來源:建筑鋼結構網 作者:李宏 時間:2012-02-14
關鍵詞:直立鎖邊屋面系統 發展應用
摘要：本文全面介紹了直立鎖邊屋面系統新技術的引進及發展情況，并提出針對復雜屋面形狀進行研究開發的新課題
摘要：本文全面介紹了直立鎖邊屋面系統新技術的引進及發展情況，并提出針對復雜屋面形狀進行研究開發的新課題
近年來，隨著國內經濟的高速發展，大型機場、火車站、會展中心、體育場館、文化設施等一大批公共建筑迎來了蓬勃發展的建設高潮，為直立鎖邊屋面系統的應用提供了廣闊的發展空間。
1． 發展歷程
直立鎖邊屋面系統在國外已經成功運用了四十多年，該系統采用鋁鎂錳合金為屋面材料，充分發揮鋁合金材料輕質、高強、防腐能力強、可塑性好、可焊性好、環保性好的特點，可生產變寬度板、多半徑板等鋼板難以實現的種類，并大范圍應用于各種復雜造型的公共建筑，使屋面系統的主流產品逐步由原來傳統的壓型鋼板過渡到鋁合金板，實現了質的發展。
直立鎖邊屋面系統進入國內是在上世紀90年代，當時在國內的大型公共建筑中仍然廣泛采用壓型鋼板，只不過在傳統的打釘板基礎上多了一些鎖邊板型，代表建筑如首都國際機場二號航站樓、浦東國際機場航站樓等，直立鎖邊鋁鎂錳板的應用僅有幾個中小型機場和體育場館，影響力有限，且價格昂貴，沒有形成大范圍推廣的條件。
直到進入21世紀，國內建筑設計理念逐步與發達國家接軌，加之經濟發展迅速，吸引了國外一些知名品牌進入中國市場，如當時的英國霍高文建筑系統有限公司，通過設立辦事處開展國內業務，并通過承接當時國內規模最大的廣州新白云國際機場遷建工程航站樓屋面項目（圖1－1），迅速確立了其在國內直立鎖邊鋁合金屋面系統的領先地位。廣州新白云國際機場航站樓的成功，極大地帶動了鋁鎂錳合金屋面系統在公共建筑上的廣泛應用，在此之后建設的大型機場、體育場館、會展中心等也越來越多地采用直立鎖邊鋁合金屋面系統，是之逐漸成為屋面的主流產品。
2004年前后，隨著杭州大劇院（圖1－2）和國家大劇院（圖1－3）的成功建設，直立鎖邊鋁合金屋面系統進入一個新的發展時期。扇形弧形板在這兩個雙曲造型的屋面上大規模使用，開創了雙曲屋面無縫鋪設的先河，使得建筑維護系統的美觀性和防水性有了本質上的改善和提升，并使扇形板的加工能力成為如今企業能否承接雙曲造型屋面的一個標準門檻。另外，這兩個具有極高外觀要求的建筑，也開創了在直立鎖邊屋面系統上無穿透固定裝飾板的新技術。該做法最早是借鑒國外在直立鎖邊屋面系統上固定太陽能板的技術，重新開發設計適合裝飾板的龍骨系統，經過權威檢測機構的承載力試驗后，成為這兩個經典建筑的最終實施方案。如今，這種在直立鎖邊板上鋪設裝飾板的做法已經為眾多復雜造型建筑物所用，為直立鎖邊屋面系統的應用開拓了更為廣闊的空間，比較有影響的建筑如上海世博文化中心、廣州亞運館等。
1． 新技術及發展方向
隨著直立鎖邊鋁合金屋面系統在國內的廣泛應用，隨之而來的一些技術難點逐漸顯露出來，為了克服這些技術難題，一些關注質量和品質的廠家也傾注了大量的技術力量和資金進行攻關，不斷開發出新的產品和技術，力圖不斷完善直立鎖邊屋面系統的性能，延續其在業界的領先優勢。
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圖2－1 新型塑料固定座 |
近年來，隨著建筑設計人員視野的不斷拓寬，建筑理念的不斷更新，一大批造型新穎別致的建筑設計應運而生，對屋面系統的要求也越來越高。一些造型復雜的屋面工程及時使用扇形板也無法完美地實現，需要廠家提供更多的異型板型。面對新的市場需求，屋面廠家沒有停止不斷進取的腳步。在歐洲，一些廠家于2005年即研發出特種造型板型，有腰鼓形、棗核形、S形等不一而足，極大地滿足了建筑師對造型的要求，取得了顯著的成功。著名建筑師扎哈哈迪德設計的萊比錫寶馬中心即是代表之作。
