屋脊的位置是根据排版分区设计时高点的位置线所确定的。所以在顶部形成了多条长短不一的曲线形屋脊或直线形屋脊。(如图3.1.1a、c)
但在实际工程中，如对排版分区设计的理解不到位，对屋脊线的设计不在高点上(如图3.1.1c、d)，也就是说在屋脊线的两侧屋面板的排水坡度若不能大于3%(最好大于5%)，将会在此出现防水的薄弱区。极易由此产生防水失败造成漏水的现象。
3.1.2排水天沟设计方案
天沟槽的设计应考虑:
1) 排水天沟宜采用防腐性能好的金属材料，不锈钢的厚度不应小于2.0mm; (如图3.1.2a)
2) 防水系统宜采用两道以上的防水构造。防水系统应具备吸收温度变化等所产生的位移的能力。
3) 排水天沟的截面尺寸应根据排水计算确定，并在长度方向上应考虑设置伸缩缝，顺直天沟连续长度不宜大于30m，非顺直天沟连续长度不宜大于20m。
4) 天沟槽的设计时，在充分考虑到其自身的排水、引水的功能外，还要考虑到排水天沟是整个采光顶系统的一个组成部分。其功能要完整。特别是在保温、隔热、隔声及装饰性能上要根据不同的项目进行专门的设计。一般要求在天沟金属槽的室内则设置填充保温棉，在可视部分包饰装饰面层。
在天沟金属槽的室外则涂防水油膏加防水卷材，这样有利于减少噪声，提高沟槽的防腐能力，提高使用寿命。(如图3.1.2a、b)在这里要提醒的是，对重要的项目在防水天沟应设置溢流口来防止一但天沟的落水口出现问题，溢流口将作为防水系统的最后一道防线。
3.2虹吸系统的设计
当雨水、雪水按照我们的要求汇入天沟内就进入了有组织的排水的过程 ，一般情况下从天沟内向外排水的方案有两种：一是通过水的重力和天沟的排水坡度使雨水汇聚到落水斗处，通过排水管道有组织的排出。这种方法简单易维护，大量使用在建筑上。二是近年来引进的虹吸排水系统技术。
虹吸式排水系统的基本原理是,当天沟积水深度逐渐加大并超过雨水斗上表面高度，掺气比值迅速下降为零，雨斗内水流形成负压或压力流，泻流量迅速增大，从而形成饱和排水状态。(如图3.2.1)其技术特点在于虹吸式雨水斗设计，水进入立管的流态被雨水斗调整，消除了由于过水断面缩小而形成的旋涡，从而避免了空气进入排水系统，使系统内管道呈满流状态。利用了建筑物高度赋予的势能，在雨水的连续流转过程中形成虹吸作用，导致水流速度迅速增大，实现大流量排水过程。
在设计坡度较大的排水天沟时，在天沟内设置了阻水板装置来保证排水的顺畅。
3.3除雪融冰系统的设计
金属屋面的建筑项目如果是在北方地区，在屋面和天沟的构造设计时应考虑到冰雪荷载对建筑的影响。由于冰雪荷载的作用个别项目曾经出现过重大的安全事故。所以在构造设计时，增加合理的除雪融冰系统的设计，是极为重要的。(如图3.3.1a、b)
3.3.1、我就某实际工程项目使用过的融雪除冰系统的设计介绍如下以便设计参考。
融雪除冰系统的材料选用：天沟融雪系统设计要求为除冰和融雪，选用恒功率电伴热带。根据本工程所在地的冬季气候条件，为保证除冰和融雪的速度和效果，伴热带标称功率为35瓦/米，铺设范围为不锈钢天沟。天沟内铺设方式采用1:6呈“S”型铺设，天沟槽除冰融雪功率为210瓦/米。在落水斗附近加密铺设。
除冰融雪控制系统和电源点的设置。考虑实际使用和控制系统操作方便以及电源等情况，该建筑屋面天沟设多个控制点，每个控制点设1个控制箱分区控制。
3.3.2、除冰融雪系统散热量计算：天沟除冰融雪系统设计依据为《中华人民共和国行业标准JGJ142--2004(地面辐射供暖（词条“供暖”由行业大百科提供）技术规程)》，散热量计算如下：
