试论直立锁边金属屋面系统的特点与维护

摘 要：直立锁边金属屋面系统适用性强，具备良好的防水性、抗风性及耐久性、防火性等功能，在大跨度空间结构中得到广泛的应用。为此，本文对直立锁边金属屋面系统的特点、原理进行了分析，并就其维护作了相关的探讨，以供参考。

关键词：直立锁边金属屋面系统;特点;原理;维护

引 言：随着我国高速铁路建设的飞速发展，直立锁边金属屋面系统广泛应用在高速铁路站房，如广州南站、深圳北站等。为了满足屋面系统防水、抗风、耐久、保温等性能的要求，以便于我们日常的维护，首先要了解其工作的特点和原理。

1 直立锁边金属屋面系统的主要特点

1.1适用性强

直立锁边金属屋面系统的底板及面板采用现场压制成型，生产方便快捷，不受运输条件的限制，可以现场根据需要生产各种长度的屋面板，屋面板在长度方向上不需搭接缝，金屋面板能压成各种形状，不仅能压成直线、折线、弧线，还能压成各种扇形板，故可实现平屋面、坡屋面到球形屋面、双曲屋面等形式，从而满足建筑师的设计要求。

1.2可靠的防水性

金属屋面板采用铝合金固定支座与屋面板咬合，固定支座用螺钉固定在檩条上，屋面板扣在固定支座的梅花头，而不是用钉直接穿过屋面板固定，金属屋面板没有钉洞，具有良好完整性和防水性。

1.3 抗风压性能好

屋面所承受的荷载，通过受力杆件全部传至金属屋面板系统上。由于其特殊的固定方式，避免了一般的螺钉固定系统在遭遇大风时，因反复受正负风压而在钉孔产生的应力集中。此系统经实验证明，在 7 kPa 的反复受荷实验测试中试件无损坏，系统单肋单点在 1.5 kN 的模拟集中风荷载力的作用下仍处于弹性变形，未发生破损。

1.4 抗变形能力好

采用直立锁边固定方式，固定支座只限制屋面板在板宽方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的移动，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由伸缩，不会产生温度应力，有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面性能的可靠性。

1.5 抗腐蚀性、耐久性好

铝合金与空气中的氧发生化学反应时会在表面产生一层致密的氧化膜从而保护金属，同时在金属面板受到破坏时可以自动形成氧化膜复原创伤面，防止进一步的腐蚀。镀铝锌板一般有15年的使用寿命， 铝镁锰板具有40 年以上的生命期。

1.6保温性能好

保温材料采用100mm厚玻璃纤维保温棉（16kg/m3），属A级不燃性材料，防火、防潮、防霉变性能好。

1.7 防火性能可靠

直立锁边金属屋面系统所采用的金屋面板、镀锌钢檩条包括玻璃纤维保温棉、防潮贴面以及不锈钢螺钉、铝合金配件等，均为不燃材料，在出现火灾等意外情况时，屋面系统绝不会发生燃烧，更不会产生有毒气体，所以在防火方面是安全可靠的。

2 直立锁边金属屋盖体系的构造原理

2.1、构造原理

直立锁边金属屋面是通过带肋的金属板互相咬合，从而达到防水目的的一种新型、先进的屋面系统（如图2-1）。金属板可以是铝镁锰合金板，也可以是镀铝锌板。其主要结构形式是：首先将T型固定支座（一般为铝合金材质）固定在主结构檩条上，再将屋面防水板扣在固定座的梅花头上，最后用电动直立锁边机将屋面板的搭接扣边咬合在一起。 图 2-1 固定支座咬合示意图

2.2、构造形式

直立锁边屋面系统通常有经典一型、经典二型、经典三型三种构造形式。

2.2.1.直立锁边经典一型

如图2-2所示，直立锁边经典一型主要由直立锁边屋面板、固定支座、拔热铝箔、玻璃丝棉或挤塑泡沫板、无纺布、压型冲孔彩钢板、檩条等构件组成 。

2.2.2.直立锁边经典二型

如图2-3所示，直立锁边经典二型与经典一型基本相同，主要区别只是取消了无纺布这一垫层或用压型彩钢板代替压型冲孔彩钢板。

图2-3 直立锁边经典二型

2.2.3.直立锁边经典三型

如图2-4所示，直立锁边经典三型的构造组成为直立锁边屋面板、固定支座、玻璃丝棉或挤塑泡沫板、PVC加筋膜、钢丝网、檩条等，主要区别是屋面的结构基层改为钢丝网。

图2-4 直立锁边经典三型屋面系统

3、直立锁边金属屋面系统的维护

金属屋面系统的耐久性，十分依赖于定期或不定期的检查与正常使用年限内的日常维护工作。直立锁边金属屋面系统的日常维护主要是检查屋面是否出现破损、变形、松动等情况，还有一些关键部位，如檐口、天沟等部位是否有破损。天沟内部要及时进行清扫，防止落叶、垃圾等杂物将落水口堵住，造成屋面渗水。

3.1 巡检及日常维护要求

3.1.1.屋面板、檐口铝板、泛水板

屋面上各种类型的屋面板、檐口铝板、泛水板等，不仅需要每年常规检查，而且每次台（大）风前、后都应重点检查，发现有配件松动、脱胶、开裂等情况应立即处理，否则有被台（大）风吹起的危险，也容易在台（大）风时引起屋面其它部位的连锁松动，会给整个屋面系统的安全使用带来影响。

