节能型开放式双层石材坡屋面施工工法（11页）

1、节能型开放式双层石材坡屋面施工工法1.前言石材作为建筑的常用材料，以其质地坚硬，色泽亮丽等特点被广泛应用于建筑装饰。在现代房屋建筑的装饰上，无论是外墙面和屋面装饰，石材饰面在满足建筑装饰效果的同时，还需满足节能、保温、防水等功效。石材外饰面层特别是屋面饰面层要同时满足上述功效，是当前石材外饰层施工尚待解决的技术难题。*新馆工程在坡屋面施工中，为满足国际建筑大师*先生的建筑设计要求，我们会同*事务所、*设计研究院、*展开技术攻关，先后进行了六次样板屋面的试样施工，采用节能型开放式双层石材的坡屋面施工方法满足了节能、防火、防腐、防水等各项指标要求，使用至今不渗不漏，达到了很好的使用和装饰效果，形成

2、了开放式节能保温防水型屋面干挂石材施工工法。该工法国内首创，技术领先，具有明显的经济效益和社会效益。同时该项QC质量小组成果获得江苏省优秀成果一等奖。2.工法特点2.1 采用木板和保温板粘贴，组成复合保温层，使之达到可靠的保温节能效果。2.2 采用木龙骨及木条板的可调连接作基层，既满足承受屋面荷载之功效又能起到找平作用，削减原钢结构变形误差，提高坡屋面整体结构的空间定位精度。2.3 采用不锈钢金属板作防水层并形成平板与屋面暗沟及防水翻边相连，组成屋面防水系统，提高建筑屋面的耐久防水性能。2.4 采用密钉满焊的方法，使具有防水功效的金属板与基层板实现可靠连接，组成抗剪、抗弯能力材料的组合体。以其

3、承受屋面荷载，提高屋面基层刚度。2.5 利用石材连接的特殊构造，使双层石材安装方便牢固，实现坡屋面装饰板下的有组织排水，利用双层石材层次的交替隐蔽了连接件，达到很好的立体感观效果。3.适用范围本施工工法适用于水平倾斜角小于70度的钢结构、木结构坡屋面。4.工艺原理充分运用屋面各基层的材料特性，使之成为既有独立功效，又彼此相互结合共同工作的有机组合体，达到材料的充分应用。在坡屋面的最基层用木龙骨及木板作为受力和找平基层，并利用木板具有保温隔热特性与挤塑保温板粘贴组成保温层。在木板基层上采用密钉满焊的方式，将不锈钢防水板牢固连接与木板形成无相对面滑移的整体，以此提高组合截面惯性距，增强抗变形能力。

4、在不锈钢材质的平板，排水暗沟和防水翻边焊接连接、焊疤打磨后，金属板面光滑平整，为下道工序提供一个良好的基层，其光滑表面对组织排水极为有利。背插式多点销钉挂件，专为坡屋面双层干挂定造，也是工艺原理的核心。在平整的金属板面弹出连接挂件定位线后，挂件可确立固定，底层石材两头垫上橡胶垫块后嵌入挂件的十字槽间。底层石材与金属面间有垫块厚度的空隙，可有效的提供屋面排水。面层石材在工厂加工同时钻出销钉孔，现场再在孔内注入粘结剂即可直接挂在挂件上。因销钉孔在面层石材背面，面层石材挡住了挂件的挂钩，而面层石材的缝隙则由底层石材填补，达到了基层金属板及挂件的隐蔽，且又通风透气。5. 施工工艺流程及操作要点5.1

5、施工工艺流程：施工准备木基层及保温板安装金属板安装干挂石材5.2 操作要点：5.2.1 基层及保温板安装结构放线复核防腐木檩条安装铺设木基层板安装背面保温板涂刷木基层防火涂料留设变形缝下道工序1、已有结构构件的复核应着重测量对屋面平整度、斜度、轴线偏差及直接影响安装精确度等方面，收集整个工艺进程的准确现场实际数据。2、木檩条与钢结构牢固连接（连接形式根据具体钢结构形式确定），调整、纠偏并找平，使原有结构基层的空间点线面的位置，达到精装饰的精度。3、木基层板采用防腐木板材，安装前应进行压刨处理，大面铺设时，木材髓心应向上，其板缝小于2mm。屋面基层背面结构复杂，应在安装板前做好背面的防火处理。4

