屋 顶 构 造.docx

屋 顶 构 造.docx

《屋 顶 构 造.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《屋 顶 构 造.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

屋顶构造

屋顶的类型和设计要求

1、屋顶的类型

屋顶通常按其外形或屋面所用防水材料分类。

屋顶按其外形一般可分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。

（1）平屋顶

大量性民用建筑如采用与楼盖基本类同的屋顶结构就形成平屋顶。

与结构的关系，节约材料，屋面可供多种利用，如设露台屋顶花园、屋顶游泳池等。

平屋顶也有一定的排水坡度，其排水坡度小于5％，最常用的排水坡度为2％～3％。

（2）坡屋顶

坡屋顶是指屋面坡度较陡的屋顶，其坡度一般在10％以上。

坡屋顶在我国有着悠久的历史，广泛运用于民居等建筑，即使是一些现代的建筑，在考虑到景观环境或建筑风格的要求时也常采用坡屋顶。

（3）其它形式的屋顶

随着建筑科学技术的发展，出现了许多新型结构的屋顶，如拱屋顶、折板屋顶、薄壳屋顶，悬索屋顶等。

这些屋顶的结构形式独特，使得建筑物的造型更加丰富多彩。

2、屋顶的设计要求

屋顶设计应考虑其功能、结构、建筑艺术三方面的要求。

（1）功能要求

屋顶是建筑物的围护结构，应能抵御自然界各种环境因素对建筑物的不利影响。

屋顶应能抵御气温的影响。

我国地域辽阔，南北气候相差悬殊，通过采取适当的保温隔热措施，使屋顶具有良好的热工性能，以便给建筑提供舒适的室内环境，也是屋顶设计的一项重要内容。

（2）结构要求

屋顶要承受风、雨、水等的荷载及其自身的重量，上人屋顶还要承受人和设备等的荷载，所以屋顶也是房屋的承重结构，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构变形引起防水层开裂、漏水。

（3）建筑艺术要求

屋顶是建筑外部形体的重要组成部分，屋顶的形式对建筑的造型极具影响，中国传统建筑的重要特征之一就是其变化多样的屋顶外形和装修精美的屋顶细部，现代建筑也应注重屋顶形式及其细部的设计，以满足人们对建筑艺术方面的需求。

二、排水组织设计

1、屋顶排水坡度的表示方法

常用的坡度表示方法有角度法、斜率法和百分比法。

斜率法以屋顶倾斜面的垂直投影长度与水平投影长度之比来表示，百分比法以屋顶倾斜面的垂直投影长度与水乎投影长度之比的百分比值来表示，角度法以倾斜面与水平面所成夹角的大小来表示。

