土木专业房屋建筑学(第九章)

1、第九章第九章 屋顶屋顶学 习 目 标1. 了解屋顶是房屋设计的重要组成部分。学习屋面排水、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。 9-1.屋顶的类型和设计要求屋顶的类型和设计要求屋顶按其外形一般可分为平屋顶、坡屋顶及其它特殊形式的屋顶。 一、屋顶的类型一、屋顶的类型 1、平屋顶平屋顶 常用的排水坡度为23。 2、坡屋顶坡屋顶 坡屋顶是指屋面坡度较陡的屋顶，其坡度一般在10以上

2、。坡屋顶的常见形式有：单坡、双坡屋顶，硬山及悬山屋顶，四坡歇山及庑殿屋顶，圆形或多角形攒尖屋顶，卷棚顶等（见右图）。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。 二、屋顶的设计要求二、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、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，我国现行的屋面工程技术规程（GB50207-94）根据建筑物的性质、重要程度使用功能及防水耐久年限等，将屋面划为四个等级，各等级均有不同的防水要求。其次，屋顶应具有良好的保温隔

3、热性能。 2、结构要求、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、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。 9-2 屋顶排水设计屋顶排水设计 内容包括：选择屋顶排水坡度，确定排水方式，进行屋顶排水组织设计。 一、屋顶坡度一、屋顶坡度 3 3、屋顶坡度的形成办法、屋顶坡度的形成办法 (1).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%。 (2).结构找坡 结构找坡是屋顶结构自身

4、应带有排水坡度，平屋顶结构找坡宜为3%。材料找坡天棚面平整，但增加屋面荷载；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。 二、屋顶排水方式二、屋顶排水方式 1 1、排水方式、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。 （1）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，因为不用天沟、雨水管等导流雨水，故又称自由落水。（2）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。 2 2、排水方式的选择、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： （1）高度较低的简单建筑，为了控

5、制造价，宜优先选用无组织排水；（2）积灰多的屋面应采用无组织排水；（3）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；（4）临街建筑雨水排向人行道时宜采用有组织排水。三、有组织排水三、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。 （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24米。 （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

6、在假柱或空心墙中。 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。 四、屋面排水组织四、屋面排水组织 排水组织设计排水组织设计就是把屋面划分成若干个排水区，将各区的雨水分别引向各雨水管，使排水线路短捷，雨水管负荷均匀，排水顺畅。 1 1、划分排水分区、划分排水分区 排水分区的大小一般按一个雨水口负担200平方米屋面面积的雨水考虑，屋面面积按水平投影面积计算。 2 2、确定排水坡面的数目及排水坡度、确定排水坡面的数目及排水坡度 进深较小的房屋或临街建筑常采用单坡排水，进深较大时，为了不使水流的路线过长，宜采用双坡排水。并应根据防水材料确定排水坡度。坡屋顶则应结合造型要求选择单坡、

7、双坡或四坡排水。 3 3、确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值、确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值 天沟的功能是汇集和迅速排除屋面雨水，沟底沿长度方向应设纵向排水坡。天沟纵坡的坡度不宜小于1。 天沟的净断面尺寸应根据降雨量和汇水面积的大小来确定。一般建筑的天沟净宽不应小于200毫米，天沟上口至分水线的距离不应小于120毫米。 4、雨水管的规格及间距雨水管的规格及间距 最常采用的是PVC塑料管和铸铁雨水管、镀锌铁皮管等。其管径有50、75、100、125、150、200毫米等几种规格。一般，民用建筑常用75100毫米的雨水管，面积小于25平方米的露台和阳台可选用直径50毫米的雨水管。一般情况下雨水

8、口间距不宜超过1824米。 9- 3 9- 3 卷材防水屋面构造卷材防水屋面构造 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。卷材防水屋面由于其防水层具有一定的延伸性和适应变形的能力，又被称作柔性防水屋面。 一、卷材防水材料一、卷材防水材料 1、卷材卷材 （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。沥青油毡防水屋面的防水层容易产生起鼓、沥青流淌、油毡开裂等问题，从而导致防水质量下降和使用寿命缩短，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 高聚物改性沥青类防水卷材是高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体、粉状、粒

