近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,大型機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、會(huì)展中心、體育場(chǎng)館、文化設(shè)施等一大批公共建筑迎來(lái)了蓬勃發(fā)展的建設(shè)高潮,為直立鎖邊屋面系統(tǒng)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。
1. 發(fā)展歷程
直立鎖邊屋面系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)成功運(yùn)用了四十多年,該系統(tǒng)采用鋁鎂錳合金為屋面材料,充分發(fā)揮鋁合金材料輕質(zhì)、高強(qiáng)、防腐能力強(qiáng)、可塑性好、可焊性好、環(huán)保性好的特點(diǎn),可生產(chǎn)變寬度板、多半徑板等鋼板難以實(shí)現(xiàn)的種類(lèi),并大范圍應(yīng)用于各種復(fù)雜造型的公共建筑,使屋面系統(tǒng)的主流產(chǎn)品逐步由原來(lái)傳統(tǒng)的壓型鋼板過(guò)渡到鋁合金板,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的發(fā)展。
直立鎖邊屋面系統(tǒng)進(jìn)入國(guó)內(nèi)是在上世紀(jì)90年代,當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)的大型公共建筑中仍然廣泛采用壓型鋼板,只不過(guò)在傳統(tǒng)的打釘板基礎(chǔ)上多了一些鎖邊板型,代表建筑如首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)二號(hào)航站樓、浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓等,直立鎖邊鋁鎂錳板的應(yīng)用僅有幾個(gè)中小型機(jī)場(chǎng)和體育場(chǎng)館,影響力有限,且價(jià)格昂貴,沒(méi)有形成大范圍推廣的條件。
直到進(jìn)入21世紀(jì),國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)理念逐步與發(fā)達(dá)國(guó)家接軌,加之經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,吸引了國(guó)外一些知名品牌進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),如當(dāng)時(shí)的英國(guó)霍高文建筑系統(tǒng)有限公司,通過(guò)設(shè)立辦事處開(kāi)展國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù),并通過(guò)承接當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程航站樓屋面項(xiàng)目(圖1-1),迅速確立了其在國(guó)內(nèi)直立鎖邊鋁合金屋面系統(tǒng)的領(lǐng)先地位。廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓的成功,極大地帶動(dòng)了鋁鎂錳合金屋面系統(tǒng)在公共建筑上的廣泛應(yīng)用,在此之后建設(shè)的大型機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心等也越來(lái)越多地采用直立鎖邊鋁合金屋面系統(tǒng),是之逐漸成為屋面的主流產(chǎn)品。
2004年前后,隨著杭州大劇院(圖1-2)和國(guó)家大劇院(圖1-3)的成功建設(shè),直立鎖邊鋁合金屋面系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。扇形弧形板在這兩個(gè)雙曲造型的屋面上大規(guī)模使用,開(kāi)創(chuàng)了雙曲屋面無(wú)縫鋪設(shè)的先河,使得建筑維護(hù)系統(tǒng)的美觀(guān)性和防水性有了本質(zhì)上的改善和提升,并使扇形板的加工能力成為如今企業(yè)能否承接雙曲造型屋面的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)門(mén)檻。另外,這兩個(gè)具有極高外觀(guān)要求的建筑,也開(kāi)創(chuàng)了在直立鎖邊屋面系統(tǒng)上無(wú)穿透固定裝飾板的新技術(shù)。該做法最早是借鑒國(guó)外在直立鎖邊屋面系統(tǒng)上固定太陽(yáng)能板的技術(shù),重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適合裝飾板的龍骨系統(tǒng),經(jīng)過(guò)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)的承載力試驗(yàn)后,成為這兩個(gè)經(jīng)典建筑的最終實(shí)施方案。如今,這種在直立鎖邊板上鋪設(shè)裝飾板的做法已經(jīng)為眾多復(fù)雜造型建筑物所用,為直立鎖邊屋面系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)拓了更為廣闊的空間,比較有影響的建筑如上海世博文化中心、廣州亞運(yùn)館等。
