浅谈钢结构厂房围护结构设计

浅谈钢结构厂房围护结构设计

摘要：工业厂房对于大跨度大面积空间以及快速建造的需求，使得现代工业厂

房多是采用钢结构建筑。钢结构建筑有其优点：高强轻质、工业化程度高，施工

周期短、节能环保等；也有其缺点，由于其维护构件多为现场拼接，其维护结构

的防水、保温隔热等与传统钢筋混凝土框架建筑相比有其特殊性。本文尝试探讨

分析钢结构厂房维护结构的主要设计要点。本文探讨的围护结构包括钢结构厂房

的外墙和屋顶等主要外围护结构的设计。

关键词：钢结构厂房外墙屋面门窗

一、外墙

钢结构厂房外墙主要有以下几种形式：单层压型彩钢板墙体；单层压型彩钢

板复合保温墙体；双层压型彩钢板复合保温隔热墙体；承插型夹芯板保温墙体等。

单层压型彩钢板墙体构造做法一般为：≥0.6mm厚上层压型钢板外侧墙板，冷弯型钢墙梁。单层压型彩钢板复合保温墙体构造做法一般为：≥0.6mm厚上层压

型钢板外侧墙板，（防水透汽层），玻璃棉卷毡，隔汽层，冷弯型钢墙梁。单层

彩钢板外墙一般用于简易建筑，造价较低，也可以用于有泄爆要求的建筑作为泄

爆墙。单层彩钢板外墙的缺点是内墙面一侧墙梁等直接暴露,不够美观。

双层压型彩钢板复合保温隔热墙体构造做法一般为：≥0.6mm厚压型钢板外

侧墙板，（防水透汽层），玻璃棉卷毡，隔汽层（或0.2mm厚隔热反射箔），镀锌冷弯型钢墙梁，≥0.5厚压型钢板内侧墙板。该种墙体应用较广，有一定的保温

隔热功能，内墙面整洁美观。

压型彩钢板外墙板排版方式有竖排和横排两种。通常采用竖排板，因其波纹

顺雨水流向，利于保持彩钢板清洁。横排板较为美观，但横向波纹也容易积灰，

在较清洁的环境里使用效果较好。横排板需要增加竖向小墙梁，造价有所增加。

承插型夹芯板保温墙体构造做法一般为：：≥50mm厚夹芯板竖排，冷弯型钢

墙梁。夹芯板表面平整，外观效果同金属板幕墙。一般采用横排板方式，板宽度

一般约900、1000、1200，要求建筑门窗、窗间墙等高度尽量按板宽模数，以获

得较整齐的立面外观。这种墙体室内一侧一般也设单层彩钢板内墙板,以获得较美

观的室内观感。这种墙体构造方式，造价较高，适用于资金充裕美观要求高的项目。

外墙面如规范施工，一般不会有防水问题。外墙的岩棉、玻璃棉等保温材料

厚度可按相关规范计算确定。根据防火规范对外墙燃烧性能及耐火极限的要求，

夹芯板外墙也应采用岩棉、玻璃棉等不燃的保温材料。

二、屋面

钢结构厂房屋面主要有以下几种形式：压型钢板自防水屋面、卷材防水屋面、夹芯板屋面等。屋面维护构件除屋面钢板外还涉及屋面采光带及天窗、钢天沟等

部件。

压型钢板自防水屋面主要包括：单层压型钢板屋面、单层压型钢板复合保温

屋面、双层压型钢板复合保温屋面、夹芯板保温屋面等。

除需要满足抗风揭、满足各种荷载受力要求，屋面最重要的性能就是防渗漏、保温隔热。目前最常用的是双层压型钢板复合保温屋面，其构造做法一般为：

≥0.6厚上层压型钢板，防水透气层（根据需要选用），玻璃棉卷毡，隔汽层（或

隔热反射箔），钢檩条，≥0.5厚底层压型钢板。屋面上层板一般采用360度直立

缝锁边的连接方式，其优点是水密性和气密性较好，整个钢屋面可通过可滑移支

座连接和固定，可避免屋面板和结构因热胀冷缩差异产生应力损害，从而避免屋

面破坏漏水。防水透气层可以避免渗漏对玻璃棉造成影响，玻璃棉卷毡根据热工

计算选择厚度，一般选用带铝箔贴面作为隔汽层的玻璃棉毡，防止水汽进入玻璃

棉产生冷凝而影响保温效果。檩条暗藏型构造，是底层压型钢板装在钢檩条下面，可使顶棚看来更整洁明亮。檩条暗藏型的顶棚平整美观，但底板施工难度较大。

底层压型钢板还可根据使用要求，采用穿孔钢板、纸面石膏板、增强纤维水泥板、铝合金吊顶板等材料。檩条露明型压型钢板在檩条上铺设，在底层压型钢板上加

设附檩或专用支架，铺设保温层并固定上层压型钢板，附檩固定要确保稳固，高

度要满足保温棉的厚度不被压缩。

单层压型钢板复合保温屋面常用构造：≥0.6厚上层压型钢板，防水透气层

