《建筑构造》—屋顶的形式及设计要求解析

6.1屋顶的形式及设计要求

1、屋顶形式

按使用材料 ：钢筋混凝土屋盖 瓦屋盖 金属屋盖 玻璃屋盖。

按屋盖的外形和结构形式：平屋盖 坡屋盖 悬索屋盖 薄壳屋盖 拱屋盖 折板屋盖。

2、屋面的设计要求

1）防水要求

2）保温隔热要求

3）结构要求

4）建筑艺术要求

5）其他要求

6.2屋盖的排水

1、排水坡度的表示方法

1）角度法 2）斜率法 3）百分比法

2、影响屋顶坡度的因素

防水材料尺寸大小的影响

年降雨量大小

其他因素的影响

3、屋顶坡度形成方式

① 材料找坡（垫置坡度）

屋顶结构层的楼板水平搁置，利用轻质材料（如:水泥焦渣、石灰炉渣）垫置坡度。找坡层的厚度最薄处不小于20mm 。顶棚平整；不过增加了屋顶荷载，且多费材料和人工；适宜于：当屋顶坡度不大、需设保温层。

②结构找坡（搁置坡度）

将屋面板倾斜搁置，形成所需排水坡度，不在屋面上另加找坡材料的一种做法。构造简单→施工方便→节省人工和材料→经济。但室内顶棚面是倾斜的，空间不够完整。

4、屋顶排水方式

① 无组织排水

又称自由落水，指屋顶雨水直接从檐口落下到室外地面。构造简单→施工方便→节省人工和材料→经济；不过外墙脚常被飞溅的雨水侵蚀，影响到外墙的坚固耐久，并影响人行道的交通；适

宜于

少雨地区、一般低层建筑或檐高小于10m的屋面；

不宜于

汇水面积较大的多跨度建筑、临街建筑、高度较高的建筑。

② 有组织排水

指屋顶雨水通过排水系统的天沟、雨水口、雨水管等，有组织地将雨水排至地面或地下管沟的一种排水方式。减少了雨水对建筑物的不利影响。

但是

构造较复杂，造价相对较高。

＊有组织排水常用方案

：外排水、内排水、内外排水相结合的方式。

1）外排水

指屋面雨水通过檐沟，水落口由置于建筑外部的水落管直接排到室外地面上的一种排水方案。构造简单，水落管不进入室内，不影响室内空间的使用与美观。

＊外排水分类：

挑檐沟外排水

女儿墙外排水

女儿墙挑檐沟外排水

暗管外排水

⑤长天沟外排水。

2）内排水

指屋面雨水通过天沟由设置于建筑内部的水落管排入地下水管网的一种排水方案。维修方便，不破坏建筑立面造型，不易受冬季室外低温的影响。但其水落管在室内接头多，构造复杂，易渗漏，主要用于不易采用外排水的建筑屋面，如高层及多跨度建筑等。

