《建筑构造》第九课屋顶

湖北XXXX学院教案首页课程名称：建筑识图与构造授课教师：序号：9课程总学时：38已完成学时：18授课内容屋顶构造授课班级文秘0601教学目的和要求1、了解屋顶的作用.设计要求及类型。2、掌握平屋顶的坡度形式及排水方法。重点难点平屋顶的排水方式教法讲授教具挂图作业（预习、思考题、练习题、看参考资料等）1、屋顶的作用及组成2、屋顶的设计要求及坡度3、屋顶的类型课后记载屋顶是建筑物顶部的围护构件，也是建筑物的造型构件，要求屋顶应当满足其使用要求，重点应掌握屋顶的排水方式，其次是保温与隔热。第十一章屋顶6.1概述屋顶的作用及设计要求1. 强度和刚度要求首先要有足够的强度以承受作用于其上的各种荷载的作用，其次要有足够的刚度，防止过大的变形导致屋面防水层开裂而渗水。2. 防水排水要求屋顶防水排水是屋顶构造设计应满足的基本要求。在屋顶的构造设计中，主要是依靠“防”和“排”的共同作用来完成防水要求的。3. 保温隔热要求屋顶作为建筑物最上层的外围护结构，应具有良好的保温隔热的性能。在严寒和寒冷地区，屋顶构造设计应主要满足冬季保温的要求，尽量减少室内热量的散失；在温暖和炎热地区，屋顶构造设计应主要满足夏季隔热的要求，避免室外高温及强烈的太阳辐射对室内生活和工作的不利影响。4. 美观要求在建筑技术日益先进的今天，如何应用新型的建筑结构和种类繁多的装修材料来处理好屋顶的形式和细部，提高建筑物的整体美观效果，是建筑设计中不容忽视的问题。屋顶的类型1. 平屋顶平屋顶通常是指屋面坡度小于5%的屋顶，常用坡度范围为2%3%。其一般构造是用现浇或预制的钢筋混凝土屋面板作基层，上面铺设卷材防水层或其他类型防水层。2. 坡屋顶坡屋顶通常是指屋面坡度大于10%的屋顶，常用坡度范围为10%60%。3. 其他形式的屋顶如拱结构、薄壳结构、悬索结构和网架结构等。这类屋顶一般用于较大体量的公共建筑。6.2屋面排水设计屋顶坡度的表示方法及形成1. 屋顶坡度的表示方法屋顶坡度的常用表示方法有斜率法、百分比法和角度法三种，见图6.5。斜率法是以屋顶高度与坡面的水平投影长度之比表示，可用于平屋顶或坡屋顶；百分比法是以屋顶高度与坡面的水平投影长度的百分比表示，多用于平屋顶；角度法是以倾斜屋面与水平面的夹角表示，多用于有较大坡度的坡屋顶，目前在工程中较少采用。2. 屋面坡度的形成屋顶排水坡度的形成主要有材料找坡和结构找坡两种。如图6.6fan2所示。材料找坡，又称垫置坡度或填坡，是指将屋面板象楼板一样水平搁置，然后在屋面板上采用轻质材料铺垫而形成屋面坡度的一种做法。常用的找坡材料有水泥炉渣、石灰炉渣等；材料找坡坡度宜为2%左右，找坡材料最薄处一般应不小于30mm厚。材料找坡的优点是可以获得水平的室内顶棚面，空间完整，便于直接利用，缺点是找坡材料增加了屋面自重。如果屋面有保温要求时，可利用屋面保温层兼作找坡层。目前这种做法被广泛采用。结构找坡，又称搁置坡度或撑坡，是指将屋面板倾斜地搁置在下部的承重墙或屋面梁及屋架上而形成屋面坡度的一种做法。这种做法不需另加找坡层，屋面荷载小，施工简便，造价经济，但室内顶棚是倾斜的，故常用于室内设有吊顶棚或室内美观要求不高的建筑工程中。屋顶排水方式及排水设计1. 屋顶的排水方式屋顶的排水方式分为无组织排水和有组织排水两大类。如图6.7fan3所示。