房屋建筑构造-屋面.ppt

8屋顶构造 本章提要 本章内容 屋顶防水及常用的保温隔热构造做法学习重点 平屋顶和坡屋顶的构造 本章内容 8 1概述8 2平屋顶的构造8 3坡屋顶的构造 我们日常所见的屋顶形式多种多样 如中国故宫的琉璃瓦大屋顶 澳大利亚悉尼歌剧院的薄壳双曲顶 住宅的平屋顶以及乡镇常见的坡屋顶等等 尽管它们千姿百态 但它们从根本上有着哪些共同点呢 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 8 1概述 8 1 1屋顶的作用及构造要求 屋顶设计应考虑其防水 结构 节能 建筑艺术三方面的要求 防水要求 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 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 节能要求 屋顶作为维护结构要有一定的阻热能力 有效阻止热量的传递 建筑艺术要求 屋顶是建筑外部形体的重要组成部分 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 屋顶的功能和设计要求 8 1 2屋顶的组成与类型 1 组成还包括起保温 隔热作用的各种设施 细部构造包括檐口 女儿墙 泛水 天沟 落水口 屋脊 变形缝等 屋面屋面是屋顶最上面的表面层 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 承重结构承重结构承受屋面传来的各种荷载和屋顶自重 顶棚顶棚位于屋顶的底部 用来满足室内对顶部的平整度和美观要求 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 8 1 2屋顶的组成与类型 2 类型 1 按功能分保温屋顶 屋顶设置保温层 以减少室内热量向外散 达到节能的目的 隔热屋顶 通过采取措施减少室外热量向外散失 保证室内温度适宜 采光屋顶 屋顶采用透光或透明材料 以满足采光和观景的需要 蓄水屋顶 屋顶上做蓄水池 蓄一定深度的水 主要起到隔热降温的作用 也有一定的观景效果 种植屋顶 屋顶上栽种花草 灌木甚至乔木等植物 既起到保温隔热的作用 又美化环境 是生态建筑的一个方面的表现 上人屋顶 屋顶作为室外使用空间 为人们日常休闲活动的场所 8 1 2屋顶的组成与类型 2 类型 2 按屋面防水材料分卷材防水屋面 涂膜防水屋面 刚性防水屋面 瓦屋面 金属屋面 玻璃屋面 3 按屋结构类型分平面结构屋顶 空间结构屋顶 4 按外观形式分平屋顶 屋面坡度在10 以下的屋顶 坡屋顶 屋面坡度在10 以上的屋顶 曲面屋顶 一般适用于大跨度的公共建筑中 8 1 3屋面排水 排水方式屋顶排水方式分为无组织排水和有组织排水两大类 a 无组织排水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又称自由落水 优点 经济缺点 雨水易侵蚀墙体 在出入口处影响行人通行b 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 当年降雨量 900MM的地区 檐口高度 8M 当年降雨量 900MM的地区 而檐口高度 10M 8 1 3 1无组织排水 无组织排水是指它不需设置天沟 雨水口和雨水管 而对排水方向和挑檐的设置也需合理设计 即应根据屋面的形状 宽度 地面水排除条件等因素作周密安排 分为单向 双向 三向 四向排水的屋面 当建筑物较高或年降雨量较大时 如仍采用无组织排水 将会出现房檐雨水势如瀑布凌空而降 不仅噪声很大 且雨水四溅危害墙身和环境 因而应采用有组织排水 有组织排水是在屋顶设置或垫置天沟 将雨水导入雨水竖管排出建筑以外 这种做法避免了上述缺点 但构造较复杂 造价较高 且易堵塞和漏雨 因此必须保证施工质量和加强使用时的维护和检修 8 1 3 2有组织排水 确定屋面排水坡度确定排水方式划分排水区域确定檐沟的断面形状 尺寸以及坡度确定雨水管所用材料 口径大小 布置雨水管檐口 泛水 