BIM专家丨罗忆 掀揭的屋面(三) 行业在干什么?

(本文部分图片来自网络)
自上世纪九十年代开始大量使用金属屋面,各种各样不同厂家、不同体系的屋面系统涌进中国,渐渐成为中国自己生产的产品。2003年,随着我国铝镁锰合金的自产,我国屋面基本不用进口。金属屋面系统也就成为各种大型公共建筑屋面的主要构造形式。
勇于实践
老罗与伙伴们在2002年就开始研究屋面系统并应用到工程上。
我们在研究探讨国家大剧院柔性屋面的可行性时,意识到很多院士怀疑大剧院柔性屋面不科学的问题,他们更担心支撑件穿透屋面带来的不确定破坏防水层因素。

掀揭的屋面 | 行业在干什么?

(大剧院屋面原防水层及装饰支承设计方案节点)
我们团队设计了屋面刚性防水及钛板装饰方案并完成模型后,法国设计师没有同意使用,我们还是用心把一切技术工作准备就绪,做了一个20米宽X10米高的大模型。2002年底杭州大剧院业主尹序源带队来京看国家大剧院的设计,当他看见我们做的屋面模型后,问我可否出让这套技术,使用在杭州大剧院工程上。

掀揭的屋面 | 行业在干什么?(国家大剧院实体模型)

杭州大剧院是由加拿大建筑师卡洛斯设计的,外壳构造与国家大剧院类似。这个意外的惊喜让我们有了更好的试验和实践机会。我立即与国家大剧院业主委员会主席万嗣铨商量,我们都认为是一件两全其美的好事,一方面我们可以意外获得一个工程,另一方面国家大剧院可以在杭州做一个超级大“模型”。
由于当时没有国家相关规范和标准,于是在这个过程中我们编写了《杭州大剧院金属屋面工程技术要求和验收标准》,经过浙江省建设厅组织专家评审通过后备案,作为杭州大剧院金属屋面工程设计、施工和验收标准使用。
2004年,我们又编写了《国家大剧院玻璃幕墙和金属屋面工程技术要求和验收标准》,在北京市建委组织专家通过后备案,作为国家大剧院玻璃和金属屋面工程设计、施工和验收标准使用。
掀揭的屋面 | 行业在干什么?(杭州大剧院)
杭州大剧院于2003年12月成功建成,验证了我们设计的金属屋面方案的可行性。这样,国家大剧院的业主和建筑师就采用了我们设计的屋面防水层及装饰钛金属板支承方案了。
深入研究

这些日子里,我们在清华大学建筑玻璃与金属结构研究所设立了不少课题,让教授们和博士生、研究生们做进一步的理论研究,除了博士生、研究生们的毕业论文外,我们大家同时发表了不少论文。其中部分如下:

《新型金属屋面系统在杭州大剧院中的应用》,卢凯、徐慷、罗忆,《新型建筑材料》,2004年第 7 期;
《国家大剧院钛饰金属屋面系统概述》,徐慷、卢凯、罗忆、石永久,《建筑技术》,2004 年第 9 期;
《杭州大剧院——我国利用钛作为建筑外墙装饰材料的里程碑》,愈顺年、刘正勇、詹继发,《钛工业进展》,2005 年第 1 期
《国家大剧院新型屋面系统承载性能试验研究》,程明、石永久、王元清、罗忆、徐慷,《建筑结构》,2005 年第 2 期,
《杭州大剧院新型屋面系统承载性能的试验研究》,程明、石永久、王元清、罗忆、徐悦,《建筑技术》,2006 年第 2 期。
与此同时,我们在建设部的协助下,对金属屋面的支承系统、防水系统进行了科学技术成果评估,获得一致好评。

掀揭的屋面 | 行业在干什么?

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国家法规
2004年,由山西建筑工程(集团)总公司主编的GB 50345 – 2004《屋面工程技术规范》国家标准发布并实施。
2011年5月12日,由中国建筑防水协会主编的GB50693 – 2011《坡屋面工程技术规范》国家标准发布,2012年5月1日实施。

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掀揭的屋面 | 行业在干什么?
这部规范很详细,内容涵盖一般规定、材料、设计要点、细部构造、施工要点、工程验收等。基本上可以指导金属屋面的设计和施工全过程。
2012年4月5日,由中国建筑科学研究院和中国新兴建设开发总公司主编的JGJ 255 – 2012《采光顶与金属屋面技术规程》行业标准发布,同年10月1日实施。

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2012年5月28日,由山西建筑工程(集团)总公司和浙江省长城建设集团股份有限公司主编的GB 50345-2012《屋面工程技术规范》国家标准发布,同年10月1日实施。

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2013年12月19日,由中冶建筑研究总院有限公司主编的GB 50896-2013《压型金属板工程应用技术规范》国家标准发布,2014年7月1日实施。

掀揭的屋面 | 行业在干什么?

