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第五章屋顶构造第一节概述第二节平屋顶第三节坡屋顶故宫三大殿一、屋顶的作用和组成㈠屋顶的作用：房屋最上部起覆盖作用的外部围护构件，用以防御自然界的风、雨、雪、日晒、高温、低温和噪声（承重）。屋顶的不同形状还是体现建筑风格的重要手段。㈡屋顶组成：由四部分组成，即屋面、保温(隔热)层、承重结构和顶棚。有些建筑可不设置保温(隔热)层或顶棚。⑴屋面是屋顶的面层，它暴露在外面，直接受自然界(风、雨、雪、日晒和空气中有害介质)的侵蚀和人为(上人和维修)的冲击与摩擦。因此，屋面材料和做法要求具有一定的抗渗性能、抗摩擦性能和承载能力。⑵保温层是寒冷地区冬季防止室内热量过分散失而设置的构造层；隔热层是炎热地区夏季防止太阳辐射热进入室内而设置的构造层。保温层或隔热层应采用导热系数低的材料，其位置多设置在屋面和顶棚之间。一、屋顶的作用和组成⑶承重结构是承受屋面上传来的荷载及屋面、保温(隔热)层、顶棚和承重结构本身自重的结构层。承重结构形式的选择是根据屋面防水材料特点、房屋空间尺度、结构材料的性能以及整体造型的需要而定。因而形成了平屋顶、坡屋顶、曲面屋顶等形式，这些形式又可通过梁板、屋架、网架、壳体、悬索等结构类型形成，不同的结构形式可采用木材、砖石、钢材、钢筋混凝土等材料制成。⑷顶棚是屋顶的底面，有直接抹灰和吊挂两种，可根据房间的保温(隔热)、隔声、观瞻和造价要求选择顶棚形式和材料。屋顶组成示意图二、屋顶的形式㈠按坡度分：1、坡屋顶2、平屋顶㈡按外观分：1、平屋顶（挑檐式和女儿墙式）2、坡屋顶（单坡、双坡、四坡、折板、网壳、拱形）3、曲面屋顶三、屋面坡度屋面坡度是解决漏雨问题的关键之一：一般说，坡度大，排水通畅，积水少，不易漏雨。但坡度超过了限度，会使屋面材料下滑、开裂以致跌落；反之坡度偏小，屋面防水材料相对稳定．但排水不畅、积水多，极易在屋面防水材料的接缝处渗漏。所以说，屋面坡度的确定，是根据屋面防水材料的形状、幅面宽度、单片厚度、搭接长度、接缝做法、表面光滑程度等条件为依据。三、屋面坡度具体说，屋面防水材料单片的厚度愈小、幅宽或长度愈大，搭接长度愈小，接缝做法愈封闭，表面愈光滑，其屋面坡度要求愈小。如油毡的幅宽约为1000mm，其单片厚度仅为1—2mm，搭接80—120mm，接缝处用沥青粘合．这种屋面的坡度仅为1％一5％。其中，油毡上铺设面砖时，排水通畅，坡度可为1％一2％；如铺设小石子时，排水受阻，坡度应为2％一5％。油毡屋面如果坡度大于10％，则由于阳光曝晒，屋面温度提高、将引起沥青融化，油毡下滑而相互脱节，引起渗漏；如果屋面坡度小于限定数值，则会造成排水不畅，积水过多，也是造成渗漏的隐患。三、屋面坡度机制平瓦屋面的结构坡度是根据机制平瓦的特点而确定的。机制平瓦的单片长度为400mm左右，搭接长度不小于70mm，每片瓦的有效长度仅为230mm，而其厚度却是20mm左右。上下行瓦搭接时形成倒坡10％左右，而机制平瓦的吸水率较大，必须具有30％以上的坡度方能便于排水，防止积水渗透。因此，机制平瓦应铺设在不小于40％坡度的基层上，这就决定了屋顶结构(如屋架上弦)的最小坡度。如果坡度过大(如超过60％)则将导致机制平瓦的下滑、脱落，不得不增设锚固装置。所以，机制平瓦的结构坡度宜在40一50％(即1／2.5—1／2)之间。介于油毡和机制平瓦屋面之间的屋面材料，如薄金属、水泥石棉瓦等，其最佳坡度介于10%一30％之间。平瓦和脊瓦三、屋面坡度第二节平屋顶平屋顶：屋面坡度小于10％的屋顶称之，多用2-5%。由于钢筋混凝土梁、板的普遍应用和防水材料不断革新，平屋顶已被广泛采用。它与坡屋顶相比，具有节约木材、减少建筑体积、提高预制装配程度、便于屋顶上人使用与维修等诸多优越性。但平屋顶对丰富建筑造型方面受到局限，多以挑檐、女儿墙、挑檐带女儿墙和顶等作为形式变化的手段。录一、平屋顶的组成1．承重结构多采用钢筋混凝土板，也可使用预制板。现场装配，如空心板、槽形板等，它们可以直接搁置在承重墙上．