超大空间展厅金属屋面的施工技术

白智勇，罗 晶，谭绍斌（1.深圳国际会展中心建设指挥部办公室，广东 深圳 518000；2.深圳市宝安区大空港新城发展事务中心，广东 深圳 518100；3.深圳市建筑工务署土地投资开发中心，广东 深圳 518000；4.深圳市招华国际会展发展有限公司，广东 深圳 518100）

0 引 言

金属屋面是大型公共建筑经常使用的一种屋面建筑形式，但因各类建筑外观不同，异形金属屋面增大了大面积金属屋面材料加工、现场运输、安装的施工难度，并且常常因构造节点设计不合理，现场施工质量控制不严格，出现屋面拼缝对接不严密、漏水，或坡度不合理，不能顺畅排水。笔者根据深圳国际会展中心金属屋面施工的描述，对超大面积金属屋面的深化设计、施工进行探讨，为提高金属屋面的施工质量提供可借鉴的经验。

1 工程概况

深圳深圳国际会展中心地处大空港新城片区锦程路以东，福州大道以北，位于珠江口。整个会展建筑面积 147 万 m2，展厅面积 40 万 m2，有 18 个 2 万 m2的标准展厅，1 个 4 万 m2的超大展厅；2 个登录大厅。文中所述的金属屋面是南侧的 4 个屋面。本次施工的屋面范围为位于南区的 A1～A4、C1～C4 8个展厅的金属屋面工程（见图 1）。

图1 屋面位置示意图

本次施工的屋面工程的地上部分结构体系为钢结构；展厅高度为 27.0 m，登录大厅高度为 44.5 m，中央廊道高度为 37.34 m；单个展厅屋面面积约为 2.25 万 m2，总计约 18 万 m2。展厅屋面檐口高度为 19.95 m，屋面最高点为25.968 m。

图2 屋面建筑几何尺寸示意图

屋面系统包括常规金属屋面系统、天沟、竖向百叶系统、彩色铝板装饰系统、檐口铝板＋蜂铝板＋型材吊顶系统、防坠落系统等。

图3 屋面系统分布示意图

图4 屋面大样节点示意图

2 本项目的施工难点

（1）屋面造型实现难度大。屋面装饰铝板与屋面板成45°，且要求装饰板锁夹与支座一一对应，施工难度大。

（2）屋面系统的抗风揭性能保证是重点。屋面檐口周边为风荷载较为集中区域，极易受到强风的破坏；天沟处屋面板收口及天沟部位屋面板断面处，为抗风薄弱环节，需加固。

（3）屋面抗腐蚀是难点。本工程屋面板采用 0.8 mm厚的镀铝锌钢屋面板，屋面板加工和收边收口时面板两端难免要切割一部分，切割时会破坏钢屋面板表面的防腐涂层，导致屋面板中的钢板裸露，从而产生腐蚀。因此，施工中屋面板和装饰板的防腐是本工程一大难点。

（4）高空施工安全保障要求高。屋面围护板材施工均为高空施工，人员高空行走、材料搬运等工作较多。同时，由于屋面施工属于外围护工程，施工过程中可供施工人员连系保险安全带的位置不多，且屋面施工时在高空材料运输、堆放及安装等方面需注意防止材料、机械高空坠落，进而砸伤行人，造成安全事故。因此，安全施工是本工程的第一要务。

针对以上工程特点，本项目采用以下深化设计、施工工艺进行工程实施。

3 金属屋面的深化设计

3.1 深化设计的原则

金属屋面深化设计是整个屋面系统施工的基础，很大程度上决定了整个屋面系统的施工速度、安装难度及安装质量，必须严格遵循屋面细化的原则，保证整个工程施工满足要求。其具体原则如下。

（1）按照建筑师批准的施工图进行结构复核后，再进行加工细化。

（2）对屋面的抗风性能，屋面整体安全性，檐口、天沟、开孔等节点进行验算，确保屋面系统满足加工要求，保证建筑设计达到屋面防水、保温、采光等技术指标要求。

（3）整个屋面的细化，除了必须满足结构刚度、强度、稳定性等指标以外，必须同时考虑并满足现场施工要求。

（4）屋面节点细化尽可能响应原设计，如发现原设计确实需要更改，则提出合理化建议。由原设计审核后方可按合理化建议的节点进行更改。

（5）在将原施工图纸转换为标准的加工安装图纸的过程中，板材和节点根据每个分区进行归类编号，加工和安装形成流水作业以提高加工及安装的精度和进度。

3.2 屋面 BIM 建筑信息化模型

本项目造型复杂，建筑物屋面承载的信息越来越多，传统的二维软件无法满足此类工程的施工深化、放线定位、材料下单的要求，需要建三维模型来完成。金属屋面BIM 模型完成，相应的金属屋面信息即基本完善。

深圳国际会展中心工程屋面施工 BIM 的应用，可以总结概括为“一个平台、两大功能、三个阶段、六个应用点”（见图 5），具体如下。

一个平台：在屋面 BIM 建模软件支持下，建立屋面数据库，通过实体模型和加工、安装构成“本次屋面工程的BIM 信息管理系统”。其作为应用施工管理的信息系统，发挥与施工实际相结合的功能，首先作为屋面工程 BIM 信息的存储基础平台，其次发挥从屋面深化设计、采购、材料加工、运输、安装到运维的设计施工一体化应用功能。最终这个系统的所有信息将提交给业主，为业主所拥有。

