大面积组合节能防水屋面系统施工工法（25页）

1、大面积组合节能防水屋面系统施工工法1.前言目前我国大部分钢结构金属板屋面漏水现象较为严重，在南方地区该现象更为突出。金属板自身导热系数大，当外界温度变化引起金属板收缩变形时，容易在接口处产生较大位移，因而在金属板接口部位极易产生漏水隐患；钢结构体系中，由于结构本身在温度变化、受风载等外力作用下，容易发生弹性变形，在连接部位产生位移而产生漏水隐患；屋面采光带等特殊部位，由于使用不同材料连接，应力变化不同步，容易产生漏水情况。尽管国内外已有不少大型高铁站房屋面施工的成功范例，并且目前组合屋面的各项施工技术趋于成熟。但某火车站独特的组合节能防水屋面系统构造在国内高铁站房尚属首创。没有一整套的标准施工

2、工艺可供借鉴。针对组合节能防水屋面系组合的施工关键技术进行研究就非常必要和迫切。大面积组合节能防水屋面由聚碳酸酯板（PC板）、铝镁锰直立锁边系统及太阳能光伏系统组合而成的锯齿形屋面，其屋面中间部分主要由聚碳酸酯板（PC板）、铝镁锰两种材料相互间隔组合而成，单个材料面积为13.5。站房屋盖宽 208 米，长 408 米，尺度宏大，形象突出，是车站建筑形象的最突出的元素；同时它覆盖了整个高架空间，并且将轨道交通站点（4、6 号线）也包裹在屋盖之中。对于这样的超尺度、造型要求高、功能性强的屋盖体系，需要对造型与结构材料与构造、采光节能等多层次的内容进行深入的专门研究，通过充分的模拟设计及比较，追求最

3、优的设计，使之能够合理、经济地满足建筑适用、坚固、耐久、美观的要求。檐口锯齿造型光伏玻璃光伏玻璃檐口锯齿造型 图1-1 某火车站屋盖轴测示意图图1-2 组合屋面横向断面示意图本项目在参照国内外类似工程的施工工艺的基础上，结合本项目施工要求和特点，并在具体施工中逐步完善和提高，并在大型公共建筑屋面系统施工技术上取得较高水平的创新和突破。2.工法特点2.1根据屋面的构造特点，通过采用先低后高、分区域成形的施工顺序，在各独立排水单元的屋面钢结构桁架上焊接马凳，再在马凳上安装焊接下檩条，安装焊接屋面上檩条。2.2分区域先行施工直立锁边铝镁锰屋面，材料采用现场加工制作，采用50T汽车吊吊装至屋面周转材料

4、场地，再采用人工搬运的方式，将铝镁锰板安装就位后，再安装端部面板下的泡沫塑料封条，然后进行锁边，直立锁边系统的应用有效解决了铝镁锰屋面的防水问题，2.3聚碳酸酯板（PC板）屋面采用工厂定制铝合金外框结构+现场安装PC板的方式进行，铝合金型材边框内槽设置密封胶条，现场将铝合金安装就位后，将PC板放置于铝合金框架内，安装密封胶条后，闭合铝合金框架打胶封闭。通过分区域、分单元制作组合式铝合金型材成功解决两种不同材料面板连接安装节点构造的施工，减少了现场安装工作量，加快了施工进度，保证了屋面防水质量。 2.4屋面光伏玻璃安装过程主要是先通过支座将纵向龙骨固定到主体钢结构上，然后通过角码连接和焊接将横向

5、龙骨固定在纵向龙骨上，而在工厂里将铝合金副框采用硅酮结构胶粘结到光伏组件上，最后将带有铝合金副框的光伏组件安放到横纵向龙骨上，通过扣件将铝合金副框固定牢固，再打上硅酮耐候密封胶。各金属件之间均设置柔性垫片，防止因碰撞产生的噪音和造成玻璃损伤。其采用密封胶接逢处理，水密性和气密性良好，并具有很好的保温、隔声及降噪能力，也具有一定的抗层间位移能力，抗震性能好，整个建筑屋面浑然一体，相得益彰。2.5通过采用“三维动画模拟技术”详细模拟现场施工的各个环节，有效的解读了复杂屋面结构各项施工技术，提高了施工进度，保证了工程质量的优良。3.适用范围适用于大型公共建筑钢结构屋面系统工程施工4.工艺原理通过将整

