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【摘 要】 文结合某市体育馆工程金属屋面安装实例，简述金属屋面施工过程中各主要工序施工流程及质量控制要点。
【关键词】 金属屋面；屋面板；质量控制
【中图分类号】 TU765 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2010）04-054-03
1工程概况
某市体育馆工程总建筑面积16128m2，可容纳固定席观众人数为5229人（包括活动座席510席），将建成一座集比赛、训练、集会、演出等功能于一体的规模较大、设施先进的综合体育馆。体育建筑等级为甲级，满足举办全国性和单项国际比赛要求。屋面结构为钢结构，由覆盖比赛场地上空的球壳和覆盖入口处的三角形壳体组成。铝合金金属屋面面积约12100m2，屋面集防水、保温、吸音、降噪、支承等多种功能于一体。包括铝镁锰金属屋面、不锈钢集水天沟、降噪、吸音、防潮隔热层等分项工程。
2施工工序流程及主要材料性能
铝合金屋面系统构造层次（从上至下）：0.9mm氟碳铝镁锰合金直立锁边板（扇形板，肋高65mm）；3mm耐仿金属柔性卷材防水层；50mm厚挤塑保温板，下铺0.3mm厚PE隔气膜；50mm厚玻璃吸音棉，下铺无纺布；0.5mm穿孔镀铝锌压型彩钢板（穿孔率20%）；屋面次主檩。
2.1屋面面板。材质：铝镁锰合金板；弹性模量：70，000N/mm2；导热系数：210W/m°C；熔点：660°C；防腐年限：不低于50年。本工程采用暗扣式立边咬合接缝和平锁扣（斜锁扣）接缝方式，锁边机将屋面板的搭接自动咬合在一起，屋面无影响美观及防水性能的螺钉外露，形成结构性的防水、防尘体系，屋面接口轻盈美观，防水效果好。
2.2铝合金固定支座。材质：铝合金；热处理状态：T6；表面处理状态：自然色阳极氧化处理。铝合金固定座和钢结构檩条之间设有塑料隔热垫，该材料除了具有防止冷、热桥的作用，还有防止钢和铝之间电化学腐蚀的功能。
2.3承重钢底板。材质：镀铝锌钢板，镀铝锌含量不少于150g/m2；穿孔率：20%。镀铝锌板可长期抵抗因为腐蚀而造成的破裂、穿孔和结构性的破坏。在基材钢板暴露（横截面或划伤）的部位，镀铝锌钢板不仅有镀锌钢板所具有的阴极保护作用，而且镀层中的铝迅速氧化形成致密稳定且不溶于水的保护层，保护基材钢板不被腐蚀。因此，采用此材料只需很少甚至不需要维护保养。
3主要施工工序及质量控制要点
3.1支撑檩条安装。
3.1.1主檩条安装焊接在屋面主体钢结构上，次檩条是通过焊接和主檩连接，并与主檩相交成90°，由于次檩条同时作为T型铝支座的支撑体，因此安装定位要求很高，必须经过精确测量以保证次檩条的顶面平整和整体的曲面外观。
3.1.2檩条抬运就位后，首先应检查正在安装的檩条顶面是否与已安装的相邻檩条顶面平齐，如不平齐应作调整。相邻檩条顶面高差在2mm以内时方可螺栓紧固，在安装时应尽量将两相邻檩条顶面调成一致。
3.1.3主檩条的安装方法为先在主体钢结构上焊接方钢支柱，然后将主檩条焊接在方钢支柱上，主檩条沿圆直径布置，在主檩条上焊接安装次檩条。在焊接过程中采用减小变形的措施，先对称点焊，检查角度，合格后再满焊，不合格的要校正角度，点焊需保证牢固。焊接成形后不能出现气孔和裂纹，不能出现咬边和焊瘤，焊缝尺寸达到设计要求，焊缝成型应保证美观。
3.1.4檩条为镀锌构件，焊接时会破坏镀锌层，焊接后对焊缝及其四周进行防腐处理，并清除干净焊缝表面的药皮和污物。
3.2穿孔彩钢板的安装。