9、状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料（大量性建筑普遍采用）。 （3）合成高分子防水卷材 凡以各种合成橡胶、合成树脂或二者的混合物为主要原料，加入适量化学助剂和填充料加工制成的弹性或弹塑性卷材，均称为高分子防水卷材。 2 2、卷材粘和剂卷材粘和剂 用于沥青卷材的粘和剂主要有冷底子油、沥青胶等。 用于高分子卷材的粘和剂主要为各种配套粘和剂。二、卷材防水屋面构造二、卷材防水屋面构造 1 1、基本层次、基本层次 （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 找平层一般采用1：3水泥砂浆或1：8沥青砂浆，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格

10、缝。分格缝的宽度一般为20毫米，纵横间距不大于6米。分格缝上面应覆盖一层200300mm宽的附加卷材，用粘结剂单边点贴。 （3）结合层 结合层的作用是使卷材与基层胶结牢固。沥青类卷材通常用冷底子油作结合层，高分子卷材则多用配套基层处理剂。 （4）防水层 如沥青卷材防水层：油毡防水层由多层油毡和沥青胶交替粘结形成。做法为：先在找平层上涂刷冷底子油一道，然后，将调制好的沥青胶均匀涂刷在找平层上，边刷边铺油毡；铺好后再刷沥青胶再铺油毡。如此交替进行至防水层达到所需层数为止，最后一层油毡面上也需刷一层沥青胶。 （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35mm

11、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3040mm厚的细石混凝土。 2、辅助层次、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。三、卷材防水屋面细部构造三、卷材防水屋面细部构造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，突出屋面的女儿墙、楼梯间、检修孔等垂直壁面与屋面的交接处最容易漏水。必须将屋面防水层延伸到这些垂直面上，形成立铺的防水层，称为泛水。其

12、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，上刷粘结剂，使铺贴牢固。 （3） 做好泛水上口的卷材收头固定，防止下滑及渗漏。 2、挑檐口构造挑檐口分为无组织排水和有组织排水两种做法。有组织排水挑檐沟构造的要点是： （1）檐沟加铺12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。 3、天沟构造屋面上的排水沟称为天沟，有两种设置方式: （1） 三角形天沟三角形天沟

13、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、雨水口构造雨水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雨水口及女儿墙雨水口两种形式。 （1） 直管式雨水口 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。民用建筑较常用的为PVC塑料雨水口，为檐沟雨水口。 （2） 弯管式雨水口 弯管式雨水口呈90弯曲状，为女儿墙雨水口。 5、屋面检修孔、屋面出入口构造 不上人屋面须设屋面检修孔。 屋面出入口处的构造类同于泛水构造 6、卷材防水

14、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顶。 高低屋面变形缝则是在低侧屋面板上砌筑矮墙。当变形缝宽度较小时，可用镀锌铁皮盖缝并固定在高侧墙上，做法同泛水构造；也可以从高侧墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝。 9-9- 4 4 刚性防水屋面刚性防水屋面 刚性防水屋面刚性防水屋面是指用细石混凝土作防水层的屋面，因混凝土属脆性材料，抗拉强度低，故而称为刚性防水屋面。 特点特点

15、：刚性防水屋面的主要优点是构造简单、施工方便、造价较低；缺点是易开裂，对气温变化和屋面基层变形的适应性较差，所以刚性防水多用于我国南方地区防水等级为级的屋面防水，也可用作防水等级为、级的屋面多道设防中的一道防水层。 刚性防水屋面要求基层变形小，一般不适用于保温屋面，此外刚性防水屋面也不宜用于高温、有振动、基础有较大不均匀沉降的建筑。一、刚性防水屋面的构造层次一、刚性防水屋面的构造层次 刚性防水屋面的构造层一般有：防水层、隔离层、找平层、结构层等，刚性防水屋面应尽量采用结构找坡。 1、防水层 防水层采用不低于C20的细石混凝土整体现浇而成，其厚度不小于40mm ，并应配置直径为46.5mm间距为

