铝镁锰合金屋面系统

1.1 铝镁锰合金屋面系统构造典型的铝镁锰合金屋面系统构造，如图1所示。

铝镁锰合金屋面系统的构造，由下到上分别为：屋面底板：采用穿孔镀铝锌或镀锌压型钢板，其厚度根据檩条距离来设计，穿孔率则根据项目计算求得。
屋面檩条：为Z275 镀锌檩条。
防尘层：为无纺布，主要用于防尘隔灰，铺设在屋面底板上表面。
吸音棉：通常采用的是玻璃丝棉，其容重和厚度需根据计算确定。
隔汽层：可单独铺设，也可选择玻璃丝棉（带有防潮贴面）；单独铺设的隔汽层常用聚酯膜、高密度纺粘聚乙烯膜等。
屋面次檩条：为Z275 镀锌檩条。
保温、隔音层：通常采用岩棉，其厚度需根据计算确定。
防水透气膜：为高密度聚乙烯无纺布，阻隔风雨对建筑结构的侵袭，在加强建筑气密性、水密性的同时，还可提供独一无二的透气性，使围护结构内部水迅速排出，有效避免霉菌和冷凝水的形成。
铝合金固定座（T 形码）：固定在屋面次檩条上，用来固定铝镁锰合金屋面板。
铝镁锰合金屋面板：厚度通常为0.9 mm、1.0mm、1.2 mm。

1.2 铝镁锰合金屋面系统的特点及优势
1.2.1 基材防腐，耐久性强
1）采用牌号AA3004 铝镁锰合金，本身具有很强的防腐性能；
2）运输或施工造成之表面损伤，不影响其防腐性能；
3）英国国家标准局认证：该产品在普通环境下的使用寿命不短于40 年。
1.2.2 防水性能可靠
1）固定方式采用暗扣加机械锁边方式，无任何螺钉穿过屋面，避免漏水隐患；
2）最大限度地利用面板横截面积排水，排水效率高。与普通金属压型板排水能力对比，见图2；

3）横向搭接边采用专用铰边机铰合，密封性好，并有防毛细作用措施；
4）采用滑动式固定座，避免因温度变形导致面板损坏，见图3；

5）采用移动式压型设备，突破运输条件对板长的限制，减少了板的纵向搭接；
6）铝合金屋面板及泛水允许焊接，完善处理屋面开孔之防水问题。

1.2.3 造型适应性好
1）所用铝镁锰合金材料既有相当的强度，又有很好的柔韧性，特别适合三维曲面等复杂造型的屋面；
2）独特的扇板、弯板及扇弯板生产技术，能在确保防水能力的同时，完美地实现各种设计造型。

1.2.4 材料美观、使用方便
1）原色面板具有相当强的金属光泽；
2）可外涂PE 或PVDF 涂料，以满足设计和使用的色彩要求；
3）使用期间一般无需洗刷和保养。

1.2.5 现场压型生产方式

灵活性高，便于根据施工现场情况调整生产参数，有利于缩短生产周期并保证产品质量。

1.3 铝镁锰合金屋面系统标准配件及工器具
1.3.1 固定支座
固定支座高度可根据构造要求选择，常用的为：81 mm、106 mm、116mm 及156 mm，支座下带6 mm 厚隔热垫。标准支座宽度为58 mm；双宽支座宽度为116mm。固定支座，见图4。

1.3.2 配件
1）山墙节点配件，见图5

2）檐沟、封檐节点配件
檐沟、封檐节点所用配件，见图6

1.3.3 工器具

1）电动锁边机，用于锁紧板肋，使板与固定座连结牢固，见图7（左）。
2）手动锁边机，在用电动锁边机之前先用手动锁边机锁紧板端，以便于电动锁边机入位，见图7（右）。