①中间天沟内排水

当房屋宽度较大时，可在房屋中间设一纵向天沟形成内排水，这种方案特别适用于内廊式多层或高层建筑。雨水管可布置在走廊内，不影响走廊两旁的房间。

②高低跨内排水

高低跨双坡屋顶在两跨交界处也常常需要设置内天沟来汇集低跨屋面的雨水，高低跨可共用一根雨水管。

5.排水方式的选择

底层建筑及檐高低于10m的屋面，可采用无组织排水。

积灰多的屋面应采用无组织排水，这是由于下雨时积灰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。

有腐蚀性介质的工业建筑也不适用有组织排水。腐蚀性介质会使铸铁水落装置等遭受侵蚀。

除严寒和寒冷地区外，多层建筑屋面宜采用有组织排水。

高层建筑屋面宜采用有组织排水，便于排水系统的安装维护和建筑外观立面的美观。

过跨及汇水面积较大的屋面宜采用天沟内排水，天沟找坡较长时宜采用中间内排水和两端外排水。

暴雨强度较大地区的大型屋面，宜采用虹吸式有组织排水系统。

湿陷性黄土地区宜采用有组织排水，并应将雨雪水直接排至排水管道。

6.屋面排水组织设计步骤及设计要求

1）确定排水方式

2）划分排水区域

3）确定排水坡面的数目及排水坡度

4）确定檐沟、天沟断面尺寸及纵向坡度

5）水落管的规格及间距

注：

1）

对于屋面宽度较小的建筑可采用单坡排水，宽度在12m以上时宜采用双坡排水。

2）

对于普通平屋面，采用结构找坡时其排水坡度通常不应小于3％.而采用材料找坡度时其坡度则宜为2％.

3）

当采用重力式排水时，通常每个水落口的汇水面积宜为150～200㎡.为了便于屋面排水和防水层的施工，钢筋混凝土檐沟、天沟的净宽不应低于300mm.分水线处最小深度不应小于100mm.如果深度过小，则雨水易由天沟边溢出，导致屋面渗漏。同时为了避免排水线路过长，沟底水落差不得超过200mm。

4）

为了避免沟底凹凸不平或倒坡，造成沟中排水不畅或积水，对于采用材料找坡的钢筋混凝土檐沟、天沟内的纵向坡度不应小于1％.而对于采用结构找坡的金属檐沟、天沟内的纵向坡度宜为0.5％。

5）

雨水口设置位置要注意尽量避开门窗洞口和入口的垂直上方位置，一般设置在窗间墙部位。雨水口间距一般18～24m，民用建筑水落管间距以12m～16m适合。

6.3卷材防水屋面

卷材防水屋面是用防水卷材与胶粘剂结合在一起的，形成连续致密的构造层，从而达到防水的目的。按材料的类型，目前常见的有高聚物改性沥青类防水卷材屋面和高分子类卷材防水屋面。卷材防水屋面由于防水层具有一定的延伸性 和适应变形的能力，故又被称为柔性防水屋面。

1、卷材防水屋面材料

①高聚物改性沥青防水卷材：

弹性体改性沥青防水卷材（即SBS）、塑性体改性沥青防水卷材（即APP）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。

②合成高分子类卷材：

三元乙丙橡胶防水卷材；氯化聚乙烯防水卷材；聚氯乙烯防水卷材；氯丁橡胶防水卷材。

2、卷材防水屋面构造

1）构造组成

：基本层次和辅助层次。

（1）基本组构造层次：

顶棚层、结构层、找平层、结合层、防水层、保护层

①结构层：

多为钢筋混凝土屋面板，可以是现浇板，也可以是预制板。

②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，都需先做找平层。

③结合层：

结合层的作用是在基层与卷材胶粘剂间形成一层胶质薄膜，使卷材与基层粘接牢固。

④防水层:

材料为高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材。

⑤保护层：

设置保护层的目的是保护防水层，使卷材在阳光和大气的作用下不致迅速老化．同时保护层还可以防止沥青类卷材中的沥青过热流淌，并防止暴雨对沥青的冲刷。保护层的构造做法应视屋面的利用情况而定。

