第九章-屋顶

第九章屋顶构造本章内容9.1屋顶概述9.2平屋顶的构造9.3斜屋顶的类型屋顶主要有三个作用：一是承重作用；二是围护作用；三是装饰建筑立面。屋顶应满足坚固耐久、防水排水、保温隔热、抵御侵蚀等使用要求，同时还应做到自重轻、构造简单、施工方便、造价经济，并与建筑整体形象协调。其中防水是对屋顶的最基本的要求，屋面的防水等级和设防要求见表9.1。9.1概述9.1.1屋顶的作用及构造要求屋面防水等级和防水要求项目屋面防水等级ⅠⅡⅢⅣ建筑类别特别重要的民用建筑和有特殊要求的工业建筑重要的工业与民用建筑、高层建筑一般的工业与民用建筑非永久性的建筑防水层使用年限/年2515155设防要求三道或三道以上防水设防，其中应有一道合成高分子防水卷材，且只能有一道厚度不小于2㎜的合成高分子涂膜二道防水设防，其中应有一道卷材，也可采用压型钢板进行一道设防一道防水设防，或两道防水材料复合使用一道防水设防表9.1屋面的防水等级和设防要求屋面防水等级和防水要求项目屋面防水等级ⅠⅡⅢⅣ防水层选用材料宜选用合成高分子卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水涂料、细石混凝土等材料宜选用高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子卷材、合成高分子防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料、细石混凝土、平瓦等材料应选用三毡四油防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料、沥青基防水涂料、刚性防水层、平瓦、油毡瓦等材料应选用三毡四油防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料、沥青基防水涂料、刚性防水层、平瓦、油毡瓦等材料屋顶的设计要求•1）要求屋顶起良好的围护作用，具有防水、保温和隔热性能。其中防止雨水渗漏是屋顶的基本功能要求，也是屋顶设计的核心。•2）要求具有足够的强度、刚度和稳定性。•能承受风、雨、雪、施工、上人等荷载，地震区还应考虑地震荷载对它的影响，满足抗震的要求，•3）要求自重轻、构造层次简单；就地取材、施工方便；造价经济、便于维修。•4）满足人们对建筑艺术即美观方面的需求。屋顶是建筑造型的重要组成部分，中国古建筑的重要特征之一就是有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设计。按保温隔热功能划分：保温屋顶、隔热屋顶、不保温屋顶等。按屋面材料与构造划分：卷材（柔性）防水屋顶和非卷材防水屋顶。按结构类型划分：平面结构，常见的有梁板结构、屋架结构；空间结构，包括折板、壳体、网架、悬索、薄膜等结构。9.1.2屋顶的类型按屋顶结构传力特点划分：有檩屋顶和无檩屋顶。按外观形式和坡度划分：平屋顶、坡屋顶及曲面屋顶等多种形式。9.1.2屋顶的类型•平屋顶：屋面排水坡度小于或等于5%的屋顶，常用的坡度为1%~3%。•坡屋顶：指屋面排水坡度在5%以上的屋顶。•曲面屋顶：一般适用于大跨度的公共建筑中。平屋顶的特点与组成1.特点：平屋顶构造简单，室内顶棚平整，能够适应各种复杂的建筑平面形状，提高预制装配化程度、方便施工、节省空间，有利于防水、排水、保温和隔热的构造处理。由于平屋顶的坡度小，会造成排水慢，增加屋面积水的机会，易产生渗漏现象。2.组成：平屋顶一般由面层、结构层、保温隔热层等主要部分组成。第二节平屋顶的构造•防水层（面层）—屋面屋面是屋顶最上面的表面层次，要承受施工荷载和使用时的维修荷载，以及自然界风吹、日晒、雨淋、大气腐蚀等的长期作用，因此屋面材料应有一定的强度、良好的防水性和耐久性能。根据防水层做法及材料的不同分为柔性防水屋面（沥青、油膏等）和刚性防水屋面（细石混凝土、防水砂浆等）。•结构层—承重结构承受屋面传来的各种荷载和屋顶自重。结构层常用预制钢筋混凝土板或者现浇钢筋混凝土板。•保温隔热层当对屋顶有保温隔热要求时，需要在屋顶中设置相应的保温隔热层，以防止外界温度变化对建筑物室内空间带来影响。