1、第十一章第十一章 屋屋 顶顶 roof 第一节第一节 概概 述述一、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。功能要求Functional requirements 能抵御风、霜、雨、雪的侵袭。具有良好的保温隔热性能。结构要求Structural requirements 应有足够的强度和刚度Strength and stiffness，以保证房屋的结构安全。建筑艺术要求 Architecture art requirements 屋顶的形式对建筑的造型极具影响，满足人们对建筑艺术方面的需求。二、屋顶的形式 屋顶按其外形一般可分为平屋顶Flat roof、坡屋顶Slop
2、ing roof、其它形式的屋顶。平屋顶 与结构的关系，节约材料，屋面可供多种利用。平屋顶也有一定的排水坡度。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。屋面坡度压型钢板屋面坡度较缓海草屋面坡度较陡中国南方传统建筑坡屋顶北欧传统建筑坡屋顶其它形式的屋顶 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。Arch roof,folded plate roof,shell roof,suspended cable roof三、屋顶的组成
3、屋顶主要由屋面Surface layer、承重结构Load-bearing structure、保温隔热层Thermal insulation layer和顶棚Ceiling等部分组成。屋顶面层：防止外界自然因素的影响（隔雨、辐射）承重结构：平面结构，屋架、板梁结构，薄壳、网架等保温隔热层顶棚层：四、屋顶的坡度Roof slope（1）屋顶坡度的表示方法 常用的坡度表示方法有角度法angle、斜率法slop和百分比法Percentage。坡屋顶多采用斜率法，平屋顶多采用百分比法。（2）影响屋顶坡度的因素 factor affecting slop of the roof 屋顶坡度太小容易漏水，
4、坡度太大则多用材料，浪费空间。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。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。gap 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。五、屋顶的防水等级 The waterproof level of the roof 根据建筑物的性质、重要程度、使用功能、防水层耐用年限、防水层选用材料和设防要求，将屋面防水分为四个等级。第二节第二节 平屋顶构造平屋顶构造一、排水设计（1）排水坡度的形成方法 Th
5、e formation method of drainage slope 屋顶坡度的形成有材料找坡和结构找坡两种做法。a.材料找坡 by materials 材料找坡是指屋顶坡度由垫坡材料形成。平屋顶材料找坡宜为2%3%。b.结构找坡 by structure 结构找坡是屋顶结构自身应带有排水坡度，平屋顶结构找坡宜为3%。材料找坡天棚面平整，但增加屋面荷载；结构找坡，构造简单，不增加荷载，但天棚顶倾斜，室内空间不够完整。（2）排水方式 Drainage patterns 屋顶排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。无组织排水Unorganized drainage 无组织排水是指屋面雨水直接
6、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。有组织排水Organized drainage 有组织排水是指雨水经由天沟Gutter、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。（3）排水方式的选择The choice of drainage patterns 确定屋顶的排水方式时，应根据气候条件
7、、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：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。积灰Fouling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。有腐蚀性介质Corrosive media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。在降雨量大Big rainfall的地区或房屋较高的情况下，应采用有组织排水。临街n
8、ear street建筑的雨水排向人行道时宜采用有组织排水。（4）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，现按雨水管的位置不同分为：内排水、外排水、在结构中间排水方案。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。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
9、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。在结构中间（5）屋面排水组织设计Design of organizational roof drainage 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。划分排水分区Division of the drainage district 划分排水分区的
10、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。确定排水面的数目Determine the number of surface rainage 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。确定天沟Gutter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
11、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。雨水管的规格及间距Rain water pipe size and spacing 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1824m，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。二、防水设计（1）卷材防水屋面 Waterproof coiled material for building
12、roof 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Asphalt卷材防水屋面、高聚物改性沥青Polymer modified asphalt类卷材防水屋面、高分子类macromolecule material r卷材防水屋面。防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级的屋面防水 卷材防水屋面构造structrue of Waterproof coiled material roof 构造组成 卷材防水屋面的基本构造层次
