大型展览中心金属屋面系统比较

陈豫　张继昆

【摘 要】RHEINZINK&雅典特“Standing Seam Roofing System双立边咬合接缝屋面系统”特点

【关键词】展览中心；金属屋面；系统比较；特点

一.A，RHEINZINK&雅典特“Standing Seam Roofing System双立边咬合接缝屋面系统”，使用专门的立边和自动咬合设备，将两块沿板条长度方向整体向上立边的预制型板块，通过双重折边锁定而使屋面连接成为一个整体。这种源于锌和铜板传统技术的接口方式，具有以下特点：

a典雅美观，屋面线条纤细并且不影响屋面设计效果；

b.整体结构性防水、排水功能；

c.结构简洁、轻巧、安全，在台风、暴雨地区尤其适用；

d.采用自动控制机械施工，安装灵活、快速、精确、经济。

此系统在欧美已经非常成熟，其技术与材料在建筑领域已超过200年的历史，其建筑金属屋面， 作为欧洲传统与潮流完美相融的建筑标准，已成为众多欧洲城市的象征符号之一

B，水密性强

金属屋面板块的咬合方式为立边单向双重折边并依靠机械力量自动咬合，板块吻合紧密，水密性强，能有效防止毛细雨入侵。无须化学嵌缝胶密封防水，免除胶体老化带来的污染和漏水问题

C，金属屋面板块与支承层连接采用隐藏式不锈钢扣件，立边咬合后的金属屋面表面无任何影响屋面板防水性能的穿孔和螺钉外露。不锈钢扣件包括固定扣件和滑动扣件，固定扣件固定板块，滑动扣件与纵向钛锌金属屋面板块同步位移，这样一来形成的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的板块应力，制作纵向超长尺寸屋面时，板块再采用台阶式构造分段搭接，从而彻底改变大面积金属屋面都会存在的温差变化带来的金属屋面膨胀，不会因板块应力影响造成屋面的涨裂、变形和磨板。同时，本系统完整齐全的附件供应可满足各种建筑形式的要求。

D，面支撑构造体系

本屋面系统支承层通过檩条、檩托与屋架上眩焊接连接；支承层采用压型彩涂板，压型波高至少35 mm， 檩条间距选择1200-1500 mm之间（根据边缘、转角、挑檐、普通面等不同位置、不同正负风荷载相应设置），同时，在压型板上表面，采用铆接方式连接，在上铺设找平固定镀锌钢板，铆接间距不超过125 mm； 这样就形成了一个接近40 mm 厚度的立体受力承载构造，类似于飞机机翼的复合式立体构造；压型钢板的抗拉和抗压区不仅仅是靠自身的截面，由于找平板的约束加强作用，正向荷载作用时，屋面支承体系整体发生形变，找平板成为受压区，压型钢板成为受拉区；负风压荷载作用时，找平板成为受拉区，压型板成为受拉区，同时受到强有力约束支持；这种立体构造的应用使在中国传统意义上的单层压型金属板的应用和受力跃升到一新的层面。

我们验算时仍然保守地采用传统的单层压型板在单跨、双跨、连续跨受力时的方程，设计檩条间距仍然保守地按照单层压型板偏安全设置，充分满足工程安全的需要。

面支撑屋面系统，揉合了钢板的强度，钛锌板的耐腐蚀性和装饰性，经济、实惠。

E，自然循环通风式屋面系统和降噪处理：

莱茵钛锌板特有的系统构造设计一贯保持仿生态设计的原则，通过屋面体系的通风层体（保温棉和通风降噪丝网）设计和台阶式构造以及檐口设计，保持建筑物有机地呼吸循环，使整体结构长期自然干燥，从而提高建筑物整体结构体系的使用寿命和价值。

本系统专用的通风降噪丝网，用于面板之下，可使面板与屋面基层有效隔离，形成空腔，其作用不但可避免室外因下雨雪而可能产生的噪音，同时可及时排走冬季金属板产生的微量冷凝水，保持面板长期处于通风干燥的良好状态，保证面板的使用寿命。同时，通风降噪丝网铺设在屋面板下面，又能起动降低噪音的作用，实验检察证明，在面支撑屋面系统中，使用通风降噪丝网，能降低10个分贝的噪音。

f，安全可靠的屋面排水

本工程设计的暴雨强度为q5=5.72L/s.100m2钛锌金属压型屋面板表面的摩擦系数为n=0.0125屋面板宽度为：530mm由屋脊至天沟的最大距离为：32m由于断面是弧形的，上半部分的近似坡度为：i=5%，下半部分的近似坡度为i=15%

取上半部分的近似坡度为：i=5%对屋面板进行验算取安全系数K=1.5单板集雨量为：Q=1.5*0.53*32*5.72/1000/100=0.001455m3/s有效高度h0=25mm根据曼宁公式进行排水量计算：530宽屋面板的有效截面积A=13250mm2水力半径R=22.845mm谢才系数：C= R1/6/n带入曼宁公式得流量：Qp=AC（Ri）1/2=AR2/3i1/2/n=0.0191m3/s> Q=0.001455m3/s因此雨水不会漫过板肋，满足屋面排水安全要求。

二；贝姆屋面系统的特点

A，贝姆屋面系统主要针对大跨度自支承式安装体系，板块采用无搭接连续板块，可从屋脊至屋檐及屋檐至屋檐的连续板块铺设。

B，贝姆屋面系统是典型的点支撑屋面系统，贝姆屋面系统的T型固定座，是将屋面风载传递到衬檩的受力配件，它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能。T码的安装误差还会影响到贝姆屋面板的纵向自由伸缩，因此，T码安装成为本工程的关键工序。