6、、防火涂料应分批涂刷，厚度均匀，每遍涂刷前必须确定上遍涂层表面已彻底干燥。5、留设变形缝应与屋面檐口垂直，开设深度必须使用限位装置。6、在面板防火涂料涂刷完成后，即进行挤塑保温板安装，保温板根据木龙骨间距裁剪，在安装前于板背面采用专用胶粘剂进行点粘，保温板拼接要严密，与板材粘贴要牢固。（坡屋面结构分层示意见图5.2.1-6）坡屋面结构分层示意见图5.2.1-65.2.2 金属板防水层铺设固定金属板铺设固定采用密钉满焊的方式。上道工序不锈钢板开钉孔不锈钢板开钉孔铺设不锈钢板固定不锈钢螺钉满焊不锈钢钉剪裁相应板材打磨并检查裂纹拆除局部不锈钢板焊接安装变形缝不满足切割不平整部位检查平整度满足下道工序

7、1、不锈钢螺钉孔开设时，螺钉间距应根据计算确定。檐口及变形缝两侧应加密布置，螺钉间距应根据基层板、金属板的材料强度和厚度、檩条间距、屋面荷载、屋面倾斜度等相关条件确定（详见檐口节点图5.2.2-1）。2、不锈钢板铺设应根据设计尺寸切割后，铺于已完成的基层变形缝间。3、不锈钢螺钉固定应垂直于板面。4、金属板和螺钉的焊接要控制金属热变形，保证基层表面平整是关键。焊接采用气体保护焊，保护气体可采用氩气（如不锈钢板大于3mm厚可采用压氦混合气体）。应正确选择钨棒的直径，并控制焊接电流。现场焊接采用工人手动送丝，应控制焊接速度，正确采取引弧措施。 5、焊接完成后应进行焊缝打磨、抛光，发现细缝、砂眼必须补

8、焊，补焊后再打磨、抛光，直至金属板面光滑一体。6、变形缝可采用“V”型，并嵌入基层板，两侧满焊。7、完成各项焊接后，应检查总体平整度。如不满足，须对不平整部位切割、拆除，再重新裁剪相应尺寸板材，开孔、补丁、补焊，直至平整。 图5.2.2-1檐口节点图8、屋面周边与防水翻边和排水暗沟焊接，使之成为整体。排水沟应进行储水试验，涂油测缝试验，控制水量的淋水排水试验，在施工过程中检验屋面的防水性能。9、金属板应与建筑避雷系统接通。10、排水沟及引下排水管口，应设置过滤格栅，以防止异物堵塞排水管道。5.2.3 干挂石材安装不锈钢挂件固定垫块屋面石材配重放置安装底层石材条安装面层石材板清理校正石材板开孔1

9、、在安装不锈钢挂件前，应弹出网格线，对每个挂件的位置给予明确标定。对金属面的平整度再次复核，发现焊接变形应切割金属板，在割缝周边加密螺钉，再补焊、打磨、抛光。2、底层条石两端应垫置橡胶垫，并注硅酮胶固定。3、在双层石材面板荷载下，钢屋架整体必有相当的挠度。为避免施工过程中逐步加载而产生的挠度变化，保证逐步完成的石材面层平整度，可采用配重施工的办法。即将所有单个屋面所须使用的石材板运至屋面，按照安装密度，分放到位。从而在面板安装前，结构已承受应有荷载，石材安装前后就不再有明显的结构承载变形。4、条石安装时应注意对已固定挂件的保护，可采用架空脚手板对上层石材安装。5、石材打孔应用专用打孔机，一般在