单位地面面积所需散热量(Qx)按以下公式计算：
3.4防雷系统的设计需要考虑的问题
金属屋面的外形都比较复杂，建筑师们常利用金属屋面的外层装饰面板作为语言来展示建筑的艺术魅力，往往不愿意在面板之外有其它的外露构造。在建筑物的顶部设置防雷接闪器是最有效的防雷装置。根据国家《建筑物防雷设计规范》(GB50057)的规定，除第一类防雷建筑物外，如是金属屋面的建筑物，宜利用其金属屋面板作为闪接器。但应符合下列要求：金属板之间采用搭接时，其搭接长度不应小于100mm;
金属屋面直接直接作为接闪器时在其必要的位置将面板和主体钢结构导通，使金属板与建筑的防雷体系可靠连接，并保持导电畅通(如图3.4)。确保导通的做法是将铝板和连接件之间的橡胶垫片取消，接触表面的铝板或铝型材应去除氧化膜保护层（词条“保护层”由行业大百科提供），铝镁锰屋面板支承件T码和支承龙骨的连接处取消安装绝缘垫片。每个导通点的间距不大于10m。
第二类防雷建筑物的滚球半径为45m，滚球沿需要防止雷击的部位滚动，当球体只接触接闪器或只触及接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，该部位就得到了接闪器的保护。
在此需要提醒大家的是，在屋面防雷系统的设计时需要考虑的是在金属屋面板外层的装饰面是否能够导电，如果采用了绝缘材料作为装饰面层，如GRC板、复合板、石材和陶瓷板等，就一定需要在建筑的高点上设置专门的凸出屋面的防雷接闪器。
3.5清洗机（词条“清洗机”由行业大百科提供）构的设计
建筑外表面的清洗方案是多种多样的。其中之一是通过从金属屋面上安装的清洗吊环机构来实现的。吊环分布在金属屋面上，其间距和位置是根据屋面的具体形状而设置的，两个环之间距离一般在4米左右，吊环的分布主要考虑清洗时清洗机构的设置，确保清洗人员能够顺利清洗整个屋面。吊环采用不锈钢材质，通过不锈钢螺栓固定在金属屋面板上，螺栓并不穿过屋面板，杜绝由于钻孔引起的渗水（词条“渗水”由行业大百科提供）可能。
吊环的孔用于安装清洗用的软梯或绳索。清洗时用软梯或绳索悬挂在清洗吊环上，清洗人员在软梯或绳索上对建筑进行清洁。
4 结束语
在实践中，我们针对具体的难点，用我们已掌握的技能加以突破，同时也获得了很多解决问题的办法。本篇文章就金属屋面设计与施工过程中的一些具体问题和做法作了一些总结，还有待同行们借鉴。同时也能给出更好的建议，共同为金属屋面设计和施工技术的提高多做一些工作。由于篇幅的原因，我的此篇文章中也只介绍了与施工图设计所相关的一些问题。就施工过程中的施工组织、测量放线、空间几何尺寸的定位、安装过程中局部区域结构变形的监控等施工经验，另有文章进行介绍。特别是对排水天沟设计、计算、施工及工作原理、构造等是设计和施工的薄弱环节，对此在《金属屋面在设计和施工中常见问题解析-----屋脊与天沟在设计中要解决的问题》文章中有的分析和介绍。
参考文献
[1] 《建筑幕墙》，中华人民共和国家标准, GB/T 21086-2007
[2] 《采光顶与金属屋面技术规程》，中华人民共和国行业标准,JGJ255-2012
[3] 王德勤、张洋、杨涛，鄂尔多斯博物馆双曲面异形金属屋面设计，《中国建筑防水》，，2011.08
[4] 王德勤，鲁台会展中心异型金属屋面鱼鳞外饰板的施工技术，《建筑幕墙》，2013、01
[5] 朱相栋，金属屋面雨噪声隔声技术指标，清华大学，建筑环境检测中心，2010.05
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