C，由于采用无搭接连续板块，郑州国际会展中心展览中心160米跨度的金属屋面，其金属膨胀的处理完全依靠屋面板咬合口与T型固定座的纵向滑动来解决，又因为展览中心160米跨度的金属屋面是曲面屋面，要彻底保证板块纵向滑动，包括屋面檩条和T型固定座安装，要求要有很高的精确度，任何一处的偏差，都会造成T型固定座与屋面板连结处的摩擦、爆裂和穿孔，直接的后果是板块屋面漏水、屋面板块脱落等。南方某工地，为了解決T型固定座与屋面板连结处的摩擦问题，将T型固定座的棱角磨光，短期内可以解决这个问题，但无棱角的T型固定座能否解决强风、台风条件下屋面板块不致于被风吹开，也是一个很大的难题。

D，由于采用无搭接连续板块，郑州国际会展中心展览中心160米跨度的金属屋面，基本不能形成循环通风体，对于钛锌板安装来说，简直是不可能，大型的钛锌板屋面工程，一定要有循环通风体，这是自保性金属材料（钛板、铜板、锌板、不锈钢板）的特性决定的。

E，细部节点处理较难，尤其是金属屋面与桅杆联接处、金属屋面檐口处等，只能依靠打硅胶处理。

F，材料的损耗率相差悬殊

（1）贝姆系统的立边高度为65mm，400mm宽的立边距屋面板的实际使用宽度为579mm，屋面板仅立边损耗就为32%。比雅典特面支撑系统的立边损耗高出一倍。

（2）贝姆系统为点支撑屋面系统，屋面板通过T码支座支撑，这样一来，屋面板的刚性强度要求要高。贝姆系统工程中0.7mm的钛锌板达不到这样的刚性强度要求，至少要用0.9mm-1.2mm的屋面板。钛锌板的厚度增加0.2-0.5mm，面积不减，每平方米单价成本至少增加100-250元。

三.结论

A，贝姆系统只适合于采用铝合金板做屋面层，世界各地的大型金属屋面工程中比比皆是，用贝姆系统而采用钛锌板做屋面层的工程案例，很少见到。B，综合而言，金属屋面材料和系统的选择，首先应考虑建筑整体系统的安全，防排水，降噪，循环通风，同时还要考虑屋面材料的生命力及其品质特性，环境的影响，建筑传统的影响以及施工技术的成熟、可行性，而采用具有：雅典特屋面系统，莱茵钛锌屋面板，既解决了屋面板的损耗问题，又能达到安全、可靠、实用、美观、有效的目的。

四、加强工學结合的方式

1、进一步提升理论认知，加强职业教育发展的理论建设

工学结合活动在我国职业教育中的实践有30余年历史，但其目的就限于培养学生的动手能力。而十八届三中全会提出的校企合作，是以获得双赢或者多赢为目标的，任何只强调一方单赢的合作都是不可持续的。而服务学习可以给工学结合提供一个参照，工学结合的根本理念必须兼顾学生成才、教师成长和企业发展三个方面。服务学生成才就业—学生成才是工学结合活动的根本目的，一切的学校活动都要服务于这个目的，工学结合要回归育人本质。服务教师职业成长—教师是学生培养的关键，教师更是工学结合项目的参与主体与成败关键。服务企业发展所需—关注企业核心利益，决定了工学结合的努力方向和发展走向，推动学校不断加强服务企业发展能力建设，有利于促进校企互利共赢。

2、进一步提升制度意识，加强职业教育发展的制度建设

教育是全社会的教育，教育体现国家意志，国家意志的实现需要制度保障。在传统的校企合作、工学结合中，只是学校甚至只是一个专业或者教师是工学结合项目的实施主体，通常根据专业需要，由学校领导或者专业教师出面，寻找愿意与学校合作的企业，签订学校、企业和学生三方的合作协议，这种合作更多强调的是企业的利益，学校、教师、学生的权益被考虑得比较少。服务学习则是以国家法案、法律的形式保证活动的顺利开展，通过国家意志来规定、要求社区、企业、学校、学生在服务学习中应该承担的义务与责任。落实十八届三中全会“产教融合、校企合作”的会议精神，必须建立相关的法律、法规，规范、支持校企合作、工学结合的实施与开展。

3、进一步加强体系建设，推动职业教育发展的模式创新

工学结合是一项系统工程，建设中要把学校、社区、企业、学生、课程与服务项目揉成一个整体，创新职业教育模式。学校与社区结合寻找服务项目。提倡学校和社区合作，政府颁布相关法规，明确规定企业、社区和学校在服务学习中的责任与奖惩。在社区支持下，成立由本社区内相关行业、企业、居民代表和学院共同参与的校企合作联合体—校企合作理事会，协调相关企业和学校，共同制定实训计划、实施实训计划、评价实训情况。将课程与服务结合，课程不是独立于服务之外。课程设置要与服务内容密切结合，由学校和社区（企业或社会组织）共同开发课程，课程的目的一方面向社区和企业提供服务，如传统的社区服务、社区文化建设、工学交替、顶岗实习等；另一方面让学生在真实的情景中学习、反思，真正在“做中学、学中做”，承担起公民的权利与义务，服务的同时学生必须完成课程的知识、技能及价值目标。

结束语

综上所述职业教育正处于创新发展的重要历史阶段，机遇与危险并存。站在一个新的起点上，我们必须牢牢把握职业教育发展的新机遇、新动力，构建新理论、新模式，围绕培养高素质、技能型人才，围绕为地方经济发展服务的目标，借鉴域外职业教育发展经验，全面探索符合时代特征、教育特质的工学结合新路径。

参考文献：

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[2]许秀林.高职院校“工学结合”的困境与思考[J].职业教育研究，2011，（04）.

[3]黄桃红.论“教学做合一”的教学模式与教学方法[J].职业，2010，（12）.