坡屋顶多采用斜率法，平屋顶多采用百分比法，角度法应用较少。

2、影响屋顶坡度的因素

屋顶坡度太小容易漏水，坡度太大则多用材料，浪费空间。

要使屋面坡度恰当．须考虑所采用的屋面防水材料和当地降雨量两方面的因素。

（1）屋面防水材料与排水坡度的关系

防水材料如尺寸较小，接缝必然就较多，容易产生缝隙渗漏，因而屋面应有较大的排水坡度．以便将屋面积水迅速排除。

坝屋顶的防水材料多为瓦材（如小青瓦、机制平瓦、琉璃筒瓦等），其覆盖面积较小，故屋面坡度较陡。

如果屋面的防水材料覆盖面积大，接缝少而且严密，屋面的排水坡度就可以小一些。

平屋顶的防水材料多为各种接材、涂膜或现浇混凝土等，故其排水坡度通常较小。

（2）降雨量大小与坡度的关系

降雨量大的地区，屋面渗漏的可能性较大，屋顶的排水坡度应适当加大。

综上所述可以得出如下规律：

屋面防水材料尺寸越小，屋面诽水坡度越大屋面排水坡度较大，反之则较小。

3、屋顶坡度的形成方法

屋顶坡度的形成有材料找坡和结构找坡两种做法。

4、排水方式

屋顶排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。

（1）无组织排水

无组织排水是指屋面雨水直接从檐口滴落至地面的故又称自由落水。

无组织排水具有构造简单，造价低廉的优点，但也存在一些不足之处，如：

雨水直接从榴口流落至地面，外墙脚常被飞溅的雨水浸蚀，降低了外墙的坚固耐久性；从槽口滴落的雨水可能影响人行道的交通．等等。

当建筑物较高，降雨量又较大时，这些缺点就更加突出。

（2）有组织排水

有组织排水是指雨水经由天沟、雨水管等排水装置被引导至地面或地下管沟的一种排水方式。

其优缺点与无组织排水正好相反，由于优点较多，在建筑工程中得到广泛应用。

5、排水方式的选择

确定屋顶的排水方式时，应根据气候条件、建筑物的高度、质量等级、使用性质、屋顶面积大小等因素加以综合考虑。

一般可按下述原则进行选择：

（1）高度较低的简单建筑．为了控制造价，宜优先选用无组织排水。

（2）积灰多的屋面应采用无组织排水。

如铸工车间、炼钢车间这类工业厂房在生产过程中散发大量粉尘积于屋面，下雨时被冲进天沟易造成管道堵塞，故这类屋面不宜采用有组织排水。

（3）有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水，如铜冶炼车间，某些化工厂房等，生产过程中散发的大量腐蚀性介质，台使铸铁雨水装置等遭受浸蚀，故这类厂房也不宜采用有组织排水。

（4）在降雨量大的地区或房屋较高的情况下，应采用有组织排水。

（5）临街建筑的雨水排向人行道时宜采用有组织排水。

6、有组织排水的方案

在工程实践中，由于具体条件的不同，有多种有组织排水方案，现按内排水、外排水可归纳成二种不同的排水方案。

（1）外排水方案

外排水是指雨水管装在建筑外墙以外的一种排水方案，优点是雨水管不影响室内空间的使用和美观，使用广泛，尤其适用于湿陷性黄土地区，因为可以避免水落管渗漏造成地沉陷。

（2）内排水

外排水构造简单，雨水管不进入室内，有利于室内美观和减少渗漏，故南方地区应优先采用。

有些情况下采用外排水就不一定恰当，加高层建筑不宜采用外排水，因为维修室外雨水管既不方便也不安全；又如严寒地区的建筑不宜采用外排水，因为低温会使室外雨水管中的雨水冻结；再如某些屋面宽度较大的建筑，无法完全依象外排水排除屋面雨水，自然要采用内排水方案。

