前几期我们介绍了建筑幕墙中的金属屋面系统的概述及分类、金属屋、设计内容及性能要求、金属屋面装饰面层、金属屋面防水层等相关内容。本期我们将继续讲述金属屋面系统(五)——金属屋面的隔声保温层及结构层。

　　一、隔声吸音层

　　金属屋面采用的隔声、吸音材料一般为：吸音棉、岩棉、玻璃棉等。吸音棉是一种人造无机纤维。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙。

　　吸音棉常用于代替岩棉或玻璃棉，吸音棉的优势：100%环保产品，100%可回收利用;坚固、好用无味,防水、防潮、透气性能良好，极易加工，可根据不同需要制成各种形状使用寿命长;不会腐烂，能抵御各种微生物、真菌、酸、盐和碳氢化合物的腐蚀;在生产过程中不添加任何助剂、粘胶剂
。

　　二、保温层

　　根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)、《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公安部
、住房和城乡建设部文件(公通字【2009】46号)及《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》公安部消防局文件
(公消【2011】65号)的相关规定,当建筑高度大于或等于24米时，保温材料的燃烧性能应为A级;当建筑高度小于24米时，保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。

　　金属屋面的设计施工中，保温材料一般采用保温岩棉，厚度及容重根据建筑的节能要求进行确定。

　　三、主要受力结构层

　　金属屋面系统主要的受力构件为钢型材檩条、不锈钢檩条、铝合金檩条等，以及相应固定支座，抗风键等构配件。根据《采光顶与件数屋面技术规程》(JGJ255-2012)的相关规定，金属屋面所采用的主要受力构件应按照围护结构进行计算，并具有规定的承载力、刚度、稳定性和变形协调能力，其中金属屋面的面板和直接连接面板的支撑结构的结构设计使用年限不应低于25年，间接支撑屋面板的只要支撑结构的设计使用年限宜与主体结构的设计使用年限相同。

　　1、钢结构檩条的形式

　　金属屋面系统一般采用Q235钢、Q345钢。金属屋面主要采用的钢材主要有：钢方通、钢圆通、C型钢、Z型钢、几字形钢材等，钢型材檩条的设计应满足结构受力的计算要求。钢材的表面处理一般根据使用部位，建筑功能要求确定，一般有氟碳喷涂、热镀锌等多种防锈防腐形式，如防腐等级要求特别高，或项目位于高度腐蚀区域或者海洋环境，则建议采用耐候钢或不锈钢;如有防火要求，钢材表面应按照要求进行防火喷涂处理。

　　钢方通、圆通檩条

　　C型钢檩条

　　Z型钢檩条

　　几字型钢檩条

　　金属屋面用不锈钢材料宜采用奥氏体不锈钢。奥氏体钢的耐腐蚀性，力学及加工性能优于其他种不锈钢，适合在幕墙及金属屋面中使用。常用的奥氏体不锈钢有S304XX系列和S316XX系列。一般室内采用304材质，室外采用316材质不锈钢。金属屋面中，不锈钢构配件主要用于檩条、固定件、紧固件等。

　　2、钢结构檩条的设计及布置

　　(1)结构檩条体系设计：钢结构檩条的设计，应结合结构计算及安装构造的要求，选取合理的截面;在结构设计中，应根据项目的实际情况，对金属屋面的风荷载进行合理考虑，除应满足承载力极限状态和正常使用极限状态外，还应预留一定的设计余量。

　　(2)结构檩条体系布置：钢结构的檩条布置比较灵活，一般情况下，采用C型钢、Z型钢檩条一般垂直于屋面板的布置方向，其他形式的檩条布置要结合项目的实际情况来确定。结构檩条的布置对屋面系统的结构抗风性能至关重要，在设计的过程中，通过采用适当加密金属屋面板的檩条以及支座的间距等措施，可以使屋面系统的结构受力更合理，也可以使屋面板的抗风性能加强;通常抗风掀试验满足要求时，在屋面板板端处加密三跨檩条，间距不大于750mm。

　　钢结构檩条布置

　　钢结构檩条及支座布置

　　3、铝型材

　　金属屋面采用的铝合金型材主要用于双层金属屋面装饰面层的龙骨、屋面的装饰线条，铝合金夹具、以及铝合金T形高强支座等。金属屋面选用铝型材通常为6XXX系列。铝合金型材的设计应满足结构受力的计算要求，并且满足便于金属屋面面板施工安装的需要。

　　4、金属屋面板固定支座及连接件

　　金属屋面板的固定件，实现了金属屋面和结构檩条的固定，在金属屋面的设计中至关重要。根据《屋面工程技术规范》(GB50345-2012)中相关条文，对于压型金属板采用咬口锁边连接的构造规定：在檩条上应设置与压型金属波形板相配套的的专用固定支座，并用自攻螺钉与檩条连接;压型金属板应搁置在固定支座上，两片金属板的侧边应确保在风吸力等因素作用下扣合或咬合连接可靠;在大风地区或高度大于30米的屋面，压型金属板应采用360°咬合锁边连接系统。常用的金属屋面的固定支座有：铝合金T形高强支座、镀锌钢材(或不锈钢)卷边固定支座、镀锌钢材(或不锈钢)杯口形支座等形式，具体分别如下图所示：

　　对于暗扣式直立锁边屋面系统固定方式：首先将T形铝合金固定支座固定在檩条上，再将压型金属板扣在固定支座的梅花头上，最后用电动锁边机将金属板材的搭接咬合在一起。由于固定方法先进，温度变形自由伸缩，抗风性能好，现场施工方便，保证了金属屋面的防水性能。

　　对于双层金属屋面，为了便于面板次檩条和压型金属屋面板的连接，通常在设计过程中，设计了专用的铝合金(或钢材、不锈钢)转接用的连接件，以便于上下两个层次的可靠连接。连接件形式如下所示：