无组织排水又称自由落水，是指屋面雨水直接从挑出外墙的檐口自由落下至地面的一种排水方式。无组织排水一般适用于低层建筑、少雨地区建筑及积灰较多的工业厂房。有组织排水是指屋面雨水通过排水系统，有组织地排至室外地面或地下管沟的一种排水方式。外排水是建筑中优先考虑选用的一种排水方式，一般有檐沟外排水、女儿墙外排水、女儿墙檐沟外排水等多种形式，檐沟的纵向排水坡度一般为0.5%1%;内排水是在大面积多跨屋面、高层建筑以及有特殊需要时常采用的一种排水方式，这种方式会使雨水经雨水口流入室内雨水管，再由地下管道将雨水排至室外排水系统。2. 屋面排水设计屋面排水设计的主要任务是：首先将屋面划分成若干个排水区，然后通过适宜的排水坡和排水沟，分别将雨水引向各自的落水管再排至地面。屋面排水的设计原则是排水通畅、简捷，雨水口负荷均匀。具体步骤是：(1)确定屋面坡度的形成方法和坡度大小；(2)选择排水方式，划分排水区域；(3)确定天沟的断面形式及尺寸；(4)确定落水管所用材料和大小及间距，绘制屋顶排水平面图。单坡排水的屋面宽度不宜超过12m,矩形天沟净宽不宜小于200mm,天沟纵坡最高处离天沟上口的距离不小于120mm。落水管的内径不宜小于75mm，落水管间距一般在18m24m之间，每根落水管可排除约200m2的屋面雨水。如图6.8fan4所示。6.3平屋顶防水屋面6.3.1 柔性防水屋面1. 柔性防水屋面的基本构造层次及做法(1) (1)结构层柔性防水屋面的结构层通常为预制或现浇的钢筋混凝土屋面板。对于结构层的要求是必须有足够的强度和刚度。(2) (2)找坡层这一层只有当屋面采用材料找坡时才设。通常的做法是在结构层上铺垫1:(68)水泥焦渣或水泥膨胀蛭石等轻质材料来形成屋面坡度。(3) (3)找平层防水卷材应铺贴在平整的基层上，否则卷材会发生凹陷或断裂，所以在结构层或找坡层上必须先做找平层。找平层可选用水泥砂浆、细石混凝土和沥青砂浆等，厚度视防水卷材的种类和基层情况而定。找平层宜设分格缝，分格缝也叫分仓缝，是为了防止屋面不规则裂缝以适应屋面变形而设置的人工缝。分格缝缝宽一般为20mm，且缝内应嵌填密封材料。分格缝应留在板端缝处，其纵横缝的最大间距为：找平层如采用水泥砂浆或细石混凝土时，不宜大于6m;找平层如为沥青砂浆时，不宜大于4m。分格缝的具体构造如图6.10fan1所示。(4) 结合层以油毡卷材为例，为了使第一层热沥青能和找平层牢固地结合，须涂刷一层既能和热沥青粘合，又容易渗入水泥砂浆找平层内的稀释沥青溶液，俗称冷底子油。另外，为了避免油毡层内部残留的空气或湿气，在太阳的辐射下膨胀而形成鼓泡，导致油毡皱折或破裂，应在油毡防水层与基层之间设有蒸汽扩散的通道，故在工程实际操作中，通常将第一层热沥青涂成点状(俗称花油法)或条状，然后铺贴首层油毡，如图6.11所示。(5) 防水层防水卷材有沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等。当屋面坡度小于3%时，卷材宜平行屋脊从檐口到屋脊向上铺贴；屋面坡度在3%15%之间时，卷材可以平行或垂直屋脊铺贴；屋面坡度大于15%或屋面受振动荷载时，沥青卷材应垂直屋脊铺贴。铺贴卷材应采用搭接法，上下搭接不小于70mm，左右搭接不小于100mm。多层卷材铺贴时，上下层卷材的接缝应错开。