7、屋面排水组织设计

排水组织设计就是把屋面划分成若干个排水区，将各区的雨水分别引向各雨水管，使排水线路短捷，雨水管负荷均匀，排水顺畅。

为此，屋面须有适当的排水坡度，设置必要的天沟、雨水管和雨水口，并合理地确定

这些排水装置的规格、数量和位置．最后将它们标绘在屋顶平面图上，这一系列的工作就是屋顶排水组织设计。

进行屋顶排水组织设计时，须注意下述事项：

（1）划分排水分区

划分排水分区的目的是便于均匀地布置雨水管。

积的雨水考虑，屋面面积按水平投影面积计算。

（2）确定排水地面的数目

进深较小的房屋或临街建筑常采用单坡排水，进深较大时．为了不使水流的路线过长坡屋顶则应结合造型要求选择单坡、双坡或四坡排水。

（3）确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值

天沟即屋顶土的排水沟，位于外檐边的天沟又称槽沟。

天沟的功能是汇集和迅速排除屋面雨水，故其断面大小应恰当，沟底沿长度方向应设纵向排水坡，简称天沟纵坡。

天沟纵坡的坡度不宜小于1％。

天沟可用镀锌钢板或钢筋混凝土板等制成。

金属天沟的耐久性较差，因而无论在乎屋顶还是坡屋顶中大多采用钢筋混凝土天沟。

天沟的净断面尺寸应根据降雨量和汇水面积的大小来确定。

一般建筑的天沟净宽不应小于200mm．天沟上口至分水线的距离不应小于120mm。

（4）雨水管的规格及间距

雨水管依材料分为铸铁、塑料、镀锌铁皮、石棉水泥等多种，根据建筑物的耐久等级加以选择。

天沟的纵坡坡度为1%，箭头指示沟内的水流方向，两个雨水管的间距控制在18～24m，分水线位于天沟纵坡的最高处，距沟底的距离可根据坡度的大小算出，并可在格沟剖面图中反映出来。

第二节平屋顶构造

一、卷材防水屋面构造

卷材防水屋面是利用防水卷材与粘结剂结合，形成连续致密的构造层来防水的有沥青类卷材防水屋面、高聚物改性沥青类卷材防水屋面、高分子类卷材防水屋面。

水层具有一定的延伸性和适应变形的能力，又被称作柔性防水屋面。

卷材防水屋面较能适应温度、振动、不均匀沉陷等因素的变化作用，整体性好，为复杂，技术要求较高。

卷材防水屋面适用防水等级为I—Ⅳ级的屋面防水。

1、卷材

（1）沥青类防水卷材

沥青防水卷材是用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青，表面撤布段状、粒状或片状材料后制成的可卷曲片状材料，传统上用得最多的是纸胎石油沥青油毡。

纸胎油毡是将纸胎在热沥青中渗透浸泡两次后制成，其标号按纸胎每m2的质量而定，用于屋面防水工程的标号不宜低于350号。

（2）高聚物改性沥青类防水接材

高聚物改性沥青类防水卷材是以高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体．粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料，如改性沥青油毡，再生胶改性沥青聚酯油毡，铝箔塑胶聚酯油毡，丁苯橡胶改性沥青油毡等。

（3）合成高分子防水卷材

2、卷材防水屋面构造

（1）构造组成

卷材防水屋面具有多层次构造的特点，其构造组成分为基本层次和辅助层次两类。

①基本构造层次

卷材防水屋面的基本构造层次按其作用分别为：

结构层、找平层、结合层、防水层、保护层。

结构层

多为刚度好，变形小的各类钢筋混凝土屋面板。

找平层

卷材防水层要求铺贴在坚固而平整的基层上，以防止卷材凹陷或断裂，因而在松软材料及预制屋面板上铺设卷材以前，都须先做找平层。

找平层一般采用1︰3水泥砂浆或1︰8沥青砂浆．整体混凝土结构可以做较薄的找平层（15～20mm），表面平整度较差的装配式结构宜做较厚的找平层（20～30mm）。

为防止找平层变形开裂而波及卷材防水层，宜在找平层中留设分格键。

分格缝的宽度一般为20mm，纵横间距不大于6m．

屋面板为预制装配式时，分格缝应设在预制板的端缝处。

分格缝上面应覆盖一层200～300mm宽的附加卷材，用粘结剂单边点贴。

以使分格缝处的卷材有较大的伸缩余地，避免开裂。

结合层

结合层的作用是在卷材与基层间形成一层胶质薄膜，使卷材与基层胶结牢固。

沥青类卷材通常用冷底子油作结合层，高分子卷材则多用配套基层处理剂，也有采用冷底于油或稀释乳化沥青作结合层的。

防水层

沥青卷材防水层（以沥青油毡防水层为例）：

油毡防水层由多层油毡和沥青玛蹄脂交替粘合形成。

做法为：

先在找平层上涂刷冷底于油一道，然后将调制好的沥青胶均匀涂刷在找平层上，边刷边铺油毡；铺好后再刷沥青胶再铺油毡。

如此交替进行至防水层所需层数为止，最后一层油毡面上也需刷一层沥青胶。

非永久性的简易建筑屋面防水层采用两层油毡和三层沥青胶，简称二毡三油一般民用建筑应做三毡四油。

保护层

设置保护层的目的是保护防水层，使卷材不致因光照和气候等的作用迅速老化，防止沥青类卷材的沥青过热流淌或受到暴雨的冲刷。

保护层的构造做法视屋面的利用情况而定。

不上人时，沥青油毡防水屋画一般在防水层撤粒径3～5mm的小石子作为保护层，称为绿豆砂保护层；高分子卷材如三元乙丙橡胶防水屋面等通常是在卷树画上涂刷水溶型或溶剂型的浅色保护着色刑，如氯丁银粉胶等。

