屋顶的保温与隔热

屋顶保温与隔热坡屋顶保温构造屋顶蓄水隔热屋顶通风隔热平屋顶保温构造屋顶保温材料的选择蓄水种植隔热屋面种植隔热屋面·屋顶保温材料选择在寒冷地区或装有空调设备的建筑中，屋顶应设计成保温屋顶。为了提高屋顶的热阻，需要在屋顶中增加保温层。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松散保温材料堆积密度应小于300kg/m3,导热系数应小于0.14w/m.k，常用的有膨胀蛭石（粒径3～15毫米）、膨胀珍珠岩、矿棉、炉渣等。②整体保温材料常用水泥或沥青等胶结材料与松散保温材料拌合，整体浇筑。如水泥炉渣、沥青膨胀珍珠岩、水泥膨胀蛭石等。③板状保温材料如加气混凝土板、泡沫混凝土板、膨胀珍珠岩板、膨胀蛭石板、矿棉板、岩棉板、泡沫塑料板、木丝板、刨花板、甘蔗板等。·平屋顶保温构造平屋顶因其屋面坡度平缓，保温层通常放在防水层之下，结构层之上。左下图为平屋顶保温构造，保温油毡屋面与非保温油毡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蒸汽层。隔蒸汽层，通常的做法是一毡二油。为了解决排除水蒸气的问题需要在保温层中设排汽道，排汽道内用大粒径炉渣填塞，既可让水气在其中流动，又可保证防水层的基层坚实可靠（右下图b）。同时，找平层内也在相应留槽作排汽道，并在其上干铺一层油毡条，用玛碲脂单边点贴覆盖。排汽道在整个层面应纵横贯通，并应与大气连通的排汽孔相通，右下图a、c、d是几种排汽孔的做法示意。排汽孔的数量应根据基层的潮湿程度确定，一般每36平方米设置一个。·坡屋顶保温构造坡屋顶的保温层一般布置在瓦材与檩条之间或吊顶上面。·屋顶通风隔热通风隔热就是在屋顶设置架空通风间层，使其上层表面遮挡阳光辐射，同时利用风压和热压作用使间层中的热空气被不断带走。通风间层的设置通常有两种方式：一种是在屋面上做架空通风隔热间层，另一种是利用吊顶棚内的空间做通风间层①架空通风隔热②顶棚通风隔热·架空通风隔热架空通风隔热间层设于屋面防水层上，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，将层内的热量源源不断地排走。架空通风层通常用砖、瓦、混凝土等材料及制品制作(见左下图）。架空通风层的设计要点有：①架空层的净空高度一般以180～240mm为宜。屋面宽度10m时，应在屋脊处设置通风桥以改善通风效果。②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（见右下图b）。③架空隔热板的支承物可以做成砖垄墙式（见右下图a），也可做成砖墩式（见右下图b）。·顶棚通风隔热下图是几种常见的顶棚通风隔热屋面构造示意，设计中应注意满足下列要求：①必须设置一定数量的通风孔，使顶棚内的空气能迅速对流。②顶棚通风层应有足够的净空高度，应根据各综合因素所需高度加以确定。仅作通风隔热用的空间净高一般为500mm左右。③通风孔须考虑防止雨水飘进。④应注意解决好屋面防水层的保护问题。·屋顶蓄水隔热①水层深度及屋面坡度适宜的水层深度为150～200mm。为保证屋面蓄水深度的均匀，蓄水屋面的坡度不宜大于0.5％。②防水层的做法最好用于刚性防水屋面，也可用于卷材防水屋面。采用刚性防水层时应按规定做好分格缝。③蓄水区的划分为了便于分区检修和避免水层产生过大的风浪，蓄水屋面应划分为若干蓄水区，每区的边长不宜超过10m。蓄水区间用浊凝土做成分仓壁，壁上留过水孔，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。