首頁(yè) > 建構(gòu)研究 > 屋面材料 > 金屬屋面系統(tǒng) > 金屬屋面 > 各司其職的雙層復(fù)合屋面
2017-11-30 17:45:43
現(xiàn)代建筑構(gòu)造的一個(gè)顯著特點(diǎn)是構(gòu)成材料的種類(lèi)越來(lái)越多；同時(shí)，根據(jù)不同材料的特性，職能分工也越來(lái)越細(xì)。雙層復(fù)合墻體、雙層復(fù)合屋面即是如此。
一種典型的雙層復(fù)合墻面（參見(jiàn)“玻璃幕墻外層的雙層墻體”）
讓·努維爾(Jean Nouvel)設(shè)計(jì)的西班牙巴塞羅那阿格巴大廈。
與雙層屋面有異曲同工之妙，差異在于墻面對(duì)于防水的要求較屋面低得多。
所謂雙層復(fù)合屋面即是由內(nèi)外兩層明顯脫開(kāi)一定距離、留有空氣流通層的構(gòu)造層復(fù)合而成的一種屋面。正常情況下，即使去除復(fù)合屋面外層，內(nèi)層同樣能滿(mǎn)足保溫隔熱、防水的功能。
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土屋面上再設(shè)置隔熱的架空板即屬于此類(lèi)構(gòu)造。現(xiàn)代的雙層復(fù)合屋面除了考慮功能需求外，更多的考慮了第五立面的視覺(jué)需求，這種屋面的外層主要作為外層裝飾及第一層次的防護(hù)，常采用視覺(jué)效果較好、尺度合適、耐候性更好的小塊金屬（如鈦板、不銹鋼板、鈦鋼復(fù)合板）板材、石板等。外層塊板的單元尺寸一般不大，板間常留有一定縫隙。屋面內(nèi)層則常采用防排水性能較為可靠的長(zhǎng)條形斷面金屬板（壓型金屬板）如價(jià)格相對(duì)便宜的涂層鋼板、鋁板等（偶爾也有采用傳統(tǒng)柔性防水層構(gòu)造的）。
雙層復(fù)合屋面常用于大型的、等級(jí)較高的建筑，如機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳、大劇院等，也更適合于追求墻屋面一體化形式的異形建筑。
日本關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)的金屬雙層屋面構(gòu)造詳圖
建筑師：倫佐.皮阿諾
采用大波形斷面板、在波峰上的固定件讓防水更為可靠。
中國(guó)遠(yuǎn)大鋁業(yè)集團(tuán)公司提供的一種雙層復(fù)合屋面三維示意圖
立邊夾固式構(gòu)造避免了上層板材支撐件對(duì)防水層完整性的破壞，防水更為可靠。
（欲了解“遠(yuǎn)大”公司幕墻技術(shù)及產(chǎn)品可以點(diǎn)擊頁(yè)面左下角“閱讀原文”）
雙層復(fù)合屋面與普通單層（金屬板材防水）屋面相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：
（1）分層構(gòu)造，各司其職。外層板材主要作為飾面層及屋面第一道防護(hù)層，它可以掩蓋下層的排水溝、附加的防水構(gòu)造等不雅的構(gòu)件，屋面整體效果更為統(tǒng)一。選擇與墻面同樣形式的板材時(shí)可以達(dá)到墻屋面形式一體化的效果，更為適應(yīng)現(xiàn)代墻屋面沒(méi)有明顯界限的異形建筑。內(nèi)層構(gòu)造以防水、保溫隔熱為主，可以完全按照功能需求設(shè)計(jì)，對(duì)形式不至于產(chǎn)生影響。
（2）由于內(nèi)層的可靠防水，外層板材一般無(wú)需考慮防水密閉，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用各種形狀、尺寸、比例以適合不同的形式要求，因此雙層復(fù)合屋面能夠提供更為靈活的外在形式。
（3）由于外層板材分成小塊板，每塊板的面積較小，配合特殊的設(shè)計(jì)，十分利于排水，不易灰塵的積聚（下雨時(shí)沖入下部不可見(jiàn)的防水層），保持建筑的整潔持久形象。
（4）由于外層板材一般均為耐候性極佳的金屬材料、天然石材等，可以抵御最為直接的自然風(fēng)沙雨雪甚至鹽霧的侵蝕。
