屋顶

第十章屋顶理解并掌握屋顶构造设计的原理，结合理论绘制屋顶排水、防水、保温、隔热的构造图形。参观学生学习所在地的各种屋顶形式。参考国家及各地方标准图集。学习方法掌握：1.了解屋顶设计任务、屋面排水、屋面防水及屋面保温隔热设计的主要内容。2.重点掌握卷材防水屋面、刚性防水屋面、涂膜防水屋面的泛水构造，刚性防水屋面分格缝设置原则及构造。3.能根据防水、排水及保温隔热要求正确绘制平屋顶平面。4.了解顶棚的类型及吊顶的组成，能绘制抹灰吊顶的构造详图。学习目标屋顶是建筑物的一个重要组成部分，是房屋最上层的覆盖构件，起承重和围护的作用。10.1屋顶的类型和设计要求10.1.1屋顶的类型和形式(1)屋顶的组成①面层：暴露在大气中，直接承受自然界各种因素的长期作用。有防水、保温、强度等要求。②承重结构：承受屋面传来的各种荷载和屋顶自重。③保温隔热层：防止冬季室内热量散失，夏季隔绝太阳辐射的构造层。设置于顶棚和承重结构之间、承重结构与屋顶防火层之间或屋面防水层之间。④顶棚：屋顶的底面。人造高分子透光材料的膜结构屋面很多大型建筑屋顶的造型就是建筑的造型尽管屋顶的形式不同，却总是建筑的一个覆盖构件。(2)屋顶的作用：①维护作用，防御自然界的风、雨、雪、霜和日光等的侵袭；②承重作用，承受屋顶上部的荷载，包括风、雪荷载、屋顶自重；③支撑作用，对房屋上部的水平支撑作用。(3)屋顶形式屋顶按其外形一般可分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。①平屋顶屋面坡度≤10%的建筑屋顶为平屋顶。最常用的排水坡度为2～3％；优点是节约材料，构造简单，顶上便于利用。②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。③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，网架屋顶等。平屋顶、坡屋顶、其它屋顶平屋顶具有其他形式所没有的好处坡屋顶圆攒尖顶歇山顶国家大剧院——水滴状造型轻钢屋顶索膜屋顶10.1.2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。(1)功能要求首先是能抵御风、霜、雨、雪的侵袭。应防止雨水渗漏是屋顶的基本功能要求。其次，屋顶应具有良好的保温隔热性能。(2)结构要求屋顶是房屋的承重结构，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构变形引起防水层开裂、漏水。(3)建筑艺术要求屋顶是建筑外部形体的重要组成部份，屋顶的形式对建筑的造型极具影响，应注重屋顶形式及其细部的设计，以满足人们对建筑艺术方面的需求。不同建筑的屋面防水等级的要求屋面防水等级建筑物类别屋面防水功能重要程度建筑物种类Ⅰ特别重要的民用建筑和对屋面防水有特殊要求的工业建筑如一旦发生渗漏，会造成巨大的经济损失和政治影响或引起爆炸等灾害，甚至造成人身伤亡国家级特别重要的档案馆，博物馆，特别重要的纪念性建筑；核电站，精密仪表车间等特殊防水要求的工业建筑Ⅱ重要的工业与民用建筑、高层建筑如一旦发生渗漏，会使重要的设备与物品遭到破坏，造成重大的经济损失重要的博物馆、图书馆、医院、宾馆、影剧院等民用建筑；仪表车间、印染车间、军火仓库等工业建筑Ⅲ一般的工业与民用建筑如一旦发生渗漏，会使一些物品受到损坏，在一定程度土影响使用与美观，或影响人们正常的工作或生活秩序住宅、办公楼、学校、旅馆等民用建筑；杌加工车间、金工车间、装配车间、仓库等工业建筑Ⅳ非术久性建筑如发生渗漏，虽会给人们工作或生活带来不便，但一般不会造成经济损失的后果筒易宿舍、筒易车间、简易仓库、库棚等建筑屋面防水等级和设防要求项目屋面防水等级ⅠⅡⅢⅣ建筑物类别特别重要的民用建筑和对防水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建筑防水层耐用年限25年15年10年5年防水层选用材料宜选用合成高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水涂料、细石防水混凝土等材料。宜选用高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、合成高分子防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料、细石防水混凝土、平瓦等材料。