当屋面防水层为二毡三油时，可采用逐层搭接半张的铺设方法，操作较为简便。卷材铺贴的具体构造见图6.12。(6) 保护层保护层的材料做法，应根据防水层所用材料和屋面的利用情况而定。2. 柔性防水屋面的细部构造(1) 泛水构造泛水系屋面防水层与垂直屋面凸出物交接处的防水处理。柔性防水屋面在泛水构造处理时应注意：1)铺贴泛水处的卷材应采取满粘法，即卷材下满涂一层胶结材料；2)泛水应有足够的高度，迎水面不低于250mm,非迎水面不低于180mm，并加铺一层卷材；3)屋面与立墙交接处应做成弧形(R=50100mm)或45。斜面，使卷材紧贴于找平层上，而不致出现空鼓现象；4)做好泛水的收头固定，当女儿墙较低时，卷材收头可直接铺压在女儿墙压顶下，压顶做好防水处理，如图6.13(a)所示；当女儿墙为砖墙时，可在砖墙上预留凹槽，卷材收头应压入凹槽内固定密封，凹槽距屋面找平层最低高度不小于250mm,凹槽上部的墙体应做好防水处理，如图6.13(b)所示。当女儿墙为混凝土时，卷材收头直接用压条固定于墙上，用金属或合成高分子盖板作挡雨板，并用密封材料封固缝隙，以防雨水渗漏，具体构造见图6.13(cfan2)。(2) 檐口构造柔性防水屋面的檐口构造有无组织排水挑檐和有组织排水挑檐及女儿墙檐口等，在檐口构造处理时应注意：1)无组织排水檐口卷材收头应固定密封，在距檐口卷材收头800mm范围内，卷材应采取满粘法；2)有组织排水在檐沟与屋面交接处应增铺附加层，且附加层宜空铺，空铺宽度应为200mm，卷材收头应密封固定，同时檐口饰面要做好滴水；3)女儿墙檐口构造处理的关键是做好泛水的构造处理。女儿墙顶部通常应做混凝土压顶，并设有坡度坡向屋面。常见檐口构造见图6.14fan3。(3) 雨水口构造雨水口有直管式雨水口和弯管式雨水口两种。直管式雨水口，用于外檐沟排水或内排水。弯管式雨水口，用于女儿墙外排水。(4) 变形缝构造常见的处理方式有等高屋面变形缝和高低屋面变形缝两种。等高屋面变形缝是在屋面板上缝的两端加砌矮墙，矮墙高度应大于250mm，并做好屋面防水及泛水处理，其要求同屋面泛水构造，如图6.16(a)所示。上人屋面则用密封材料嵌缝并做好泛水处理，如图6.16(b)所示。高低屋面变形缝是在低屋面板上加砌矮墙，如采用镀锌铁皮盖缝时，其固定方法与泛水构造相同，如图6.16(c)所示。在上人屋面的进出口处，可采用从高跨墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝的方法进行变形缝的构造处理，如图6.16fan4(d)所示。6.3.2 刚性防水屋面1. 刚性防水屋面的基本构造层次及做法(1) 结构层冈性防水屋面的结构层必须具有足够的强度和刚度，故通常采用现浇或预制的钢筋混凝土屋面板。刚性防水屋面一般为结构找坡，坡度以3%5%为宜。屋面板选型时应考虑施工荷载，且排列方向一致，以平行屋脊为宜。为了适应刚性防水屋面的变形，如图6.18(a)所示，屋面板的支承处应做成滑动支座，其做法一般为在墙或梁顶上用水泥砂浆找平，再干铺两层中间夹有滑石粉的油毡，然后搁置预制屋面板，并且在屋面板端缝处和屋面板与女儿墙的交接处都要用弹性物嵌填，如图6.18fan5(b)、(c)、(d)所示。如屋面为现浇板，也可在支承处做滑动支座。