试析金属屋面在我国工程应用中存在的主要问题

杨高峰

摘 要：在我国城市建设过程中，为建设进程不再大量依靠于耗时长、工程量大、能源消耗、污染大等传统工程施工技术，使得我国工程应用金属结构材料来进行工程屋面建设的主要原因，而在相关施工技术的实践和研究过程也出现了对应的施工问题，此次就金属屋面在我国工程应用中存在的主要问题进行讨论和分析。

关键词：建设进程；金属屋面；工程应用；存在问题

引言：随着社会进程的发展，金属屋面建设于上世纪七十年代开始在我国兴起，并在之后的社会工程建设发展中广泛应用于我国多行业技术领域建筑设施中，也成为社会城市建设进程的主要环节。

1 金属屋面在我国工程应用存在的主要问题

我国在现代城市建设进程中，由于我国社会经济实力是由少转多的阶段进程，因此，我国早期建造使用的金属屋面多为由穿透式固定的镀锌或彩涂亚型钢板构成的工业厂房、仓库建筑的屋面。而随着我国工艺技术研究的发展和创新，更多新型的建筑材料（如：夹芯板、铝合金板等）也逐渐应用于我国公共设施和工业设施的屋面建设[1]。虽然金属屋面在我国得到了广泛的应用和普及，但在实际使用和后期维护的过程中，现实应用的金属屋面的安装、使用状况、后期维护等相关方面都存在相应的问题（如：技术季节考虑不全面、质量控制问题），主要体现在以下几个方面：

1.1 屋面结构存在的问题

在实际建筑结构的构成中，我们要充分认识到金属屋面在整体框架的设计中，其属于轻型围护结构体系，其主要的衔接方式是通过机械连接、固定进行的外形展现，但在相应的外部荷载上，其不能承受过大的荷载作用，严重时会出现构件或连接点的断裂、脱节。目前我国多数金属屋面工程出现结构问题的原因要是受到了外部因素的影响，即遭受大雪天气而对结构造成的损伤和压塌、遭遇大风时屋面板出现的位移现象（如图一）等，而受相关问题困扰的建筑大多为轻钢结构的厂房或临时建筑。

（图一）遭遇大风时金属板的位移现象

解决措施：使用合理的屋面结构。钢结构体系主要有轻钢结构屋面、网架及大跨度结构屋面及金属拱形波形屋面三种，设计中要根据具体情况合理进行设计，选用合理的屋面板型，尽量减少风吸的形式，如双层屋面板。要确定合理的板厚，尽量选取0.8mm以上的厚度。选取合理的支架形式及厚度，支架厚度一般情况下要保证2.0mm以上。支架与檩条的连接应采用螺栓连接，因自攻钉容易拉断或拔出，应选用M6以上的螺栓固定，具体数量根据设计规定。根据具体情况增加防风锁设计等。

1.2 屋面工程建设的防雷安全

金属屋面具有较强的导电性能，因此，屋面的防雷安装是金属屋面的最基本要求。相比于普通建筑物，金属屋面工程对防雷措施的要求更加严格。在防雷设计中，由于设计人员考虑不周或者缺乏设计经验，容易出现设计不合理问题。在安装施工过程中，由于部分单位追求经济效益及施工进度，采取了不符合设计要求的防雷材料，不按施工工艺施工，导致屋面防雷措施不完善，给建筑物埋下安全隐患。

解决措施：主要采取避雷网、避雷带及避雷针三种措施。金属是一种良好的导体，设计施工中应充分利用金属屋面的这一特性，设置一个“金属屋面板-支座-垫片-钢檩条-屋面钢结构”的导通电路，并将其与整个建筑物的避雷网形成电气联动，以实现防雷的目的。

1.3 金属屋面的渗漏问题

在建筑屋面的建设过程中，屋面渗漏问题可以说是我国目前金属屋面工程建设存在的质量通病，在业内的技术研究和创新中甚至提出“没有不漏水的金属屋面”的实践总结。而在前面提到的金属屋面出现位移现象，也是金属屋面渗漏问题的主要原因之一。在众多的社会新闻报道中，金属屋面的渗漏问题已对人们日常生活、工作造成了严重影响；如：2011年8月某地（如图二）出现的暴雨侵袭，导致该地区的机场候机厅的运行和使用出现问题。出现渗漏的部位，一般存在于细节节点、天沟、排水系统等环节，而直接导致这些部位出现的不同程度、范围渗漏多是由于施工技术人员对设计图纸的领会不到位和施工技术缺陷。

（图二）机场候机厅金属屋面漏水

解决措施：1、合理的进行结构设计，应综合考虑造价、屋面坡度、板型等因素，综合考虑。2、结合建筑物所在区域气候特征，采用适合该地区的防水措施及材料。3、选用适合于金属屋面板的防水材料。4、尽量采用360度直立锁边结构，保证防水的封闭性。