应选用三毡四油沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分于防水卷材、高聚物改性沥青防水途料、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。可选用二毡三油沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水涂料沥青基防水涂料、波形瓦等材料。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2mm的合成高分子防水涂膜。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。一道防水设防或两种防水材料复合使用。一道防水设防。澳大利亚悉尼歌剧院重檐庑殿10.2屋顶排水设计10.2.1屋顶坡度选择(1)屋顶排水坡度的表示方法常用的坡度表示方法有斜率法、百分比法和角度法。斜率法h/l如h/l=1/5常用于坡屋顶；百分法i=h/l如i=3%常用于平屋顶；坡度法θ如θ=26°偶尔用于坡屋顶。(2)影响屋顶坡度的因素影响因素：屋面防水材料的大小和当地降雨量两方面的因素。a.屋面防水材料与排水坡度的关系坡度大——浪费空间、材料耗费多，排水迅速；坡度小——易漏水。瓦屋面拼接缝多，漏水可能性大，应增大坡度，加快排水；常采用坡屋面卷材屋面和刚性防水屋面基本上是整体防水，拼缝少，坡度可小些，常为平屋顶。b.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，反之，屋顶排水坡度则宜小一些。南北方屋顶坡度不同。降雨量指标：年降雨量、小时最大降雨量总之：屋面防水材料分块越小，坡度越大；小时降雨量大的地区，坡度大；设计时若无资料，参照本地区常用坡度取值。(3)屋顶坡度的形成办法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：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%。材料找坡天棚面平整，但增加屋面荷载；b.结构找坡：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%。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。10.2.2屋顶排水方式(1)排水方式屋顶排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。a.无组织排水：是指屋面雨水直接从檐口滴落至地面的一种排水方式，因为不用天沟、雨水管等导流雨水，故又称自由落水。b.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)排水方式的选择确定屋顶的排水方式时，一般可按下述原则进行选择：a.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；b.积灰多的屋面应采用无组织排水；c.在降雨量大的地区或房屋较高的情况下，应采用有组织排水；d.临街建筑雨水排向人行道时宜采用有组织排水。地区年降雨量（毫米）檐口高度（米）天窗跨度（米）相临屋面高差（米）排水方式＜900≥10＜10≥12——≥4＜4有组织排水无组织排水≥900≥8＜8≥9——≥3——有组织排水无组织排水44无组织排水10.2.3屋面排水组织设计有组织排水过程：雨水—天沟—雨水管—地面（明沟—地下集水井）在工程实践中按内排水、外排水、内外排水三种情况分为以下几种排水方案。(1)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，外排水方案可以归纳为以下几种：①挑檐沟外排水屋面雨水汇集到悬挑在墙外的檐沟内，再由水落管排下。挑檐沟外排水方案时，水流路线的水平距离不应超过24m。②女儿墙外排水特点是屋面雨水需穿过女儿墙流入室外的雨水管。③女儿墙挑檐沟外排水女儿墙挑檐沟外排水特点是在屋檐部位既有女儿墙，又有挑檐沟。④暗管外排水暗装雨水管的方式，将雨水管隐藏在假柱或空心墙中。有组织排水-----女儿墙外排水挑檐沟外排水女儿墙外排水(2)内排水雨水通过在建筑内部的雨水管排走。