你了解不鏽鋼屋面嗎？

屋面是不鏽鋼在建築上的第一個應用，美國一個工業建築的不鏽鋼屋面建於1924年，至今仍在使用且沒有進行過任何修理。不鏽鋼至今仍是工業建築和大型公用建築的屋面所青睞的材料，尤其是當建築處於腐蝕性較強的環境，因為腐蝕造成的屋面滲漏將帶來高昂的運行損失和維護代價。

不鏽鋼在屋面的第一個大型高端應用是建於1930年的紐約克萊斯勒大廈，它是當時世界最高的建築，屋頂和牆板採用302不鏽鋼，2B表面，至今仍熠熠生輝。由於不鏽鋼優異的耐腐蝕性能、良好的防火性能和抗風能力，成為高層建築所歡迎的材料。儘管其它金屬材料在建築建成之初也有較好的抗風能力，但隨著時間推移，發生腐蝕，抗風能力就會削弱。

不鏽鋼的獨特性能特別適合於屋頂，不論它是平的、傾斜的、拱形的或弧形的。不鏽鋼是一種十分堅固耐用的材料，具有高強度和高延展性，完全不透水。它很少需要甚至不需要維護，易於成形和焊接。

它可用樹脂漆著色，如日本使用樹脂塗層不鏽鋼屋面較多，也可採用標準型材製作成無塗層的金屬屋面。

不鏽鋼屋面已廣泛用於居民住宅、商業建築、市政建築及工業建築、體育館和教堂等。

不鏽鋼屋面材料有許多優點：

耐腐蝕性能好；

屋頂除需要去除樹葉、碎石等外，不需保養維護；

壽命可長達建築物的使用期限；

強度高，重量輕；

良好的防火性能，在火災中具有安全性；

良好的抗風能力和防水性能；

容易加工成形，易於焊接，鋪設簡單方便；

可著色處理、可塗漆或施加各種塗層；

不鏽鋼表面可滿足航空部門所要求的低反射性和太陽能反射指數（SRI）的要求，且SRI值不會隨時間推移而變化；

外表美觀，具有多種設計可能性，還可設計成綠化屋頂；

可安全地與其他建築材料一起使用，不會被水泥、泥漿、木材防腐劑破壞；

100%可回收再利用，無有害物質排放，對環境影響小

選材

不同的不鏽鋼可用於不同的環境。

在經常下雨的鄉村地區和低-中等污染的城市地區，可選用304不鏽鋼和439不鏽鋼；

在高污染的城市環境、工業環境和含鹽（海邊、除冰鹽）的環境，可選用316、316L、317、317L不鏽鋼等；

在溫度較高的嚴重工業污染的環境和鹽含量很高的環境，可能需要採用耐蝕性更好的317LMN、904L、447、2205、6%Mo不鏽鋼等牌號。

所有與不鏽鋼屋頂有關的材料也應當由不鏽鋼製成，包括板條罩、防濺板、滴水板、卡具和釘子。

不鏽鋼用於屋面的方式：

作為成型薄板；

作為帶有隱蔽固定裝置的成型薄板；

直立鎖邊法，線焊或摺疊；

板條卷法。

1）成型薄板

不鏽鋼可以用與碳鋼相同的方法進行成型。

由於不鏽鋼的加工硬化特性，軋成型材時所要求的壓力比碳鋼要求的壓力大50％左右，並且奧氏體型材料在輥軋成形過程中易發生「回彈」。

另一種方法是壓彎法，滑鐵盧終點站屋頂就是用這種方法建造的，板材經特別設計以適應建築家要求的長跨度。

無論如何成型，屋頂的鋪設方法是相同的。蓋板由檁條支撐，儘管間距取決於型材厚度和設計承重，但通常中心間距大致為1.8米。

對於不鏽鋼屋頂，要緊的是一級和二級固定螺絲也應由不鏽鋼製成，奧氏體緊固件必須與奧氏體屋頂鋼板一起使用。

由於不鏽鋼的楊氏模量與碳鋼相似，故相同型材的撓曲度相似。

典型的屋面板型如圖：

2）隱蔽固定方式

隱蔽固定系統外觀上與成型的蓋板相似，但它用暗裝的壓片緊固件來連接相鄰的板材。這種方法的優點在於屋面可不被固定螺絲穿孔，因此消除了潛在的滲漏源。

有各種不同的專利方法和隱蔽固定裝置的型材，但它們中大多數的原理是相同的。下圖所示的屋頂說明了這樣一個系統。倫敦的一個郵局分檢處使用了這種特殊的系統，其中對不鏽鋼進行了專有的珍珠色修飾。