或搁置在梁上。2．保温层或隔热层一般宜设在结构层与屋面之间．多采用无机粒状散料或块状制品，如水泥珍珠岩、水泥蛭石、浮石砂、加气混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料等。3．面层以防水为主要目的，选择不同的防水材料作为屋顶面层。防水材料分柔性防水和刚性防水两种。柔性防水材料具有较好的延展性，当屋面基层(楼板)变形时不致严重拉裂漏雨。柔性防水材料包括卷材类和膏状类。卷材类主要有油毡，膏状类主要有橡塑膏等。刚性防水材料主要有防水砂浆和高密度混凝土，其使用年限较长。但因受屋面基层变形影响而易开裂漏而不易补救。柔性防水屋面适用于寒冷和温热地区，刚性防水屋面适用于炎热地区。4．顶棚有板底直接抹灰和吊挂顶棚两类，吊顶不仅可美化房间，还有保温、隔热、隔声等作用。二、平屋顶的排水1．排水坡度的形成绝对水平的屋面是不能排水的，平屋顶的屋面应有1％一5％的排水坡。排水坡可通过构造垫置或结构搁置两种方法形成。(1)构造垫置也称构造找坡或材料找坡。它是在水平搁置的屋面板上用轻质价廉的材料(如水泥焦渣)垫置成所需要的坡度，然后再在上面作保温(或隔热)层和防水层。也可以直接用保温(或隔热)材料找坡。这种方法的坡度不宜过大，以减轻屋顶的自重；(2)结构搁置也称结构找坡。它是将屋面板按所需的坡度倾斜搁置，上面直接作保温(或隔热)层和防水层，可以省掉垫坡所需的工料，也减少了屋顶的自重。这种方法的室内顶板是倾斜的，给人以不舒适的感觉，故多用于生产性建筑，或者加设吊顶予以补救。平屋顶排水坡度的形成(2)结构搁置(1)构造垫置二、平屋顶的排水2．排水方式(1)无组织排水雨水经屋檐直接自由落下，称无组织排水．也称自由落水。这种排水方式要求屋檐挑出外墙面，以防雨水顺外墙面漫流而浇湿和污染墙体。无组织排水构造筒单、造价低廉，不易漏雨和堵塞。适用于低矮和次要的建筑。无组织排水是指它不需设置天沟、雨水口和雨水管，而对排水方向和挑檐的设置也需合理设计，即应根据屋面的形状、宽度、地面水排条件等因素作周密安排。(2)有组织排水当建筑物较高或年降雨量较大时，如仍采用无组织排水．将会出现房檐雨水势如瀑布凌空而降，不仅噪声很大，且雨水四溅危害墙身和环境，因而应采用有组织排水，有组织排水是在屋顶设置或垫置天沟，将雨水导入雨水竖管排出建筑以外。这种做法避免了上述缺点，但构造较复杂，造价较高，且易堵塞和漏雨，因此必须保证施工质量和加强使用时的维护和检修。2、有组织排水有组织排水应根据屋顶的形状、尺寸、地面排水方向或地下排水管位置以及建筑周围环境等条件综合安排。屋面排水横坡宜在1％一5％之间，上人屋顶可选用1％一2％，不上人屋顶选用2％一5％；另外还应用纵坡导向雨水口，其坡度为0.5％一1％。雨水口的设置数量要根据屋面集水面积、不同直径雨水管的排水能力求得，雨水管设置的间距要尽量使其排水负荷均匀且利于雨水管的安装和不影响建筑立面美观。按理论计算和实践经验，在年降雨量大于900mm的地区．每一直径为100mm的雨水管可排集水面积150m2的雨水：小于900mm的地区，每一直径100mm的雨水管可排集水面积200m2的雨水，雨水管间距不宜超过18m，以防垫置纵坡过厚而增加屋顶或天沟的荷载。单坡双坡排水三坡、四坡排水无组织排水组合无组织排水与有组织排水比较有组织排水有组织排水按雨水管是在建筑物的外侧还是在内部分为外排水和内排水。外排水：常用外排水方式有女儿墙外排水、檐沟外排水、女儿墙檐沟外排水三种。在一般情况下应尽量采用外排水方案，因为有组织排水构造较复杂，极易造成渗漏。在一般民用建筑中，最常用的排水方式有女儿墙外排水和檐沟外排水两种。内排水：水落管位于外墙内侧。多跨房屋的中间跨为简化构造，以及考虑高层建筑的外立面美观和寒冷地区防止水落管冰冻堵塞等情况时，可采用内排水方式。外排水的构造简单，造价较低，渗漏的隐患较少且维修方便，是常见的一种有组织排水方式；内排水则构造复杂、造价较高，渗漏的隐患较多，且维修不便，只宜在特殊情况下采用。