（2）辅助层次：

保温层、隔热层、隔蒸汽层、找坡层、隔离层等。

不上人卷材防水屋面构造层次

上人卷材防水屋面构造层次

2）细部构造

细部构造包括：1泛水构造、2挑檐口构造、3水落口构造、4屋面变形缝构造、5屋面检修孔、屋面入口构造。

（1）泛水构造

泛水

，即屋面防水层与突出结构之间的防水构造。

＊泛水的构造要点及做法

将屋面的卷材继续铺至垂直墙面上，形成卷材防水泛水高度不应小于250mm。

做好泛水上口的卷材收头固定，防止卷材在垂直墙面上下滑。一般做法：卷材收头直接铺至女儿墙压顶下，用压条钉压固定并用密封材料封闭严密，压顶应作防水处理。

也可以在垂直墙中凿出通长的凹槽，将卷材收头压入凹槽内，用防水压条钉压后再用密封材料嵌填封严，外抹水泥砂浆保护。凹槽上部的墙体亦应做防水处理。

图一：

1-附加层；2-防水层；3-压顶；4-防水处理；5-保护层

图二：

1-密封材料；2-附加层；3-防水层；4-水泥钉；5-防水处理；

（2）挑檐沟构造

挑檐沟按排水形式分为无组织排水和檐沟外排水两种。其防水构造的要点是做好卷材的收头，使屋面四周的卷材封闭，避免雨水渗入。

＊无组织排水挑檐口

的做法及构造要点是：在屋面檐口800mm范围内的卷材应满粘，卷材收头应采用金属压条钉压，并应用密封材料封严。檐口下端应做鹰嘴和滴水槽。

＊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。

＊其挑檐沟构造的要点是：

檐沟的防水层下应增设附加层，附加层伸入屋面的宽度不应小于250mm：

檐沟防水层和附加层应由沟底翻上至外侧顶部，卷材收头应用金属压条钉压，并应用密封材料封严。

檐沟内转角部位的找平层应抹成圆弧形，以防卷材断裂；

檐沟外侧下端应做鹰嘴和滴水槽。

檐沟外侧高于屋面结构板时，应设置溢水口。

无组织排水挑檐口构造

有组织排水挑檐口构造

（3）水落口构造

①直式水落口

用于天沟或檐沟的谁落口。

直式水落口有多种型号，根据降雨量和汇水面积加以选择。由短管、环形筒、导流槽和顶盖组成。短管呈漏斗形，安装在天沟底板或屋面板上，水落口周围半径250mm范围内坡度不应小于5％，防水层下应增设涂膜附加层；防水层和附加层伸入水落口杯内不应小于50mm，并应粘结牢固。环形筒与导流槽的接缝需由密封材料嵌封。顶盖底座有放射状格片，用以加速水流和遮挡杂物。

①横式水落口

用于女儿墙外排水的水落口。

横式水落口由弯曲套管和铁篦两部份组成。弯曲套管置于女儿墙预留孔洞中，屋面防水层及泛水的卷材应铺贴到套管内壁四周，铺入深度不应小于50mm，套管口用铸铁篦遮盖，以防污物堵塞水口。

（4）屋面变形缝构造

屋面变形缝的构造处理原则是既要保证屋面有自由变形的可能，又能防止雨 水经由变形缝渗入室内。屋面变形缝按建筑设计可设于同层等高屋面上，也可设在高低屋面的交接处。

①等高屋面的变形缝的做法是：

在缝两边的屋面板上砌筑或现浇矮墙，在防水层下增设附加层，附加层在平面和立面的宽度不应小于250mm，且铺贴至泛水墙的顶部；变形缝内应预填不燃保温材料，上部应采用防水卷材封盖，并放置衬垫材料，再在其上干铺一层卷材。变形缝顶部宜加扣镀锌铁皮盖板，或采用混凝土盖板压顶。

②高低屋面的变形缝

则是在低侧屋面板上砌筑或现浇矮墙。当变形缝宽度较小时，可用镀锌薄钢板盖缝并固定在高侧墙上，做法同泛水构造，也可从高侧墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝。

（5）屋面检修孔、屋面出入口构造

不上人屋面需设屋面检修孔，检修孔四周的孔壁可用砖立砌，也可在现浇屋面板时将混凝土上翻制成，在防水层下增设附加层，附加层在平面和立面的宽度不应小于250mm，防水层收头应在混凝土压顶圈下。