16、100200mm的双向钢筋网片。 2、隔离层 隔离层位于防水层与结构层之间，其作用是减少结构变形对防水层 的不利影响。可采用铺纸筋灰、低标号砂浆，或薄砂层上干铺一层油毡等做法，使二者脱开。 3、找平层 当结构层为预制钢筋混凝土板时，其上应用1：3水泥砂浆作找平层，厚度为20mm。若屋面板为整体现浇混凝土结构时则可不设找平层。 4、结构层 屋面结构层一般采用预制或现浇的钢筋混凝土屋面板，结构层应有足够的刚度，以免结构变形过大而引起防水层开裂。 无保温层无保温层 有保温层有保温层 二、刚性防水屋面的细部构造二、刚性防水屋面的细部构造 与卷材防水一样，刚性防水屋面也要处理好泛水、天沟、檐口、雨水口等

17、细部构造，另外还要处理好防水层的分格缝构造。 2 2、泛水构造、泛水构造 刚性防水层面的泛水高度与卷材防水屋面相同，一般250mm；泛水应嵌入立墙上的凹槽内并用压条及水泥钉固定。刚形防水层与屋面突出物（女儿墙、烟囱等）间须留分格缝，另铺贴附加卷材盖缝形成泛水。 女儿墙泛水女儿墙泛水 女儿墙与刚性防水层间留分格缝，分格缝内用油膏嵌缝，缝外用附加卷材铺贴至泛水所需高度并做好压缝收头处理，以免雨水渗进缝内。变形缝泛水变形缝泛水 变形缝分为高低屋面变形缝和横向变形缝两种情况。4、雨水口构造、雨水口构造刚性防水屋面的雨水口常见的做法有两种，一种是用于天沟或檐沟的雨水口，另一种是用于女儿墙外排水的雨水口。

18、前者为直管式，后者为弯管式。9- 5 涂膜防水屋面涂膜防水屋面 涂膜防水屋面是用防水材料刷在屋面基层上，利用涂料干燥或固化以后的不透水性来达到防水的目的。 适用：涂膜防水主要适用于防水等级为、级的屋面防水，也可用作、级屋面多道防水设防中的一道防水。 特点：具有防水抗渗、粘结力强、耐腐蚀、耐老化、延伸率大、弹性好、阻燃、无毒、施工方便等。一、涂膜防水材料一、涂膜防水材料 1、涂料涂料 防水涂料按其溶剂或稀释剂的类型可分为溶剂型、水溶性、乳液型等种类；按施工时涂料液化方法的不同则可分为热熔型、常温型等种类。 2、胎体增强材料胎体增强材料 目前，使用较多的胎体增强材料为0.164或0.177的中性玻

19、璃纤维网格布或中碱玻璃布、聚酯无纺布等。 二、涂膜防水屋面的构造及做法二、涂膜防水屋面的构造及做法 1、氯丁胶乳沥青防水涂料屋面氯丁胶乳沥青防水涂料屋面 氯丁胶沥青防水涂料以氯丁胶乳和石油沥青为主要原料，选用阳离子乳化剂和其它助剂，经软化和乳化而成，是一种水乳型涂料。20mm，其间2、焦油聚氨酯防水涂料屋面焦油聚氨酯防水涂料屋面 焦油聚氨酯防水涂料又名851涂膜防水胶，做法是：将找平以后的基层面吹扫干净待其干燥后，用配制好的涂液（甲、乙二液的重量比为1：2）均匀涂刷在基层上。不上人屋面可待涂层干后在其表面刷银灰色保护涂料；上人屋面在最后一遍涂料未干时撒上绿豆砂，三天后在其上做水泥砂浆或浇混凝土

20、贴地砖的保护层。3 3、塑料油膏防水屋面、塑料油膏防水屋面【涂膜防水屋面的细部构造要求及做法类同于卷材防水屋面】涂膜防水屋面的细部构造要求及做法类同于卷材防水屋面】 9- 6.瓦屋面瓦屋面 瓦屋面一般是在屋面基层上铺盖各种瓦材，利用瓦材的相互搭接来防止雨水渗漏；也有出于造型需要而在屋面盖瓦，利用瓦下的基层材料来防水的做法。 一、瓦屋面的承重结构一、瓦屋面的承重结构瓦屋面的承重结构一般可分为桁架结构、梁架结构和山墙承檩三种，另外，空间结构用于大跨度结构形式。 瓦屋面按屋面基层的组成方式也可分为有檩和无檩体系两种。无檩体系是将屋面板直接搁在山墙、屋架或屋面梁上，瓦主要起造型和装饰的作用。 在有檩体