掀揭的屋面 | 行业在干什么?

这部专门针对压型板金属屋面的规范更加很详细,涵括了多种形式的、各个不同厂家的金属屋面,其材料参数、设计、构造、施工、验收等等,都详尽细致使得中国大量的金属屋面的设计和施工得到有效的依托。
因应广东等地区的大量台风吹袭,2018年12月27日,由华南理工大学和广东百安力轻钢结构产品有限公司主编的DBJ/T 15-148-2018《强风易发多发地区金属屋面技术规程》地方标准发布,2019年2月1日实施。

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国外标准
上世纪80-90年代,中国的幕墙和金属屋面工程技术主要来自欧美,而且都是通过香港——深圳——上海——北京这个方向逐渐引进和使用,在这过程中未有国家规范和标准时,大家都是引用欧洲和美国等规范和标准的。
具体大致有如下的一些:
英国标准 BS Code、欧洲标准ENCode及技术指引
  • BS 5427 -1: 1996 Code of practice for theuse of profiled sheet for roof and wall cladding on buildings。用于建筑屋顶及墙面覆盖层的压型薄板板构件的设计规范。

  • BS EN 14782: 2006 Self-supporting metalsheet for roofing, external cladding and internal lining. Product specificationand requirements. 应用于建筑屋顶,建筑外围护、内衬的自支撑式金属薄板制品。产品的技术规格与性能要求。

  • MCRMA technical paper No.02 Curved sheetingmanual.弧形屋面板的设计手册。

  • MCRMA technical paper No.06 Profiled metalroofing design guide. 压型金属屋面板的设计指引。

  • MCRMA technical paper No.12 Fasteners formetal roof and wall cladding: design detailing and installation guide. 用于金属屋面墙面系统的紧固件:设计及安装指引。

  • BS EN 501: 1994 Roofing products from metalsheet. Specifications for fully supported roofing products of zinc sheet. 利用金属薄板制作的屋面产品锌制的全支撑屋面产品规范。

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  • BS EN 502: 2000 Roofing products from metalsheet. Specification for fully supported products of stainless steel sheet. 利用金属薄板制作的屋面产品不锈钢全支撑屋面产品规范。

  • BS EN 505: 2000 Roofing products from metalsheet. Specification for fully supported roofing products of steel sheet. 利用金属薄板制作的屋面产品钢制的全支撑屋面产品技术规范。

  • BS EN 506: 2000 Roofing products from metalsheet. Specification for self-supporting products of copper or zinc sheet. 利用金属薄板制作的屋面产品铜或锌制的自支撑屋面产品技术规范。

  • BS EN 507: 2000 Roofing products from metalsheet. Specification for fully supported roofing products of aluminium. 利用金属薄板制作的屋面产品铝制的全支撑屋面产品技术规范。

  • BS EN 508: 2000. Roofing products frommetal sheet – Specification for self-supporting products of steel, aluminium orstainless steel sheet – Part 1: Steel. 利用金属薄板制作的屋面产品 钢,铝和不锈钢制的自支撑板材规范。

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美国标准 US
  • ASTM 1592 05 Standard Test Method forStructural Performance of Sheet Metal Roof and Siding System by Uniform StaticAir Pressure Difference. 压型金属板屋面系统在均布静态风荷载作用下的抗风承载力性能测试标准。

  • ASTM E 1680 95(R03)  Standard test methods for rate of air leakagethrough exterior metal roof panel systems. 确定压型金属板屋面系统空气渗透率的标准测试方法。

  • ASTM E 1646 95(R03) Standard test methodfor water penetration of exterior metal roof panel systems by uniform staticair pressure difference. 压型金属板屋面系统在均布静态风荷载作用下的雨水渗透性能测试标准。

  • UL 580 Tests for Uplift Resistance of RoofAssemblies. 建筑屋顶构件抗风吸力性能测试。

     ……

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很多国际建筑师来华工程,当没有规范和标准时,许许多多他们所在国家的标准和规范都引用或使用过,由此逐渐才有我们自己的规范标准。同时,我们也当了人家的小白鼠。

(下期提要:面对不断被掀翻的金属屋面,我们应该干些事情了)
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