出屋面的梯间一般需设屋面出入口，最好在设计中让楼梯间的室内地坪与屋面间留宥足够的高差，以利防水，否则需在出人口处设门槛挡水。

补：自由落水檐口

6.4涂膜防水屋面

涂膜防水屋面是将防水材料涂刷在屋面基层上，利用涂料干燥或固化后的不透水性来达到防水的目的。防水性好、施工方便；但价格较贵；成膜后要撒细沙作保护层；对温度、结构引起的基层开裂，无能为力。

1.涂膜防水屋面有各种涂料和胎体增强材料两大类。

1）涂料

防水涂料的种类很多，按其溶剂或稀释剂的类型可分为溶剂型、水溶性、乳液型等；按施工时涂料液化方法的不同则可分为热熔型、常温型等；按成膜的方式则有反应固化型、挥发固化型等。目前常用的防水涂料有合成高分子防水涂料、聚合物水泥防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料。

2）胎体增强材料

某些防水涂料配合胎体增强材料，以增强涂层的贴附覆盖能力和抗变形能力。目前，使用较多的胎体增强材料为0.1mm×6mm×4mm或0.1mm×7mm×7mm的中性玻璃纤维网格布或中碱玻璃布、聚酯无纺布等。

2.涂料防水层面的构造及做法

1）氯丁橡胶乳沥青防水涂料屋面

氯丁胶乳沥青防水涂料以氯丁胶乳和石油沥青为主要原料，选用阳离子乳化剂和其他助剂，经软化和乳化而成，是一种水乳型涂料。

2）焦油聚酯防水涂料屋面

焦油聚酯防水涂料是以异氰酸酯为主剂和以煤焦油为填料的固化剂构成的双组分高分子涂膜防水材料，两液混合后经化学反应能在常温下形成一种耐久的橡胶弹性体。

＊做法是：

将找平以后的基层面吹扫干净并待其干燥后，用配制好的涂液(异氰酸酯、煤焦油二液的重量比为1：2)均匀涂刷在基层上。不上人屋面可待涂层干后在其表面刷银灰色保护涂料；上人屋面在最后一遍涂料未干时撒上绿豆砂，三天后在其上做水泥砂浆或浇混凝土贴地砖的保护层。

3）塑料油膏防水屋面

塑料油膏以废旧聚氯乙烯塑料、煤焦油、增塑剂、稀释剂、防老化剂及填充材料等配制而成。

＊做法是：

先用预制油膏条冷嵌于找平层的分隔缝中，在油膏条与基层的接触部位和油膏条相互搭接处刷冷粘剂1~2遍，然后按产品要求的温度将油膏热熔液化，按基层表面涂油膏，铺贴玻纤网格布，压实，表面再刷油膏，刮板收齐边沿的顺序进行。

6.6屋面的保温和隔热

在严寒及寒冷地区，屋面通过设置保温层可以阻止室内热量的散失；在炎热地区，屋面通过设置隔热降温层可以阻止太阳的辐射热传至室内；在夏热冬冷地区，屋面则需要两者兼顾考虑。

1、保温材料类型

①松散保温材料，

膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、矿棉、岩棉、玻璃棉、炉渣。

② 整体保温材料，

沥青膨胀珍珠岩、水泥膨胀珍珠岩、水泥膨胀蛭石、水泥炉渣

③ 板状保温材料，

加气混凝土板、泡沫混凝土板、膨胀珍珠岩板、膨胀蛭石板、矿棉板等。

2、平屋盖的保温构造

1）正置式保温（内置式保温 ）

将保温层放在结构层之上，防水层之下，成为封闭的保温层。

保温层下设隔汽层是因为冬季室内气温高于室外，热气流从室内向室外渗透，空气中的水蒸气随热气流从屋面板的孔隙渗透进保温层，由于水的导热系数比空气大得多，一旦多孔隙的保温材料进了水便会大大降低其保温效果。