3.2.1底板安装前，以纵横轴线为基准确定第一块底板的基准线，保证底板起始位置准确，安装时先将吸音玻璃棉、无纺布一端固定在檩条上，分别拉平铺展开吸音玻璃棉、无纺布。
3.2.2然后由施工人员抬起屋面底板按预先定位弹好的定位线，确定屋面底板的位置，用自攻螺钉将底板与檩条紧固，自攻螺钉必须垂直于板面，纵横向的螺钉必须成一直线，并必须安装到位，松紧程度适当。
3.2.3两块平行板的边缘应完全接触，将其边搭接准确地放在前一块板上，并与前一块钢板夹紧，并且平直。每安装完一跨底板，都要复核其是否在安装过程中出现较大偏差，如有，则用反误差来逐渐消除。
3.2.4在安装下一块屋面板之前，前面每块板必须被固定住。固定必须始于钢板的中心，然后向两边伸展，最后固定钢板的搭接边。
3.3无纺布、吸音玻璃棉安装。穿孔底板安装好隐蔽验收后，即刻跟上无纺布的铺设。无纺布铺设时先将成卷的无纺布端头固定在次檩条上，然后按照顺序将无纺布展开铺设在屋面底板上。无纺布铺设过程中注意将无纺布全部展开，无皱褶现象。
3.4T型铝支座安装。T型铝支座是屋面面板的支撑件，它是屋面荷载传递到檩条的受力构件，它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能；面板支架安装误差还会影响到铝合金屋面板的纵向自由伸缩及屋面板的外观，因此，T型支座的安装是本工程的关键工序。施工时关键控制支座的水平位置偏差、倾斜角度、及平面角度。
3.4.1平面位置。如果支座水平位置偏差超过5mm（即该支座与其它支座纵向不在一条直线上），必然影响板在纵向的自由伸缩，当板受热膨胀时可能会在偏差支座处过大阻力作用下隆起，或板肋在长期的摩擦力作用下破损造成漏水。
3.4.2支座在竖直面倾角。支座在竖直面倾斜角度大于2°时，板肋在咬口时会咬破板肋，造成漏水，支座倾角大于1°时，在支座范围（60mm）内将产生大于1.05mm的高差，板伸缩时产生摩擦力，长期作用下也会摩坏板肋造成漏水。
3.4.3支座在水平面转角。支座在水平面产生扭转角度是支座安装易产生的通病，其产生的原因主要是在打固定螺钉时，支座没有压紧或标尺间隙过大，支座在扭转力的作用下产生旋转，而施工工人又不负责任，过后未加纠正造成的，该偏差也会使板肋产生摩擦造成漏水。此外，在支座安装时如发现标高有误差，仍须对檩条进行调整，以确保支座达到安装要求。
3.5屋面板的生产。屋面板采用是现场压型生产方式，其生产设备为集装箱，能方便灵活搬运，不受运输场地的限制，使屋面板在纵向有效美观的搭接，将漏水的可能性降到最低，另外现场测量符合尺寸要认真细心，提高出板的精确性，加工时板肋为直立，使其排水断面几乎不受板肋的影响，有效排水截面比普通板型更大，另外，板肋高度达到设计和规范要求，能保证屋面板在坡度平缓的情况下的防水性能。
3.5.1机械的调试、加工、运输。
3.5.１.１面板加工、运输：屋面铝合金面板的加工主要采取在现场搭设加工平台，现场进行屋面板的统长加工，然后再采用人工将屋面板抬运至起安装位置。
３.５.１.２调试、试生产：压板机集装箱安装就位后，在开始加工前三天进行试生产，反复调整压板机的参数，直至能生产出合格的屋面板。再次调整辊轴位置，确保屋面板在压板时能在辊轴上自由行走。
３.５.１.３上料：生产板的原材料为铝合金钢卷，每卷重约2吨，采用5吨叉车进行钢卷上料。钢卷必须放在加工区域指定的位置，不能随意放置。
３.５.１.４板生产：在压板机出板方向设有辊轴支架。在板刚压出时，必须由抬板人员抬着板引导板沿着辊轴往前行走，而后可由板自动沿辊轴往前行走，但施工人员必须在辊轴旁监看，以免板走辊轴下，折弯板，使板报废。当达到设计的板长时，停止压板并切割。板长度宜比设计略长100mm，便于将来板端切割和取样等。
