屋脊的位置是根據(jù)排版分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)高點(diǎn)的位置線所確定的。所以在頂部形成了多條長短不一的曲線形屋脊或直線形屋脊。(如圖3.1.1a、c)
但在實(shí)際工程中，如對排版分區(qū)設(shè)計(jì)的理解不到位，對屋脊線的設(shè)計(jì)不在高點(diǎn)上(如圖3.1.1c、d)，也就是說在屋脊線的兩側(cè)屋面板的排水坡度若不能大于3%(最好大于5%)，將會(huì)在此出現(xiàn)防水的薄弱區(qū)。極易由此產(chǎn)生防水失敗造成漏水的現(xiàn)象。
3.1.2排水天溝設(shè)計(jì)方案
天溝槽的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮:
1) 排水天溝宜采用防腐性能好的金屬材料，不銹鋼的厚度不應(yīng)小于2.0mm; (如圖3.1.2a)
2) 防水系統(tǒng)宜采用兩道以上的防水構(gòu)造。防水系統(tǒng)應(yīng)具備吸收溫度變化等所產(chǎn)生的位移的能力。
3) 排水天溝的截面尺寸應(yīng)根據(jù)排水計(jì)算確定，并在長度方向上應(yīng)考慮設(shè)置伸縮縫，順直天溝連續(xù)長度不宜大于30m，非順直天溝連續(xù)長度不宜大于20m。
4) 天溝槽的設(shè)計(jì)時(shí)，在充分考慮到其自身的排水、引水的功能外，還要考慮到排水天溝是整個(gè)采光頂系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。其功能要完整。特別是在保溫、隔熱、隔聲及裝飾性能上要根據(jù)不同的項(xiàng)目進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。一般要求在天溝金屬槽的室內(nèi)則設(shè)置填充保溫棉，在可視部分包飾裝飾面層。
在天溝金屬槽的室外則涂防水油膏加防水卷材，這樣有利于減少噪聲，提高溝槽的防腐能力，提高使用壽命。(如圖3.1.2a、b)在這里要提醒的是，對重要的項(xiàng)目在防水天溝應(yīng)設(shè)置溢流口來防止一但天溝的落水口出現(xiàn)問題，溢流口將作為防水系統(tǒng)的最后一道防線。
3.2虹吸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)雨水、雪水按照我們的要求匯入天溝內(nèi)就進(jìn)入了有組織的排水的過程 ，一般情況下從天溝內(nèi)向外排水的方案有兩種：一是通過水的重力和天溝的排水坡度使雨水匯聚到落水斗處，通過排水管道有組織的排出。這種方法簡單易維護(hù)，大量使用在建筑上。二是近年來引進(jìn)的虹吸排水系統(tǒng)技術(shù)。
虹吸式排水系統(tǒng)的基本原理是,當(dāng)天溝積水深度逐漸加大并超過雨水斗上表面高度，摻氣比值迅速下降為零，雨斗內(nèi)水流形成負(fù)壓或壓力流，瀉流量迅速增大，從而形成飽和排水狀態(tài)。(如圖3.2.1)其技術(shù)特點(diǎn)在于虹吸式雨水斗設(shè)計(jì)，水進(jìn)入立管的流態(tài)被雨水斗調(diào)整，消除了由于過水?dāng)嗝婵s小而形成的旋渦，從而避免了空氣進(jìn)入排水系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)管道呈滿流狀態(tài)。利用了建筑物高度賦予的勢能，在雨水的連續(xù)流轉(zhuǎn)過程中形成虹吸作用，導(dǎo)致水流速度迅速增大，實(shí)現(xiàn)大流量排水過程。
在設(shè)計(jì)坡度較大的排水天溝時(shí)，在天溝內(nèi)設(shè)置了阻水板裝置來保證排水的順暢。
3.3除雪融冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
金屬屋面的建筑項(xiàng)目如果是在北方地區(qū)，在屋面和天溝的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到冰雪荷載對建筑的影響。由于冰雪荷載的作用個(gè)別項(xiàng)目曾經(jīng)出現(xiàn)過重大的安全事故。所以在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，增加合理的除雪融冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是極為重要的。(如圖3.3.1a、b)
3.3.1、我就某實(shí)際工程項(xiàng)目使用過的融雪除冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹如下以便設(shè)計(jì)參考。
融雪除冰系統(tǒng)的材料選用：天溝融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求為除冰和融雪，選用恒功率電伴熱帶。根據(jù)本工程所在地的冬季氣候條件，為保證除冰和融雪的速度和效果，伴熱帶標(biāo)稱功率為35瓦/米，鋪設(shè)范圍為不銹鋼天溝。天溝內(nèi)鋪設(shè)方式采用1:6呈“S”型鋪設(shè)，天溝槽除冰融雪功率為210瓦/米。在落水斗附近加密鋪設(shè)。
除冰融雪控制系統(tǒng)和電源點(diǎn)的設(shè)置。考慮實(shí)際使用和控制系統(tǒng)操作方便以及電源等情況，該建筑屋面天溝設(shè)多個(gè)控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn)設(shè)1個(gè)控制箱分區(qū)控制。