（5）雙層構(gòu)造客觀上改善了屋面的熱工性能。外層板反射了大部分的太陽(yáng)輻射，同時(shí)內(nèi)外層板間的空腔提供了冷熱緩沖、對(duì)流空間。
（6）雙層板的構(gòu)造改善了室內(nèi)的聲環(huán)境，特別是在下雨及冰雹時(shí)對(duì)于撞擊噪音的屏蔽作用。
當(dāng)然，雙層構(gòu)造不可避免地帶來(lái)了建筑造價(jià)的大幅提升，在一般的小型建筑中較為少見(jiàn)。倫佐·皮亞諾（Renzo Piano）設(shè)計(jì)的日本關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)、保羅·安德魯設(shè)計(jì)的中國(guó)國(guó)家大劇院、加拿大卡洛斯（Carlos）事務(wù)所設(shè)計(jì)的杭州大劇院、磯崎新設(shè)計(jì)的中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館等均采用了雙層復(fù)合屋面系統(tǒng)。
北京中國(guó)國(guó)家大劇院
建筑師：保羅.安德魯事務(wù)所+北京市建筑設(shè)計(jì)研究院
中國(guó)國(guó)家大劇院屋頂內(nèi)層作為排水及防水層的Kalzip?長(zhǎng)條型斷面鋁板。
雖然能滿(mǎn)足防排水的功能要求，但卻不能滿(mǎn)足建筑形式的需求。
施工中的北京中國(guó)國(guó)家大劇院屋頂
上層為鈦鋼復(fù)合面板（保護(hù)膜尚未揭去），采用不破壞金屬板材防水完整性的立邊夾固式支座，沿水平方向兩條板帶間留有空隙作為排水溝。底層為作為排水及防水層的Kalzip?長(zhǎng)條型斷面鋁板。
鄂爾多斯博物館
建筑師：馬巖松
外層仿古銅色鋁合金板與背后的鋁合金防排水層。
外層構(gòu)造更適應(yīng)墻屋面沒(méi)有明顯界限的異形建筑，也更適應(yīng)于建筑師表達(dá)形式的需求。
北京中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館
建筑師：磯崎新
石板瓦墻屋面一體化的外表皮，完全掩蓋了作為屋面排水及防水層的Kalzip?長(zhǎng)條型斷面鋁合金板，在達(dá)到可靠防水要求的基礎(chǔ)上完全滿(mǎn)足了形式的需求。
除了更為重視外在形式的雙層復(fù)合屋面外，從特殊的使用功能出發(fā)，如金屬板材防水層上架設(shè)大面積的太陽(yáng)能光電板，也產(chǎn)生了類(lèi)似形式的雙層屋面系統(tǒng)。
美國(guó)耶魯大學(xué)KroonHall （森林與環(huán)境學(xué)院）
建筑師： 霍普金斯建筑事務(wù)所
節(jié)能綠色是該建筑的典型特征。南向屋頂上覆蓋著太陽(yáng)能光伏板，據(jù)稱(chēng)可提供建筑24%的能量。
在條形鋅板（防水層）屋面上架設(shè)的太陽(yáng)能光伏板
雖然原理類(lèi)似，但雙層復(fù)合屋面的構(gòu)造方式針對(duì)不同形式的建筑仍然可以有很多選擇；同時(shí)，雙層復(fù)合屋面構(gòu)造技術(shù)要求相對(duì)也較高，一般均委托專(zhuān)業(yè)的幕墻公司進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)。建筑師更多的是需要了解構(gòu)造的基本原理以及對(duì)整體形式的把握。
本文作者褚智勇，東南大學(xué)建筑系工學(xué)學(xué)士，北京建筑工程學(xué)院建筑學(xué)碩士，教授級(jí)高級(jí)建筑師，一級(jí)注冊(cè)建筑師，現(xiàn)任教于北京工業(yè)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院。曾著有建筑材料與構(gòu)造類(lèi)暢銷(xiāo)書(shū)《建筑設(shè)計(jì)的材料語(yǔ)言》。
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