6、体屋面系统进行拆分，分成单块区域后，分成工厂制作部分和现场加工安装部分，工厂加工部分主要包括PC板和光伏玻璃铝合金组合框形式，现场加工和安装部分主要包括屋面支撑结构的安装、铝镁锰板的现场制作以及三种屋面板安装。根据组合节能防水屋面的构造特点，详细绘制各细部节点施工图纸，将屋面各类组件拆分后，采用三维动画模拟施工安装过程，有效的解读了复杂屋面结构各项施工技术。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程次钢结构施工 屋面不锈钢水沟施工屋面铝镁板施工屋面阳光板施工屋面光伏玻璃施工整体防水处理。5.2操作要点5.2.1次钢结构安装1、马凳安装图5.2.1-1 马凳安装2、下檩条安装图5.2.1-2下

7、檩条安装3、上檩条、天沟龙骨安装图5.2.1-3 上檩条、天沟龙骨安装4、铝型材、胶条安装图5.2.1-4铝型材、胶条安装图5.2.1-5屋面板安装5.2.2屋面不锈钢水沟施工技术本工程屋面天沟材料采用3mm不锈钢板折弯成型。图5.2.2-1 排水沟安装示意图天沟的制作在工厂内进行，根据设计详图，确定屋面天沟的展开尺寸，然后在双联数控电液压大型折弯机上进行成型，以3米左右一段的形式，统一包装，现场安装时进行安装焊接，天沟安装完成后，应进行天沟的闭水试验。闭水试验时天沟内部灌水应达到天沟最大水量的2/3，且闭水达到48小时以上，天沟灌水后应立即对天沟底部进行全面检查，直到48小时不漏水为止，如有

8、漏水点应及时进行补焊处理。5.2.3屋面铝镁板施工技术 图5.2.3-1 某火车站屋盖铝镁板安装图5.2.3-2 铝镁锰板横向断面图图5.2.3-3铝镁锰板与水沟连接处纵向断面图图5.2.3-4 铝镁锰板与光伏玻璃连接处横向断面图1、铝镁锰板板制作设备 图5.2.3-5 其压型加工过程如下图所示：图5.2.3-6 屋面板压型过程图2、铝镁锰板的安装面板安装前再次检查面板固定座的安装质量，确保满足面板安装要求再进行面板安装。1）放线面板固定座经检查，安装质量已得到严格控制的条件下，即可放设面板安装定位线，一般以面板出天沟的距离为控制线。面板出天沟长度确定原则为板长的1/1000+下弯长度15mm

9、+滴水片宽度30mm+尺寸余量30mm。例如：屋面板长度9米，屋面板伸入天沟长度为9+15+30+30=84mm。2）就位施工人员将板抬到安装位置，就位时先对板端控制线，然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边。检查搭接边是否能够严密接合，如不能搭接严密应找出问题，及早处理。3）板的固定点施工热膨胀固定点的作用是为了不让板滑走，如果屋面布局没有特殊要求，每块屋面板均应在固定点固定住，以防板滑动，固定点的安装方法在板的小胁上沿45角穿过固定座的梅花头钻一小孔，然后用1112mm的铆钉将板与面板固定座固定在一起，铆钉的前端会被下一块板的大胁隐藏住，如下图所示：图5.2.3-7 锚固示意图4）锁边图面板

10、位置调整好后，安装端部面板下的泡沫塑料封条，然后进行锁边。要求锁边时应连续、平整，不能出现扭曲和裂口。在锁边机前进的过程中，其前方1m范围内必须用力使搭接边接合严密。对本工程而言，锁边的质量关键在于在锁边过程中是否用强力使搭接边严密接合。当天就位的面板必须完成锁边，保证夜晚来风时板不会被吹坏或刮走。面板材料厚度在0.91.2mm时，锁边直径为211mm之间，一般取21mm。面板锁使用的专用锁边机，如下图所示：屋面采用1mm铝镁锰板,YX-550-65型。 铝镁锰单元现场安装，长度L=13000mm。 图5.2.3-8 铝镁锰板与水沟处纵向断面节点铝合金滴水片1mm铝镁锰板泡沫堵头头 图5.2.

11、3-9 铝镁锰板与水沟处防水堵头安装示意 图5.2.3-10 锁边示意图5）板边修剪修剪檐口和天沟处的板边，修剪后应保证屋面板伸入天沟的长度不得小于84mm为宜，这样可以有效防止雨水在风的作用下吹入屋面夹层中。5.2.4屋面阳光板施工技术 图5.2.4-1 某火车站屋盖阳光板安装 图5.2.4-2 屋盖阳光板横向断面示意图1、施工流程屋面单元东西向焊接角钢安装上下收口铝板安装铝型材安装阳光板板收口打胶。（1）焊接75*50*5角钢根据屋盖每榀阳光板的坡度，东西向在坡顶与坡底处拉通线，南北向根据水沟作为控制点拉通线，形成十字交叉点来控制阳光板的安装。按图纸要求进行备料，并检查钢材的型号、外形及规