1.4 金属屋面存在防潮和冷凝问题

金属屋面保温、隔热性能较差，是使其屋面出现冷凝现象的主要原因。这是由于我国现有的设计、施工等存在技术上的缺憾，即国内多数的金属屋面建设工程存在热工性能差的问题，部分建筑存在的高能耗也会使建筑内部产生大量的冷凝，正因这样问题的出现使得我国对金属屋面的使用范围在冬季气候较冷的北方受到較大限制。根据我国相关工程建设企业、部门、施工队伍的长期现象分析和情况考察，对冷凝出现的滴水现象、室内板缝漏水、冷凝水渗漏等问题进行实际的调查和总结，同时发现在金属屋面自身结构保温性能不高的情况下，建筑内外部的温差较大时，屋面檐口还会产生的大量积冰或冰挂现象，造成安全隐患[3]。

解决措施：设置防潮膜，可以有效限制建筑物内部的水汽上升至屋顶，从而避免保温材料受潮或出现冷凝现象。应将防潮膜设置在建筑物的暖面，并保持表面搭接的连续性，对开洞、搭接处及其四周进行全面封闭，以除去屋面内部的湿气。

2 针对金属屋面问题开展的管理措施

2.1 加强我国金属屋面的建设标准、规范和管理力度

我国现有金属屋面的材料构成包含形成结构层的金属面板材料、形成防水层的防水材料和形成保温层的保温材料，这之中，金属屋面板的材质一般由钢、铝合金、不锈钢、铜、锌等材料进行，而我国在现实材料的使用标准和质量指标也提出了相关的指数标准。但我国在金属屋面的建设标准、规范和管理仍存在不足，这里主要是在实际金属屋面的工程应用中，国内在板材、质量标准上只推出了《建筑用压型钢板》、《铝及铝合金压型板》等压型产品使用标准，而没有其他压型产品使用的建设标准和完善的应用体系制度框架。

2.2 加强对国内金属屋面材料的技术及产品质量的统一

随着我国对金属屋面工程建设和材料应用的重视和关注，大量生产建筑材料的企业和负责施工的队伍也注意到相关操作技术和应用研究存在的短板问题，即行业内产品标准欠缺，各金属屋面材料生产企业的技术水平及质量参差不齐。为此，我国政府部门也就现实社会城市建设发展需要，对国内目前的材料生产技术、标准、加工质量、施工技术等提出了统一规划相关使用范围、标准、质量的详细数据。以此，保证我国目前的金属屋面材料施工技术和产品质量能够在统一的生产标准和要求下，满足城市建筑的需求。

2.3 加强对专业技术人员的综合技能提升和培养

由于金属屋面工程建设的施工人员是没有具体的行业准则和专业标准进行评定的，我国在实际没有关于金属屋面涉及内容、深度及责任的相关规定中，企业和施工管理人员在实际金属屋面的工程施工管理中，就要对其工作人员加强专业基础知识、综合技能的培训和提升。以此，确保进行金属屋面建设过程中，不会对工艺环节和细节在经济效益的考虑中，进行对应的忽视或无视[5]。

结束语：在自然进程中，通常都是适者生存。人类在长期的生活经验的摸索和生存问题的反思中，对自身的生存空间、环境、氛围、规模、数量等都在长期的社会发展进程中，形成了独属于人类活动的建筑空间。其在有效隔绝室外环境的太阳辐射、空气湿度、风、雨、雪等自然气候的变迁中。金属屋面的应用可以说是整体建筑完成的关键和外围护系统的重要组成部分；因此，在现实的功能满足中，我们也要注意到其结构承载、防火安全、防水、保温隔热等因素对建筑整体使用的影响和作用。我们要明确认识到整体系统的体现是由各个构造层在机械的组成中形成的，施工人员要著重注重对金属屋面各个构建节点的连接和固定。通过对金属屋面的编制、设计、施工、验收及检测，使整体的工程技术工艺应用能在具备专业知识人才和技术经验丰富的工作人员的实际工艺流程开展中，一方面能够进行工程的自律和管理，一方面可以有效解决金属屋面在工程应用中存在问题，这同时也将推动相关外围护技术系统的完善、进步和持续发展。

参考文献：

[1]黄唯，吴耀华.金属屋面在我国工程应用中存在的主要问题及分析[J].工业建筑，2013，（6）：150-156.

[2]汪明波.金属屋面系统工程应用分析[J].山西建筑，2017，（9）：91-92.

[3]安庆新.浅谈新型金属屋面系统的防火安全问题[J].华中建筑，2009，（5）：88-92.

[4]唐庆寿.直立锁边金属屋面施工及监理要点[J].江西建材，2017，（21）：77-78.

[5]李路川.大跨度场馆上金属屋面系统抗风性能研究[D].天津大学，2014.