同时，积存在保温材料中的水分遇热也会转化为蒸汽而膨胀，容易引起卷材防水层的起鼓。因此，正置式保温层下应铺设隔蒸汽层，常用做法是“一毡油” 或“一布四油”。

2）倒置式保温（外置式保温）

将保温层放在防水层之上，成为敞露的保温层，对防水层起到屏蔽和防护的作用，使之不受阳光和气候变化的影响而温度变形较小，也不易受到来自外界的机械损伤，防水层耐久性增强。

但对保温层则有一定的要求，应选用吸湿性小和耐气候性强的材料，如聚苯乙烯泡沫塑料板、聚氨酯泡沫塑料板。加气混凝土板和泡沫混凝土板因吸湿性强，故不宜选用。

3、屋盖隔热

1）屋盖通风隔热

屋面隔热降温的基本原理是：减少直接作用于屋面表面的太阳辐射热量。所采用的主要构造做法是：屋面间层通风隔热、屋面蓄水隔热、屋面种植隔热、屋面反射阳光隔热等。

（1）架空通风隔热间层

＊其隔热原理是：

一方面，利用架空的面层遮挡直射阳光，另一方面，架空层内被加热的空气与室外冷空气产生对流，将层内的热量排走，从而达到降低室内温度的目的。

＊架空通风层的设计要点：

当采用混凝土板架空隔热层时，屋面坡度不宜大于5％。

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180～300mm为宜。屋面宽度大于10m时，应在屋脊处设置通风屋脊以改善通风效果。

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，如果在女儿墙上开孔有碍于建筑立面造型，也可以在离女儿墻至少250mm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，也可做成砖墩式的。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。但当通风孔不能朝向夏季主导风向时，采用砖墩支承架空板方式。

（2）顶棚通风隔热

利用顶棚与屋面间的空间作通风隔热层可以起到架空通风层同样的作用。仅作通风隔热用的空间净高一般为500m左右。

2）蓄水隔热

蓄水隔热屋面利用平屋面所蓄积的水层来达到屋面隔热的目的。水层在冬季还有一定的保温作用。此外，水层长期将防水层处于水的养护下，防水层的温度变化小，可以推迟防水材料的老化过程，延长其使用年限。

＊设计要点：

实际比较适宜的水层深度为150～200mm。为保证屋面蓄水深度的均匀，蓄水层面的坡度不宜大于0.5％。

为了便于分区检修和避免水层产生过大的风浪，蓄水屋面应根据屋顶平面布 局划分为若干蓄水区，每区的边长不宜超过10m。蓄水区间用混凝土做成分仓壁，壁的底部留过水孔，使各蓄水区的水层连通,但在变形缝的两侧应设计成互不连通的蓄水区。

当蓄水屋面的长度超过40m时，应做横向伸缩缝一道。分仓壁也可用M10水泥砂浆砌筑砖墙，顶部设置直径6mm或8mm的钢筋砖带。

蓄水屋面四周可做女儿墙或檐沟，在女儿墙上应将屋面防水层延伸到墙面形成泛水，泛水的高度应高出溢水孔100mm。若从防水层面起算，泛水高度为水层深度与100mm之和，即250～300nm。

为避免暴雨时蓄水深度过大，应在蓄水池外壁上均匀布置若干溢水孔。为便于检修时排除蓄水，应在池壁根部设泄水孔。泄水孔和溢水孔均应与排水檐沟或水落管连通。

3）种植隔热

包括一般覆土种植隔热屋面和蓄水种植屋面。

种植屋面的排水和给水：一般种植屋面应有一定的排水坡度1％～3％， 以便及时排除积水。通常在靠屋面低侧的种植床与女儿墙间留出300～400mm的距离，利用所形成的天沟组织排水。

4）反射降温隔热

【铝箔的反射率在所有材料中最高】

屋面受到太阳辐射后，一部分辐射热量被屋面材料吸收，另一部分被屋面反射出去。反射热量与入射热量之比称为屋面材料的反射率用百分数表示。

该比值取决于屋面表面材料的颜色和粗糙程度，色浅而光滑的表面比色深而粗糙的表面具有更大的反射率。