上人屋面的保护层又是楼面面层，故要求保护层平整耐磨。

做法通常有：

用沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等块材；在防水层上现浇30～40mm厚的细石混凝土。

块材或整体保护层均应设分格缝，位置是：

屋顶坡面的转折处，屋面与突出屋面的女儿墙，烟囱等的交接处。

保护层分格缝应尽量与找平层分格缝错开。

②细部构造

仅仅做好大面积屋面部位的卷材防水各构造层，还不能完全确保屋顶不渗不漏。

如果屋顶开设有孔洞，有管道出屋顶，屋顶边缘封闭不牢等，都有可能破坏卷材屋面的整体性，造成防水的薄弱环节，因而还应该通过正确地处理细部构造来完善屋顶的防水。

屋顶细部是指屋面上的泛水、天沟、雨水口、格口、变形缝等部位。

泛水构造

泛水指屋顶上沿所有垂直面所设的防水构造，突出于屋面之上的女儿墙、烟囱、楼梯间、变形缝、检修孔、立管等的壁面与屋顶的交接处是最容易漏水的地方。

必须将屋面防水层延伸到这些垂直面上，形成立铺的防水层，称为泛水。

③挑檐口构造

挑檐口分为无组织排水和有组织排水两种做法。

无组织排水挑檐口

无组织排水挑檐口不宜直接采用屋面板外挑，因其温度变形大，易使檐口抹灰砂浆开裂，引起爬水和尿墙现象。

比较理想的是采用与圈梁整浇的混凝土挑板。

挑檐口构造的要点是檐口800mm范围内卷材应采取满贴法，为防止卷材收头处粘贴不牢，出现“张口”漏水。

在混凝土挑口上用细石混凝土或水泥砂浆先做一凹槽，然后将卷材贴在槽内，将卷材收头用水泥钉钉牢，上面用防水油膏嵌填。

有组织排水挑檐口

有组织排水挑檐口常常将檐沟布置在出挑部位，现浇钢筋混凝土檐沟板可与圈梁连成整体。

预制檐沟板则须搁置在钢筋混凝土屋架挑牛腿上。

二、刚性屋面

刚性防水屋面是指用细石混凝土做防水层的屋面，因混凝土用于脆性材料，抗拉强度较低，故而称为刚性防水屋面。

刚性防水屋面的主要优点是构造简单，施工方便，造价较低；缺点是易开裂，对气温变化和屋面基层变形的适应性较差，所以刚性防水多用于日温差较小的我国南方地区防水等级为Ⅰ级的屋面防水，也可用作防水等级为I、Ⅱ级的屋面多道设防中的一道防水层。

