從武漢火車站和亞運(yùn)綜合體育館看金屬屋面設(shè)計(jì)

1、<p>　　從武漢火車站和亞運(yùn)綜合體育館看金屬屋面設(shè)計(jì)</p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　自從1889年巴黎世博會(huì)埃菲爾鐵塔和機(jī)械館建成以來，鋼結(jié)構(gòu)建筑正在一步步影響和改變我們的生活。輕盈、大跨是它的特質(zhì)，而伴隨它成長(zhǎng)和成熟的則是鋼結(jié)構(gòu)的外衣﹣﹣金屬屋面。 </p><p>　　作為鋼結(jié)構(gòu)建筑防水、

2、隔音、隔熱的外衣，隨著工藝的不斷進(jìn)步，金屬屋面所展現(xiàn)的不再局限于功能性的特質(zhì)，而更進(jìn)一步地趨向于技術(shù)和藝術(shù)的結(jié)合。 </p><p>　　2010年年初建成投入使用的武漢火車站是我接觸的第一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)大跨項(xiàng)目。該項(xiàng)目屋面采用了常用的直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)，作為防水基礎(chǔ)，為滿足吸音保溫的功能需求，搭配玻璃棉保溫層和穿孔鋁板室內(nèi)吊頂層。該建筑屋面系統(tǒng)充分利用了鋁合金屋面板的延展性，展現(xiàn)出順滑變化的曲線姿態(tài)，同時(shí)略帶金屬質(zhì)

3、感的光澤，也使得建筑本身更為輕盈。（見圖一、圖二） </p><p><b>　?。▓D一）（圖二） </b></p><p>　　在武漢火車站中，作為屋面系統(tǒng)最外層的“鋁合金直立鎖邊防水屋面”，不僅擔(dān)負(fù)著防水的功能性作用，同時(shí)還起到外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)壓，保溫，隔音作用，更直接影響建筑的外觀效果，是建筑外裝飾的關(guān)鍵。（見圖三） </p><p>&

4、lt;b>　?。▓D三） </b></p><p>　　屋面設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，首先根據(jù)建筑等級(jí)明確屋面等級(jí)要求，確定屋面做法（尤其是防水要求）。依據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓，雪壓條件，明確外層材料的厚度，以及支撐檁條系統(tǒng)的布置形式。武漢火車站采用了⒈0mm厚鋁合金直立鎖邊防水板，考慮外觀要求增加氟碳預(yù)輥涂烤漆處理。同時(shí)根據(jù)所選主材物理特性，諸如熱脹冷縮，彎曲找型能力，以及加工工藝來確定板材長(zhǎng)度和寬度，同時(shí)考慮搭接處理

5、。 </p><p>　　第二，根據(jù)節(jié)能參數(shù)要求確定屋面所需達(dá)到的熱工性能。明確保溫材料的類別和參數(shù)及相應(yīng)構(gòu)造作法。通常我們會(huì)選用玻璃棉或巖棉這類具有不燃性能又松散透氣的保溫材料，通過不同容重和厚度，滿足屋面保溫和吸引要求。同時(shí)我們也要充分考慮防火、防潮因素，增設(shè)防水透氣層、防潮層，加設(shè)支托作用無紡布和鋼絲網(wǎng)，避免此類松散材料泄露所帶來的污染。（見圖四） </p><p><b>

6、;　?。▓D四） </b></p><p>　　第三，考慮室內(nèi)吸音效果和裝飾效果，在屋面系統(tǒng)內(nèi)側(cè)加設(shè)微穿孔鋁板裝飾吸音層，不僅滿足減少室內(nèi)噪音的使用效果，也從內(nèi)側(cè)裝飾屋面系統(tǒng)，遮擋住屋面構(gòu)造層次的復(fù)雜和凌亂。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中也要充分融入整體建筑的模數(shù)體制，以保證和室內(nèi)裝修的有機(jī)結(jié)合。 </p><p>　　相對(duì)于武漢火車站，接下來參與的廣州亞運(yùn)綜合體育館的屋面應(yīng)該算是一種進(jìn)化，