３.５.１.５压型板生产必须注意以下事项：①检查表面是否有污垢：损伤、变形、划痕、翘角、破损等缺陷。②检查所需铝合金的标签与要求是否相符。③符合要求的彩钢卷，用叉车装入进料机中。④使板在成型轨道内缓慢成型至切割机处。⑤切除“头子板”，输入所需板的长度及数量。⑥检查生产的第一块板的成型质量及长度尺寸。⑦确认符合要求后，开始连续生产。⑧成型后的屋面板必须符合《建筑用压型钢板》标准，允许偏差见下表。
3.6屋面板安装。
3.6.1放线。在T型铝合金支撑件安装合格后，只需设面板端定位线，一般以面板出檐口的距离为控制线，板块伸入不锈钢天沟的长度以略大于设计为宜，以便于修剪。面板出檐口长度确定原则为板长的1/1000+下弯长度15mm+滴水片宽度30mm+尺寸余量30mm，但不小于100mm。金属面板在支撑构件上的搭件长度应满足下表规定：
3.6.2就位。面板在抬到安装位置前，应注意板的方向，即板的大小肋方向。屋面板加工好后，用人工将板抬到安全位置，就位时先对板端控制线，然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边。检查搭接边是否能够紧密接合，如不能应找出问题，及早处理。金属板屋面安装的允许偏差应符合下表规定：
注：L为屋面半坡或半坡长度
3.6.3咬边。面板位置调整好后，安装端部面板下的泡沫塑料封条，然后进行咬边。要求咬过的边连续、平整，不能出现扭曲和裂口。在咬边机前进的过程中，其前方1m范围内必须始终有人用脚踏在肋上，使搭接边接合紧密，对所有屋面系统工程而言，咬边的质量关键在于在咬边过程中是否用强力使搭接边紧密接合。当天就位的面板必须完成咬边，保证夜晚来风时板不会被吹坏或刮走。同时对于边缘处的面板必须用棕绳将屋面板绑扎在檩条上。
3.6.4修剪。修剪工作宜在屋面面板大面积安装完后进行，先根据设计的屋面面板伸入天沟尺寸确定两个端点，然后弹出墨线，修剪时以此线为准。修剪檐口和天沟处的板边，修剪后应保证屋面板伸入天沟的长度与设计的尺寸一致，这样可以有效防止雨水在风的作用下不会吹入屋面夹层中。
3.6.5折边。安装完毕的屋面板外观质量应符合设计排版，安装折边使用专用工具上弯器和下弯器。折边的原则为水流入天沟处折边向下，否则折边向上。折边时不可用力过猛，应均匀用力，折边的角度应保持一致。
3.7天沟安装。不锈钢板天沟对接前将切割口打磨干净，对接时注意对接缝间隙不能超过1mm，先每隔10cm点焊，确认满足焊接要求后方可焊接。焊条型号根据母材确定。焊缝一遍成形。为加快天沟安装速度，可在地面将两至三节天沟拼成一体，然后用吊车吊到安装位置或吊到就近的位置，这样不但可以提高天沟的对接质量，而且可以大大提高工作效率。
不锈钢天沟焊接后往往会出现较大的变形，为了控制焊接引起的变形，必须采用先点焊再分段施焊的方法。焊接完后，焊缝两侧20mm范围内会出现不同程度的变色，应立即用布砂轮打磨抛光将其除去。不锈钢天沟安装好后，底部应平整、无积水现象。
3.8檐口防水处理。本工程在屋面板檐口端部设通长铝合金滴水片，一方面可增强板端波谷的整体钢度，另一方面可形成檐口滴水，使屋面雨水顺其滴入天沟。在滴水片与屋面板之间，塞入与屋面板型一致的泡沫密封条，使板肋形成的缝隙能够被完全密封，防止因风吹灌入雨水。滴水片必须在屋面板安装前安装。底泛水的搭接长度、铆钉数量和位置严格按设计施工。屋面四周的收边要安装泡沫塑料封条，要求封条不能歪斜，与屋面板和滴水片接合紧密，这样才能防止风将雨水吹进板内。
4结束语
