屋顶

哈尔滨工业大学出版社2016.04模块七屋顶•知识目标•◆了解屋顶的分类及功能；•◆掌握屋顶的设计要求；•◆掌握屋顶防水要求；•◆掌握平屋顶的组成及构造；•◆掌握坡屋顶的组成及构造。•技能目标•◆能够正确识读屋顶构造节点图；•◆根据实际施工环境进行屋顶结构设计。•学时建议•8学时模块七屋顶•项目7.2平屋顶组成及构造•项目7.3坡屋顶组成及构造•项目7.1屋顶类型及设计要求项目7.1屋顶类型及设计要求•屋顶是房屋最上层起承重和覆盖作用的构件。它的作用主要有以下三个方面：•一是防御自然界的风、雨、雪、太阳辐射热和冬季低温等的影响；•二是承受自重及风、沙、雨、雪等荷载及施工或屋顶检修人员的活荷载；•三是建筑物的重要组成部分，对建筑形象的美观起着重要的作用。项目7.1屋顶类型及设计要求•7.1.1屋顶类型•由于屋面材料和承重结构形式不同，屋顶有多种类型。如图7－1所示。•1．按屋顶的坡度和外形分有平屋顶、坡屋顶和其他形式屋顶。•2．按保温要求分类。可以分为保温屋面，和无保温屋面。•3．按屋面是否上人可以分为：上人屋面和不上人屋面。•4．按其排水方式可以分为：有组织排水屋面和无组织排水屋面。•7.1.2屋顶的设计要求•屋顶设计必须满足坚固、耐久、防水、排水、保温（隔热）、抵御侵蚀等要求。同时，还应做到自重轻、构造简单、施工方便，便于就地取材等。在这些要求中，防水、排水最为重要。•1.刚度和强度要求•2.排水和防水要求•3.保温与隔热•4.建筑的艺术要求项目7.2平屋顶组成及构造•7.2.1平屋顶的组成•平屋顶通常是指排水坡度在1%~3%以下的屋顶。它是目前应用最为广泛的一类屋顶，它主要由顶棚层，结构层，保温层，防水层，保护层组成。•1.顶棚•在结构层下方，起美观和装饰作用，也可以将部分管线铺设于悬吊顶棚之内，来增强屋顶的美观性。•2.结构层•结构层承受屋顶上部的所有荷载，并把这些荷载传给墙体、梁、柱。目前普遍使用的屋顶结构为现浇式钢筋混凝土结构。项目7.2平屋顶组成及构造•3.保温层•主要起保温隔热作用，一般位于结构层与防水层之间，在北方寒冷低于也可倒置于防水层之外。主要为松散材料，如：加气混凝土，泡沫塑料，膨胀蛭石，膨胀珍珠岩等等。•4.防水层•防止雨水渗入屋面，主要有刚性防水屋面和柔性防水屋面两种做法，•5.保护层：•屋面最外部的保护构造，增强屋面的耐久性。屋顶组成•7.2.2平屋顶排水•平屋顶的排水坡度一般为1%~5%。多用2%~3%。平屋顶主要有无组织排水和有组织排水两种排水方式。•7.2.2.1无组织排水•无组织排水时将屋面的雨水直接从檐口滴落至地面的一种排水方式。因其不需构造天沟等排水构造，故又称为自由落水。•7.2.2.2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。•2．平屋顶排水组织设计•屋顶排水组织设计的主要任务是将屋面划分成若干排水区，分别将雨水引向雨水管，做到排水线路简捷、雨水口负荷均匀、排水顺畅、避免屋顶积水而引起渗漏。一般按下列步骤进行：•（1）确定排水坡面的数目（分坡）•（2）划分排水区•（3）确定天沟所用材料和断面形式及尺寸•（4）确定水落管规格及间距•7.2.3屋面防水•屋面工程防水设计应遵循“合理设防、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则。屋面防水的主要方式有卷材防水、涂膜防水，刚性防水等。当然根据实际需要，屋面防水多道设防时，可将卷材、涂膜、细石防水混凝土、瓦等材料复合使用，也可使用卷材叠层。••7.2.3.1卷材防水屋面•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一种屋顶。•（一）防水材料•1．卷材•(1)高聚物改性沥青类防水卷材•(2)高分子防水卷材•(3)传统纸胎石油沥青油毡•2．卷材胶粘剂•(1)溶剂型胶粘剂：与各种卷材配套使用。•(2)冷底子油：•（二）卷材防水构造•1．构造层次•(1)结构层•(2)找平层•(3)结合层•(4)防水层•(5)保护层•2．