21、系中，檩条常用木材、型钢或钢筋混凝土制作。木檩条的跨度一般在4m以内，断面为矩形或圆形。 钢筋混凝土檩条的跨度一般为4m，有时可达6m。其断面有矩形、T形和L形等。 屋架可用木、钢、钢筋混凝土制作。二、瓦屋面的基层和防水层二、瓦屋面的基层和防水层 瓦屋面的防水层即为各种瓦材。瓦屋面的名称随瓦的种类而定，如平瓦屋面、小青瓦屋面、石棉水泥瓦屋面等。 1 1、平瓦屋面、平瓦屋面 一般由粘土浇结而成。瓦宽230mm，长380420mm，瓦的四边有榫和沟槽。平瓦屋面的坡度不宜小于1：2（约26） ，多雨地区还应酌情加大。钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面：图9.43为钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋

22、面。挂瓦板为预应力或非预应力混凝土构件，板肋根部预留有泄水孔，可以排出瓦缝渗下的雨水。挂瓦板的断面有T形、F形等，板肋用来挂瓦，中距330mm。板缝用1：3水泥砂浆嵌填。为无檩体系屋面。 筋混凝土板瓦屋面筋混凝土板瓦屋面：将预制钢筋混凝土空心板或现浇平板作为瓦屋面的基层，其上盖瓦。盖瓦的方式有两种：一种是在找平层上铺油毡一层，用压毡条钉在嵌在板缝内的木楔上，再钉挂瓦条挂瓦；还有一种是在屋面板上直接粉防水水泥砂浆并贴瓦或陶瓷面砖或平瓦。 （2）平瓦屋面的细部构造）平瓦屋面的细部构造 檐口构造檐口构造: 檐口分为纵墙檐口和山墙檐口。 a.纵墙檐口：纵墙檐口根据造型要求可做成挑檐或封檐。 b.山墙檐

23、口：山墙檐口按屋顶形式分为硬山与悬山两种做法。天沟和斜沟构造天沟和斜沟构造: : 天沟出现在等高跨或高低跨屋面相交处以及包檐口处。斜沟则出现在倾斜屋面垂直相交处。天沟及斜沟应有足够的断面积，其上口宽度不宜10m时，应在屋脊处设置通风桥以改善通风效果。 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。 架空隔热板的支承物可以做成砖垄墙式，也可做成砖墩式。 （2）顶棚通风隔热 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： 必须设置一定数量的通风孔，使顶棚内的空气能迅速对流。 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

24、为500mm左右。 通风孔须考虑防止雨水飘进。 应注意解决好屋面防水层的保护问题。 2、屋顶蓄水隔热、屋顶蓄水隔热蓄水屋面的构造设计主要应解决好以下几方面的问题： （1）水层深度及屋面坡度 适宜的水层深度为150200mm。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 既可用于刚性防水屋面，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。蓄水区间用混凝土做成分仓壁，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

25、。当蓄水屋面的长度超过40m时 ，应做横向伸缩缝一道。（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，泛水的高度应高出溢水孔100mm，泛水高度为250300mm。 （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，可每开间设一个。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。3、种植隔热屋面、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。 （6）管道的防水处理 蓄水屋面不仅有排水管，

26、还应设给水管，以保证水源的稳定。 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。 （1）一般种植隔热屋面 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： 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。 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。床埂最好砌在下部的承重结构上，内外用1:3水泥砂浆抹面。 种植屋面

27、的排水和给水 一般种植屋面应有一定的排水坡度（13）。通常在靠屋面低侧的种植床与女儿墙间留出300400mm的距离，利用所形成的天沟有组织排水，如栽培介质含泥沙，应在出水口处设挡水坎，以沉积泥沙。 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，要特别注意防水层的防腐处理。 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 。（2）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。其构造特点： 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。 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10kN/M3。 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12001500mm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。 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