3.3.2、除冰融雪系統(tǒng)散熱量計(jì)算：天溝除冰融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)為《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ142--2004(地面輻射供暖（詞條“供暖”由行業(yè)大百科提供）技術(shù)規(guī)程)》，散熱量計(jì)算如下：
單位地面面積所需散熱量(Qx)按以下公式計(jì)算：
3.4防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮的問題
金屬屋面的外形都比較復(fù)雜，建筑師們常利用金屬屋面的外層裝飾面板作為語言來展示建筑的藝術(shù)魅力，往往不愿意在面板之外有其它的外露構(gòu)造。在建筑物的頂部設(shè)置防雷接閃器是最有效的防雷裝置。根據(jù)國家《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057)的規(guī)定，除第一類防雷建筑物外，如是金屬屋面的建筑物，宜利用其金屬屋面板作為閃接器。但應(yīng)符合下列要求：金屬板之間采用搭接時(shí)，其搭接長度不應(yīng)小于100mm;
金屬屋面直接直接作為接閃器時(shí)在其必要的位置將面板和主體鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)通，使金屬板與建筑的防雷體系可靠連接，并保持導(dǎo)電暢通(如圖3.4)。確保導(dǎo)通的做法是將鋁板和連接件之間的橡膠墊片取消，接觸表面的鋁板或鋁型材應(yīng)去除氧化膜保護(hù)層（詞條“保護(hù)層”由行業(yè)大百科提供），鋁鎂錳屋面板支承件T碼和支承龍骨的連接處取消安裝絕緣墊片。每個(gè)導(dǎo)通點(diǎn)的間距不大于10m。
第二類防雷建筑物的滾球半徑為45m，滾球沿需要防止雷擊的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只接觸接閃器或只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，該部位就得到了接閃器的保護(hù)。
在此需要提醒大家的是，在屋面防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的是在金屬屋面板外層的裝飾面是否能夠?qū)щ姡绻捎昧?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>絕緣材料作為裝飾面層，如GRC板、復(fù)合板、石材和陶瓷板等，就一定需要在建筑的高點(diǎn)上設(shè)置專門的凸出屋面的防雷接閃器。
3.5清洗機(jī)（詞條“清洗機(jī)”由行業(yè)大百科提供）構(gòu)的設(shè)計(jì)
建筑外表面的清洗方案是多種多樣的。其中之一是通過從金屬屋面上安裝的清洗吊環(huán)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。吊環(huán)分布在金屬屋面上，其間距和位置是根據(jù)屋面的具體形狀而設(shè)置的，兩個(gè)環(huán)之間距離一般在4米左右，吊環(huán)的分布主要考慮清洗時(shí)清洗機(jī)構(gòu)的設(shè)置，確保清洗人員能夠順利清洗整個(gè)屋面。吊環(huán)采用不銹鋼材質(zhì)，通過不銹鋼螺栓固定在金屬屋面板上，螺栓并不穿過屋面板，杜絕由于鉆孔引起的滲水（詞條“滲水”由行業(yè)大百科提供）可能。
吊環(huán)的孔用于安裝清洗用的軟梯或繩索。清洗時(shí)用軟梯或繩索懸掛在清洗吊環(huán)上，清洗人員在軟梯或繩索上對建筑進(jìn)行清潔。
4 結(jié)束語
在實(shí)踐中，我們針對具體的難點(diǎn)，用我們已掌握的技能加以突破，同時(shí)也獲得了很多解決問題的辦法。本篇文章就金屬屋面設(shè)計(jì)與施工過程中的一些具體問題和做法作了一些總結(jié)，還有待同行們借鑒。同時(shí)也能給出更好的建議，共同為金屬屋面設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的提高多做一些工作。由于篇幅的原因，我的此篇文章中也只介紹了與施工圖設(shè)計(jì)所相關(guān)的一些問題。就施工過程中的施工組織、測量放線、空間幾何尺寸的定位、安裝過程中局部區(qū)域結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)控等施工經(jīng)驗(yàn)，另有文章進(jìn)行介紹。特別是對排水天溝設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工及工作原理、構(gòu)造等是設(shè)計(jì)和施工的薄弱環(huán)節(jié)，對此在《金屬屋面在設(shè)計(jì)和施工中常見問題解析-----屋脊與天溝在設(shè)計(jì)中要解決的問題》文章中有的分析和介紹。
參考文獻(xiàn)
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中國幕墻網(wǎng) 2016年會(huì)論文集系列 未盡許可不得轉(zhuǎn)載 違者必究
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