10、工厂加工。如要搬至现场，则必须搭设加工棚，分别堆放原材料与半成品，合理安排运输加工线路，并有完善的污水排放措施。6、面层板安装前利用建筑模数，使用计算机立体模型，进行边、角、面的空间定位，并计算其间的几何尺寸关系，提供现场弹设分层、分面、分格线。细化弹线，以确定每块石材的边角位置。放精准线时，随时注意化解前道作业误差，并严格确保误差不再累积（详见图5.2.3-6屋面石材安装节点图）。图5.2.3-6屋面石材安装节点图7、面层板安装时可在销钉孔内注石材胶，通过石材胶中固化剂比例的掌握（固化剂的用量与气温，湿度，屋面坡度，施工时段等因数有关），来调节石材固化时间。面层石材安装应设置临时固定，以免石

11、材胶固化前，石材因自重或施工震动等原因，产生位移。石材安装的操作关键是着重控制石材安装整体平整度。8、石材表面清理时禁止使用铁质器具，应统一使用不锈钢制品，以免残留物锈蚀后污染完成面。5.3 劳动力组织整个施工工艺属多工种作业，涉及放线工、不锈钢工（不锈钢冷加工）、不锈钢焊工、打胶工、油漆工、普通工、石材板安装工等，根据工作量的大小，各操作界面需要相应的人员进行流水施工，保证操作的连续性。劳动力组织见表5.3。表5.3 劳动力组织概况表序号工作项目工种人数阶段1测量放线放线工3木基层安装2涂防火涂料油漆工103防腐木楞安装铺设木基层板开设变形缝木工204安装保温板普通工105不锈钢开孔铺设不锈

12、钢板打磨不锈钢工12金属板及保温板安装6固定不锈钢螺钉木工87焊接不锈钢钉安装变形缝不锈钢焊工108挂件安装不锈钢焊工8干挂石材9固定垫块打胶工510石材配重普通工1011石材安装石材工5012清理清洁工56. 材料与设备6.1基层板：应平整无变形翘曲，厚度按设计值，合理配置檩条。防腐处理应满足建筑物的使用年限，并满足防火要求。6.2挂件：用于面层石板和金属屋面的固定连接，虽然为石材隐蔽，但直接接触水和空气，属于外露构件，一般采用不锈钢。固定连接挂件采用焊接连接，要求连接挂件材质应与金属板同标号。6.3金属板：与挂件焊接连接须采用同标号材质。板面宽度尽量按变形缝设置间距调整，以减小损耗。金属板

13、板面平整，边角平直。加工允许偏差应符合： 1、边长允许偏差 3.0mm 2、对边尺寸允许偏差 3.0mm3、折弯高度允许偏差 1.0mm4、平面度允许偏差 1/1000mm6.4不锈钢焊丝：用于金属屋面与不锈钢挂件的焊接，应采用与金属屋面同标号焊丝。6.5橡胶垫块：用于底层条石与不锈钢之间的连接，根据挂件尺寸选用。厚度一般为10mm-15mm。6.6底层压条石：用于面层板板缝下层，一般左右对称设置，加工时应避免混淆。6.7面层石板：根据图纸采用所需型号的面层石板。石板的长度、宽度、厚度、平整度、对角线、打孔位置偏差以及石板的色差必须满足金属与石材幕墙工程技术规范规定要求。6.8石材干挂胶：根据

14、屋面的坡度大小及施工季节选择适当型号的石材干挂结构胶，主要考虑初凝速度和终凝后的脆性。在大面积施工前，干挂胶要进行试验。6.9硅酮耐候密封胶：根据设计要求采用所需型号的硅酮耐候密封胶，主要用于屋面檐口部位石材板缝密封嵌缝处理。6.10机具及工具准备：直流氩弧电焊机、金属切割机、专用石材打孔机、理石切割机、角磨机、22#铁丝、铁锤、水平尺、分电箱、手推车、玻璃胶枪、线锤、墨斗、胶带纸、电锤、铲刀、卷尺等。7. 质量控制本工法执行的有关技术标准和规范：屋面工程质量验收规范（GB 50207-2002）钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205-2001）木结构工程施工质量验收规范（GB 5020