细部构造•（1）泛水构造：泛水指屋顶上沿着所有垂直面所设的防水构造，其做法如图7-6所示，构造要点如下：•1）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。•2）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。•3）做好泛水上口的卷材收头固定。图7－6泛水构造做法•（2）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。挑檐沟构造的要点是：•1）檐沟加铺1～2层附加卷材；•2）沟内转角部位的找平层应做成圆弧形或45°斜面；•3）为了防止檐沟壁面上的卷材下滑，。应做好收头处理。图7－7挑檐口的构造做法•（3）水落口构造•水落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水落口及女儿墙水落口两种形式,有组织内排水的水落口则设在天沟上,构造与外排水檐沟式的相同。图7－8直管式雨水沟构造图7－9弯管式雨水口构造•（4）屋面变形缝构造•屋面变形缝的构造处理原则是既不能影响屋面的变形，又要防止雨水从变形缝处渗入室内，应抹好檐口的滴水。图7－10等高屋面变形缝构造•3．卷材防水屋面一般规定•(1)卷材防水屋面适用于防水等级为I-Ⅳ级的屋面防水。•(2)找平层表面应压实平整，排水坡度应符合设计要求。采用水泥砂浆找平层时，水泥砂浆抹平收水后应二次压光和充分养护，不得有酥松、起砂、起皮现象。•(3)卷材防水屋面基层与突出屋面结构(女儿墙、立墙、天窗壁、变形缝、烟囱等)的交接处，以及基层的转角处(水落口、檐口、天沟、檐沟、屋脊等)，均应做成圆弧。内部排水的水落口周围应做成略低的凹坑。•(4)铺设屋面隔汽层或防水层前，基层必须干净、干燥。•(5)采用基层处理剂时，其配制与施工应符合相应要求。•(6)卷材铺贴方向应符合规定要求；•7.2.3.2刚性防水屋面•刚性防水屋面是指用细石混凝土作防水层的屋面。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我国南方地区防水等级为Ⅲ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.刚性防水屋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，如图7－12，刚性防水屋面应尽量采用结构找坡。图7－12刚性防水构造•2．刚性防水屋面的变形和防止•刚性防水屋面的最严重问题是防水层在施工完成后出现裂缝而漏水。裂缝产生的原因有：气候变化和太阳辐射引起的屋面热胀冷缩；有屋面板受力后的挠曲变形；有墙身坐浆收缩、地基沉陷、屋面板徐变以及材料收缩等。为了适应防水层的变形，常采用以下几种处理方法。•（1）设置分隔缝•分隔缝的作用：设置一定数量的分格缝可将单块混凝土防水层的面积减小，从而减少其因伸缩和翘曲变形，可有效地防止和限制裂缝的产生。图7－13分隔缝构造做法•（2）设置隔离层•在刚性防水层与结构层之间增设一隔离层，使上下分离以适应各自的变形，从而减少由于上下层变化不同而相互制约。•3．混凝土刚性防水屋面的细部构造•与卷材防水一样，刚性防水屋面也要处理好泛水、天沟、檐口、雨水口等细部构造，另外还要处理好防水层的分隔缝构造。图7－14涂膜防水屋面构造做法•7.2.3.3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。其优点是不用在屋面板上另铺巻材或砼防水层，仅在板缝和板面采取简单的嵌缝和涂膜措施。•涂膜防水主要适用于防水等级为Ⅲ、Ⅳ级的屋面防水，也可用作Ⅰ、Ⅱ级屋面多道防水设防中的一道防水。项目7.3坡屋顶组成及构造•7.3.1坡屋顶的特点与形式•坡屋顶由带有坡度的倾斜面相交而成，斜面相交的阳角为脊，相交的阴角为沟，如7-15（a）所示。坡屋顶多采用瓦材防水，而瓦材块小，接缝多，易渗漏，故坡屋顶的坡度一般大于10°，通常取30°左右。