（根据需要选用），玻璃棉卷毡，隔汽层（或隔热反射箔），热镀锌或不锈钢丝

网（根据需要选用），钢檩条。这种构造通常为建设方节省内层板节约造价的做法，有爆炸危险需要屋顶泄压的厂房、仓库为满足泄压要求也不设内板。单层压

型钢板屋面一般用于露天跨、雨篷连廊等不需要保温隔热简易搭建之处。

夹芯板保温屋面构造一般为：≥50厚夹芯板，钢檩条。根据《建筑设计防火

规范》，金属夹芯板应采用不燃材料芯材，所以通常采用使用的是岩棉夹芯板、

玻璃棉彩钢夹芯板。夹芯板采用螺钉固定，比360度直立缝锁边的连接方式易漏水，所以这种构造方式不太常用。

压型钢板复合保温卷材防水屋面构造：防水卷材通过带垫片的专用螺钉机械

固定于压型钢板上(搭接处热风焊接)；无纺布或土工布隔离层（用于pvc卷材）；保温层、带垫片的保温板；隔汽层；0.8mm厚专用压型钢板；冷弯型钢檩条。一

般采用TPO、PVC、SBS等防水卷材。保温板一般为A级不燃的岩棉板，其强度应满足铺设卷材要求、上人维修等要求。该屋面优点是具有较好的防水性能，卷材

搭接处采用热风焊接，密封性较好，维修也较方便。其应注意的是，屋面应满足

规范规定的抗风揭要求，卷材的耐久年限也应注意。

钢结构厂房还可以采用太空板卷材防水屋面。太空板是发泡水泥复合板，是

由钢边框或预应力混凝土边框、钢筋桁架、发泡水泥芯材、上下水泥面层（含玻

纤网）复合而成的集承重、保温、轻质、隔热、隔声、耐火、耐久等优良性能于

一身的新型建筑板材。屋面板版型一般为1.5mx6.0m，1.5mx7.5m，3mx6m，

3mx3m。太空板屋面可采用SBS防水卷材也可采用高分子防水卷材（如PVC或TPO），满粘ＳＢＳ是比较常规的做法。太空板卷材防水屋面，适用于对防水要

求较高的建筑屋面，或不适合钢板的防腐要求较高的屋面。缺点是太空板屋面价

格较高，屋面荷载较大，主体结构造价也有所增加。

三、窗、门

钢结构厂房大型门一般需要考虑需有较好的强度，宜为防风型大门。常用的

门有推拉门、卷帘门、提升门等。厂房外窗，按采光、通风、保温要求进行选择。重点是采光通风天窗的选择。对于进深较大的厂房建筑，侧窗采光已不能满足要求，必须设屋顶采光。配合钢屋面，屋面有采光带、采光天窗、采光通风天窗、

气楼等可满足要求。采光板一般为FRP板或中空聚碳酸脂板，中空聚碳酸脂板隔

热性能较好，有利于防冷凝水。拱形的采光窗较不易积灰积雪，而平面的采光带、窗较易积灰积雪影响采光效果。通风天窗的选择可根据通风排烟要求选择不同形

式的天窗。采光板采用半透明的较好，可避免太阳直射光对生产的影响。

屋面采光窗通风窗的屋面基座交接处是易漏水的薄弱点，应采取可靠节点措施，防止漏水。卷材防水屋面在节点防水较有优势。

四、屋面、天沟选型

屋面防水效果与屋面形式选型有关，与屋面坡向有关，还与内外天沟有关。一般卷材防水屋面防水效果好于压型彩钢板屋面。360度直立缝卷边的压型钢板屋面防水效果好于其他形式的钢屋面。厂房屋面尽量简化坡向，以减少内天沟。因内天沟不便设天沟溢流口，如雨量较大来不及排泄，则可能从墙面与钢屋面交接缝隙处溢入室内，积雪融化时也是如此。严寒寒冷地区，采用内天沟，雨水管从室内走，有利于积雪融化排水通畅。而女儿墙如较高，则又有可能屋面积雪较高造成局部雪荷载较大而破坏屋面。严寒地区，做外天沟或不设天沟有利于自然排除屋面积雪，但又需要采取措施防止坠雪或坠落的冰棱伤人。天沟形式的选择需要综合考虑各项因素。

五、板材

压型钢板的选材选型也较为重要。一般外墙面屋面的彩钢板基板要求0.6厚镀铝锌板，其表面涂层除满足基本规范要求外，可根据建筑环境要求及美观要求提高标准。如沿海、环境有污染的工厂，彩钢板需要考虑防腐蚀、耐久年限更长的板材。波峰较高的屋面压型钢板，有利于防水。波峰较高的墙面压型钢板立体感墙，较为美观。

另外，钢结构建筑漏水许有时往往是在施工过程中造成，所以严格控制施工质量也是作好钢结构防水的一个重点。综上所述，钢结构厂房如在设计和施工环节处理好维护结构的种种细节，做到保温隔热防渗漏，大跨度大空间的属于绿色建筑的钢结构厂房的种种优势才能发挥好。