综合分析美国单层屋面系统节能应用技术（二）

    二、SFS公司———美国屋面系统机械固定件最大供应商之一 　　

    位于费城附近的SFS工厂是瑞士SFS公司的一家生产金属屋面固定件和单层屋面系统机械固定件的工厂。SFS公司年销售额10亿美元，拥有13个工厂，3900名雇员，分布在22个国家，主要分为服务、工厂、贸易、本土4个部门，和汽车、工业（手机）、建筑三大客户群。建筑方面主要是金属屋面和单层屋面的固定件，由于人工费用和施工质量的考虑，代表团更多地关注产品与配套的施工机具。 　
　

    代表团成员兴致勃勃地听取了工厂总经理的介绍，并参观了SFS的工厂。SFS美国工厂生产各种类型的屋面专用机械固定件，有直立锁边金属屋面专用滑锁机械固定件、钢结构专用机械固定件、檐口密封带和单层屋面专用机械固定件。在单层屋面机械固定件中又分保温板用垫片、卷材专用垫片、双焊缝专用压条、各种螺丝钉和保温PVC套管等，生产线都是自动化操作，成型的垫片和螺钉都要进行涂层处理，以保证其耐久性。垫片和螺丝钉都成套预装后进行包装。 　　

    SFS工厂还为代表团成员演示了单层屋面系统抗风荷载试验。试验是专门为代表团成员预先准备好的，即模拟实际安装工程，将TPO卷材固定在密闭的试验台下，按照试验方法的规定，间歇式增加压力，直至系统破坏。专家们讲解了试验的原理和系统破坏的原因。这套试验系统是SFS专门为研制单层屋面机械固定系统配件而建立的，目的是通过试验，研制出满足各类单层屋面用的性价比最高的机械固定系统和配件。团员们还参观了SFS的各种固定件施工机具，这些机具主要用于单层屋面系统机械固定件的自动化和机械化施工。 　　

    参观后，代表团标准小组的专家与SFS的专家进行了热烈的讨论。标准小组对单层屋面专用机械固定件的主要性能、试验方法和标准规范等方面提出了许多问题，SFS专家进行逐一解释。SFS专家指出：用于单层屋面机械固定的固定件，适用于不同的场合、不同的要求，保温板常采用六边形和圆形垫片，卷材采用长圆形垫片，固定件的材质、几何形状、螺头是关键技术，影响其与钢板的咬合，为了保证固定效果，钢板厚度也有一定的要求。 　　

    作为固定件的主要机械性能是自攻旋力、拔出力、反旋力，在屋面系统中对固定件的要求体现在钉头抗拔出、垫片下卷材抗撕裂等性能。紧固件的重要性能之一就是耐久性。耐久性试验主要采用DIN50018和FM4470的SO2酸雾试验，按照要求是试验15个周期后，腐蚀面积不超过15％，不建议采用盐雾试验，因为大气中主要是SO2的酸雨影响，酸雾试验与盐雾试验没有相关性。建筑构造形式是否含有水分、涂层安装时的损坏、建筑使用环境和固定件的材质都对固定件的使用寿命有很大影响。钢材、混凝土、木材、脆弱基层等采用不同形式的固定件，固定件是以系统方式来考虑，根据计算每个固定件的固定力与FM的抗风揭分级联系起来，只需要对最弱的系统进行试验即可。由于对节能的重视，固定件的热传导一般采用塑料套管、塑料垫片等。 　　

    SFS在单层屋面系统机械固定件的耐久性及自攻、抗拔、抗反旋等方面有长期的工程经验和研发实力，从而成为美国乃至世界机械固定件领域的重要供应商之一。

    三、FM实验室———美国单层屋面系统最权威检测机构 　　

    代表团标准小组访问了单层屋面系统最权威检测机构———FM实验室。美国FM是全球最大的工业和商业财产保险公司，为此设立了FM认证实验室。实验室的主要工作是：检测标准、产品检测、产品认证，拥有三个检测部门：消防、电气、建筑。FM的屋面认证是从系统考虑，包括了内部防火和外部防火、抗风、防冰雹、防水、承载、耐腐蚀等方面。去年，协会代表团曾对FM进行了走马观花式的访问，对FM有了初步的了解。此次访问，FM对代表团做了充分的准备，并在访问前就与协会讨论落实了本次观摩的多组实验内容和项目。由于访问时间的限制，本次访问为全部观摩单层屋面抗风揭荷载试验。抗风揭试验是根据FM的I－28进行试验，采用的试验标准尺寸是3.7×7.3m，对屋面透气系统采用正压试验，对屋面不透气系统采用负压、正压同时试验，不变形的不透气屋面系统（如现浇混凝土）采用负压试验，其正负压按ANCE为15％和85％分配。 　　

    FM认证要求建筑设计师通过计算实际工程所处环境条件下的屋面风荷载，再乘以2倍的的安全系数，然后通过FM的抗风荷载试验，再选择满足风荷载等级的相应的屋面系统。满足试验的风荷载等级是屋面的常规荷载，对屋面的边区和角区还需要根据设计进行加强。对机械固定系统，根据风荷载等级和固定件的数量，计算每个固定件的荷载。
　　

    FM屋面抗风揭试验的最低要求是60psf（即：每平方英吋/磅），然后按每间隔一分钟增加15psf依次循环，由于试验的安全系数是2，因此I－60的系统可满足屋面抗风荷载为30psf的设计要求。对机械固定屋面系统，卷材和保温材料按实际施工要求规定固定在钢板上，然后按工程实际进行搭接。在FM实验室现场观摩了数组抗风揭的试验。首先演示的系统是1.5mm厚的TPO的机械固定屋面系统，采用压条固定单边焊接方式，试验从0加压到30psf，开始观察，一直加压到60psf，正式开始试验，每加压15psf，每个应力保持1min，观察系统有否破坏，如没有，再进行升压，若系统出现破坏，则以破坏前的一个压力值为通过值。第一个试验通过I-60标准，但在75psf时卷材搭接边脱开。经割破检查，固定件未破坏，卷材有搭接处撕裂。第二个系统是1.14mm厚的TPO的机械固定系统，采用了压条式机械固定和双边焊接系统，压型钢板是高强度钢板，试验在195psf时固定件拔出、压条撕裂、保温板脱落，说明整个系统比较协调，同时出现了破坏，该系统通过了I-180标准。第三个系统是EPDM的机械固定系统，采用压条机械固定的具有内增强的EPDM卷材，试验结果是在通过90psf时钉子的钉头从压条上脱落，第三个试验通过I-75标准。第四个系统是EPDM的满粘系统，保温板用机械固定方式固定在压型钢板上，卷材满粘贴在保温板上，采用胶带搭接，在加压过程中，卷材在保温板表面有许多小气泡，有些鼓泡直径超过15cm，最终在120psf时机械固定的保温板脱落，引起系统破坏，第四个试验通过I-105标准。实验室还演示了用于施工后验收的现场风揭试验装置，尺寸是1.5×1.5m，适用于满粘单层屋面系统，内置变形测量装置，采用负压测试，主要用于评价系统是否符合安装设计要求，由于是现场测试，其安全系数为1.5。