如中间天沟内排水。(3)排水组织设计①划分排水分区；②确定排水坡面的数目及排水坡度；③确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值；④雨水管的规格及间距。10.3卷材防水屋面构造10.3.1卷材防水材料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。其防水层具有一定的延伸性和适应变形的能力，又称柔性防水屋面。(1)卷材①沥青类防水卷材传统上用得最多的是纸胎石油沥青油毡，近年来在实际工程中已较少采用。②高聚物改性沥青类防水卷材③合成高分子防水卷材高分子防水卷材具有重量轻，适用温度范围宽（-20～80℃），耐候性好，抗拉强度高（2～18.2MPa），延伸率大（＞45％）等优点。粘合剂卷材冷底子油、沥青胶溶剂型胶粘剂沥青类防水卷材高聚物改性沥青类防水卷材合成高分子防水卷材10.3.2卷材防水屋面构造基本层次保护层防水层结合层找平层结构层辅助层次保温层隔热层隔蒸汽层找坡层构造层次①结构层:多为刚度好，变形小的各类钢筋混凝土屋面板。②找平层:保证防水基层表面平层。一般采用1：3水泥砂浆或1：8沥青砂浆，厚为二、三道防水时——预制板基层20现浇板基层15一道防水时——25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仓缝。分仓缝的宽度一般为20毫米，纵横间距不大于6米。分仓缝上面应覆盖一层200～300mm宽的附加卷材，用粘结剂单边点贴。(1)基本层次(a)分仓缝作用及构造(c)在分仓缝中嵌柔性挡水条(b)③结合层:结合层的作用是使卷材与基层胶结牢固。④防水层屋面坡度小5%时宜平行屋脊铺贴；屋面坡度5～10%时，视屋面现场情况可平行或垂直于屋脊铺贴；屋面坡度大于10%时，应垂直于屋脊铺贴。铺贴卷材应采用搭接法。⑤保护层保护层的目的是保护防水层。不上人时，沥青油毡防水屋面一般在防水层撒粒径3～5mm的小石子作为保护层，高分子卷材如三元乙丙橡胶防水屋面等通常是在卷材面上涂刷水溶型或溶剂型的浅色保护着色剂，如氯丁银粉胶等。上人屋面的保护层，常用的做法有：铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等块材；在防水层上现浇30～40mm厚的细石混凝土。涂刷粘结材料铺设防水卷材平屋面卷材防水防水密封胶胶粘剂EPDM卷材防水密封胶卷材接缝处理卷材接缝处理用底面带波纹的卷材(2)辅助层次辅助构造层是为了满足房屋的使用，或提高屋面性能而补充设置的构造层，如：保温层、隔热层、隔蒸汽层、找坡层等。10.3.3卷材防水屋面细部构造屋顶细部是指屋面上的泛水、天沟、雨水口、檐口、变形缝等部位。(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，其做法及构造要点如下：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150毫米的圆弧形或45°斜面。③做好泛水上口的卷材收头固定。高分子卷材防水屋面节点构造≧卷材防水屋面女儿墙构造(2)檐口构造檐口分为自由落水檐口和有组织檐口两种。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。无组织排水挑檐檐口构造有组织排水挑檐檐口构造(3)天沟构造屋面上的排水沟称为天沟，有两种设置方式:①三角形天沟女儿墙外排水的民用建筑采用三角形天沟的较为普遍。②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。(4)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。①直管式水落口直管式雨水口有多种型号，根据降雨量和汇水面积加以选择。中间天沟，挑檐沟和女儿墙内排水天沟的水平雨水口。②弯管式水落口弯管式雨水口呈90°弯曲状。适用于女儿墙垂直雨水口。10.3.4卷材防水屋面变形缝构造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。等高屋面变形缝的做法是：在缝两边的屋面板上砌筑矮墙，挡住屋面雨水。矮墙常为半砖墙厚。屋面卷材防水层与矮墙面的连接处理类同泛水构造，缝内嵌填沥青麻丝。矮墙顶部可用镀锌铁皮或混凝土盖板压