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圖2－2－1 特種異型板 圖2－2－2 萊比錫寶馬中心 |
伴隨著直立鎖邊屋面系統的高速發展，建筑師對建筑外觀的要求也越來越多樣化，有些需要建筑外觀擁有鋅板的厚重感，有些需要有金屬閃亮而不刺眼的質感，有些則希望建筑物既擁有彩色的色彩，又不因油漆涂層而失去金屬質感。
如今，這些要求都已成為可能。深圳福田換乘中心（圖2－3－1）采用歐洲進口鍍鋅鋁合金板，既保持了鋁合金板原有的質輕高強的特點，又賦予建筑物以鋅板特有的觀感，充分滿足了建筑師的要求。
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圖2－3－1 采用鍍鋅鋁板的福田換乘中心 圖2－3－2 亞運館采用高耐候不銹鋼板 |
現在，一種新型的采用電鍍上色工藝的鋁合金板正在歐洲悄然興起，這種鋁合金板采用的不是傳統的油漆上色工藝，而是采用類似電鍍的工藝為鋁合金板上色，完成后的板面既有建筑師希望的彩色色彩，同時又有非常強烈的金屬質感，大大豐富了建筑外觀的多樣性。
1．
目前直立鎖邊屋面系統的反思
直立鎖邊屋面系統在國內建筑市場的應用和發展已走過了十多年的歷程，市場上出現了大大小小許多屋面系統供應商，但是真正掌握核心技術的并不多，許多廠家依靠模仿和低價競爭謀生存，造成了市場上的無序競爭和魚龍混雜的局面。為了一味謀求低價，部分工程采用碳鋼釘固定鋁合金固定座，雖然暫時看不出問題，但天長日久，鋼鋁之間發生電化學腐蝕，將會產生嚴重的后果；一些不具備技術實力的廠家由于不了解屋面板的計算模式和方法，無法準確計算屋面板的承載能力，造成某些工程的鋁合金屋面板多次被風掀掉的重大事故；還有一些工程，由于外覆裝飾板，便不再注重直立鎖邊板的設計和安裝質量（圖3－1），可謂金玉其外，敗絮其中，給工程留下后患無窮。更有甚者，一些工程為了單純降低造價，竟然在未經試驗、研發的情況下，簡單地將鋼板甚至高強鋼板用于直立鎖邊板型，殊不知這一方面會帶來屋面板與鋁合金固定座的電化學腐蝕問題，另外由于鋼板的彈性大大高于鋁合金，鎖邊后由于鋼板回彈造成屋面板根本無法牢固鎖扣在固定座上，在臺風地區會存在嚴重的隱患）。某車站工程由于鎖邊不牢，不得不采用螺釘加固（圖3－2），使鎖邊板變成打釘板，工程質量令人擔憂。
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圖2－3－3 采用電鍍金色的盧森堡某工程 |
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圖3－1 裝飾板下令人觸目驚心 |
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圖3－2 鎖邊板變成打釘板 |
市場競爭的不規范對于業主和尊章守法的廠家來說都是不公平的，也會嚴重傷害整個行業的健康發展。借鑒國外發展的規律和經驗，筆者認為有必要成立屋面系統的專業協會，迅速建立、健全屋面專業技術規范，強化行業監管，使市場競爭建立在合理化、規范化、專業化的基礎上，防止惡性競爭，鼓勵技術創新，加強知識產權保護，使屋面行業進入良性發展，為國家的經濟建設服務。
