138万㎡金属屋面！看中建八局如何施工？

国家会展中心（天津）工程位于天津市津南区，是 我国北方首个国家级超大型会展中心 ，总建筑面积138万ｍ ^２ ，一期展馆区建筑面积47.86万ｍ ^２ ，二期建筑面积59.86万ｍ ^２ ，主要由展厅、交通连廊、中央大厅、人行天桥等组成。

该工程屋面系统共59万ｍ ^２ （见图1） ，整体结构分为展厅、交通连廊及中央大厅部分，如图2所示。

图1 屋面整体效果

图2 屋面系统

大面积金属屋面在实施过程中及完成后，由于受强风影响造成构造损坏，从而引起防水、节能、安全问题故采取以下措施：①第1道保障 将原设计的无檩体系屋面优化为有檩体系屋面，保证屋面本身荷载传递和抵抗外界荷载性能；②第2道保障利用直立锁边＋抗风夹形式，增强金属屋面系统的防渗漏、抗风揭性能，及锁边体系公母肋与固定支座的咬合；③第3道保障 用来缩小固定支座间距，降低屋面板承受荷载的变形；④第4道保障在金属屋面板咬合安装完成后，在屋面板顶部与固定支座相应位置安装抗风夹。

构造层之层间结合处是屋面易产生渗漏的部位，TPO防水形式系统、金属面板防水过于单一。本工程采用金属屋面板＋TPO防水卷材的上下构造，在上层金属屋面板防水局部失效的极端情况下，下层卷材屋面仍具有独立防水能力，保证屋面整体防水安全。

本工程保温层采用双层中空式设计，屋面系统下层岩棉安装在檩条间的凹槽内（檩条高度大于岩棉厚度） ，将镀锌钢丝网固定在檩条顶部，可支撑上层岩棉，同时使上下层岩棉间形成空腔，增加屋面系统的隔声、保温性能。

• 前期试验参数确定

本试验在中国建筑科学研究院风洞实验室进行，模型缩尺比为1∶350，试验段长宽高分别为22，4，3ｍ，风速在2～30ｍ/s 连续可调。风洞测试模型如图3所示。

图3 风洞测试模型 

• 材料比选确认

1）镁、锰元素对合金性能的影响 常用的合金面板基材主要为Al-Mn 系和Al-Mg系。Al-Mn合金是非时效硬化合金，不可热处理强化。镁对铝的抗拉强化作用较明显，含量每增加1％，抗拉强度约升高34MPa。但镁含量过高，会使合金在长时间室温下产生时效软化与热脆现象。

２） 经过试验数据分析，可适当降低镁含量增加锰含量，选择AA5754铝镁锰合金材料。

• 试验方式确认及实施

考虑天津市50年一遇的重大恶劣天气，及设计院与业内专家意见，结合实施前进行的7次试验结果，关于抗风揭的要求如表1所示。

表1 抗风揭试验信息

利用BIM技术，结合深化设计要求及初步试验结果，完善屋面系统构造分层做法，并依据分层进行模拟、样板施工指导，如图 4，5 所示。

图4 屋面标准分层构造

图5 屋面标准样板施工 

1）工序交接连续性  按照施工连续性要求，采用BIM模拟、课堂教学、现场模拟等方式进行交底工作，安装工序如下：定位放线→安装檩托→安装檩条→安装反吊龙骨及拉条→安装屋面底板→铺贴隔汽膜卷材→安装下层保温岩棉→安装钢丝网→安装几字件→安装上层保温岩棉→铺贴TPO防水卷材→安装固定支座→安装屋面板及抗风夹。

2）屋面板搭接方式  传统金属屋面多采用自攻钉固定、凹槽搭接等连接方式，闭水效果差。本工程屋面板两边缘加工成公母肋形式，公母肋夹角均＞270°，即使雨水漫过板肋，也会从另一块板流走，不会渗到屋面板内，加强防渗漏和抗风揭效果，如图6所示。

图6 屋面板安装搭接

３）小波峰反吊底板施工  优化后的有檩体系金属屋面底板采用吊挂安装方式，底板仅作为下层岩棉支撑层，底板强度、抗弯性能要求低，可选用厚度小、波高小的钢底板，节约造价，减小屋面系统构造层高度。

底板安装采用滑动吊篮加高空作业车相结合的方式，如图7所示。

图7 底板采用滑动吊篮施工

４）固定支座及抗风夹安装处理  屋面固定支座施工是屋面板施工的关键工序，固定支座安装质量直接影响屋面板的抗风能力和整体屋面外观效果。应防止固定支座与钢结构材料直接接触，引发电化学反应，同时在深化设计时，在固定支座底部配备丁基而候胶，消除自钢钉穿透TPO造成的渗漏隐患，固定支座下增设丁基耐候胶。

5）天沟细部节点处理  原节点天沟下方及屋面下方TPO卷材均下反至天沟内，卷材重复搭接，安装效果差，防水不闭合。

6）天窗及屋脊细部节点处理  对天窗周边加高波肋，并对周边构造进行封闭排水处理保证天窗口高于周边屋面，减少渗漏水的隐患。屋面天窗防 渗漏的重点在于雨水引流，开启天窗高度应尽量超 过固定天窗，避免雨水汇集、积聚。天窗泛起高度剖面如图8所示。

图8 天窗泛起高度

1）建立健全材料追踪机制  从加工厂进场开始建立材料追踪机制，即追踪每种材料的来源和去向，实行专人负责制、现场对接制、验收程序制、全员管控制等，确保管控落实到位，利用BIM平台对材料加工、出厂、运输、到场各项过程进行追踪。现场通过信息化、智能化管控对实操动作进行监管。 

2）屋面设置上人通道  从檩条施工完成至TPO卷材安装阶段，人行通道均采用 脚手板 进行铺设，避免屋面构造被踩踏损伤。综合考虑后期各项工序需要上人工作，会破坏面板成品，影响整体构造，为此在屋面板施工时，应及时安装成品检修通道，如图9所示。

图9 屋面检修遍道设置