗潮濕性能：保溫棉在溫度49C，相對(duì)濕度90%，常壓下通過(guò)ASTME84測(cè)試，吸濕量低于2%,如本產(chǎn)品被漬濕，干燥后保溫性能完全恢復(fù)。
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