1、刚性防水属面的构造层次及做法

刚性防水屋面的构造层一般有：

防水层、隔离层找平层、结构层等，刚性防水屋面应尽量采用结构找坡。

（1）防水层

常用的措施：

增加防水剂、采用微膨胀剂、提高密实性。

防水层采用不低于C20的细石混凝土整体现浇而成．其厚度不小于40mm，并应配置直径为4～6.5mm，间距为100～200mm的双向钢筋网片。

为提高防水层的抗裂和抗渗性能，可在细石混凝土中掺人适量的外加剂，如膨胀剂、减水刑、防水剂等。

（2）隔离层

隔离层位于防水层与结构层之间，其作用是减少结构变形对防水层的不利影响。

结构层在荷载作用下产生挠曲变形，在温度变化作用下产生胀缩变形。

由于结构层较防水层厚，刚度相应也较大，当结构产生上述变形时容易将刚度较小的防水层拉裂。

因此，宜在结构层与防水层间设一隔离层使二者脱开。

隔离层可采用铺纸筋灰、低标号砂浆，或薄砂层上于铺一层油毡等做法。

（3）找平层

当结构层为预制钢筋混凝土板时浇混凝土结构时则可不设找平层。

（4）结构层

屋面结构层一般采用预制或现浇的钢筋混凝土屋面板，结构层应有足够的刚度，以免结构变形过大而引起防水层开裂。

2、混凝土刚性防水屋面的细部构造

与卷材防水屋面一样，刚性防水屋面也需处理好泛水水层的分格缝构造。

（1）分格缝构造

分格缝是一种设置在刚性防水层中的变形缝，其作用有二种：

（1）大面积的整体现烧混凝土防水层受气温影响产生的温度变形较大，容易导致混凝土开裂。

设置一定数量的分格缝将单块混凝土防水层的面积成小，从而减少其伸缩变形，可有效地防止和限制裂缝的产生。

（2）在荷载作用下屋面板会产生挠曲变形，支承端翘起，易于引起混凝土防水层开裂，如在这些部位预留分格缝就可避免防水层开裂。

第三节坡屋顶构造

一、坡屋顶的组成

1．承重结构

2．屋面

3．顶棚

4．保温隔热层

二、坡屋顶承重结构

坡屋顶承重结构般可分为桁架结构，梁架结构和空间结构：

我国坡屋面主要采用桁架结构，故小节以桁架结构为主讲述。

桁架多为三角形屋架，檩条纵向搁置在屋架上或小开间时直接搁置在内、外横墙，使檩条和屋架组成屋面承重结构。

1．檩条的布置及类型

2．承檩结构形式

1）山墙承檩

2）屋架承檩

三、坡屋顶屋面构造

1．机平瓦屋面

机平瓦屋面构造做法：

根据使用要求不同，有冷滩瓦屋面，屋面板（木或混凝土板）瓦屋面，纤维板瓦屋面。

基层为屋面板的瓦屋面有木屋面板和钢筋混凝上屋面板两类。

1）木屋面板瓦屋面

也称木望板瓦屋面，其构造做法是：

先在檩条上铺厚度为15～20mm木板，根据需要也采用拼缝搭接密铺或留缝铺设，然后木板上干铺一层油毡，油毡必须平行于屋脊由下向上压接铺设、以避免雨水渗入室内。

2）纤维板或芦席瓦屋面

3）钢筋混凝土板瓦屋面

2．机平瓦屋面细部构造

1）纵墙挑檐构造

2）山墙檐口构造

3）天沟和斜沟

4）檐口顶棚构造

彩色压型钢板屋面防水材料根据其功能构造分为单层彩板和保温夹心彩板。

2）保温夹心屋面板

第四节屋顶的保温与隔热

屋顶像外墙一样属于房屋的外围护结构，不但要有遮风蔽雨的功能，还应有保温与隔热的功能。

一、屋顶保温

在寒冷地区或装有空调设备的建筑中，屋顶应设计成保温屋顶。

保温屋顶按稳定传热原理来考虑热工问题，在墙体中，防止室内热损失的主要措施是提高墙体的热阻。

这一原则同样适用于屋顶的保温，为了提高屋顶的热阻，需要在屋顶中增加保温层。

1．保温材料的类型

保温材料应具有吸水率低、导热系数较小并具有分为三种类型：

①松散保温材料。

常用的有膨胀蛭石（粒径3～15mm，堆积密度应小于300kN/m3；，导热系数应小于0.14W/（m·K））、膨胀珍珠岩、炉渣和水渣（粒径为5～40mm）、矿棉等。

