廈門天牛m1主廠房金屬屋面系統(tǒng)設(shè)計與施工

廈門天牛m1主廠房金屬屋面系統(tǒng)設(shè)計與施工

1彩色濾光片玻璃與權(quán)特點廈門第五.5代低溫結(jié)晶（ltpst-l）和彩色濾光片（cf）生產(chǎn)項目位于廈門市火炬產(chǎn)業(yè)區(qū)（翔安）。初始投資70億元。每年加工36萬條玻璃輸入和72萬公里彩色濾光片玻璃輸入。這是中國第一條和世界第二條的ct-l線。它是福建省和泉州市的主要項目之一。M1核心區(qū)主廠房為混凝土框架+鋼結(jié)構(gòu)的兩層廠房結(jié)構(gòu),平面軸線尺寸為337.2m×161.4m,建筑面積約55000m2。第2層(標高+6.750m)為華夫板結(jié)構(gòu),2層以上為鋼桁架結(jié)構(gòu),屋面系統(tǒng)采用日本YODOKO公司166H雙層斷熱氣密工法扣合式金屬屋面板。該廠房是國內(nèi)目前最先進、最大的TFT-LCD生產(chǎn)廠房,屬高潔凈度電子廠房,最高潔凈度等級為10級,因而對金屬屋面防水、保溫隔熱、防熱脹冷縮和氣密性有非常苛刻的要求。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)示意如圖1。2金屬屋面系統(tǒng)設(shè)計要點1)屋面系統(tǒng)須滿足潔凈室對潔凈度、保溫隔熱和氣密性的要求,屋面系統(tǒng)選型設(shè)計是本工程的重點。本工程主廠房屬高潔凈度電子廠房,電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝決定主廠房必須具有大空間、高潔凈度、氣密性的要求。潔凈廠房最高潔凈度等級為10級;氣密性要求在10Pa的正壓下,屋面系統(tǒng)漏氣率小于0.03m3/(h·m);在120Pa的正壓下,屋面系統(tǒng)漏氣率小于0.09m3/(h·m)。高潔凈度性能要求屋面系統(tǒng)使用的材料不發(fā)塵,如果使用發(fā)塵材料則需要采取環(huán)氧樹脂類材料進行封閉。常規(guī)混凝土屋面能夠滿足氣密性要求,但無法滿足大空間和高潔凈度的要求;常規(guī)金屬屋面能夠滿足大空間和高潔凈度的要求,但無法滿足氣密性要求。本工程根據(jù)氣密性屋面的特點,采用166H斷熱氣密扣合式金屬屋面系統(tǒng),完全能夠滿足潔凈室金屬屋面對潔凈度和氣密性的要求。2)屋面板超長,垂直水平運輸困難。本工程金屬屋面系統(tǒng)屋面板長163.7m,如何將軋制成型的金屬屋面板垂直運輸?shù)轿菝娌⑺竭\輸?shù)轿菝姘灏惭b位置,是金屬屋面系統(tǒng)施工的難點。3)金屬屋面施工必須保證屋面系統(tǒng)對氣密性的施工要求,這是屋面系統(tǒng)施工的關(guān)鍵點。本工程金屬屋面系統(tǒng)施工必須保證屋面板與屋面板之間結(jié)合部位以及屋面與檐口墻體結(jié)合部位、屋面與山墻墻體結(jié)合部位的氣密性,屋面系統(tǒng)漏氣率必須滿足設(shè)計要求。4)屋面系統(tǒng)必須確保屋面板在熱脹冷縮時不破壞屋面系統(tǒng)的密封性,屋面系統(tǒng)的熱脹冷縮是一個突出的技術(shù)難點。