13、按其作用分别为：结构层、找平(making smooth)层、结合层combined、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。找平层一般采用水泥砂浆或沥青砂浆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。分格缝上面应覆盖一层200300mm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combined layer 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
14、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 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。上人屋面的保护层又是楼面面层，故要求保护层平整耐磨。保护层分格缝应尽量与找平层分格缝错开。涂刷粘结材料glue铺设防水卷材平屋面卷材防水热熔接法胶接法防水卷材搭接防水卷材收头waterproof edge treatment细部构造 Detailed structure 仅仅
15、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。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。将屋面的卷材防水层继续铺至垂直面上，其上再加铺一层附加卷材，泛水高度不得小于250mm。屋面与垂直面交接处应将卷材下的砂浆找平层抹成直径不小于150mm的圆弧形或45斜面。做好泛水上口的卷材收头固定。挑檐口Cornices构造 挑檐口分为无组织
16、排水和有组织排水两种做法。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。挑檐沟构造的要点是：檐沟加铺12层附加卷材；沟内转角部位的找平层应做成圆弧形或45斜面；为了防止檐沟
17、壁面上的卷材下滑，应做好收头处理。天沟构造 gutter(used to collect water draining from the roof.)屋面上的排水沟称为天沟，有两种设置方式:三角形天沟 女儿墙外排水的民用建筑采用三角形天沟的较为普遍。矩形天沟 多雨地区或跨度大的房屋常采用断面为矩形的天沟。天沟处用专门的钢筋混凝土预制天沟板取代屋面板。雨水口构造 water inlet 雨水口是用来将屋面雨水排至雨水管而在檐口处或檐沟内开设的洞口。有组织外排水常用的有檐沟雨水口及女儿墙雨水口两种形式。直管式雨水口 民用建筑常用的UPVC塑料雨水口的构造。弯管式雨水口 弯管式雨水口呈90弯曲状。(
18、Galvanized iron wire)屋面检修孔、屋面出入口屋面检修孔、屋面出入口构造 不上人屋面须设屋面检修孔。屋面出入口处的构造类同于泛水构造。卷材防水屋面变形缝Deformation joint构造 高低屋面变形缝则是在低侧屋面板上砌筑矮墙。当变形缝宽度较小时，可用镀锌铁皮盖缝并固定在高侧墙上，做法同泛水构造；也可以从高侧墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝。二、刚性屋面二、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
19、性防水多用于日温差较小的我国南方地区防水等级为级的屋面防水，(1)刚性防水属面的构造 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。防水层 常用的措施：增加防水剂、采用微膨胀剂、提高密实性。隔离层 isolation layer 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。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。rigid roofing 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。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，
20、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 分格缝构造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。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。涂膜防水屋面涂膜防水屋面是用防水材料刷在屋面基层上，利用涂料干燥或固化以后的不透水性来达到防水的目的。某刚性防水屋面檐口防水层最好较屋面多设一道屋面有突出物处防水做法平屋面刚性材料防水滚涂防水涂料平屋面涂膜
21、防水防水涂料必须分多次涂刷，以达到规定厚度waterproofing paint第三节第三节 坡屋顶构造坡屋顶构造（一）坡屋顶的组成承重结构屋面顶棚保温隔热层二、坡屋顶承重结构二、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。truss structure Beam structure space structure三、坡屋顶屋面构造三、坡屋顶屋面构造（1）平瓦屋面tile roof 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。木屋面板瓦屋面 也称木望板瓦屋面
22、，其构造做法是：先在檩条上铺厚度为1520mm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。纤维板或芦席瓦屋面钢筋混凝土板瓦屋面小青瓦坡屋面传统坡屋面防水传统坡屋面平瓦防水防水层次：屋面瓦挂瓦条顺水条防水卷材屋面板现浇钢砼坡屋顶平瓦防水（2）平瓦屋面细部构造纵墙挑檐构造山墙檐口构造天沟和斜沟檐口顶棚构造 pick eaves gutter瓦的搭接（3）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 保温夹心屋面板彩色压型钢板屋面 金属瓦屋面是用镀锌铁皮或铝合金瓦做防水层的一种屋面，主要用于大跨度建筑
23、的屋面。彩色压型钢板屋面简称彩板屋面，根据彩板的功能构造分为单层彩板和保温夹芯彩板。钢板彩瓦钢板瓦防水屋面做法压型钢板屋面实例第四节第四节 屋顶的保温与隔热屋顶的保温与隔热（一）保温材料的类型 松散保温材料整体保温层材料 平屋顶的保温层构造屋面Heat preservation and heat insulation 第四节第四节 屋顶的保温与隔热屋顶的保温与隔热（二）屋顶隔热 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。屋顶通风隔热方式架空通风隔热间层顶棚通风隔热 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。蓄水隔热种植隔热