1. 新技術(shù)及發(fā)展方向
隨著直立鎖邊鋁合金屋面系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的廣泛應(yīng)用,隨之而來(lái)的一些技術(shù)難點(diǎn)逐漸顯露出來(lái),為了克服這些技術(shù)難題,一些關(guān)注質(zhì)量和品質(zhì)的廠(chǎng)家也傾注了大量的技術(shù)力量和資金進(jìn)行攻關(guān),不斷開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品和技術(shù),力圖不斷完善直立鎖邊屋面系統(tǒng)的性能,延續(xù)其在業(yè)界的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
直立鎖邊屋面系統(tǒng)在設(shè)計(jì)理念上具有熱脹冷縮的解決辦法,其關(guān)鍵點(diǎn)在于利用屋面板扣合在鋁合金固定座的梅花頭上,熱脹冷縮時(shí)屋面板能夠在固定座上自由伸縮。然而在實(shí)際工程中,施工單位往往不注意固定座的鋪設(shè)精度,或者由于鋼結(jié)構(gòu)和檁條存在施工誤差,或者由于屋面造型過(guò)于復(fù)雜等等原因,造成固定座不在一條直線(xiàn)上,與屋面板的板肋不能很好地吻合,屋面板伸縮時(shí)與固定座相互摩擦,很容易損壞板的完整性導(dǎo)致漏水,同時(shí)也會(huì)造成擾人的噪音,這種情況在屋面板長(zhǎng)度超過(guò)40米時(shí)尤為突出。為解決這一難題,德國(guó)霍高文公司開(kāi)發(fā)出一種新型固定座,該固定座采用高強(qiáng)度工程塑料,內(nèi)襯高強(qiáng)鍍鋁鋅鋼板,在保證可靠的強(qiáng)度、耐久性和環(huán)境適應(yīng)性的前提下,大大降低了鋁合金屋面板與固定座之間的摩擦力,同時(shí)也極大地改善了屋面系統(tǒng)的保溫性能,消除了冷熱橋,并有效解決了伸縮時(shí)的噪音問(wèn)題。目前,這一技術(shù)已成功應(yīng)用于倫敦希斯羅國(guó)際機(jī)場(chǎng)五號(hào)航站樓160米長(zhǎng)鋁合金屋面中,取得了良好的效果,在國(guó)內(nèi),南京河西會(huì)展中心110米長(zhǎng)屋面和沈陽(yáng)奧體中心游泳館140米長(zhǎng)屋面也都采用了這種新型固定座。
近年來(lái),隨著建筑設(shè)計(jì)人員視野的不斷拓寬,建筑理念的不斷更新,一大批造型新穎別致的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生,對(duì)屋面系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。一些造型復(fù)雜的屋面工程及時(shí)使用扇形板也無(wú)法完美地實(shí)現(xiàn),需要廠(chǎng)家提供更多的異型板型。面對(duì)新的市場(chǎng)需求,屋面廠(chǎng)家沒(méi)有停止不斷進(jìn)取的腳步。在歐洲,一些廠(chǎng)家于2005年即研發(fā)出特種造型板型,有腰鼓形、棗核形、S形等不一而足,極大地滿(mǎn)足了建筑師對(duì)造型的要求,取得了顯著的成功。著名建筑師扎哈哈迪德設(shè)計(jì)的萊比錫寶馬中心即是代表之作。
圖2-2-1 特種異型板 圖2-2-2 萊比錫寶馬中心
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2.3 新型材料
伴隨著直立鎖邊屋面系統(tǒng)的高速發(fā)展,建筑師對(duì)建筑外觀(guān)的要求也越來(lái)越多樣化,有些需要建筑外觀(guān)擁有鋅板的厚重感,有些需要有金屬閃亮而不刺眼的質(zhì)感,有些則希望建筑物既擁有彩色的色彩,又不因油漆涂層而失去金屬質(zhì)感。
如今,這些要求都已成為可能。深圳福田換乘中心(圖2-3-1)采用歐洲進(jìn)口鍍鋅鋁合金板,既保持了鋁合金板原有的質(zhì)輕高強(qiáng)的特點(diǎn),又賦予建筑物以鋅板特有的觀(guān)感,充分滿(mǎn)足了建筑師的要求。
圖2-3-1 采用鍍鋅鋁板的福田換乘中心 圖2-3-2 亞運(yùn)館采用高耐候不銹鋼板