目前，直立锁边咬合金属屋面系统已在全国多项大型项目中成功运用，该系统以其卓越的防水性能、完美的形状适应性能及丰富的材质选择而得到越来越多的建筑师及业主的认可，并已逐渐成为国内构建大型及异型金属屋面系统的首要选择。
【关键词】 金属屋面；屋面板；质量控制
【中图分类号】 TU765 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2010）04-054-03
1工程概况
某市体育馆工程总建筑面积16128m2，可容纳固定席观众人数为5229人（包括活动座席510席），将建成一座集比赛、训练、集会、演出等功能于一体的规模较大、设施先进的综合体育馆。体育建筑等级为甲级，满足举办全国性和单项国际比赛要求。屋面结构为钢结构，由覆盖比赛场地上空的球壳和覆盖入口处的三角形壳体组成。铝合金金属屋面面积约12100m2，屋面集防水、保温、吸音、降噪、支承等多种功能于一体。包括铝镁锰金属屋面、不锈钢集水天沟、降噪、吸音、防潮隔热层等分项工程。
2施工工序流程及主要材料性能
铝合金屋面系统构造层次（从上至下）：0.9mm氟碳铝镁锰合金直立锁边板（扇形板，肋高65mm）；3mm耐仿金属柔性卷材防水层；50mm厚挤塑保温板，下铺0.3mm厚PE隔气膜；50mm厚玻璃吸音棉，下铺无纺布；0.5mm穿孔镀铝锌压型彩钢板（穿孔率20%）；屋面次主檩。
2.1屋面面板。材质：铝镁锰合金板；弹性模量：70，000N/mm2；导热系数：210W/m°C；熔点：660°C；防腐年限：不低于50年。本工程采用暗扣式立边咬合接缝和平锁扣（斜锁扣）接缝方式，锁边机将屋面板的搭接自动咬合在一起，屋面无影响美观及防水性能的螺钉外露，形成结构性的防水、防尘体系，屋面接口轻盈美观，防水效果好。
2.2铝合金固定支座。材质：铝合金；热处理状态：T6；表面处理状态：自然色阳极氧化处理。铝合金固定座和钢结构檩条之间设有塑料隔热垫，该材料除了具有防止冷、热桥的作用，还有防止钢和铝之间电化学腐蚀的功能。
2.3承重钢底板。材质：镀铝锌钢板，镀铝锌含量不少于150g/m2；穿孔率：20%。镀铝锌板可长期抵抗因为腐蚀而造成的破裂、穿孔和结构性的破坏。在基材钢板暴露（横截面或划伤）的部位，镀铝锌钢板不仅有镀锌钢板所具有的阴极保护作用，而且镀层中的铝迅速氧化形成致密稳定且不溶于水的保护层，保护基材钢板不被腐蚀。因此，采用此材料只需很少甚至不需要维护保养。
3主要施工工序及质量控制要点
3.1支撑檩条安装。
3.1.1主檩条安装焊接在屋面主体钢结构上，次檩条是通过焊接和主檩连接，并与主檩相交成90°，由于次檩条同时作为T型铝支座的支撑体，因此安装定位要求很高，必须经过精确测量以保证次檩条的顶面平整和整体的曲面外观。
3.1.2檩条抬运就位后，首先应检查正在安装的檩条顶面是否与已安装的相邻檩条顶面平齐，如不平齐应作调整。相邻檩条顶面高差在2mm以内时方可螺栓紧固，在安装时应尽量将两相邻檩条顶面调成一致。
3.1.3主檩条的安装方法为先在主体钢结构上焊接方钢支柱，然后将主檩条焊接在方钢支柱上，主檩条沿圆直径布置，在主檩条上焊接安装次檩条。在焊接过程中采用减小变形的措施，先对称点焊，检查角度，合格后再满焊，不合格的要校正角度，点焊需保证牢固。焊接成形后不能出现气孔和裂纹，不能出现咬边和焊瘤，焊缝尺寸达到设计要求，焊缝成型应保证美观。
3.1.4檩条为镀锌构件，焊接时会破坏镀锌层，焊接后对焊缝及其四周进行防腐处理，并清除干净焊缝表面的药皮和污物。
3.2穿孔彩钢板的安装。
3.2.1底板安装前，以纵横轴线为基准确定第一块底板的基准线，保证底板起始位置准确，安装时先将吸音玻璃棉、无纺布一端固定在檩条上，分别拉平铺展开吸音玻璃棉、无纺布。