多采用松散的粒状材料，如膨胀珍珠岩、加气混凝土等。•平屋顶的排水：•为了迅速排除屋面雨水，需进行周密的排水设计•平屋面排水设计内容：选择屋顶排水坡度，确定排水方式，进行屋顶排水组织设计。•屋顶坡度形成：•平屋面常用坡度为1%—5%，•有两种方法：可通过材料找坡和结构找坡。平屋顶的排水(1)材料找坡又叫垫置坡度，是将屋面板水平搁置，然后在上面铺设炉渣等廉价轻质材料形成坡度。特点：结构底面平整，容易保证室内空间的完整性，但垫置坡度不宜太大，否则会使找坡材料用量过大，增加屋顶荷载。(2)结构找坡又叫搁置坡度，是将屋面板搁置在顶部倾斜的梁上或墙上形成屋面排水坡度的方法。特点：不需再在屋顶上设置找坡层，屋面其他层次的厚度也不变化，减轻了屋面荷载，施工简单，造价低。但不符合人们的使用习惯。平屋顶的排水方式选择•平屋顶的排水坡度较小，要把屋面上的雨雪水尽快地排除，就要组织好屋顶的排水系统，选择合理的排水方式。•确定屋顶排水方式应根据气候条件、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。•屋面的排水方式分：无组织排水和有组织排水•无组织排水将屋顶沿外墙挑出，形成挑檐，屋面雨水经挑檐自由下落至室外地坪(图5.5)。主要适用于少雨地区或一般低层建筑，相邻屋面高差小于4m；不宜用于临街建筑和较高的建筑。•有组织排水是将屋面划分成若干排水区，按一定的排水坡度反屋面雨水有组织地排至檐沟或雨水口，通过雨水管排泄到明沟中，再通往城市地下排水系统。有组织排水适用于以下情况：A、当年降雨量＞900MM的地区，檐口高度＞8M；B、当年降雨量＜900MM的地区，而檐口高度＞10M；C、临街建筑。按照雨水管的位置，有组织排水分为外排水和内排水。外排水：屋顶雨水由室外雨水管排到室外的排水方式。按照檐沟在屋顶的位置，外排水的排水方案有：挑檐沟外排水、女儿墙外排水、女儿墙挑檐沟外排水。内排水：屋顶雨水由设在室内的雨水管排到地下排水系统的排水方式(图5.7)。屋面排水组织的设计•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）划分排水分区：根据屋面的面积划分排水区段。屋面排水组织的设计•2）、确定排水坡面的数目（分坡）•一般情况下，临街建筑平屋顶屋面宽度小于12m时，可采用单坡排水；其宽度大于12m时，宜采用双坡排水。•坡屋顶应结合建筑造型要求选择单坡、双坡或四坡排水。3）确定天沟所用材料和断面形式及尺寸•天沟即屋面上的排水沟，位于檐口部位时又称檐沟。•设置天沟的目的是汇集屋面雨水，并将屋面雨水有组织地迅速排除。•天沟根据屋顶类型的不同有多种做法。如坡屋顶中可用钢筋混凝土、镀锌铁皮、石棉水泥等材料做成槽形或三角形天沟。•平屋顶的天沟一般用钢筋混凝土制作，当采用女儿墙外排水方案时，可利用倾斜的屋面与垂直的墙面构成三角形天沟•当采用檐沟外排水方案时，通常用专用的槽形板做成矩形天沟平屋顶檐沟外排水矩形天沟平屋顶女儿墙外排水三角形天沟4）确定水落管规格及间距•(1)水落管的材料与规格：水落管按材料的不同有铸铁、镀锌铁皮、塑料、PVC管等，目前多采用和PVC塑料水落管，其直径有50mm、75mm、100mm、125mm、150mm、200mm几种规格，•一般民用建筑最常用的水落管直径为100mm，面积较小的露台或阳台可采用50mm或75mm的水落管。•水落管的位置应在实墙面处，其间距一般在18m以内，最大间距宜不超过24m，•因为间距过大，则沟底纵坡面越长，会使沟内的垫坡材料增厚，减少了天沟的容水量，造成雨水溢向屋面引起渗漏或从檐沟外侧涌出。（2）一个雨水管排水面积雨水管内径100㎜150㎜200㎜外排水明管150㎡400㎡800㎡内排水明管120㎡300㎡600㎡内排水暗管100㎡200㎡400㎡一个雨水管能承担的最大汇水区域面积（3）雨水管的位置外排水内排水有外檐天沟无外檐天沟明装雨水管暗装雨水管24m15m15m15m两个雨水口之间的距离•天沟：汇集屋顶雨水的沟槽，有钢筋混凝土槽形天沟和在屋面板上用找坡材料形成的三角形天沟两种。•雨水口：雨水口是将天沟的雨水汇集至雨水管的连通构件，雨水口有设在檐沟底部的水平雨水口和设在女儿墙根部的垂直雨水口两种。