外排水内排水三、柔性防水屋面概念：用防水卷材与胶粘剂结合在一起，形成连续致密的构造层，从而达到防水的目的。由于卷材防水层具有一定的延伸性和适应变形的能力，故而被称为柔性防水屋面。特点：柔性防水屋面较能适应温度、振动、不均匀沉陷因素的变化作用，能承受一定的水压，整体性好，不易渗漏。严格遵守施工操作规程时能保证防水质量，但施工操作较为复杂，技术要求较高。卷材防水屋面适用于防水等级为Ⅰ～Ⅳ级的屋面防水。1．柔性防水屋面类型和组成按功能要求，可分为几种类型，即：有找坡层(垫置坡)与无找坡层(搁置坡)：有保温(隔热)层与无保温(隔热)层；有隔汽层与无隔汽层；上人屋顶与不上人屋顶；有架空通风层与无架空通风层等。有找坡、有保温、不上人油毡防水屋面无找坡，有隔热、隔汽、架空保护层油毡防水屋面2柔性防水屋面材料做法(1)结构层现浇或预制钢筋混凝土屋面板。(2)找坡层多用1：6—8水泥焦渣拍实，按设计要求找坡，最薄处不小于40mm．也可用保温(隔热)材料铺设，但成本较高。(3)保温(隔热)屋多用水泥珍珠岩、水泥蛭石、泡沫混凝土等多孔材料，其厚度应按当地室外设计最低(最高)气温与设计室内温度的差额计算而得。(4)找平层设在保温(隔热)层或找坡层之上，以利于铺设防水层或隔汽层。常用1：3水泥砂浆20一30mm厚。(5)隔汽层当屋面下为有水蒸汽的房间，或寒冷地区的普通建筑，应在保温层下面设置隔汽层以防水蒸汽渗透至保温(隔热)层内影响保温(隔热)效果。甚至进入油毡层下引起鼓泡，导致防水层的破裂。隔汽层较高标准做法是一毡二油(即沥青、油毡、沥青，亦称三层做法)；较低标准做法是刷热沥青二道。(6)结合层在水泥砂浆找平层上涂刷沥青不易粘牢，应先涂刷结合层，一般常用冷底子油作结合层，冷底子油是将沥青浸泡在温热的柴油或煤油内(按3：7比例)溶化，即为冷底子油。当将冷底子油涂刷在水泥砂浆面时便渗入其内，以作为与上面将施工的沥青与水泥砂浆面的中间介质。冷底子油是黑色稀释液体，涂刷一道即可，施工时不须加热，仅供打底子用，故称冷底干油。(7)防水层油毡屋面：将油毡(纸)用胶结材料沥青交替叠层粘合而形成的防水覆盖层。它的层次顺序是沥青——油毡——沥青——油毡——沥青……，因为沥青本身也是防水材料。故也将一毡二油(沥青)称为3层做法，二毡三油称为5层做法，还有7层、9层做法，依此类推。根据实践经验，油毡屋面存在不少缺点，如起鼓、起皱、撕裂、下滑、腐烂、易老化、耐久性差、维修不便等弊病，现已将沿用的二毡三油做法改为三毡四油做法．并在重要部位及标准较高的建筑采用四毡五油做法。另外，沥青需现场熔化，并产生烟雾、恶臭，污染环境，有碍健康．极易烫伤，因此亟待以新型防水材料取代。油毡是一种幅宽约lm、长约20m的卷材，铺设时必定有横向与纵向连接问题。施工规范要求，铺设时应从坡底处开始，上幅压下幅80一120mm，并在分水线处用整幅油毡压住坡面油毡。油毡纵向搭接长度应保证120—150mm，两个方向的搭接处均必须涂刷沥青。确保钻接牢固。再铺上一层时，搭接处应与下层搭接处错开。刷涂沥青的厚度应控制在1一2mm之间、过厚将引起龟裂。铺设时的长度方向宜顺风进行，以避免出现空鼓现象。油毡屋面构造做法横向搭接半幅油毡屋面做法(8)保护层因油毡防水层表面为黑色，容易吸热，夏季在太阳辐射下．表面温度可达60一80℃，致使油毡和沥青加速老化，甚至使沥青熔化流淌(沥青软化点常为40一60℃)．油毡下滑，搭接脱节而渗漏。在防水层上加设浅颜色吸热性差的材料，可对油毡防水屋面起保护作用。①豆石保护层：豆石也称绿豆砂或用粒径为3—5mm的粗砂。施工方法有二：边刷热沥青边趁热铺撒豆石一层，用刮板刮平刮匀；或将豆石炒热，铺撤在已刷好的沥青表面上，沥青受热软化而将豆石粘结。豆石保护层保护效果较好，价格较低，但其自重大，增加屋顶荷载。②铝银粉涂料保护层：它是由铝银粉、清漆、熟桐油和汽油调配而成，将它直接涂刷在油毡表面，可形成一层银白色、类似金属面的光滑薄膜，不仅可降低屋顶表面温度15℃以上．还有利于排水，厚度薄自重小