雨水口等细部节点构造设计绘出屋顶平面排水图及各节点详图屋面排水组织示例见图8 10 屋面的排水组织设计一般可按下列步骤进行 8 1 3 2有组织排水 屋面排水组织 屋面排水组织 8 1 3 2有组织排水 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 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 a 挑檐沟外排水 雨水汇集到悬挑在墙外的挑檐沟 再从落水管排下 b 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 c 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 d 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 8 1 3 2有组织排水 8 1 3屋面坡度及形成方式 8 1 3 1影响屋面坡度的因素屋面防水材料的大小和当地降雨量两方面的因素 a 屋面材料的种类与排水坡度的关系防水材料如果尺寸较小 接缝必然就较多 容易产生缝隙渗漏 因而屋面应有较大的排水坡度 以便将屋面积水迅速排除 如果屋面的防水材料覆盖面积大 接缝少而且严密 屋面的排水坡度就可以小一些 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 c 其他功能的要求 如是否上人活动的要求 上人屋面坡度一般取1 2 以及是否要蓄水 种植等 d 不同的结构形式也影响屋顶的坡度 不同屋面材料的屋面基层坡度范围见图6 2 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 宜为2 否则会使找坡材料用量过大 增加屋顶荷载 8 1 3屋面坡度及形成方式 8 1 3 2屋面坡度的形成方式 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 坡度宜为3 但不符合人们的使用习惯 影响观瞻 8 1 4屋面防水 屋面工程防水设计的原则 防排并举 合理设防 因地制宜 综合治理屋面防水等级划分依据 建筑物的性质 重要程度 使用功能要求 防水层耐用年限 防水层选用材料和设防要求防水等级分四级 年限分别为25 15 10 5 表8 1屋面的防水等级和设防要求 屋面防水等级 注意的几个问题 1 屋面防水等级不是建筑物的等级 2 屋面防水层耐用年限不是建筑物的耐用年限 3 一道防水设防不一定是一层或一遍 是指具有单独防水能力的一个防水层次 如何正确选用防水材料 1 按规范 屋面防水等级和设防要求 中防水层选用材料的规定 根据屋面防水等级 建筑物的类别和重要程度 设防要求选择相应的防水材料 2 根据当地历年最高 低最气温 屋面坡度 使用条件等因素 选择耐热度和柔性相适应的防水材料 如何正确选用防水材料 3 根据地基变形程度 结构形式 当地年温差和日温差以及震动等因素 选择拉伸性能相适应的防水材料 4 根据防水层的暴露状况 选择耐紫外线 耐老化保持率高或耐霉烂性能相适应的防水材料 5 根据屋面防水构造形式 对于复合防水屋面 选用材性相容的防水材料 8 2平屋顶的构造 平屋顶的屋面一定是水平的 对吗 为什么 屋面坡度小于5 的屋顶称为平屋顶 由于钢筋混凝土梁 板的普遍应用和防水材料不断革新 平屋顶已被广泛采用 它与坡屋顶相比 具有节约木材 减少建筑体积 提高预制装配程度 便于屋顶上人使用与维修等诸多优越性 但平屋顶对丰富建筑造型方面受到局限 多以挑檐 女儿墙 挑檐带女儿墙和盒顶等作为形式变化的手段 平屋顶一般由屋面 承重结构 找坡层 保温隔热层 隔汽层 找平层 防水层 保护层 顶棚等基本层次组成 8 2平屋顶的构造 8 2 1平屋顶的构造组成 材料做法 1 结构层现浇或预制钢筋混凝土屋面板 2 找坡层多用1 6 8水泥焦渣拍实 按设计要求找坡 最薄处不小于40mm 也可用保温 隔热 材料铺设 但成本较高 3 保温 隔热 