3.1.2.天沟

天沟应及时清扫。清除一些因灰尘堆积成的泥块与随风飞扬上来的塑料袋、树叶等轻质杂物，以免造成天沟排水口的堵塞。

3.2 屋面局部修理与更换

3.2.1.屋面板

（1）若屋面板破损，破损面积不大（200mm×200mm以内），可采用补丁法进行修补。具体步骤如下：

①将破损处屋面板整平。

②根据破损面积大小剪一块同样材质的屋面板作为补丁板，板四周均超过破损孔边100mm以上。

③将板洞盖严后，四周交错钻两排孔，孔间距为50mm左右。

④掀起补丁板，将内排孔两侧各打一道耐候密封胶，密封胶必须闭合。

⑤轻轻放下补丁板（不得用力压，孔洞对齐），待一小时后，打拉铆钉。

⑥将铆钉头和补丁板四周再打一道硅胶，清除铝屑等垃圾，并保持24小时不受力。

（2）若屋面板破损严重，就必须局部更换屋面板。基本步骤如下：

①选择晴好的天气，并确认须更换的屋面板范围，按预定方案划线，确定锯切部位。

②以无齿圆锯（或石材切割机）纵向切开需要更换的板段，注意靠近不需更换的屋面板两端须留30mm不切，以免在锯切时损伤两侧相邻的不需要更换屋面板块。

③用螺丝刀撬开咬合边，并用克丝钳逐段拉起咬合板边缘。

④用手动铁皮剪，剪开咬合边尚存的30mm未切断部分，掀起切下的板块，并将被咬合边从相邻的板块下抽出这块损板。

⑤重新制作一块同材质，同型号的板块，但两端个长200mm，撬起相邻板的咬合边，并将新换板块的被咬合边填入，按图3-1所示的1234顺序安装并安置平整。

⑥在支座处咬合上新板块。

⑦在两端以50mm间距交错打两排铆钉孔，在两端切口处向内充填满耐候胶，待一小时耐候胶初步干后，打拉不锈钢铆钉或不锈钢螺栓上下板连接，并在铆钉头上和新换板四周边缘打入耐候胶。

⑧清除铁屑和换下的板块，做好标记，并24小时不得受力。

3.2.2.泛水板

泛水板个别位置出现破损时，可用电动切割机或专业工具设备拆下损坏的泛水板，按原标准和图纸规格、尺寸制作新的泛水板进行更换，并在泛水板搭接处设置拉铆钉及注入密封胶。

3.3金属屋面漏水处理

3.3.1.漏水点查找

下雨天发现屋面有渗漏并从屋面滴落至地面，一方面做好漏雨记录，另一方面派人到达漏水点附近查找，查找范围扩大到漏水点对应屋面上方周边大约10m的范围;寻觅漏水的缝隙、孔洞和进入室内的渠道，设法查找漏水的原因。尤其要注意因温度升降引起屋面面板、天沟伸缩缝，屋脊和檐口、山墙节点等处密闭性可能丧失的情况。

3.3.2.渗漏点处理

（1）自攻螺钉处渗漏处理：清除失效的防水胶，紧固原自攻螺钉;当原有自攻螺钉失效时，在其附近重打自攻螺钉。最后用防水胶对自攻螺钉处及失效孔洞进行密封处理。自攻螺钉的紧固要求如图3-2所示。

（2）锈蚀渗漏处理：使用专业的防锈底漆对锈蚀部位进行防锈处理，使金属面板表面形成一层致密的防锈层，然后在表面贴防水材料。

（3）接缝、泛水渗漏处理：使用专业的高性能密封胶对金属屋面所有搭接缝、穿出物部位、螺钉等部位 进行防水密封处理。

3.4在使用维护中的注意事项

1.不得在金属屋面上施加设计以外的其他荷载，如果确实需要增加屋面荷载时，要计算将荷载进行较大范围内的扩散，并通过在立边上设置固定夹具，把荷载传递到逐个固定支座上，并且确保每个固定支座承受的压力不超过其抗压承载能力。

2.不得在金属屋面上随意设置霓虹灯、招牌、广告牌等。

3.不得在金属屋面上任意开洞、开窗、不得任意铺设金属导线、管道等。

4.不得在金属屋面上留存或堆放钢材、木材等可能引起电化腐蚀的材料，确实需要临时堆放时，不能超载且采取隔绝（如垫橡胶板等）保护措施。

5.不得将污水或有害物质的液体向金属屋面排放、流淌。

4 结语

目前，金属屋面在大型建筑工程中已十分常见，而直立锁边屋面系统具有防水、耐久、防火性能好以及安装方便等特点，相信它将会在越来越多的工程中得到应用。通过直立锁边屋面系统主要维修维护方法的介绍，相信会对实践中的维修工程提出有针对性维修方案有所助益。

参考文献：

[1]葛边福 .铝板和特种金属板围护结构手册[S].中国建筑工业出版社，2012.

[2]张晓冬.直立边锁扣式镁铝锰合金金属屋面施工技术[J].今日科苑，2008（07）. [3]蔡昭昀. 我国金属屋面工程现状和发展趋势[J]. 中国建筑防水，2010（22）.