屋面板下如有非承重墙，应与板底脱开20mm，并在缝内填塞松软材料。(2) 找平层为了保证防水层厚薄均匀，通常应在预制钢筋混凝土屋面板上先做一层找平层，找平层的做法一般为20mm厚1：3水泥砂浆，若屋面板为现浇时可不设此层。(3) 隔离层隔离层的做法一般是先在屋面结构层上用水泥砂浆找平，再铺设沥青、废机油、油毡、油纸、粘土、石灰砂浆、纸筋灰等。有保温层或找坡层的屋面，也可利用它们作隔离层。(4) 防水层刚性防水屋面防水层的做法有防水砂浆抹面和现浇配筋细石混凝土面层两种。目前，通常采用后一种。具体做法是现浇不小于40mm厚的细石混凝土，内配4或6,间距为100200mm的双向钢筋网片。由于裂缝容易出现在面层，钢筋应居中偏上，使上面有15mm厚的保护层即可。为使细石混凝土更为密实，可在混凝土内掺外加剂，如膨胀剂、减水剂、防水剂等，以提咼其抗渗性能。2. 冈性防水屋面的细部构造(1) 分格缝构造刚性防水屋面的分格缝应设置在屋面温度年温差变形的许可范围内和结构变形敏感的部位。因此，分格缝的纵横间距一般不宜大于6m，且应设在屋面板的支承端、屋面转折处、防水层与凸出屋面结构的交接处，并应与屋面板板缝对齐。分格缝宽一般为2040mm，为了有利于伸缩，首先应将缝内防水层的钢筋网片断开，然后用弹性材料如泡沫塑料或沥青麻丝填底，密封材料嵌填缝上口，最后在密封材料的上部还应铺贴一层防水卷材。(2) 泛水构造刚性防水屋面的泛水构造是指在刚性防水层与垂直屋面凸出物交接处的防水处理，可先预留宽度为30mm的缝隙，并且用密封材料嵌填，再铺设一层卷材或涂抹一层涂膜附加层，收头做法与柔性防水屋面泛水做法相同，如图6.20所示。(3) 檐口构造刚性防水屋面檐口的形式一般有自由落水挑檐口、挑檐沟外排水檐口和女儿墙外排水檐口三种做法。1) 无组织排水檐口一般是根据挑檐挑出的长度，直接利用混凝土防水层悬挑，也可以在增设的钢筋混凝土挑檐板上做防水层。这两种做法都要注意处理好檐口滴水。见2) 挑檐沟外排水檐口一般是采用现浇或预制的钢筋混凝土槽形天沟板，在沟底用低强度的混凝土或水泥炉渣等材料垫置成纵向排水坡度。屋面铺好隔离层后再浇筑防水层，防水层应挑出屋面至少60mm,并做好滴水。见图6.22。3) 女儿墙外排水檐口通常是在檐口处做成三角形断面天沟，其构造处理与女儿墙泛水做法基本相同，但应注意在女儿墙天沟内需设纵向排水坡度。(4) 雨水口构造刚性防水屋面的雨水口也有直管式雨水口和弯管式雨水口两种做法。(5) 变形缝构造刚性防水屋面的变形缝构造与柔性防水屋面相似，只是刚性防水层与变形缝两侧砌筑矮墙交接处的防水处理应与刚性防水的泛水处理相同。633涂膜防水屋面1. 涂膜防水屋面的构造层次及做法(1) 结构层和找坡层在涂膜防水屋面中，结构层和找坡层的做法均与柔性防水屋面相同。(2) 找平层和结合层为使防水层的基层具有足够的强度和平整度，找平层通常为25mm厚1:2.5水泥砂浆,并且为保证防水层与基层粘结牢固，结合层应选用与防水涂料相同的材料经稀释后满刷在找平层上。(3) 防水层涂膜防水屋面的防水层涂刷时应分多次进行。乳剂性防水材料，应采用网状布织层如玻璃布等，可使涂膜均匀，一般手涂三遍可做成1.2mm的厚度；溶剂性防水材料，手涂一次可涂0.20.3mm左右，干后重复涂45次，可作1.2mm以上的厚度。