這種方式使用輥軋成型的型材，該型材設計成有凸和凹的側邊來相互卡緊固定，這樣就形成了一個堅固互聯的、不漏水的屋頂隔板。在各聯鎖部件之間的是特別設計的壓片，它固定在檁條上並使屋頂壓緊。

互聯板材的原理也可用於外部或內部牆面的金屬包層。這種類型的裝置可允許溫度的變化，無論是熱脹還是冷縮。

最小坡度

對於大多數屋頂結構來說，最小值1度的坡度是必須的，這可以避免積水和永久水坑的形成。然而這肯定是推薦的最低值，採用更大傾斜度可加快水的流出，增進雨水的清洗作用。通常，屋頂傾斜度採用3－6度，以使防濺板和屋檐排水口簡單化。

鋼板厚度

型材通常以0.5、0.6、0.7mm的厚度被軋制出來，按檁木的多種間距而設計，檁木的中心距是1.5米到2.25米，依所承受的負荷而定。壓制板可以更厚些。

承重／間距表

可從屋頂材料製造商處獲得

附件

任何不鏽鋼屋頂的附件如卡子、螺絲也應當用不鏽鋼製造。

安裝

這種屋頂的安裝首先是標出第一排夾具的位置並固定好。將第一塊鋼板連接到這排夾具上並且把鋼板放到檁木上，將下一排夾具裝配在已安放好的鋼板上並像前面那樣固定在檁木上。安裝中有必要使用適用於大多數金屬屋頂安裝的履帶式操作台以避免永久的彎曲和表面損害，為此，鞋襪也應有所選擇，並且為避免油脂污染，處理材料時應戴上乾淨手套。

通常的做法是在屋脊接縫處用特製工具使鋼板翹起防止水通過，相反，在滴水處鋼板端部使鋼板翻下以利於水排出。預成形終端常在肋部被敲進使其平整，防止被小鳥、昆蟲等利用。

手工製造型屋頂

手工製造型的金屬屋頂需要一個基體來支撐，不鏽鋼也不例外。在這類屋頂中，基本上使用兩種方式，通常是直立接縫、板條卷。

用於手工製造所用的不鏽鋼應當處在軟化的狀態以利於成形。屋頂傾斜度在7度以下時推薦使用板條卷方法，但大於這個屋頂傾斜度時兩種方法都可使用。

在美學上，與板條卷方式相比，直立接縫方式所形成的屋頂外觀上不那麼惹人注目，板條卷方式在板條連接處給出醒目的線條，如果建築家願意，兩種方式可以一起使用。

在形成接縫和整理操作中要謹慎小心，因為不鏽鋼在冷作中會很強硬化。

3）直立鎖邊方式

直立鎖邊是由淺槽形板所形成的一系列間格組成的，槽形板緊靠著夾具鋪設在斜面上，夾具預先以375mm的中心距固定在基體上。夾具的尺寸是45mm高×25 mm寬×50 mm長，伸縮夾具為40 mm高×85 mm長，其上開有50 mm長的槽用以安放30 mm的夾具。夾具用螺栓或螺釘固定在基體或板條上，夾具與鋼板的上翻邊一起摺疊形成了高度約25 mm的縱向直立接縫。

普通夾具用來固定3m以下的鋼板，當超過3 m時，考慮到膨脹或熱移動，應用1／3的普通夾具和2／3的伸縮夾具混合使用。

當長度需要超過9 m，在屋頂坡度超過45度時，可用單層貼邊跨斜面將鋼板連接起來。結合處應矯平以使水順暢地流過鋼板。屋頂坡度小於45度時，推薦做滴水板。為避免直立接縫上不鏽鋼多層厚度給裝貼邊帶來困難，橫縫應錯開。

直立接縫成形方法見下圖。

固定鋼槽

翻邊摺疊形成直立接縫

在屋檐處摺疊直立縫

4）板條卷法

在這個方法中，縱向木板條用10號不鏽鋼螺絲（3.5 mm）牢固地安裝在基體上，中心間距450 mm。安裝板條牢固是重要的，以避免將金屬安放就位時發生任何錯位，板條在被安裝到基體上之前還要先裝上鋼板卡具。通常板條間的中心間隔是425 mm。

在檐口和滴水處木條端部呈現45度倒角，以便不鏽鋼蓋板的覆蓋。主鋼槽由寬455 mm並沿著縱向有45 mm直立翻邊的薄卷板構成，翻邊緊貼板條的側面。將卡具夾住固定鋼板，卡具尺寸為55mm高×50 mm長。對板條卷設置了一個分立的卷罩，一般是1米長。將罩定位，並在一端鎖住，另一端用3個10號螺釘固定。