3.2.2然后由施工人员抬起屋面底板按预先定位弹好的定位线，确定屋面底板的位置，用自攻螺钉将底板与檩条紧固，自攻螺钉必须垂直于板面，纵横向的螺钉必须成一直线，并必须安装到位，松紧程度适当。
3.2.3两块平行板的边缘应完全接触，将其边搭接准确地放在前一块板上，并与前一块钢板夹紧，并且平直。每安装完一跨底板，都要复核其是否在安装过程中出现较大偏差，如有，则用反误差来逐渐消除。
3.2.4在安装下一块屋面板之前，前面每块板必须被固定住。固定必须始于钢板的中心，然后向两边伸展，最后固定钢板的搭接边。
3.3无纺布、吸音玻璃棉安装。穿孔底板安装好隐蔽验收后，即刻跟上无纺布的铺设。无纺布铺设时先将成卷的无纺布端头固定在次檩条上，然后按照顺序将无纺布展开铺设在屋面底板上。无纺布铺设过程中注意将无纺布全部展开，无皱褶现象。
3.4T型铝支座安装。T型铝支座是屋面面板的支撑件，它是屋面荷载传递到檩条的受力构件，它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能；面板支架安装误差还会影响到铝合金屋面板的纵向自由伸缩及屋面板的外观，因此，T型支座的安装是本工程的关键工序。施工时关键控制支座的水平位置偏差、倾斜角度、及平面角度。
3.4.1平面位置。如果支座水平位置偏差超过5mm（即该支座与其它支座纵向不在一条直线上），必然影响板在纵向的自由伸缩，当板受热膨胀时可能会在偏差支座处过大阻力作用下隆起，或板肋在长期的摩擦力作用下破损造成漏水。
3.4.2支座在竖直面倾角。支座在竖直面倾斜角度大于2°时，板肋在咬口时会咬破板肋，造成漏水，支座倾角大于1°时，在支座范围（60mm）内将产生大于1.05mm的高差，板伸缩时产生摩擦力，长期作用下也会摩坏板肋造成漏水。
3.4.3支座在水平面转角。支座在水平面产生扭转角度是支座安装易产生的通病，其产生的原因主要是在打固定螺钉时，支座没有压紧或标尺间隙过大，支座在扭转力的作用下产生旋转，而施工工人又不负责任，过后未加纠正造成的，该偏差也会使板肋产生摩擦造成漏水。此外，在支座安装时如发现标高有误差，仍须对檩条进行调整，以确保支座达到安装要求。
3.5屋面板的生产。屋面板采用是现场压型生产方式，其生产设备为集装箱，能方便灵活搬运，不受运输场地的限制，使屋面板在纵向有效美观的搭接，将漏水的可能性降到最低，另外现场测量符合尺寸要认真细心，提高出板的精确性，加工时板肋为直立，使其排水断面几乎不受板肋的影响，有效排水截面比普通板型更大，另外，板肋高度达到设计和规范要求，能保证屋面板在坡度平缓的情况下的防水性能。
3.5.1机械的调试、加工、运输。
3.5.１.１面板加工、运输：屋面铝合金面板的加工主要采取在现场搭设加工平台，现场进行屋面板的统长加工，然后再采用人工将屋面板抬运至起安装位置。
３.５.１.２调试、试生产：压板机集装箱安装就位后，在开始加工前三天进行试生产，反复调整压板机的参数，直至能生产出合格的屋面板。再次调整辊轴位置，确保屋面板在压板时能在辊轴上自由行走。
３.５.１.３上料：生产板的原材料为铝合金钢卷，每卷重约2吨，采用5吨叉车进行钢卷上料。钢卷必须放在加工区域指定的位置，不能随意放置。
３.５.１.４板生产：在压板机出板方向设有辊轴支架。在板刚压出时，必须由抬板人员抬着板引导板沿着辊轴往前行走，而后可由板自动沿辊轴往前行走，但施工人员必须在辊轴旁监看，以免板走辊轴下，折弯板，使板报废。当达到设计的板长时，停止压板并切割。板长度宜比设计略长100mm，便于将来板端切割和取样等。