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新落成的廣州亞運(yùn)館(圖2-3-2)采用特殊不銹鋼制作直立鎖邊板,有效解決了鎖邊難題,外覆建筑高耐候性不銹鋼裝飾板,使整個(gè)建筑物隨著陽(yáng)光強(qiáng)弱和角度的不同,不斷變化其外觀(guān)效果,具有非凡的建筑效果。紅色壓花不銹鋼裝飾板更是猶如點(diǎn)睛之筆,突出了亞運(yùn)館與眾不同的設(shè)計(jì)概念。
現(xiàn)在,一種新型的采用電鍍上色工藝的鋁合金板正在歐洲悄然興起,這種鋁合金板采用的不是傳統(tǒng)的油漆上色工藝,而是采用類(lèi)似電鍍的工藝為鋁合金板上色,完成后的板面既有建筑師希望的彩色色彩,同時(shí)又有非常強(qiáng)烈的金屬質(zhì)感,大大豐富了建筑外觀(guān)的多樣性。
1.
目前直立鎖邊屋面系統(tǒng)的反思
直立鎖邊屋面系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)的應(yīng)用和發(fā)展已走過(guò)了十多年的歷程,市場(chǎng)上出現(xiàn)了大大小小許多屋面系統(tǒng)供應(yīng)商,但是真正掌握核心技術(shù)的并不多,許多廠(chǎng)家依靠模仿和低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)謀生存,造成了市場(chǎng)上的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)和魚(yú)龍混雜的局面。為了一味謀求低價(jià),部分工程采用碳鋼釘固定鋁合金固定座,雖然暫時(shí)看不出問(wèn)題,但天長(zhǎng)日久,鋼鋁之間發(fā)生電化學(xué)腐蝕,將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果;一些不具備技術(shù)實(shí)力的廠(chǎng)家由于不了解屋面板的計(jì)算模式和方法,無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算屋面板的承載能力,造成某些工程的鋁合金屋面板多次被風(fēng)掀掉的重大事故;還有一些工程,由于外覆裝飾板,便不再注重直立鎖邊板的設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量(圖3-1),可謂金玉其外,敗絮其中,給工程留下后患無(wú)窮。更有甚者,一些工程為了單純降低造價(jià),竟然在未經(jīng)試驗(yàn)、研發(fā)的情況下,簡(jiǎn)單地將鋼板甚至高強(qiáng)鋼板用于直立鎖邊板型,殊不知這一方面會(huì)帶來(lái)屋面板與鋁合金固定座的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題,另外由于鋼板的彈性大大高于鋁合金,鎖邊后由于鋼板回彈造成屋面板根本無(wú)法牢固鎖扣在固定座上,在臺(tái)風(fēng)地區(qū)會(huì)存在嚴(yán)重的隱患)。某車(chē)站工程由于鎖邊不牢,不得不采用螺釘加固(圖3-2),使鎖邊板變成打釘板,工程質(zhì)量令人擔(dān)憂(yōu)。
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不規(guī)范對(duì)于業(yè)主和尊章守法的廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)都是不公平的,也會(huì)嚴(yán)重傷害整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。借鑒國(guó)外發(fā)展的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為有必要成立屋面系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì),迅速建立、健全屋面專(zhuān)業(yè)技術(shù)規(guī)范,強(qiáng)化行業(yè)監(jiān)管,使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)建立在合理化、規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)化的基礎(chǔ)上,防止惡性競(jìng)爭(zhēng),鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新,加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),使屋面行業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展,為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
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