•雨水管9.2.2.3排水装置柔性防水屋面：用具有良好的延伸性、能较好地适应结构变形和温度变化的材料做防水层的屋面，包括卷材防水屋面和涂膜防水屋面。9.2.3平屋顶的防水9.2.3.1柔性防水屋面1、卷材防水屋面•卷材防水屋面，是指以防水卷材和粘结剂分层粘贴而构成防水层的屋面。•卷材防水屋面所用卷材有沥青防水、高分子防水卷材（三元乙丙橡胶卷材、橡胶共混型防水卷材）、高聚物改性沥青类卷材（再生胶油毡、SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材）等。•适用于防水等级为I～Ⅳ级的屋面防水。•卷材防水屋面的基本构造(图5.11)①结构层②找坡层③找平层④结合层⑤防水层卷材防水层的防水卷材包括沥青类卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三类。⑥保护层保护层分为不上人屋面和上人屋面两种做法。–不上人屋面保护层–上人屋面保护层做法：在防水层上用水泥砂浆或沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、预制混凝土板等，或在防水层上浇筑40mm厚C20细石混凝土。•（1）结构层•通常为预制或现浇钢筋混凝土屋面板，要求具有足够的强度和刚度•（2）找平层•柔性防水层要求铺贴在坚固而平整的基层上，因此必须在结构层或保温屋上面设置找平层。•做法：用1：3、厚15—20水泥砂浆，待表面干燥后进行卷材施工。（3）结合层•A、结合层的作用：堵塞找平层表面存在因水分蒸发形成的孔隙和减少找平层表面小颗粒，使卷材防水层与基层粘结牢固。•B、结合层所用材料：应根据卷材防水层材料的不同来选择如油毡卷材、聚氯乙烯卷材及自粘型彩色三元乙丙复合卷材用冷底子油（冷底子油用沥青加入汽油或煤油等溶剂稀释而成）在水泥砂浆找平层上喷涂一至二道；三元乙丙橡胶卷材则采用聚氨酯底胶；氯化聚乙烯橡胶卷材需用氯丁胶乳等。（4）防水层•防水层是由胶结材料与卷材粘合而成，卷材连续搭接，形成屋面防水的主要部分。•A、防水层的层次顺序：沥青胶—油毡—沥青胶—油毡—沥青胶。•B、卷材的层数：主要与建筑物的性质、屋面坡度大小和当地气候特点有关，一般做成两毡三油，在重要部位或严寒地区做成三毡四油。•由于沥青胶材料粘附在卷材的上下表面，所形成有薄层既是粘结层，又能起到一定的防水作用，因此构造上常将一毡三油称三层做法、二毡三油、三毡四油等。•C、卷材的铺贴：（一般垂直屋脊和平行屋脊两种）•平屋面卷材一般平行于屋脊铺设，从檐口到屋脊层层向上粘贴，上下搭接不小于80—120mm,左右搭接不小于l00—150mm•每层沥青胶结材料的厚度控制在1—1。5mm以内，最大不应超过2mmD、蒸汽扩散层设置•卷材必须铺贴在干燥的基层上，由于各种原因不能时：•由于基层的湿气将存留在卷材层内或室内水蒸气透过结构层渗入卷材下，水受热膨胀导致卷材起鼓、皱折和破裂使屋面漏水。•处理措施：待基层材料干燥后进行卷材施工增设隔气层：在铺第一层卷材时，将粘结材料沥青涂刷成点状或条状，点与条之间的空隙排除蒸气。（5）保护层•防止卷材屋面吸热、延长油毡防水层的使用寿命。增设保护层。•A、不上人屋面保护层的做法：•绿豆砂保护层：在最上层的油毡涂沥青胶后，满粘一层粒径3~6mm的小石子。•绿豆砂色浅，能反射太阳辐射热，降低屋顶表面的温度，保护防水层。•铝银粉涂料保护层：是由铝银粉、清漆、熟桐油和汽油调配而成，将直接涂刷油毡表面形成一层银白色薄膜，可降低屋顶表面温度15℃，有利于排水。B、上人屋面的保护层构造做法•采用水泥砂浆或沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等；可现浇40mm厚C20细石混凝土•卷材防水屋面的细部构造①泛水：屋面防水层与突出构件之间的防水构造。②檐口：屋面防水层的收头处，檐口的形式由屋面的排水方式和建筑物的立面造型要求来确定。–无组织排水檐口(图5.13)–挑檐沟檐口(图5.14)–女儿墙檐口和斜板挑檐檐口(图5.15、图5.16)③上人孔(图5.17)