1.4 铝镁锰合金屋面系统的功能保证
1.4.1 吸声及隔音

1）吸声
系统利用吸声材料调整声场分布，以消除回声。
解决办法：屋面底板穿孔+铺设吸声材料（无纺吸声布及玻璃纤维棉），打孔底板种类见图8。

2）隔音
旨在隔绝室外噪音源。
解决办法：选择合适的屋面构造及材料质量（质量增加1 倍，隔声量增加6 db）；采用有空气间层的双层或多层屋面构造，并尽量减少两层之间的刚性连接（即声桥），避免附加隔声量的降低。

1.4.2 保温隔热
要求控制围护结构内表面温度不低于室内 ** 温度，以保证表面不结露。

1）冷凝结露原因
由于物体表面温度低于 ** 温度所致。在钢结构中金属围护板通过紧固件与檩条连接，如不采取特殊处理，在这些金属相连的部位将产生结露现象。当有内衬板时，由于冷桥引起内衬板温度降低，加之水汽很难通过内衬板，因而在内衬板上有明显水滴。

2）冷凝结露危害
使保温棉的保温性能变次，水汽可能导致贴面滴水，引起贴面生锈；水汽与钢构件的接触可导致锈蚀，缩短屋面使用寿命。

3）防冷凝结露设计设置隔汽层：应布置在水蒸气流入的一侧，所以对采暖房屋应布置在保温层内侧，对冷库建筑应布置在保温层外层。材质选择以聚丙烯夹筋贴面较为理想，而铝箔贴面在有水汽时易生锈，应避免采用。设置通风间层或泄气沟道：保温层外侧和屋面板之间如有通风间层，从室内渗入的蒸汽，可被不断与室外空气交换的气流带走，对保温层可起到风干的作用。

2.1 材质

2.1.1 铝合金
铝合金有9个系列牌号，其中1XXX、3XXX 、5XXX 系广泛用于建筑领域。1XXX 系为99.9%或更高纯度的铝；3XXX 系中的锰是主要合金元素，这些合金一般是不可热处理强化的，但比1XXX 系合金的强度高20%以上；5XXX 系的主要合金元素是镁，是一种具有中等强度或高强度的可加工硬化合金，具有良好的焊接性能，并在海洋环境空气中具有良好的抗腐蚀性。建筑领域中屋面及墙面板所用的铝合金，主要以3XXX 系的铝镁锰合金为主，这是因为5XXX 系合金较硬，而立边咬合式屋面板制作时需多次变形，所以加工性能较好的3XXX 系材料就成为材料的首选。

2.1.2 屋面板基材
屋面板基材通常采用国际牌号AA3004 的铝镁锰合金压型制作，合金状态为H36/H46。其屈服强度≥190 MPa，抗拉强度在240~285 MPa，伸长率≥3%。收边板基材采用国际牌号AA3004 的铝镁锰合金压型制作，合金状态为H34/H44，其屈服强度170MPa ，抗拉强度在220~265 MPa ，伸长率≥3%。
铝镁锰合金板基材（AA3004） 主要成分含量：Si≤0.3% ；Fe≤0.7% ；Cu≤0.25% ；Zn ＜0.25% ；Mn 为1.0%~1.5%；Mg 为0.8%~1.3%；其余为Al。
2.1.3 铝镁锰合金板的涂层
常用的涂层有：原色锤纹、聚酯（PE）烤漆涂层、氟碳（PVDF）喷涂烤漆涂层。
PVDF 涂层：耐磨性好、电性能优异；具有优异的抗紫外线性；耐气候老化性好，耐燃、耐油、耐化学品腐蚀性能好。

PVDF 涂装系统分两种：
1）预辊涂层铝板：预辊涂所用涂漆中PVDF 的基料含量高达70%，经水平自动化二涂二烤或三涂三烤辊涂工艺制成，每一涂层都需经过烘烤固化后再涂层；三涂三烤涂层的密实性与抗腐蚀、抗老化性都远优于二涂二烤涂层。
2）普通喷涂铝板：通常采用二涂一烤或三涂二烤涂装，工序均由人工操作完成，涂层的附着性、表面色差均劣于预辊涂板。