蓄水屋面的构造设计主要应解决好以下几方面的问题④女儿墙与泛水蓄水屋面四周可做女儿墙并兼作蓄水池的仓壁。在女儿墙上应将屋面防水层延伸到墙面形成泛水，泛水的高度应高出水面100mm。⑤溢水孔与泄水孔为避免暴雨时蓄水深度过大，应在蓄水池布置若干溢水孔，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。（见图[蓄水屋面]）综上所述：蓄水屋面与普通平屋顶防水屋面不同的就是增加了一壁三孔。所谓一壁是指蓄水池的仓壁，三孔是指溢水孔、泄水孔、过水孔。·种植隔热屋面种植隔热的原理是：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。一般种植隔热屋面是在屋面防水层上直接铺填种植介质，载培植物。其构造要点为：①选择适宜的种植介质宜尽量选用轻质材料作载培介质，常用的有谷壳、蛭石、陶粒、泥碳等，即所谓的无土载培介质。载培介质的厚度应满足屋顶所载种的植物正常生长的需要，可参考表[种植层的深度]选用，但一般不宜超过300mm。②种植床的做法种植床又称苗床，可用砖或加气混凝土来砌筑床埂。③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％）。通常在靠屋面低侧的种植床与女儿墙间留出300～400mm的距离，利用所形成的天沟有组织排水，并在出水口处设挡水坎，以沉积泥沙（见图[种植屋面的挡水坎]）。④种植屋面的防水层种植屋面可以采用一道或多道（复合）防水设防，但最上面一道应为刚性防水层。⑤注意安全防护问题种植屋面是一种上人层面，护栏的净保护高度不宜1.1m。[种植屋面构造示意]种植层的深度植物种类种植层深度（mm）备注草皮小灌木大灌木浅根乔木深根乔木150－300300－450450－600600－900900－1500前者为该类植物的最小生存深度，后者为最小开花结果深度·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，其基本构造层次如图[蓄水种植屋面的基本构造]所示。①防水层：防水层应采用设置涂膜防水层和配筋细石混凝土防水层的复合防水设施做法。应先做涂膜防水层，再做刚性防水层。②蓄水层：种植床内的水层靠轻质多孔粗骨料蓄积，粗骨料的粒径不应25mm，蓄水层（包括水和粗骨料）的深度≮60mm。③滤水层：考虑到保持蓄水层的畅通，不至被杂质堵塞，应在粗骨料的上面铺60～80mm厚的细骨料滤水层。细骨料按5～20mm粒径级配，下粗上细逐层铺填。④种植层：为尽量减轻屋面板的荷载，载培介质的堆积密度不宜10kN/M3。⑤种植床埂：蓄水种植屋面应根据屋顶绿化设计用床埂进行分区，每区面积不宜100M2。床埂宜高于种植层60mm左右，床埂底部每隔1200～1500mm设一个溢水孔，溢水孔处应铺设粗骨料或安设滤网以防止细骨料流失。⑥人行架空通道板：架空板设在蓄水层上、种植床之间，通常可支承在两边的床埂上。小结1、屋顶按外形分为坡屋顶、平屋顶和其它形式的屋顶。坡屋顶的坡度一般大于10％，平屋顶的坡度小于5％。其它形式的屋顶则外形多样，坡度随外形变化。屋顶按屋面防水材料分为柔性防水屋面、刚性防水屋面、涂膜防水屋面、瓦屋面四类。2、屋顶设计的主要任务是解决好防水、保温隔热，坚固耐久，造型美观等问题。3、屋顶排水设计的主要内容是：确定屋面排水坡度的大小和坡度形成的方法；选择排水方式和屋顶剖面轮郭线；绘制屋顶排水平面图。