层多用水泥珍珠岩 水泥蛭石 泡沫混凝土等多孔材料 其厚度应按当地室外设计最低 最高 气温与设计室内温度的差额计算而得 4 找平层设在保温 隔热 层或找坡层之上 以利于铺设防水层或隔汽层 常用1 3水泥砂浆20 30mm厚 5 隔汽层当屋面下为有水蒸汽的房间 或寒冷地区的普通建筑 应在保温层下面设置隔汽层以防水蒸汽渗透至保温 隔热 层内影响保温 隔热 效果 甚至进入油毡层下引起鼓泡 导致防水层的破裂 隔汽层较高标准做法是一毡二油 即沥青 油毡 沥青 亦称三层做法 较低标准做法是刷热沥青二道 6 结合层在水泥砂浆找平层上涂刷沥青不易粘牢 应先涂刷结合层 一般常用冷底子油作结合层 冷底子油是将沥青浸泡在温热的柴油或煤油内 按3 7比例 溶化 即为冷底子油 当将冷底子油涂刷在水泥砂浆面时便渗入其内 以作为与上面将施工的沥青与水泥砂浆面的中间介质 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 卷材防水屋面 用防水卷材和胶结材料分层粘贴形成防水层的屋面 具有优良的防水性和耐久性 因而被广泛采用 8 2 3平屋顶的防水 8 2 3 1柔性防水屋面 卷材防水屋面的基本构造 图8 11 结构层 找坡层 找平层 结合层 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 见表8 2 表8 2卷材防水层 a 油毡屋面 将油毡 纸 用胶结材料沥青交替叠层粘合而形成的防水复盖层 它的层次顺序是沥青 油毡 沥青 油毡 沥青 因为沥青本身也是防水材料 故也将一毡二油 沥青 称为3层做法 二毡三油称为5层做法 还有7层 9层做法 依此类推 三毡四油以上可用油纸部分代替油毡置于底层 简易屋面可用一毡二油 中等标准房屋可用二毡三油或三毡四油 根据实践经验 油毡屋面存在不少缺点 如起鼓 起皱 撕裂 下滑 腐烂 易老化 耐久性差 维修不便等弊病 现已将沿用的二毡三油做法改为三毡四油做法 并在重要部位及标准较高的建筑采用四毡五油做法 另外 沥青需现场熔化 并产生烟雾 恶臭 污染环境 有碍健康 极易烫伤 因此亟待以新型防水材料取代 如高聚物改性沥青防水卷材 合成高分子防水卷材 油毡是一种幅宽约1m 长约20m的卷材 铺设时必定有横向与纵向连接问题 施工规范要求 铺设时应从坡底处开始 上幅压下幅80 120mm 并在分水线处用整幅油毡压住坡面油毡 油毡纵向搭接长度应保证120 150mm 两个方向的搭接处均必须涂刷沥青 确保粘接牢固 再铺上一层时 搭接处应与下层搭接处错开 刷涂沥青的厚度应控制在1 2mm之间 过厚将引起龟裂 铺设时的长度方向宜顺风进行 以避免出现空鼓现象 二毡三油还可以横向搭接半幅油毡 如果屋面基层 找平层 保温层等 未彻底干燥 经太阳辐射将水分汽化膨胀 或因未设置隔汽层 房间蒸汽穿透楼板 使油毡防水层起鼓 待蒸汽冷却或散失后 鼓泡会变成皱折而逐渐使油毡开裂出现渗漏 图6 15 由于施工条件所限 要待屋面基层完全干燥 并将全部建筑的屋顶均设置隔汽层 都是不现实的 解决的方法是在油毡防水层与找平层之间设置排汽通道 并在适当位置设置排汽出口 在铺设第一层油毡时 将粘结材料沥青涂刷成点状或条状 点或条之间的空隙即作为排汽通道 条状的方向应通向排汽出口 排汽出口宜设在屋面最高的分水线上 并且间距在三个开间左右 排汽口可用钢板 镀锌铁皮或砖砌筑而成 图6 16 b 防水油膏屋面防水油膏的品种很多 其共同的特点是块状或膏状材料 经加热熔化或不加热直接使用 一般无毒无臭 操作简便 但其防水性能及使用寿命尚待时间考验 下面以 建必特 防水油膏为例简介其构造做法 油膏溶化 将油膏块在铁锅内温火加热不超过110 搅匀即可使用 油膏贴布盖缝 用油膏灌满板缝后并涂刮2 5mm厚油膏条 用玻璃布盖缝 再在布条上涂一道油膏 整体铺设 可按需要做一布二油或二布三油 在找平层上先按布幅宽划控制线 从低处向高处按线浇油膏 紧接着推平 厚度2mm 铺布 压实 表面刷油膏 刮齐 即为一布二油做法 如再浇油和铺布刷油 即为二布三油 油膏间的布是加筋材料 