2.2 铝镁锰合金屋面板板型
为适应建筑屋面的要求，铝镁锰合金屋面板在工程应用中主要有以下板型。

2.2.1 板型

1）直板
直板板型肋高一般为65 mm，常用的板宽有300mm、400 mm 及500 mm（图9）。其中板宽300mm 的在屋面荷载较大时使用；400 mm 的为常用、经济型的；500 mm 的为屋面板本身最经济的板型，但下部檩条间距小，且需采取适当措施防止板变形。板型详况，见图10。

2）弯弧板
弯弧板包括正弧板和反弧板两类，板型见图11。

弯弧板自然弯曲参数，见表1。

弯弧板机器正弯、反弯参数，见表2。

3）扇形板
扇形板包括直扇形板、正扇形板、反扇形板，板型见图12。

2.2.2 各种板型的适用范围
1）直板：适用于单坡、双坡及半径大于自然成弧半径的单曲屋面；
2）正、反弧板：适用于半径小于自然成弧半径的单曲屋面；
3）扇板及扇弧板：适用于双曲屋面；
4）特例：直板用于双曲面上，屋面曲率小，并且屋面上允许作多条屋脊。
应用铝镁锰合金屋面板的建筑案例，见图13。

2.3 铝镁锰合金屋面板及锁边技术参数
2.3.1 生产长度11.5 m>运输长度>1 m，或现场压型。
2.3.2 铝镁锰合金屋面板加工误差
宽度：±2 mm；
长度：＜10 m 时，+10 mm/-5 mm；＞10 m 时，+10mm +（1 mm/m）/-5 mm。
2.3.3 锁边误差
锁边直径=20 mm +0.3 mm/-0.7 mm。

2.4 铝镁锰合金板的基本设计原则屋面最小设计坡度，5%；
屋面板的板厚、板宽及板跨，都需经计算来确定；
确保每块屋面板及收边板都可伸缩；
屋面板的固定点需经计算，根据计算的数据确定固定点的做法：打1 颗或2 颗铆钉，或打1 颗螺栓、用几颗自攻钉直接固定在结构上；
屋面收边焊接处下方，都需通长设置厚度不小于1.5 mm 的镀锌钢板支撑；
屋面收边板的搭接长度，通常为200 mm。

铝镁锰合金屋面系统的配套系统

3.1 屋面装饰板系统

装饰板系统的连接固定，无需在铝镁锰合金板上开洞；两层板之间的开放式连接，无需维护，并可降低清理要求；可调节系统使装饰板可完美布置，装饰板布置做法见图14。

3.2 屋面挡雪系统
北方地区的屋面一般需要设置挡雪板。挡雪板材质一般为不锈钢或铝合金。挡雪板可根据屋面的基本雪压和坡度来布置。天沟及檐口上方必须设置挡雪板，挡雪板的设置见图15。

3.3 屋面防坠落系统
屋面的定期检查、暴风雪后清洁屋面和天沟、屋面改造，这些都需要屋面设置防坠落系统。防坠落系统包括一个坚固、耐久且灵活的不锈钢索，该不锈钢索的每一端连接到屋面固定基座支架上。屋面固定基座使用铝夹，连接到屋面板上。屋面固定基座被设计为减震器，一旦坠落发生，将变形减弱坠落的震动，并保障基座仍然安全地固定在屋面板上。

根据具体工程的需要，在不锈钢索上需每隔5 m或7 m 设置中间固定基座，见图16。

结语

铝镁锰合金屋面系统作为一种新型建筑屋面围护系统，在节能、美观、耐用以及造型上都达到了一个崭新的水平，同时能够灵活自如地进行改造，以适应任何建筑的布局设计、几何形状以及尺寸大小。现在该系统已广泛应用于机场航站楼、飞机维修库、车站及大型交通枢纽、会议及展览中心、体育场馆、展示厅、大型公共娱乐设施、公共服务建筑、大型购物中心、商业设施、民用住宅等建筑，其应用日趋广泛。