12、格尺寸，不合格者不得投入使用。 图5.2.4-3 阳光板下钢支座阳光板支座与沿坡度方向的75*50*5角钢焊接形成单元体系的支撑结构。在焊接角钢时，必须设置接火装置，在施焊点一定区域内必须设置保护层，防止焊接过程中对已安装的铝镁锰板造成损坏。焊接时先点焊，然后检查各部尺寸，合格后焊接接触面的两个立缝。角钢与型材接触处的焊口应打磨平整，高低差应小于2mm。焊接完毕后及时做好防腐处理。(2)安装上、下收口铝板安装下收口铝板时，在阳光板下部支座上75*50*5角钢上焊接30*3角钢，然后在不锈钢水沟上安装GYC1318型材和胶条，安上铝板压片后再安装下收口铝单板；按要求选用对应编号的收口铝单板进行上

13、下两个端口的密封。安装上收口铝板条时，在阳光板上部支座上75*50*5角钢上焊接30*3角钢，再安装上收口铝板；（3）安装铝型材阳光板安装共需6种铝型材，各种铝型材编号如下图所示： 图5.2.4-4 阳光板与天沟纵向剖面图图5.2.4-5 聚氨酯板（PC板）铝型材安装示意图（横向剖面图）安装步骤：铝合金T码安装、1MM铝合金屋面板安装、铝型材ST1730、铝型材ST1693、铝型材ST1691、阳光板安装（同时安装铝型材GYC1737)、铝型材ST1690 图5.2.4-6阳光板安装示意图5.2.5屋面光伏玻璃施工技术根据某火车站屋面的建筑结构型式，并充分考虑光伏技术、电气系统等因素，此光伏系

14、统屋面采用了传统的隐框式玻璃幕墙结构。 图5.2.5-1 屋面光伏玻璃安装横向断面节点图 图5.2.5-2屋面光伏玻璃与铝镁锰板安装横向断面节点图图5.2.5-3 屋面光伏玻璃与水沟连接处纵向断面节点图先通过支座将纵向龙骨固定到主体钢结构上，然后通过角码连接和焊接将横向龙骨固定在纵向龙骨上，而在工厂里将铝合金副框采用硅酮结构胶粘结到光伏组件上，最后将带有铝合金副框的光伏组件安放到横纵向龙骨上，通过扣件将铝合金副框固定牢固，再打上硅酮耐候密封胶。各金属件之间均设置柔性垫片，防止因碰撞产生的噪音。其构件截面或几个构件组合截面所形成的空腔采用等压原理进行设计，使空腔内空气与室外相等，防止室外空气压力

15、将雨水压入腔内，以提高防水渗漏性能。并在会产生冷凝水的部位，留有泄水孔道，水集中后由孔道排出。型材与边框连接处均用硅硐密封胶进行覆盖密封，密封材料能在长期压力下保持弹性。此种安装方式施工手段灵活，工艺成熟，主体结构适应能力强，安装简单快捷，安装成本低，清洗维护方便，是目前建筑幕墙应用最多的结构形式之一。其采用密封胶接逢处理，水密性和气密性良好，并具有很好的保温、隔声及降噪能力，也具有一定的抗层间位移能力，抗震性能好，整个建筑屋面浑然一体，相得益彰。5.2.6屋盖防水施工方法由于屋面覆盖在建筑的最上面，因此屋面的防水问题就特别突出。屋面的防水和排水是靠屋面板构造经过处理而形成，防水性能的好坏与构

16、造组织得好坏有很大关系。1、决定适宜的排水坡度屋面整个排水面为锯齿状，单坡排水坡度5%，有利于整体屋面的排水，防止积水。2、合理组织排水系统屋面板周设有天沟利于汇水，两侧不锈钢天沟深度大于300mm，以利于虹吸排水系统。清洗取水点屋面排水坡度5%不锈钢水沟深度350mm 图5.2.6-1 屋面排水系统 3、节点构造防水一道防水措施是外部耐候密封胶，以隔绝为主。当第一道防水措施失效后，雨水渗透进阳光板基础型材，大部分渗透水直接掉进基础型材导水腔，通过泄水孔滴落到上、下两端不锈钢水沟或左、右铝镁锰板上，此为第二道防水措施，以导水为主。剩下少部分泛水在基础铝型材上的密封胶条处被隔绝，此为第三道防水措