15、6-2002）建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB 50212-2002）民用建筑节能工程施工质量验收规程（DGJ32/J 19-2006）金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ 133-2001）钨极惰性气体保护焊工艺方法（JBT 9185-1999）质量保证措施：7.1基层条形木板端部拼接缝必须交错布置，不得有连续通缝。基层安装着重是结构偏差的调整，基层面应满足如下要求：1、平整度 用 2m 靠尺、塞尺 允许偏差小于2mm。2、檐口水平度 允许偏差小于3mm。3、屋面坡度 允许偏差小于1/1000。4、单坡对角线 允许偏差小于3mm。7.2 保温板安装应接缝紧密。缝隙大于2mm以上应用保温发泡剂

16、补缝。7.3螺钉钉尾部应与金属板面平，误差应不大于0.5mm。对螺钉须逐个检查，发现过高或过低的应明确标志，在焊接时加焊焊透，焊接检查时予以特别注意。7.4挂件加工偏差应满足：1、销钉长度偏差 0.5mm2、销钉水平位置偏差 0.5mm3、销钉斜度偏差 154、连接板不得有毛刺5、连接板长宽及对角线偏差 1.0mm7.5对金属板边、螺钉尾部及变形缝的焊接必须每处依次打磨抛光检查。对细纹、暗纹、砂眼部位必须重焊，再打磨抛光检查，直到确保金属板滴水不漏。7.6石材精度控制7.6.1石材的翻样工作是保证石材加工安装精度的前提，针对每种石材出加工图，针对每块石材给予一个独立的编号，并绘制立面布置图，标

17、注每块石材的安装部位。7.6.2石材加工图示精度0.1mm，加工精度0.3mm。7.6.3所有石材进场前必须完成规格尺寸、材质等验收，并进行排版编号，装箱后运抵工地，整齐堆放在指定位置。7.6.4施工过程中，工人按装箱的标注说明去搬运、安装。安装前再逐块复核石材，当石材满足其规格尺寸及色泽要求后再用干挂胶将挂件与板固定。7.6.5火烧板的火烧均匀程度以及石板的外表面花纹、色泽应严格控制。石材颜色差异较大的需经质检员、设计单位、业主确认后才可以进行安装，但必须重新调整安装位置。7.7石材安装完成，脚手架拆除后，若需增加其他装饰物等，严禁在无成品保护措施下登上屋面进行施工。在已安装好的石材面附近进

18、行电焊或切割作业时，应用较厚胶合板或石棉布做好保护，并由专人看管，方可施工，以确保石材表面无灼伤。8. 安全措施8.1根据施工现场的实际情况和本工程的特点，根据公司制定的安全过程控制程序，将以“安全第一，预防为主”这一安全生产方针贯彻整个施工全过程，科学地进行安全管理和组织施工。8.2屋面施工为高处作业，安全措施应符合现行行业标准建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ 80-91）的规定外，还应遵守施工组织设计及高空作业安全防护规程的各项要求。高空作业应有牢靠的立足处，并视具体情况配置防护栏网或其它安全设施。作业区域内的高压线一般应予拆除或改线；不能拆除时，应架设安全防护，并与其保持安全作业距离

19、。8.3电焊工工作前必须戴好防护用品，电焊钳、电线切勿搭在焊件上，以防止损坏漏电。不准在易燃易爆物品附近进行焊接。在使用气焊时，严禁抛掷、滚动气瓶，撞击、暴晒及接近高温。严禁把未熄灭之焊枪放入水中冷却。严禁在乙炔发生器附近有火种。工作时氧气瓶和乙炔发生器必须严格分离，二者距离大于5米。焊接前应检查氧气瓶、乙炔发生器和皮管是否漏气。工作完毕后关闭乙炔和氧气瓶，按规定的安全措施处理放置。电焊工必须经过专业培训合格后持证上岗。8.4安装工要注意各类脚手架的牢固安全，制止冒险、冒失行为。对石材、配件等要整理归库，不得随地乱丢或堆放在脚手架上。交叉作业时，应注意上下工序的配合，不得任意扔掷工具及材料，以