单坡排水的屋面宽度控制在12～15米以内。每根雨水管可排除约200平方米的屋面雨水，其间距控制在30米以内。矩形天沟净宽不小于200毫米，天沟纵坡最高处离天沟上口的距离不小于120毫米，天沟纵向坡度取0.5～1％。4、卷材防水屋面下面须作找平层，上面应作保护层，上人屋面用地面作保护层。保温层铺在防水层之下时须在其下加隔汽层，铺在防水层之上时则不加，但必须选用不透水的保温材料。卷材防水屋面的细部构造是防水的薄弱部位，包括泛水、天沟、雨水口、檐口、变形缝等。5、混凝土刚性防水屋面主要适用于我国南方地区。为了防止开裂，应在防水层中加钢筋网片，设置分格缝，在防水层与结构层之间加铺隔离层。分格缝应设在屋面板的支承端，屋面坡度的转折处、泛水与立墙的交接处。分格缝之间的中离不应超过6米。泛水、分格缝、变形缝、檐口、雨水口等细部的构造须有可靠的防水措施。6、涂膜防水屋面的构造要点类同于卷材防水屋面。7、瓦屋面的承重结构有屋架搁檩、山墙搁檩、梁架搁檩三种形式。平瓦屋面基层有冷摊瓦作法、木望板作法、挂瓦板作法。小青瓦屋面板可用望板、8、吊顶棚由木质或金属龙骨组成基层，用抹灰、木质板材、矿物板材、金属板材等做面层。主龙骨间距和吊点间距控制在1～1.2米左右，次龙骨间距控制在0.4～0.6米。9、采用导热系数不大于0.25的材料作保温层。平屋顶的保温层铺于结构层上，坡屋顶的保温层可铺在瓦材下面或吊顶棚上面。屋顶隔热降温的主要方法有：架空间层通风、蓄水降温、屋面种植、反射降温。·玻璃顶构造实例①美国达拉斯世界贸易中心中庭的玻璃顶。玻璃顶平面尺寸为53.3m×42.7m，用井字形钢梁作玻璃顶承重结构，共有20个井格，每井格上安放一个10.7m×10.7m的方锥形玻璃顶。玻璃按25°倾斜面设置，采用铝型材骨架，玻璃四周的铝型材带有积水槽，用来积存玻璃表面的凝结水。玻璃顶的檐部铝件也带有积水槽，以便将全部凝结水汇集到槽内再从出水孔排至天沟。见右图。下面举几个有典型意义的玻璃顶实例，进一步说明玻璃顶的构造·玻璃顶构造实例②加拿大多伦多某汽车陈列室的天窗构造，采用双坡式玻璃顶天窗。屋顶承重结构与天窗骨架合一，用铝型材制作，主要受力构件为顺水流方向的纵向型铝，它是断面较大的空心构件。垂直于水流方向的横向型铝通过连接件支承在纵向型铝上。透光材料采用双层空心丙烯酸酯有机玻璃，将它搁在纵横型铝上，再用型铝盖板卡紧，所有缝隙均嵌填密封胶条。见右图。横向型铝纵向型铝联接件密封条型铝盖板型铝盖板密封条·玻璃顶构造实例③深圳某旅馆休息厅的玻璃顶构造。由于跨度小，屋顶用梁结构承重，槽形钢构件搁在梁上形成排水沟。天窗骨架采用T形断面的钢构件支承在排水沟上构成多坡式玻璃顶。斜面斜率为1：3，采用钢化玻璃，用油灰嵌固在骨架上。该玻璃顶全部采用钢构件，取材容易，造价便宜，但应注意经常刷涂饰面涂料以防锈蚀。见右图。450450450450700350700150182512深圳某旅馆休息厅玻璃顶构造-504扁钢油灰-704扁钢6厚刚化玻璃1焊13404015090焊2重庆大学建筑城规学院建筑技术研究所绘制-60X3螺钉玻璃压片-60X40X330X36厚钢化玻璃(a)有承水槽，构造简单，防水可靠油膏1.5厚钢板冷弯承水槽(b)有承水槽，放水可靠橡皮6厚钢化玻璃螺栓防水油膏102838螺钉6厚钢化玻璃拉杆盖子玻璃卡支承杆件(c)铝制金属横档，防水可靠76玻璃或塑料螺栓玻璃压垫承水槽铝制卡铝制底盖不锈钢螺钉(d)铝制金属横档，防水可靠76玻璃顶金属骨架断面形式与玻璃安装示例重庆大学建筑城规学院建筑技术研究所绘制