(4) 保护层涂膜的表面一般须撒细砂作保护层，为防太阳辐射影响及色泽需要，可适量加入银粉或颜料作着色加强保护作用。上人屋顶一般要在防水层上涂抹一层510mm厚粘结性好的聚合物水泥砂浆，干燥后再抹水泥砂浆面层。2. 涂膜防水屋面的细部构造(1) 分格缝构造涂膜防水层为了避免由于温度变化和结构变形而引起基层开裂，致使涂膜防水层渗漏，一般应在涂膜防水屋面的找平层上设分格缝，缝宽宜为20mm，并留设在板的支承处，其间距不宜大于6m，分格缝内应嵌填密封材料。具体构造见图6.26fan6(2) 泛水、檐口和雨水口构造粉剂防水屋面1. 粉剂防水屋面的构造层次和做法结构层与柔性防水屋面相同，采用预制或现浇的钢筋混凝土屋面板。(2) 找平层为了使防水层能有一个平整的基层，一般的做法是用1：3的水泥砂浆在结构层上找平。如果结构层表面比较平整，也可不做找平层。(3) 防水层防水层是由憎水性强的粉状材料构成，其厚度为57mm。檐口、泛水、变形缝等防水簿弱部位防水层应适当加厚，以保证防水效果。(4) 隔离层隔离层是在防水层之上、保护层之下设置的一道构造层，即用成卷的普通纸或无纺布铺盖于防水层之上，其目的是防止在做保护层时冲散粉状防水层而造成防水层的连续状态被破坏，发生渗漏。(5) 保护层保护层首先是为了保护粉剂防水层在使用过程中不受外界不利因素的影响，如风吹、雨冲、上人活动、物体碰撞等，其次还起着屋面排水和减缓防水层老化的作用。根据屋面使用功能的不同，保护层可分铺贴类和整浇类。铺贴类保护层通常为水泥砂浆铺贴水泥砖、缸砖、粘土砖或预制混凝土板等。整浇类保护层通常是在防水层上现浇细石混凝土或水泥砂浆面层。2. 粉剂防水屋面的细部构造(1) 分格缝对于整浇类保护层应在其温度变形允许的范围内和结构变形敏感的部位设置分格缝，具体构造见图6.31fan7。(2) 泛水构造在粉剂防水屋面与凸出屋面的垂直物交接处，可用水泥炉渣铺垫或用砖砌成30。斜坡作为泛水，且泛水高度应不小于250mm，然后用水泥砂浆抹面，其上再做粉剂防水层以及隔离层、保护层，具体构造见图6.32fan8。(3) 檐口构造粉剂防水屋面的檐口形式有自由落水挑檐和有组织排水挑檐沟两种，构造做法见图6.33。(4) 雨水口粉剂防水屋面的雨水口类型及构造与刚性防水屋面的做法基本相同。具体构造见图6.23和图6.24。6.4平屋顶的保温与隔热平屋顶的保温1. 保温材料的选择(1) 散料类如炉渣、矿渣等工业废料，以及膨胀陶粒、膨胀蛭石和膨胀珍珠岩等。(2) 整体类一般是以散料类保温材料为骨料，掺入一定量的胶结材料，现场浇筑而形成的整体保温层，如水泥炉渣、水泥膨胀珍珠岩及沥青蛭石、沥青膨胀珍珠岩等。同散料类保温材料相同，也应先做水泥砂浆找平层，再做卷材防水层。以上两种类型的保温材料都可兼作找坡材料。(3) 板块类一般现场浇筑的整体类保温材料都可由工厂预先制作成板块类保温材料，如预制膨胀珍珠岩、膨胀蛭石以及加气混凝土、泡沫塑料等块材或板材。板粉剂防水屋面1.粉剂防水屋面的构造层次和做法根据屋顶保温层与防水层的相对位置的不同，可归纳为两种保温类型，即正铺法和倒铺法，见图6.34fan9。(1)正铺法正铺法是将保温层设在结构层之上、防水层之下，从而形成封闭式保温层的一种屋面做法。在正铺法保温卷材屋面中，常常由于室内水蒸汽会上升而进入保温层，致使保温材料受潮，降低保温效果，所以通常要在保温层之下先做一道隔汽层。