17、施，以隔离为主。如下图：导水腔、泄水孔防水耐候胶密封胶条图5.2.6-2 防水构造5.3劳动力组织（见表5.3）表5.3劳动力组织情况表序号工 种人 数备 注1管理人员102焊工803安装工1204测量人员55普工406电工10合计2656.材料与设备本工法无需特别说明的材料，主要材料及采用的机具设备见下表。6.1主要材料计划表6.1主要材料表序号机具名称型号规格备注1铝镁锰板1mm2阳光板25mm3不锈钢水沟2.5mm4铝单板及收口3mm5单晶硅光伏板6+1.52PVB+8mm6.2机具设备表表6.2机具设备表序号机具、设备名称型号规格单位数量备注1全站仪GTS-750台22自动安平水准仪Z

18、H7854台23钢尺30m /50m台104电焊机YC-300BP4台405砂轮切割机400、500台206切割机CG1-30台57卷扬机3t台308手枪钻/台509角磨机DW824台2010型材切割机J3GY-LD-400台511手拉葫芦3t套2012汽车吊120t徐工牌台213汽车吊50t徐工牌台17.质量控制7.1工艺质量控制标准太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法（GB/T19064-2003） .铝及铝合金压型板GB6891-2006； 钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001；建筑幕墙GB/T21086-2007； 建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002；建筑装饰装修

19、工程质量验收规范GB50210-2001； 外墙饰面工程施工及验收JGJ26-2000；玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T 139-2001。7.2新材料相关控制标准满足设计要求。8.安全措施8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。8.3屋面板基础安装主要是马凳、钢檩条、铝型材的安装。(1

20、)主体钢结构上弦杆管径各异，马凳安装过程中，当上弦杆管径太小而无法在上面施工时，在靠近马凳安装点的位置，用C型钢跳板搭接前后两根弦杆，确保安全带挂钩挂好后，在C型钢跳板上进行焊接操作。在下檩条焊接阶段，同样采用C型钢跳板和安全带配合进行施工。(2)作业人员进场前需提供有无不适合高空的病史。焊工必须经过有关部门安全技术培训，取得特种作业操作证后，方可独立操作上岗，明火作业必须履行审批手续。严格遵守气割、电焊十不烧规定.(3)施工区域正下方地面上要设置警戒线，动火证和安全警示牌放置到位，并安排安全员巡查。焊接前，仔细检查焊机的状况。电焊机外壳必须接地良好，其电源的装拆应由电工进行。电焊机二次接线必

21、须有空隙降压保护器或触电保护器。焊钳与电线必须绝缘良好、连接牢固。焊接过程中，焊条头应放在随身携带的工具袋里，严禁往下方乱丢。更换焊条应戴手套。工作结束，应切断电焊机电源，并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。铝型材安装所用的螺钉、螺栓应放入工具袋中，随用随取。作业人员携带的安装工具都必须用绳索牢固的拴在安全带上，避免滑落。8.4 面板安装安全措施面板搬运时，应戴上防滑手套，避免划伤。在施工马道覆盖不到的区域，应尽量以不锈钢天沟为通道。面板安装时，必须挂好安全带，穿着软底防滑鞋，严禁直接踩踏在已安装完毕的面板上。如需踩踏面板，必须铺上木方跳板。8.5机械设备使用安全措施对卷扬机、双笼升降

22、机、钢丝绳和安全装置均应每天检查和定期维护，发现问题及时加经解决，不得在有问题的情况下继续使用。严格按照卷扬机和双笼升降机操作规程，严格执行“十不吊”。8.6氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.7施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。8.8电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。8.9施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。8.10建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标

23、准化、规范化。环保措施9.1施工时应当自觉遵守国家关于保护和改善环境，防治污染的法律、法规主要有：环境保护法）、（大气污染防治法）、（固体废物污染环境防治法）、环境噪声污染防治法）等。9.2成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工工程材料、设备、建筑垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.3将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.4

24、对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.5设立专门的废料堆场，屋面施工清理的垃圾不得长期堆放，应当及时运走，施工现场的垃圾也应分类集中堆放，从根本上防止废料环境污染。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。9.6优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。10.效益分析通过对“大面积组合节能防水屋面系统工法”的研究，并直接应用于深圳北站的建设中，其成功运用得到社会各界的高度评价，取得了相关专利技术，并得到了推广应用为同类工程建造提供宝贵的参考依据。取得了一系列技术成果，并及时将研究成果转化为生产力，为施工服务。在成果的推广运用过程中，不但确保了施工安全、质量，而且还产生了良好的经济效益。施工中结合现场实际情况，在“大面积组合节能防水屋面系统工法”运用过程中，有效解决了在台风地区组合节能屋面的漏水通病，同时有效组织了流水施工作业，减少劳动力的投入，缩短施工周期3