20、免伤人。凡需动用电焊等明火作业的，事先要得到工地负责人或工地管理员的批准办好“动火证”并做好动火周围的安全工作。9. 环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律和规章，加强对施工溶剂、工程材料、设备、废水、废气、废渣的控制和治理，遵守防火及废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。9.2施工现场应遵守建筑施工场界噪声限值规定的降噪声限值，制定降噪制度。施工现场提倡文明施工，建立健全控制人为噪声的管理制度，尽量减少人为大声喧哗，以增强全体施工人员的自学意识，保证达到规定的噪声限值。9.3严格控制作业的时间，晚间作业按规定办

21、理夜间施工证。并应尽量采取降噪措施。牵扯到强噪声的加工作业，应尽量放在工厂完成，减少因施工现场加工制作产生的噪声。9.4在施工过程中应尽量选用低噪声或备有消声降噪的施工机械，以减小噪声污染。加强现场环境噪声的长期监测，采取专人监测，专人管理的原则，凡超过噪声限值规定的，要及时对施工现场噪声超标的有关因素进行调整。9.5设立专用有毒有害物品仓库，并设专人看管，建立有毒有害物品领用制度。9.6各类废品分类堆放，定期回收、外运、处理。9.7脚手架外围拉设防尘密网，晴天洒水，定期清理，防止石尘飞扬，污染周围环境。10. 效益分析10.1耐久性好首先，本工法涉及的结构承载方式主要是机械连接，基层板与金属

22、板间采用的是螺钉连接，石材与挂件间也主要是依靠石材自重与销钉及石材孔共同作用，胶水仅起到施工过程中的辅助作用，可以说即使胶水完全失效，结构依然可靠。其次，大面积的屋面防水不依赖硅酮胶或橡皮条，以金属板的整体防水为主。第三，金属板可按主体结构设计使用年限来选用，达到与主体结构同样的使用寿命。而普通幕墙正常使用时，使用单位每5年必须进行一次全面检查，特别是硅酮结构胶和硅酮密封胶，要在不利位置进行切片检查，观察有无变化，如无变化方可继续使用；并且幕墙在竣工交付使用时，只能对材料提出10年的质量保证。由此，仅耐久性，本工法比普通幕墙效益高 5-10倍。10.2施工进度快本工法适合组织大批施工人员集中施

23、工。石材安装顺序应自上而下，横向可成排施工。在精确弹线后适合密集施工人员集中施工，一般可安排连件点焊、连件加固、放置垫块、按装底层条石、安装面层条石、清理等六组施工人员成排梯形推进，每个屋面可同时安排超过50人同时施工。利用本工法类似特造挂件安装石材的方法，在金属板表面一次性弹放线后即可大面积安装固定挂件到位，再分批安装底层石材、面层石材。而传统干挂方式是钢架完成后，放线、挂件安装、石材安装必须由同一组工人依次进行。故此工艺更适合大面积的流水作业，有利于缩短工期。10.3环保节能木材与挤塑板形成的双层保温层，因其高效的热阻性能，使得超薄的屋面相当于30倍即一米以上混凝土厚度的效果。（普通混凝土

24、热导系数1.5W/（m.K），挤塑保温板导热系数0.03W/（m.K） ，木材导热系数0.11W/（m.K）。加之双层屋面板可遮挡阳光直射，且通风通气，使屋面具有良好的建筑节能效果。木基层及木龙骨采用天然防腐木，屋面部分无须防治白蚁而喷药。采用气体保护焊，产生热量和有害气体较少，对周边施工影响小，达到环保要求。10.4 防火较之普通工艺中大量使用各类结构胶的情况，本工法在结构层的连接中使用的是机械连接，使建筑物的耐火性得到提高。结构胶在一定高温下，就无法保证其正常工作，而起连接及抗剪作用的螺钉，在防火木板损毁前，不会改变其性状。11.应用实例11.1应用工程概况*新馆作为*先生的封刀之作，位于苏州古城*保护街区与*园和*府毗邻。新馆建设历时3年，建筑面积2.0万余平方米，总