②整体保温层材料。

如加气混凝土板、泡沫混凝土板、膨胀珍珠岩板、膨胀蛭石板、矿棉板、岩棉板、泡沫塑料板、木丝板、刨花板、甘蔗板等。

其中最常用的是加气混凝土板和泡沫混凝土板。

泡沫塑料板价格较贵，只在高级工程中采用。

植物纤维板只有在通风条件良好、不易腐烂的情况下采用才比较适宜。

2．平屋顶的保温层构造

二、屋顶隔热

在夏季太阳辐射和室外气温的综合作用下．从屋顶传人室内的热员要比从墙体传入室内的热量多得多。

在多层建筑中，顶层房间占有很大比例，屋顶的隔热问题应予以认真考虑，我国南方地区的建筑屋面隔热尤为重要，应采取适当的构造措施解决屋顶的降温和隔热问题。

屋顶隔热降温的基本原理是：

减少直接作用于屋顶表面的太阳辐射热量。

顶层通风隔热、屋顶蓄水隔热、屋顶植被隔热、屋顶反射阳光阴热等。

（1）屋顶通风隔热

通风隔热就是在屋顶设置架空通风向层，使其上层表面遮挡阳光辐射，同时利用风压和热压作用把间层中的热空气不断带走，使通过屋面板传入室内的热量大为减少，从而达到隔热降温的目的。

通风间层的设置通常有两种方式广种是在屋面上做架空通风隔热间层，另一种是利用吊顶棚内的空间做通风间层。

①架空通风隔热间层

架空通风隔热间层设于屋面防水层上，架空层内的空气可以自由流通．其隔热原理是：

一方面利用架空的面层遮挡宜射阳光，另一方面架空层内被加热的空气与室外冷空气产生对流，将层内的热量源源不断地排走，从而达到降低室内温度的目的。

架空层的净空高度应随屋面宽度和坡度的大小而变化，屋面宽度和坡度越大，净空越高，但不宜超过360mm，否则架空层内的风速将反而变小，影响降温效果。

架空层的净空高度一般以180～240mm为宜。

屋面宽度大于l0m时，应在屋脊处设置通风桥以改善通风效果。

为保证架空层内的空气流通顺畅，其周边应留设一定数量的通风孔，通风孔留设在对着风向的女儿墙上。

如果在女儿墙上开孔有碍于建筑立面造型，也可以在离女儿墙500mm宽的范围内不铺架空板，让架空板周边开敞，以利空气对流。

隔热板的支承物可以做成砖垄墙式的，也可做成砖级式的。

当架空层的通风口能正对当地夏季主导风向时，采用前者可以提高架空层的通风效果。

但当通风孔不能朗向夏季主导风向时，采用砖垄墙式的反而不利于通风。

这时最好采用砖墩支承架空板方式，这种方式与风向无关，但通风效果不如前者。

这是因为砖垄墙架空板通风是一种巷道式通风，只要正对主导风向，巷道内就易形成流速很快的对流风．散热效果好。

而砖墩架空层内的对流风速要慢很多。

②顶棚通风隔热

利用顶棚与屋面间的空间做通风隔热层可以起到架空通风层同样的作用。

③蓄水隔热

蓄水隔热屋面利用平屋顶所蓄积的水层来达到屋顶隔热的目的，其原理为：

在太阳辐射和室外气温的综合作用下，水能吸收大量的热而由液体蒸发为气体，从而将热量散发到空气中，减少了屋顶吸收的热能，起到隔热的作用。

水面还能反射阳光，减少阳光辐射对屋面的热作用。

水层在冬季还有一定的保温作用。

此外．水层长期将防水层淹没，使混凝土防水层处于水的养护下，减少由于变化引起的开裂和防止混凝土的碳化，使诸如沥青和嵌缝胶泥之类的防水材料在水层的保护下推迟老化过程，延长使用年限。

④种植隔热

种植隔热的原理是：

在乎屋顶上种植植物，借助栽培介质隔热及植物吸收阳光进行光合作用和遮挡阳光的双重功效来达到降温隔热的目的。