两个功能：发挥 BIM 的可视化功能与全过程信息管理功能。利用可视化功能使参与施工的设计、施工、运输人员信息保持一致，防止信息传递失误；而利用全过程信息管理功能则可发挥其数据库的作用：将数多类别、多规格的屋面材料，归一到各个屋面单元的模型中，依靠后台数据库的检索功能，进行设计、施工各阶段的信息管理，进而指导整个工程。

三个阶段：将 BIM 应用到屋面工程的深化设计、施工、运营三个阶段。通过六个应用点，即三维协同设计施工、BIM 信息管理、清单备料、生产运输、施工进度应用和屋面维护应用，将现场实际工作与管理平台结合，实现虚拟建造。

六个应用点：将 BIM 的两大功能（可视化与全过程信息管理）结合起来，再结合屋面工程的传统流程，产生六个直接的应用点。

4 金属屋面现场施工要点

4.1 施工平面布置

屋面上人通道及出板索道的位置应根据现场施工时的具体情况，尽量选择在中间区域，以减少工人在屋面上的搬运距离。

图6 A1～A4、C1～C4 展厅屋面先装区施工平面布置图

4.2 屋面标准节点施工方案

屋面标准节点施工方案详见图 7。

图7 屋面标准节点施工流程

4.3 施工检验措施

（1）安装过程检验和试验标准。按照招标文件规定的技术标准，并参考国家和当地相关标准进行检验。

（2）检验程序：检验屋面工程的标准节点以及天沟、檐口等工程节点；檩条、外装饰板、夹具、压型钢板、防水卷材、找平层、保温岩棉、隔汽膜等每道工序完成后，操作人员之间进行“自检、互检”合格后，现场小组长进行检查，屋面檐口、开孔等关键工序和异型防水特殊工序，则由项目技术负责人先进行检验。

工序检查合格后，提前 8 h 通知经理部质检工程师检验，检验合格后再报监理工程师、总监理工程师共同进行检验。在特殊或紧急情况下，可提前 4 h 检验。

（3）见证点检验。本工程见证点设置为定位轴线、檩条、找平层、保温层、天沟接口等，此类见证点必须由项目经理部质量工程师、监理工程师、设计人员三方共同到场检验认可。

（4）停止点检验。本工程停止点设置为单元标准材料、现场屋面实体样板检验、实体工程首次安装工艺、屋面面层等，进行此类停止点作业前，屋面小组技术负责人按规定时间提前通知项目经理部质量工程师、监理工程师、设计人员到现场共同交底、检查，并进行质量签认记录。

4.4 金属屋面常见质量通病及防治处理措施

4.4.1 变形缝漏水

现象：屋面形状变化起伏，天沟、开工多，变形缝复杂，尤其是伸缩缝、沉降缝等无法进行干铺卷材层的贴紧施工，造成金属板凸棱装反，向中间泛水。变形缝的长度较长，长度方向按规定找坡难度大，有时甚至出现中间泛水，面板没有顺流水方向搭接，铁皮安装不牢被风掀起变形。变形缝在屋檐处没有断开，卷材直接铺贴过去，卷材被拉裂。

防治措施：首先做好檩条坡度，为变形缝基层平整创造条件；平整干铺卷材层，卷材层在缝口外适度向上弯曲，以适应温度、结构变形；在安装面层金属盖板时注意沿流水方向搭接，并做好铆钉钉设牢固，接头打胶、封口拼接严密；变形缝在屋檐部位做好断开措施，卷材在断开处应有弯曲，以适应变形时材料的延伸。

4.4.2 屋面锁边不够，未完全锁

现象：屋面板漏水、遇大风天气屋面板被揭开。究其原因如下：施工操作锁边机不当；锁边过程中遇大风天气；不锈钢支座安装时不在同一直线上，偏差较大；屋脊处屋面板立边的公扣与不锈钢支座未铆固。

防治措施：将面板按事先排版位置，调整好周边位置，开始安装前，先安装端部面板下的泡沫塑料封条，然后再进行咬边。要求屋面板咬边时，咬边处应连续、平整，防止出现扭曲和裂口。在咬边机前进的过程中，其前方 1 m 范围内应用力使搭接边接合紧密。咬边的质量重点是：在屋面板咬边过程中是否用强力使搭接边的拼接材料紧密接合。当天安装就位的面板必须完成咬边，做好收头节点工作，保证歇工时，来风板不会被掀起、吹坏或刮走。为了加强金属屋面板的稳定性，而不影响屋面板受热胀冷缩，在屋脊处须将屋面板立边的公扣与不锈钢支座铆固，然后再用相邻屋面板块的母扣盖住，并咬合固定。

4.4.3 支座安装倾斜

现象：高强支座安装倾斜，不在同一直线上，易导致屋面板安装时出现无法咬合或者咬合不紧等状态。

防治措施：安装高强支座时，采用传统的测线放线工艺，在屋面防水卷材上用墨线弹出支座安装的边界线。

5 结 语

金属屋面随着大型公共建筑的建设，已经发展多年，其建筑风格、结构形式和所用材料在不断改进，标准节点与材料加工在逐步提高，金属屋面的施工安装质量在 BIM技术和精细化加工技术的支持下也在不断提高。本工程采用 BIM 技术，使屋面施工质量有了进一步的提高，漏点较以往工程有所降低。本文借助深圳国际会展中心金属屋面的安装进行了相应技术的探讨，希望为提高金属屋面施工质量提供相应经验。