铝镁锰金属屋面板，是采用铝、镁、锰合金板为原材料。其材料性价比合理、性能好，在建筑行业得到认同并逐渐推广。

1、材料产品规格

厚度：0.6-1.2mm；

宽度：视型号而定；

长度：理论上无限制，但需要考虑运输限制

2、铝镁锰板的特点

① 重量轻，铝的密度为2.73g/cm³，只有钢的1/3；

② 强度高，结构性能稳定，使用安全可靠，通过成份配置、加工和热处理方法可以达到很高的强度； 

③ 耐老化、耐腐蚀，维护少，具有自我防锈能力，形成的氧化层，可防止金属氧化锈蚀，耐酸碱性好，可长期不用维修保养；

④ 具有良好的防水、防火性能；

⑤ 使用寿命长，可以达到50年；

⑥ 现代感十足且震撼视觉的美学效果；

⑦ 成型能力佳，外观适应性强，能满足不同种类建筑的外观需求；

⑧ 安装方便灵活，采用工厂预制或现场装配方式，安装快捷，铝金属可以铆接、焊接、胶粘等多种 方式连接；

⑨ 绿色环保，可循环回收利用，是理想的绿色环保建筑材料。

1、按版型分类

铝镁锰板的版型也有较多种类，主要分为：直板、弯弧板、扇形板。

不同形状的直立锁边铝镁锰屋面板

各版型的应用范围也有区别：

1）直板：适用于单坡、双坡及半径大于自然成弧半径的单曲屋面；

2）正、反弧板：适用于半径小于自然成弧半径的单曲屋面；

3）扇板及扇弧板：适用于双曲屋面；

4）特例：直板用于双曲面上，屋面曲率小，并且屋面上允许做多条屋脊。

造型展示

2、按外表面处理分类

铝镁锰合金基材板可分为本色非涂漆类和涂漆类两大类。

① 非涂漆类产品

本色非涂漆类：常用的有光面、锤纹处理方法（原色锤纹 Stucco（无规则压纹）、Emboss（规则压纹） ）。

光面铝合金是铝合金板材的基本状态，而板材表面经过处理后形成锤纹表面，可以有效地减轻光污染，适当地调改材料的机械性能，增加材料的性价比。

② 涂漆类产品

屋面及外墙用铝镁锰合金一般采用预滚涂（Coil Coated）工艺，具有色差控制好、漆膜均匀、质量稳定性。

按涂装工艺分为：喷涂板产品和预辊涂板；

按涂漆种类可分为：聚酯，聚酰胺，改性硅酮，环氧树脂，氟碳等等，尽可能地延长涂漆抵抗太阳光紫外线作用下的老化，其中以PVDF涂漆（氟碳涂层）的抗老化性能更为优良，它是目前人类已知抗紫外线较强的有机合成物。

3、按支撑构造分

按照支撑构造的不同，铝镁锰板可以分为高立边铝镁锰板和矮立边铝镁锰板。

铝镁锰板高立边与矮立边只是行业里的一些叫法，其学名应该是直立单锁边和直立双锁边，肋高分别是65mm与25mm。

① 高立边铝镁锰板

② 矮立边铝镁锰板

特点：线条美观，设计灵活，防水效果好，成型能力佳安装方便
肋高：25mm
压型厚度：0.7mm-1.2mm
包装：钢带打包
材质：3003，3004
涂层：PE聚酯，PVDF氟碳喷涂
颜色：白银灰、银灰、闪银、亮银、瓷蓝、乳白、象牙等等可根据客户需求专业定制。

厚度：0.7mm,0.8mm,0.9mm,1.0mm,1.1mm,1.2mm

矮立边铝镁锰板是采用立边咬合构造，咬合的方式与高立边不同。基层与檩条之间用自攻螺丝固定。基层与面板之间用不锈钢或铝镁锰板材料做的扣件固定，屋面板块之间是以特有的咬合折叠方式衔接，上下两块板搭载重合后，以270°单咬合或360°双咬合，构成一个密封的整体，有一定的防水防渗性能。

