作者丨杜昕杰
单位丨中建五局钢结构公司
金属板对比混凝土板具有轻质高强、高韧性的特点，故金属屋面能够实现一些更新颖的建筑形式，多用于艺术馆及机场高铁站等现代化场馆的围护施工中。目前国内的大型仿古类建筑使用金属屋面的案例较少，下面我将分享一个仿古建筑项目金属屋面的方案设计、节点设计及大坡度屋面施工的思路，希望大家能够喜欢。
项目简介及设计背景
项目简介：本次案例源于黄河非物质文化遗产项目，项目坐落于河南省洛阳市古城路与龙门大道交界处，是省重点项目、市重点民生工程。本项目屋面总面积约3.6万平方米，屋面防水等级为一级，包含非遗展示馆、非遗书城、非遗学术交流中心三部分屋面。屋面结构采用多层次的连续坡屋面形式，使得屋面整体造型跌宕起伏，象征着滚滚黄河奔流不息，黄河文化源远流长。本项目屋面具有超大坡度、整体连接、双层椽檐口仿古的特点。
图一 项目屋面效果图
设计背景：本项目屋面建筑方案为同济大学设计院李立教授团队所做，施工图则由中国汽车工业工程有限公司进行设计。李立教授团队在洛阳享有很高的知名度，当地公共场馆类建筑大多采用李教授的设计方案，深受业主方信赖。我们五局钢结构设计院进行的是对施工图二次深化工作，保证原有设计方案能够完美落地。如何才能实现方案图中的屋面目标效果？让我带大家走进初步方案设计的过程。
屋面方案设计
▍1-入局
招标清单方案分析，展现专业技术实力。
最初，在确定中标后。针对招标清单描述，经我司设计人员分析，这套屋面方案既不能满足建筑外观设计，又存在成本浪费的情况，还有严重的漏水隐患。因此，虽然此套方案造价低，但其并不具备应用价值。因此我们判断项目的屋面做法大概率可以进行重大变更。
图二 招标清单方案分析
▍2-乱局
建筑效果冲突，方案阶段陷入泥潭。
在祛除方案中不必要的成本项，补全了屋面的防水性能的工作完成后，完成了咱们屋面方案的第一次升级。但是依旧无法达到同济大学设计院想要的建筑效果。同济院对此套方案十分失望，进而自行提供了一套屋面构造做法。但是经市场调查，此方案单价约为2500元/㎡，业主方在金属屋面单项上需追加约7000万元，是我们投标报价的数倍。因此，业主方也产生了犹豫的情绪，既不愿增加太多投入又不能否定李教授的封山之作，因此迟迟不能决断。项目陷入了停滞阶段。
图三 同济院与中汽院设计方案对比
▍3-破局
分析双方冲突点，寻找优解谋共赢。
在同济院提供方案之后，我司设计人员针对所提方案进行了仔细分析，我们得出两个成本较高的原因：其一，体系本身必须采用一种国外进口的保温材料及其粘结剂，在国内属于垄断产品，价格奇高；其二，屋面选用“金属和瓦”作为装饰层实现仿古效果，成本较高。
以成本为突破口，我们对同济院所提方案进行了优化。但考虑到建筑外观要求，我们做出保留“和瓦”为最外层装饰瓦的决定。同时设计抗风夹及龙骨为和瓦提供固定结构。下层构造则以铝镁锰金属板、TPO防水卷材组成一级防水构造，岩棉板为主要保温隔热层，辅以隔气层、透汽层、持力层等，整个屋面共计12层。
新方案构造层数量、材料种类是原方案的两倍，但价格依然只有原方案的1/2。因此，我司所提方案十分受业主认可。同时，本方案中所用到的铝镁锰材料、和瓦等材料也分别是汽车院和同济院方案中的材料，因此两所设计院也并没有异议。
屋面建筑构造方案在四方共同的认可下，圆满落地。这是和瓦第一次在非混凝土板等硬质屋面的应用，也是和瓦第一次在大面积屋面上的应用。
图四 最终屋面方案
项目实施效果及总结
图五 书城南侧航拍图
图六 展示馆东侧航拍图
经过方案优化之后，屋面正式施工时顺利进行，最终以节省20%工期完成施工。
回顾本项目的方案设计过程，可以看到专业设计能力在项目中发挥着重要支撑和引领作用。只有凭借过硬的技术实力，专业公司设计院才能从后端走到前端；只有对行业、市场足够贴合的设计方案，才能赢得业主、设计院、施工单位的肯定，才能真正把控项目的走向，助力项目优质履约！