基體結構

不鏽鋼屋頂與其它金屬屋頂的基體結構設計是相同的。

25 mm厚的企口板或19 mm或25 mm厚的室外使用等級的膠合板等木材適合作不鏽鋼的基體。

另外，混凝土基體結構也能滿足需要。對於混凝土基體結構，必須採取措施，用預埋在混凝土中並與混凝土找平層取平的燕尾形木板條或木栓來固定卡子或卷條。建議木板條為75 mm×25 mm厚，所有的木板最好進行壓力處理或用防腐劑浸漬防止腐爛。

基體結構應有一個平滑的斜度以利於排水，最小坡度為1：40。

基體結構的頂部應鋪一層襯底以為屋面板提供一個平整光滑的表面。要用其他方法防止襯底成為蒸氣阻擋層，除非襯底包括一個不透水的複合層。當使用混凝土或找平層時這一點很重要，因為它們可能長時間地殘留潮氣。

材料厚度和表面

通常，硬度值小於150維氏硬度的軟化材料並且手工製造屋頂一般僅使用標準線規SWG28號（0.375mm）的板材。

軋制2B表面和滾壓的無光澤表面在屋面較為常用。在無反光的表面做電化學著色處理、塗漆或各種金屬塗層（錫、錫/鋅或銅）屋面也廣泛被採用。除電化學著色表面一般用於較小的屋面板，其餘表面可用於任何屋面方式。

不同地區對屋面外觀的偏好不同，對飛行起降沿線屋面反射率規定不同。2B表面是屋面常用的表面中反射性最強的，任何加工或熱脹冷縮帶來的板材視覺上的不平直感會較為明顯。在美洲，2B表面不太受歡迎，一般限於工業建築屋面和建築天蓬。而在歐洲和南非，2B表面用在一些較高端的建築上，因為人們常將視覺上的凹凸不平感與手工打造聯繫起來。在很多地區，也不符合飛行起降的反射性規定。為了避免反光，最好選用與2D表面加工相似的無光表面加工或鉛錫合金鍍層材料。

排水溝、防濺板、落水管、女兒牆壓頂和其它屋面部件一般可採用2B表面，因為它價格低廉，容易買到薄規格的產品。

注意

不鏽鋼的儲存和保護。不鏽鋼在運輸過程中及在現場儲存中應當保持乾燥。任何時候都要小心避免材料被諸如帶釘的靴子或粗重的工具劃傷。不鏽鋼不應當用由碳鋼製作的鋼絲棉清洗，因為這將不可避免導致碳鋼的沉積和銹斑的生成。不鏽鋼必須一直與碳鋼分開，特別是在對它們進行機械加工時。

為適合屋頂的間格，所成形的鋼板糟應當留出一個適當的膨脹伸縮餘量。

樹脂塗層不鏽鋼

樹脂塗層不鏽鋼即PVF2，自八十年代中期在日本推廣使用以來，已獲得引人注目的成功。樹脂塗層不鏽鋼已經發展到長壽命塗層，其工藝涉及不鏽鋼表面的回火，最終退火過程保留時間比通常稍長一些。

為保證良好粘附力，使鋼板通過經噴丸處理表面的軋輥。在塗覆樹脂脂塗層之前，先塗覆一層環氧樹脂層作為底層。雖然普通的塗層是硅酮丙烯酸類樹脂，但更耐老化的亞乙烯氟樹脂塗層已研製出來。由於縫焊在日本有著快速增長的市場，因此已開發出可焊接的樹脂塗層。這種塗層與普通樹脂塗層的不同之處在於加入了20％重量的不鏽鋼粉，它保證了縫焊設備所需的導電性。成型薄板可以按通常的方式使用或用「隱蔽固定型」的內藏部件進行安裝。

縫焊

縫焊屋面基本上就是前面提到的直立縫屋面，只是將縫焊接起來形成不透水的接縫。縫焊在自動攜帶型機械裝置輔助下完成。該裝置最初由瑞典Rostfria Tak集團為此目的而研製。

這種方法的原理是首先將薄板卡具點焊到薄鋼板上，然後用自行推進的自動縫焊機在離屋面蓋板之上15mm處進行縫焊，最後的操作是縫的彎折，它又是一個由自行推進的縫彎曲機完成的過程。縫焊機要求一個380伏的三相電源或27千伏安的發電機，其自行推進速度為4米／分鐘。

來源：歐冶材料技術中心

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