因为两者支撑构造的不同，所以两者的抗负载强度也不同。高立边铝镁锰板比矮立边铝镁锰板具有更好的负载性能和抗风性能，能更好的满足屋面设计需求和标准规范。所以目前在一些高端建筑，或者大跨度建筑屋面设计中，多采用高立边铝镁锰板。

1、铝镁锰屋面板的结构组成

铝镁锰屋面板系统构造图

2、施工工艺

①、直立锁边铝镁锰屋面系统

直立锁边系统是一个传统的铝镁锰板安装系统，通过使用专业的立边和咬合设备，在沿着板条长度方向上将两块板的立边进行咬合，从而将屋面或墙面连接成为一个整体。系统不需要打胶，100%结构性防水。

这个系统可以节省很多安装时间，尤其对于面积较大的屋面或墙面，提供了-一个有效降低成本的方法。

另外，直立锁边系统也非常适合气候严酷的环境，如强风、雨雪较大的地方。直立锁边系统的立边高度为65mm，使建筑物呈现出一种具有韵律感和现代感的外观。

工艺流程：

『测量放线→屋面檩托、檩条安装→T形高强铝支座安装→铝镁锰直立锁边板安装→专用连接件及面板龙骨安装→铝蜂窝板安装。』

安装模型图 标准屋面系统

安装模型图 多功能屋面系统

安装模型图 大跨度屋面系统

示意图

② 直立锁缝铝镁锰屋面系统

直立锁缝铝镁锰屋面板基于其柔软可塑，可做成铝镁锰扇形板，铝镁锰弧形板等，大大的满足了金属屋面对于美观和耐久性的设计需求，因此被广泛应用在金属屋面、机场金属屋面、剧院金属屋面、高端厂房金属屋面、城市地标性建筑、民用建筑等大型建筑物的金属屋面上。注意从实际项目检验来看，推荐使用高立边系统，高度75MM。

安装模型图 简洁型

安装模型图 简约型

安装模型图 集约型

示意图

威海国医院建筑本体的设计沿袭了传统北方建筑的基本形制特点，在材料上则采用更为当代的铝镁锰直立锁边屋面、钢木结合构件与耐候性更好的石材来替代传统的灰瓦、灰砖、木作等传统建筑材料。

结合材料的属性和构造特质，在建筑的细部和构件上，设计也采用了更为洗练和当代的建筑语汇来对传统建筑作出还原。

无锡三盛·督府天承临时售楼中心和前期体验区，铝镁锰板让屋面更加典雅，纤细的线条也不影响屋面的设计效果，整体结构简洁轻巧，尤为适用在江南多雨的地区。

节点大样

西安融创·江山宸院屋顶运用加入现代语汇，集结唐朝精致文化并融合宋代美学，空间于山水云雾之间展开，独树一格。属屋面直立锁边系统，采用幕墙形式的围护结构，装配式的建造方法大大的缩短了建造工期。

多层幕墙结构图

幕墙节点详图

为了保证平整、纯粹建筑外立面效果，建筑屋面采用铝镁锰金属屋面直立锁边系统，外立面采用了大板面、高平整，重量轻的仿石喷涂蜂窝铝板材料，解决了坡屋顶建筑有组织排水的要求同时也保证了建筑外立面整体性。

蜂窝铝板+铝镁锰直立锁边屋面

南宁阳光城龙光檀映滨江·天境铝镁锰金属屋面。

南京弘阳金辉·时光悦府灰色的坡屋顶与绿色草坡错落交织。

重庆约克北郡幼儿园在屋面系统上建筑师则运用了铝镁锰板金属屋面系统，较为单纯的屋面统一了多彩的立面系统，制造出了“雪景”的幻像。

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