３.５.１.５压型板生产必须注意以下事项：①检查表面是否有污垢：损伤、变形、划痕、翘角、破损等缺陷。②检查所需铝合金的标签与要求是否相符。③符合要求的彩钢卷，用叉车装入进料机中。④使板在成型轨道内缓慢成型至切割机处。⑤切除“头子板”，输入所需板的长度及数量。⑥检查生产的第一块板的成型质量及长度尺寸。⑦确认符合要求后，开始连续生产。⑧成型后的屋面板必须符合《建筑用压型钢板》标准，允许偏差见下表。
3.6屋面板安装。
3.6.1放线。在T型铝合金支撑件安装合格后，只需设面板端定位线，一般以面板出檐口的距离为控制线，板块伸入不锈钢天沟的长度以略大于设计为宜，以便于修剪。面板出檐口长度确定原则为板长的1/1000+下弯长度15mm+滴水片宽度30mm+尺寸余量30mm，但不小于100mm。金属面板在支撑构件上的搭件长度应满足下表规定：
3.6.2就位。面板在抬到安装位置前，应注意板的方向，即板的大小肋方向。屋面板加工好后，用人工将板抬到安全位置，就位时先对板端控制线，然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边。检查搭接边是否能够紧密接合，如不能应找出问题，及早处理。金属板屋面安装的允许偏差应符合下表规定：
注：L为屋面半坡或半坡长度
3.6.3咬边。面板位置调整好后，安装端部面板下的泡沫塑料封条，然后进行咬边。要求咬过的边连续、平整，不能出现扭曲和裂口。在咬边机前进的过程中，其前方1m范围内必须始终有人用脚踏在肋上，使搭接边接合紧密，对所有屋面系统工程而言，咬边的质量关键在于在咬边过程中是否用强力使搭接边紧密接合。当天就位的面板必须完成咬边，保证夜晚来风时板不会被吹坏或刮走。同时对于边缘处的面板必须用棕绳将屋面板绑扎在檩条上。
3.6.4修剪。修剪工作宜在屋面面板大面积安装完后进行，先根据设计的屋面面板伸入天沟尺寸确定两个端点，然后弹出墨线，修剪时以此线为准。修剪檐口和天沟处的板边，修剪后应保证屋面板伸入天沟的长度与设计的尺寸一致，这样可以有效防止雨水在风的作用下不会吹入屋面夹层中。
3.6.5折边。安装完毕的屋面板外观质量应符合设计排版，安装折边使用专用工具上弯器和下弯器。折边的原则为水流入天沟处折边向下，否则折边向上。折边时不可用力过猛，应均匀用力，折边的角度应保持一致。
3.7天沟安装。不锈钢板天沟对接前将切割口打磨干净，对接时注意对接缝间隙不能超过1mm，先每隔10cm点焊，确认满足焊接要求后方可焊接。焊条型号根据母材确定。焊缝一遍成形。为加快天沟安装速度，可在地面将两至三节天沟拼成一体，然后用吊车吊到安装位置或吊到就近的位置，这样不但可以提高天沟的对接质量，而且可以大大提高工作效率。
不锈钢天沟焊接后往往会出现较大的变形，为了控制焊接引起的变形，必须采用先点焊再分段施焊的方法。焊接完后，焊缝两侧20mm范围内会出现不同程度的变色，应立即用布砂轮打磨抛光将其除去。不锈钢天沟安装好后，底部应平整、无积水现象。
3.8檐口防水处理。本工程在屋面板檐口端部设通长铝合金滴水片，一方面可增强板端波谷的整体钢度，另一方面可形成檐口滴水，使屋面雨水顺其滴入天沟。在滴水片与屋面板之间，塞入与屋面板型一致的泡沫密封条，使板肋形成的缝隙能够被完全密封，防止因风吹灌入雨水。滴水片必须在屋面板安装前安装。底泛水的搭接长度、铆钉数量和位置严格按设计施工。屋面四周的收边要安装泡沫塑料封条，要求封条不能歪斜，与屋面板和滴水片接合紧密，这样才能防止风将雨水吹进板内。
4结束语
目前，直立锁边咬合金属屋面系统已在全国多项大型项目中成功运用，该系统以其卓越的防水性能、完美的形状适应性能及丰富的材质选择而得到越来越多的建筑师及业主的认可，并已逐渐成为国内构建大型及异型金属屋面系统的首要选择。