隔汽层的做法一般是在结构层上做找平层，然后根据不同需要可涂一层沥青，也可铺一毡两油或二毡三油。1）隔汽层下设透气层即在结构层和隔汽层之间设一透气层，使室内透过结构层的蒸汽得以流通扩散，并设置相应出风口，把余压排泄出去。透气层的构造处理可用前面所述卷材与基层的结合构造，如花油法等，也可在找平层中做透气道，见图6.35fan10。透气层的出风口一般设在檐口或靠女儿墙根部。房屋进深大于10m时，中间也应设透气口。注意透气口不宜太大，避免冷风或雨水渗入。2）保温层中设透气层具体做法是在保温层上加砾石或陶粒透气层或在保温层中做排气道，排气道内用大粒径炉渣或粗质纤维填塞，既可保温又可透气。找平层在相应位置应留槽作排气道，并在整个屋面纵横贯通。排气道间距宜为6m，屋面面积每36m2宜设一个排气孔。排气道上口干铺油毡一层，用玛王帝脂单边点贴覆盖。保温层设透气层后，一般要在檐口或屋脊处留通风口。具体构造见图6.36fanil。（2）倒铺法倒铺法是将保温层设置在防水层之上，从而形成敞露式保温层的一种屋面做法。倒铺法的屋面层次与传统的屋面铺设层次相反，故称之为倒铺法。6.4.2 平屋顶的隔热1. 通风隔热屋面（1）架空通风隔热屋面这种隔热屋面是将通风层设在结构层的上面，一般做法是用预制板块架空搁置在防水层上，这样它对结构层和防水层都能起到保护作用。架空通风隔热屋面的设计要点有：1）架空层应有适当的净高，一般以180240mm为宜；2）架空层周边应设一定数量的通风孔，以保证空气流通；3）当女儿墙上不宜开设通风孔时，应距女儿墙250mm范围内不铺架空板，见图6.38fan12;4）架空板的支架可用砖砌，其间距视隔热板尺寸而定。（2）顶棚通风隔热屋面顶棚通风隔热屋面的设计要点有：1）顶棚通风层应有足够的净空高度，一般为500mm左右；2）需设置一定数量的通风孔，以利空气对流；3）通风孔应考虑防飘雨措施；4）注意解决好屋面防水层的保护问题，避免防水层开裂而引起渗漏。2. 实体材料隔热屋面（1）蓄水屋面蓄水屋面的设计要点有：1）首先应有合适的蓄水深度，一般为150200mm；2）根据屋面面积的大小，用分仓壁将屋面划分为若干个蓄水区，每区的最大边长一般不大于10m，在分仓壁底部应设过水孔，使整个屋面上水能相互贯通；3）合理设置溢水孔和泄水孔，保证适宜的蓄水深度以及便于在不需隔热降温时将积水排除；4）应有足够的泛水高度，至少应高出溢水孔的上口100mm左右；5）应注意做好管道的防水处理，避免渗漏。具体构造见图6.40fan13。（2）种植屋面种植屋面的设计要点有：1）种植介质应尽量选用谷壳、膨胀蛭石等轻质材料，以减轻屋顶自重；2）屋顶四周须设栏杆或女儿墙作为安全防护措施，保证上屋顶人员的安全；3）挡墙下部设排水孔和过水网，过水网可采用堆积的砾石，它能保证水通过而种植介质不流失，如图6.41fan14所示。3. 反射降温屋顶这类屋面是利用材料表面的颜色和光滑度对热辐射的反射作用，将一部分热量反射回去，从而达到降温的目的。屋顶表面可以铺浅颜色材料，如浅色的砾石，或刷白色的涂料及银粉，都能使屋顶产生降温的效果。如果在顶棚通风屋顶的基层中加一层铝箔纸板，就会产生二次反射作用，这样会进一步改善屋顶的隔热效果。屋面的反射降温原理示意见图6.42fan15