7、它代表了金屬屋面新的發(fā)展方向和趨勢(shì)。簡(jiǎn)單地說，是對(duì)屋面系統(tǒng)外裝飾性和功能性的一次整合。 </p><p>　　最大的特點(diǎn)是在原有“直立鎖邊防水屋面”系統(tǒng)（傳統(tǒng)金屬屋面做法）外層加設(shè)裝飾性板材，產(chǎn)生有可能不是金屬效果的金屬屋面系統(tǒng)。從國(guó)家大劇院開始，不同材質(zhì)的裝飾板如鈦鋅板、鋁板 ，甚至石材(廣州歌劇院）都已成為金屬屋面系統(tǒng)華麗的外衣。 </p><p>　　廣州亞運(yùn)綜合體育館采用不銹鋼板作

8、為外裝飾屋面主材，外形整體而平滑，展現(xiàn)更多的是自由曲面建筑“面”的柔和與流暢。由于不銹鋼板材料的使用，建筑的金屬質(zhì)感更為強(qiáng)烈，其現(xiàn)代氣息更加符合動(dòng)感的建筑造型，而不銹鋼板鏡面的效果則不失時(shí)機(jī)地將周邊光環(huán)境映射與建筑表面，使其與周圍環(huán)境融洽于一體(見圖五圖六)。 </p><p><b>　?。▓D五）（圖六） </b></p><p>　　亞運(yùn)綜合體育館在外觀、防水、隔

9、音和吸音方面要求更為嚴(yán)苛。和武漢火車站屋面系統(tǒng)相比較有以下幾個(gè)方面的差異：（見圖七圖八） </p><p><b>　　（圖七）（圖八） </b></p><p>　　1、增加外裝飾板材 </p><p>　　從外觀要求、抗風(fēng)壓能力、防腐性能上確定外裝飾板材的材料（奧氏體316不銹鋼板)、尺寸(2200mm*550mm）、厚度（1.0mm），甚

10、至表面外觀工藝（化學(xué)腐蝕拉毛）；同時(shí)進(jìn)一步考慮與直立鎖邊防水板的銜接關(guān)系，并通過留縫處理組織雨水順利流入防水層面，增加外觀線條感。 </p><p>　　2、使用同材質(zhì)直立鎖邊防水屋面系統(tǒng) </p><p>　　相比較為普遍使用的鋁合金直立鎖邊防水屋面，選用不銹鋼（304）直立鎖邊防水屋面主要目的是相同材質(zhì)在“熱脹冷縮”物理現(xiàn)象上伸縮率相同，減少因不同材質(zhì)不同伸縮帶來的不利影響， <

11、/p><p><b>　　3、增設(shè)防水卷材 </b></p><p>　　考慮屋面等級(jí)要求，亞運(yùn)綜合體育館進(jìn)一步加強(qiáng)防水措施，并從拉伸度、耐火耐高溫性能以及施工方便角度考慮增設(shè)屋面柔性防水卷材——三元乙丙。 </p><p>　　4、保溫棉支托系統(tǒng)的改進(jìn)。 </p><p>　　采用0.8mm厚壓型鋼板取代鋼絲網(wǎng)加無紡布，不

12、僅確保玻璃棉或巖棉此類離散材料的穩(wěn)定，更減少對(duì)屋面內(nèi)側(cè)外觀效果的不利影響，為室內(nèi)吸音吊頂?shù)撵`活設(shè)計(jì)提供空間。 </p><p>　　5、微穿孔鋁板裝飾吸音層脫離屋面，自由成型。 </p><p>　　根據(jù)場(chǎng)館的室內(nèi)吊頂設(shè)計(jì)，為強(qiáng)調(diào)建筑統(tǒng)一的方向感，屋面底層采用長(zhǎng)條形微穿孔吸音鋁板，并且間隔鏤空布置。吊頂高度自由變化形成不同于屋面的立體造型。(見圖九) </p><p&g

13、t;<b>　?。▓D九） </b></p><p>　　由此來看，金屬屋面的設(shè)計(jì)源于材料但是高于材料，我們所選取和利用的材料，以及構(gòu)造做法都是為最終的建筑效果所服務(wù)。類似于采光、排水、檢修、排煙、防雪、防雷系統(tǒng)我們則均可以理解為屋面系統(tǒng)的衍生或附屬系統(tǒng)，在此就不一一介紹，但與之相通的設(shè)計(jì)宗旨是依然根據(jù)材料的物理、化學(xué)性能整體建筑模數(shù)、外觀要求、設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，并合理地融入整個(gè)金屬屋面體