可用无纺布或其他纤维布 也可用无碱玻璃布 发现鼓泡时 应刺破排汽 再涂刷油膏补齐 维修应在晴天时进行 保护层保护层分为不上人屋面和上人屋面两种做法 不上人屋面保护层做法 对沥青防水卷材用沥青胶粘直径为3 6mm的绿豆砂 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 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 图5 12 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8 13 挑檐沟檐口 图8 14 女儿墙檐口和斜板挑檐檐口 图8 15 图8 16 3 上人孔 图8 17 4 变形缝 变形缝两侧屋面等高的防水做法有不上人屋面和上人屋面两种 不上人屋顶的变形缝两侧应砌筑半砖小墙 高度从屋面保护层算起至顶部不小于250mm 做法按图所示 上人屋顶不砌筑小砖 以使屋面平整便于人们活动 上人屋顶的做法渗漏的可能性要大些 故应特别注意施工质量 5 烟囱 通风道出屋面处的防水构造 建筑中的卫生设备排水系统均应设置透气管并伸出屋顶 透气管伸出屋顶的根部是渗漏的隐患 应在做法上和施工质量方面予以保证 透气管的出气口应加设网罩 以防飞禽误入堵塞 6 雨水口 a 雨水口是导人雨水的装置 分女儿墙用和挑檐用两种 用钢板或铸铁制成 另备滤水篦或滤水网 以防杂物入内堵塞雨水管 b 雨水斗是雨水口与雨水管的连接装置 也可不设雨水斗 将雨水口与雨水管直接相连 用钢板或镀锌铁皮制成 c 雨水管是排除雨水的竖向或倾斜横向管道 内径有100 125 150mm等几种 用钢板 铸铁或镀锌铁皮制成 刚性防水屋面 用刚性防水材料 如防水砂浆 细石混凝土 配筋的细石混凝土等做防水层的屋面 特点 构造简单 施工方便 造价低廉 但对温度变化和结构变形较敏感 容易产生裂缝而渗漏 8 2 3 2刚性防水屋面 刚性防水屋面的基本构造 图8 18 结构层一般采用现浇钢筋混凝土屋面板 找平层在结构层上用20mm厚1 3的水泥砂浆找平 隔离层一般采用麻刀灰 纸筋灰 低强度等级水泥砂浆或干铺一层油毡等做法 防水层刚性防水层一般采用配筋的细石混凝土形成 防水层 刚性防水屋面的细部构造 1 分格缝 分仓缝 分格缝的间距一般不宜大于6m 并应位于结构变形的敏感部位 图8 19 分格缝的宽度为20 40mm 有平缝和凸缝两种构造形式 图8 20 2 泛水其处理方法与卷材防水屋面的相同 图8 21 3 檐口无组织排水檐口无组织排水檐口通常直接由刚性防水层挑出形成 挑出尺寸一般大于450mm 图8 22 a 也可设置挑檐板 刚性防水层伸到挑檐板之外 图8 22 b 有组织排水檐口有组织排水檐口有挑檐沟檐口 图8 23 女儿墙檐口和斜板挑檐檐口等做法 4 女儿墙压顶女儿墙是外墙在屋顶以上的延续 也称压檐墙 女儿墙不承受垂直荷载 墙厚一般为240mm 砌块厚不小于200mm 但为保证其稳定和抗震 高度不宜超过500mm 如功能 上人屋顶等情况 或造型需要超过此值时 须加设小构造柱与顶层圈梁相连 女儿墙顶端的构造叫压顶 压顶处不得用水泥砂浆直接抹成 应设置配筋混凝土板并抹水泥砂浆 以防雨水渗透浸蚀女儿墙 平屋顶的保温是在屋顶上加设保温材料来满足保温要求的 保温材料按物理特性分为三大类 8 2 4平屋顶的保温与隔热 8 2 4 1平屋顶的保温 散料类 常用炉渣 矿渣 膨胀蛭石 膨胀珍珠岩等 整体类 是指以散料作骨料 掺人一定量的胶结材料 现场浇筑而成 如水泥炉渣 水泥膨胀蛭石 水泥膨胀珍珠岩及沥青膨胀蛭石和沥青膨胀珍珠岩等 板块类 是指利用骨料和胶结材料由工厂制作而成的板块状材料 如加气混凝土 泡沫混凝土 膨胀蛭石 膨胀珍珠岩 泡沫塑料等块材或板材等 保温层在屋顶上的设置位置有以下三种 正置式保温层 即保温层位于结构层与防水层之间 图8 24 倒置式保温层 即保温层位于防水层之上 图8 25 保温层与结构层结合成复合板 有三种做法 一种是保温层设在槽形板的下面 图8 26 a 一种是保温层放在槽形板朝上的槽口内 