坡屋顶构造高度大，排水快，防水性能好，但结构复杂，消耗材料较多。•坡屋顶的形式和坡度主要取决于建筑平面、结构形式、屋面材料、气候环境、风俗习惯和建筑造型等因素。坡屋顶在建筑中应用较广,主要有单坡式、双坡式、四坡式和折腰式等。•7.3.2坡屋顶的组成•坡屋顶一般由承重结构和屋面面层两部分组成，必要时还有保温层，隔热层及顶棚等。如图7-15（b）•1、承重结构•2、屋面•3、顶棚•4、保温和隔热层•7.3.3坡屋顶的承重结构系统•坡屋顶的支承结构常用的类型有：•1．山墙承重•2．屋架承重•3．椽架承重图7-16坡屋顶承重结构形式•7.3.4平瓦坡屋顶屋面的构造•坡屋顶的屋面防水材料种类较多，我国目前采用的有平瓦、油毡瓦、装饰瓦、波形瓦、金属板材。•1．屋面基层•为铺设屋面材料，应首先在其下面做好基层。•2．屋面铺设•平瓦是根据防水和排水需要用黏土模压制成凹凸楞纹后焙烧而成的瓦片。•3．平瓦屋面的细部构造•平瓦屋面应做好檐口、天沟、屋脊等部位的细部处理。•檐口构造。檐口分为纵墙檐口和山墙檐口。•（1）纵墙檐口：根据造型要求做成挑檐或封檐•（2）山墙檐口：•按屋顶形式又分为硬山与悬山两种。•硬山檐口构造是将山墙升起包住檐口，女儿墙与屋面交接处应作泛水处理。女儿墙顶应作压顶板，以保护泛水，如图7-23所示。•（4）压型钢板屋面构造•彩色压型钢板屋面简称彩板屋面，压型钢板是将镀锌钢板轧制成型，表面涂刷防腐涂层或彩色烤漆而得的屋面材料，压型钢板屋面构造如图7-26。•4．平瓦屋面施工•(1)在木基层上铺设卷材时，应自下而上平行屋脊铺贴，搭接顺流水方向。卷材铺设时应压实铺平，上部工序施工时不得损坏卷材。•(2)挂瓦条间距应根据瓦的规格和屋面坡长确定。挂瓦条应铺钉平整、牢固，上棱应成一直线。•(3)平瓦应铺成整齐的行列，彼此紧密搭接，并应瓦榫落槽，瓦脚挂牢，瓦头排齐，檐口应成一直线。•(4)脊瓦搭盖间距应均匀；脊瓦与坡面瓦之间的缝隙，应采用掺有纤维的混合砂浆填实抹平；屋脊和斜脊应平直，无起伏现象。沿山墙封檐的一行瓦，宜用1：2.5的水泥砂浆做出坡水线将瓦封固。•(5)铺设平瓦时，平瓦应均匀分散堆放在两坡屋面上，不得集中堆放。铺瓦时，应由两坡从下向上同时对称铺设。•(6)在基层上采用泥背铺设平瓦时，泥背应分两层铺抹，待第一层干燥后再铺抹第二层，并随铺平瓦。•(7)在混凝土基层上铺设平瓦时，应在基层表面抹1：3水泥砂浆找平层，钉设挂瓦条挂瓦。当设有卷材或涂膜防水层时，防水层应铺设在找平层上；当设有保温层时，保温层应铺设在防水层上。•7.3.5屋盖的保温和隔热•（一）屋盖保温•寒冷地区或者有特殊要求的建筑，屋盖应设计成保温屋面。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•保温材料应具有吸水率低，导热系数较小并具有一定的强度的性能。屋面保温材料一般为轻质多孔材料，分为三种类型：•（1）松散保温材料。•（2）整体保温材料。•（3）板状保温材料。•2．平屋盖的保温构造•平屋顶因其屋面坡度平缓，保温层通常放在结构层之上。根据其与防水层相对位置的不同分为内置式和外置式。保温屋面与非保温屋面所不同的是增加了保温层和保温层上下的找平层与隔汽层。•（二）屋盖隔热•屋盖隔热降温的基本原理是：减少直接作用于屋盖表面的太阳辐射能量。有间层通风隔热、蓄水隔热、植被隔热、反射阳光隔热等方式。•1．屋盖通风隔热•(1)架空通风隔热。•(2)顶棚通风隔热。利用顶棚与屋顶之间的空间作隔热层。•2．种植隔热屋面•在平屋顶上种植植物，借助载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。•3．蓄水隔热屋面•利用屋顶的蓄水层来达到隔热的目的。•4．蓄水种植隔热屋面•蓄水种植隔热屋面是将一般种植屋面与蓄水屋面结合起来。•5．反射屋面•对屋面面层进行浅色处理，减少太阳辐射对屋面的作用，降低屋面表面温度，达到改善屋面隔热效果的目的。蓄水屋顶构造复习小结•屋顶是房屋最上层起承重和覆盖作用的构件。通常屋顶形式主要为平屋顶、坡屋顶和曲面屋顶。屋顶设计的