3屋頂系統(tǒng)的設(shè)計和施工3.1屋頂條與屋面板核心區(qū)主廠房屋面為弧形鋼結(jié)構(gòu)屋面,屋面結(jié)構(gòu)形式采用日本YODOKO公司的0.8mm厚166H雙層斷熱氣密工法鍍鋁鋅扣合式金屬屋面板;屋面檁條采用槽鋼[22,間距5.1m,屋面四周加密間距為2.55m;上下兩層屋面板之間鋪設(shè)160mm厚玻璃纖維保溫棉。屋面板單板長163.7m,無中脊、無搭接。屋面底層板固定支座采用166H固定座,以焊接形式與屋面檁條相連;屋面上層板固定支座采用166H斷熱固定座,具有隔斷熱量下傳的功能。屋面檐口及山墻采取氣密收邊,檐口處采取外掛式不銹鋼天溝。屋面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式見圖2。3.2合式屋面板廈門天馬M1主廠房為高潔凈度廠房,對屋面防水和氣密性要求很高。設(shè)計選用的166H斷熱工法扣合式屋面板板寬500mm,波高166mm,為常規(guī)屋面板波高的2倍~3倍,能充分保證屋面遭遇暴雨情況下的正常排水。另外,該屋面板為整片式壓型板,縱向方向沒有搭接縫,橫向搭接采用隱藏式咬合接口,整個屋面系統(tǒng)沒有因搭接或其他原因穿孔或打洞。166H扣合式屋面板斷面見圖3。3.3金屬屋面板的安裝本工程金屬屋面板單板長163.7m,采取現(xiàn)場高空軋制后水平運輸至安裝位置進行鋪設(shè),高空壓瓦平臺設(shè)置在廠房端頭檐口側(cè)。首先,將首批軋制的屋面板鋪設(shè)在軋制區(qū)域屋面上;然后用木工板鋪設(shè)在已安裝好的屋面板上作為后續(xù)軋制和水平運輸?shù)牟僮髌脚_,操作平臺采用脊板固定座與已安裝屋面板進行固定。接著繼續(xù)壓制金屬屋面板,隨壓隨安。當金屬屋面板安裝達到一定距離后,在已安裝完成的屋面板上通過屋面板固定座鋪設(shè)475型1.2mm縱向軌道板作為運輸通道,用手推車將屋面板運輸?shù)桨惭b位置,隨著屋面板的安裝進程不斷補充鋪設(shè)縱向軌道板。這種屋面板水平運輸方式可以確保屋面板平穩(wěn)運輸,能大大降低操作人員的數(shù)量和勞動強度,對已安裝屋面板的成品保護非常有利。屋面板高空軋制及水平運輸平面布置見圖4、圖5。3.4屋面系統(tǒng)的定位安裝本工程金屬屋面系統(tǒng)設(shè)計為0.8mm雙層166H斷熱扣合式壓型板,通過屋面板雙層固定座進行連接固定。下層板固定座采用連續(xù)高強度固定座,焊接于屋面檁條上,可對每張屋面板進行精確定位安裝,并可將屋面系統(tǒng)內(nèi)部的應力和變形控制在單張板寬范圍內(nèi),阻隔屋面系統(tǒng)應力和變形的傳遞累積;上層板采用斷熱固定座,扣合夾與固定支架之間設(shè)置有ABS斷熱件,能有效隔斷熱量通過固定座向下傳遞到潔凈室。斷熱固定座安裝于連續(xù)固定座上方屋面板咬合部,能很好地將上層屋面板所受荷載和應力傳遞到連續(xù)固定座,確保屋面系統(tǒng)受力可靠。屋面板連續(xù)固定座和斷熱固定座見圖6-圖8。上、下兩層屋面板固定座的扣合夾可隨屋頂坡度變化而調(diào)整,使屋面板和固定支座扣合夾有效連接,消除屋面板系統(tǒng)自身應力和荷載變化引起的變形,可調(diào)節(jié)范圍為屋面坡度的25%。3.5屋面系統(tǒng)氣密施工屋面系統(tǒng)包括底層壓型金屬板(直接面對潔凈區(qū))、玻璃保溫棉層及面層壓型金屬板(直接面向室外),兩層鋼板均采用0.8mm厚166H斷熱氣密扣合式金屬壓型板,設(shè)計要求具有防水、保溫、氣密性能。