图8 26 b 还有一种是将保温层与结构层融为一体 图8 26 c 架空通风隔热两种做法 一种是在结构层与悬吊顶棚之间设置通风间层 在外墙上设进气口与排气口 图8 27 a 另一种是设架空屋面 图8 27 b 蓄水隔热在屋面上蓄存一层水 利用水减少下部结构的吸热 蓄水隔热屋面的构造与刚性防水屋面基本相同 只是增设了分仓壁 泄水孔 过水孔和溢水孔 图8 28 8 2 4 2平屋顶的隔热 植被隔热在平屋顶上种植植物 利用植物光合作用时吸收热量和植物对阳光的遮挡来达到隔热的目的 反射降温在屋面铺浅色的砾石或刷浅色涂料等 利用浅色材料的颜色和光滑度对热辐射的反射作用 将屋面的太阳辐射热反射出去 从而达到降温隔热的作用 新加坡滨海湾金沙酒店 8 3坡屋顶的构造 坡屋顶一般有承重结构 屋面两部分组成 坡屋顶的承重结构用来承受屋面传来的荷载 并把荷载传给墙或柱 其结构类型有横墙承重 屋架承重 木构架承重和钢筋混凝土屋面板承重等 8 3坡屋顶的构造 8 3 1坡屋顶的承重结构 横墙承重 将横墙顶部按屋面坡度大小砌成三角形 在墙上直接搁置檩条或钢筋混凝土屋面板支承屋面传来的荷载 又叫硬山搁檩 图8 29 特点 构造简单 施工方便 节约木材 有利于防火和隔音等优点 但房间开间尺寸受限制 适用于住宅 旅馆等开间较小的建筑 8 3 1 1横墙承重 屋架是由多个杆件组合而成的承重桁架 可用木材 钢材 钢筋混凝土制作 形状有三角形 梯形 拱形 折线形等 屋架支承在纵向外墙或柱上 上面搁置檩条或钢筋混凝土屋面板承受屋面传来的荷载 屋架承重与横墙承重相比 可以省去横墙 使房屋内部有较大的空间 增加了内部空间划分的灵活性 图8 30 8 3 1 2屋架 屋面梁 承重 木构架结构是我国古代建筑的主要结构形式 它一般由立柱和横梁组成屋顶和墙身部分的承重骨架 檩条把一排排梁架联系起来形成整体骨架 图8 31 这种结构形式的内外墙填充在木构架之间 不承受荷载 仅起分隔和围护作用 构架交接点为榫齿结合 整体性及抗震性较好 但消耗木材量较多 耐火性和耐久性均较差 维修费用高 8 3 1 3木构架承重 钢筋混凝土屋面板承重 即在墙上倾斜搁置现浇或预制钢筋混凝土屋面板 类似于平屋顶的结构找坡屋面板的搁置方式 来作为坡屋顶的承重结构 特点 节省木材 提高了建筑物的防火性能 构造简单 近年来常用于住宅建筑和风景园林建筑中 8 3 1 4钢筋混凝土屋面板承重 木望板平瓦屋面木望板平瓦屋面是在檩条或椽木上钉木望板 木望板上干铺一层油毡 用顺水条固定后 再钉挂瓦条挂瓦所形成的屋面 图8 32 钢筋混凝土板平瓦屋面钢筋混凝土板平瓦屋面是以钢筋混凝土板为屋面基层的平瓦屋面 8 3 2坡屋顶的屋面构造 8 3 2 1平屋瓦面 钢筋混凝土板平瓦屋面的构造可分为以下两种 将断面形状呈倒T形或F形的预制钢筋混凝土挂瓦板固定在横墙或屋架上 然后在挂瓦板的板肋上直接挂瓦 图8 33 采用钢筋混凝土屋面板作为屋顶的结构层 上面固定挂瓦条挂瓦 或用水泥砂浆 麦秸泥等固定平瓦 图8 34 油毡瓦是以玻璃纤维为胎基 经浸涂石油沥青后 面层热压各色彩砂 背面撒以隔离材料而制成的瓦状材料 形状有方形和半圆形 图8 35 油毡瓦适用于排水坡度大于20 的坡屋面 可铺设在木板基层和混凝土基层的水泥砂浆找平层上 图8 36 8 3 2 2油毡瓦屋面 压型钢板 将镀锌钢板轧制成型 表面涂刷防腐涂层或彩色烤漆而成的屋面材料 具有多种规格 有的中间填充了保温材料 成为夹芯板 可提高屋顶的保温效果 特点 自重轻 施工方便 装饰性与耐久性强的优点 一般用于对屋顶的装饰性要求较高的建筑中 压型钢板屋面一般与钢屋架相配合 图8 37 8 3 2 3压形钢板屋面 1 纵墙檐口无组织排水檐口 当坡屋顶采用无组织排水时 应将屋面伸出纵墙形成挑檐 挑檐的构造做法有砖挑檐 椽条挑檐 挑檐木挑檐和钢筋混凝土挑板挑檐等 图5 38 有组织排水檐口 当坡屋顶采用有组织排水时 一般多采用外排水 需在檐口处设置檐沟 檐沟的构造形式一般有钢筋混凝土挑檐沟和女儿墙内檐沟两种 图5 39 5 3 3坡屋顶的细部构造 5 3 3 1平