特別是屋面系統(tǒng)的氣密性有嚴格要求,保證金屬屋面系統(tǒng)及屋面系統(tǒng)和外墻相接部位在10Pa的正壓下,系統(tǒng)漏氣率小于0.03m3/(h·m);在120Pa的正壓下,系統(tǒng)漏氣率小于0.09m3/(h·m)。故金屬屋面氣密施工是整個屋面施工的重中之重。金屬屋面系統(tǒng)氣密施工主要體現(xiàn)在底層壓型金屬板上,采取的措施是在底層屋面板咬合部位加三元乙丙橡膠(EPDM膠帶)進行隔氣,并在咬合部位接口位置打硅膠進行密封。具體施工步驟如下:1)確定金屬屋面板的安裝基準線,并按軸線設(shè)置屋面板安裝控制線;2)安裝底層板連續(xù)固定支架,焊接于屋面檁條上;3)屋面板高空軋制并運輸?shù)桨惭b位置就位,在屋面板咬合部位與咬合夾結(jié)合部位貼EP-DM膠帶,并與咬合夾扣合;4)在屋面板咬合部位通長滿貼EPDM膠帶,并安裝第2張屋面板;5)用專用電動咬邊機進行咬邊;6)在咬邊接口處打密封膠進行密封。施工流程見圖9。本工程屋面板長度達163.7m,為國內(nèi)首次使用的最長屋面板,屋面系統(tǒng)的熱脹冷縮是一個突出的技術(shù)難點,分為橫向和縱向兩個方向的熱脹冷縮。波肋型壓型金屬板一方面大大提高屋面板的剛度,另一方面波肋的存在允許屋面板在橫向有一定的伸縮。由于橫向的熱脹冷縮量小,可完全由壓型金屬板的波肋吸收。按廈門地區(qū)冬夏季溫差50℃計算,屋面板縱向伸縮量ΔL=11.8×10-6×163700×50=96mm,如此大的變形量若得不到釋放將導致屋面板的嚴重變形,破壞屋面系統(tǒng)的密封性。166H斷熱扣合式屋面板能很好地解決這一技術(shù)難題。與常規(guī)360°咬合式屋面板不同,166H斷熱扣合式屋面板咬合部位為圓形,屋面板與固定支架咬合夾之間留有一定間隙,能夠?qū)崿F(xiàn)相互移動,確保屋面板的縱向伸縮。3.6屋面系統(tǒng)的分布屋面氣密施工除了保證金屬屋面系統(tǒng)的氣密要求外,還必須保證屋面系統(tǒng)和外墻相接部位的氣密性,否則無法保證潔凈室對氣密和潔凈度的要求。氣密屋面收邊包括檐口部位收邊和山墻部位收邊。3.6.1封板及封板的設(shè)置本工程檐口側(cè)墻體包括硅酸鈣板干墻和金屬外板墻兩道墻體,檐口氣密收邊主要針對硅酸鈣板干墻的氣密收邊。在屋面底板與硅酸鈣板干墻結(jié)合部位設(shè)置檐口封板A+EPDM膠帶+密封膠進行密封,下部設(shè)置端部收邊板A+密封膠對硅酸鈣板接口處進行密封;然后在屋面底板與金屬外板結(jié)合部位設(shè)置檐口封板B+密封膠進行密封,下部設(shè)置端部收邊板A/B/C+密封膠對金屬外墻板接口處進行密封;最后在屋面面板與金屬外板結(jié)合部位設(shè)置檐口封板C+密封膠對屋面板洞口進行封閉。檐口氣密收邊施工見圖10。3.6.2面墻節(jié)點的加固施工山墻部位墻體包括復合板干墻和金屬外板墻兩道墻體,山墻氣密收邊施工必須對兩道墻體進行密封。復合板干墻與金屬屋面山墻固定座接縫,先用收邊角鋼對結(jié)合部位進行加固,然后在結(jié)合部位用收邊板C+復合板+密封膠進行全密封。金屬外墻板與金屬屋面外側(cè)接縫,首先在山墻兩層墻體之間的屋面上設(shè)置山墻收邊板A/B+保溫棉+密封膠進行密封,收邊板與金屬外墻板齊平;然后,安裝山墻收邊鋁板+硅膠將金屬外墻板和屋面系統(tǒng)外包起來。山墻氣密收邊施工見圖11。4車橋機氣密施工的成效本工程屋面采用雙層166H斷熱