《建筑构造认知与表达》-子项目5

任务１屋顶排水基本知识一、屋顶的作用、要求及类型（一）屋顶的作用及要求屋顶也称为屋盖，是房屋最上层起覆盖作用的外围护构件。一般屋顶由屋面、屋顶承重结构、保温隔热层和顶棚四部分组成。其主要作用有三个：一是承重作用，它承受作用于屋面上的所有荷载；二是围护（即排水、防水和保温隔热）作用，用以抵御自然界的雨雪风霜、太阳辐射和气温变化等方面的影响；三是装饰美化作用，屋顶的形式对建筑立面和整体造型有很大的影响，是体现建筑风格的重要手段。下一页返回任务１屋顶排水屋顶应满足坚固耐久、防水排水、保温隔热、形象美观、自重轻、构造简单、施工方便及经济合理等要求。其中，防水是屋顶的基本功能要求，也是屋顶构造设计的核心。（二）屋顶的类型１.平屋顶屋面坡度小于５％的屋顶称为平屋顶，一般常用坡度为２％～３％。平屋顶具有构造简单、节约材料、屋面便于利用等优点，同时也存在着造型单一的缺陷。目前，平屋顶的承重构件大多采用现浇钢筋混凝土板，是我国当前建筑工程中应用最广泛的屋顶形式，如图５-１（ａ）所示。上一页下一页返回任务１屋顶排水２.坡屋顶屋面坡度大于１０％的屋顶称为坡屋顶。坡屋顶在我国有着悠久的历史，由于坡屋顶造型丰富多彩并能就地取材，至今仍被广泛应用。坡屋顶可分为单坡、双坡和四坡、歇山等多种形式，如图５-１（ｂ）所示。３.曲面屋顶曲面屋顶是由各种薄壳结构、悬索结构以及网架结构等作为屋顶承重结构的屋顶，如双曲拱屋顶、球形网壳屋顶等。这类结构的受力合理，能充分发挥材料的力学性能，但施工复杂，造价高，故常用于大跨度的大型公共建筑中，如图５-１（ｃ）所示。上一页下一页返回任务１屋顶排水二、屋顶的坡度１.屋顶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。斜率法以屋顶倾斜面的垂直投影长度与水平投影长度之比来表示，如１∶５等；百分比法以屋顶倾斜面的垂直投影长度与水平投影长度之比的百分比值来表示，如i＝２％等；角度法以倾斜面与水平面所成夹角的大小来表示，如３０°。坡度较小时常用百分比法，坡度较大时常用斜率法，角度法应用较少，见表５-１。２.影响屋顶坡度的因素上一页下一页返回任务１屋顶排水坡度的大小与屋面选用的材料、当地降雨量大小、屋顶结构形式、建筑造型等因素有关。屋顶坡度太小容易漏水，坡度太大则多用材料，浪费空间，所以要综合考虑各方面因素，合理确定屋面坡度。（１）屋面防水材料与排水坡度的关系。单块防水材料尺寸较小，如瓦材，其接缝必然较多，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，如卷材，接缝少而且严密，屋面的排水坡度就可以小一些，如图５-２所示。（２）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。上一页下一页返回任务１屋顶排水（３）结构形式和建筑造型与坡度的关系。从结构方面考虑，要求坡度越小越好；由于造型的需要，有时屋面坡度会大些。综上所述，可以得出如下规律：屋面防水材料尺寸越小，屋面排水坡度越大；反之，则越小。降雨量大的地区屋面排水坡度较大；反之，则较小。同时，要考虑结构和造型需要。３.屋顶坡度的形成方法屋顶坡度的形成有材料找坡和结构找坡两种做法，如图５-３所示。（１）材料找坡（构造找坡）。材料找坡是指屋顶坡度由垫坡材料形成，一般用于坡向长度较小的屋面。上一页下一页返回任务１屋顶排水为了减轻屋面荷载，应选用轻质材料找坡，如炉渣等，当保温层为松散材料时，也可利用保温材料来找坡，找坡层的厚度最薄处不小于２０ｍｍ。平屋顶材料找坡的坡度宜为２％。（２）结构找坡（搁置坡度）。结构找坡是屋顶结构自身带有排水坡度，例如在上表面倾斜的屋架或屋面梁上安放屋面板，屋顶表面即呈倾斜坡面；又如，在顶面倾斜的山墙上搁置屋面板时，也形成结构找坡。平屋顶结构找坡的坡度宜为３％。任务实施一、屋顶的排水方式上一页下一页返回任务１屋顶排水屋顶排水方式分为无组织排水和有组织排水两大类。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，如图５-４所示。无组织排水具有构造简单、造价低廉的优点，但也存在一些不足之处，如外墙脚常被飞溅的雨水浸蚀，降低了外墙的坚固耐久性；从檐口滴落的雨水可能影响人行道的交通等。一般适用于少雨地区的低层建筑，在积灰较多、有腐蚀性介质的工业厂房中也常采用。２.有组织排水上一页下一页返回任务１屋顶排水有组织排水是指将屋面划分成若干区域，按一定的排水坡度把屋面雨水有组织地引导至檐沟或雨水口，通过雨水管排到散水或明沟中，如图５-５所示。其优缺点与无组织排水相反，在建筑工程中应用广泛。有组织排水根据落水管的位置不同，分为内排水和外排水两种形式。（１）内排水方案。内排水是指落水管设在室内的一种排水方案，主要用于多跨建筑的中间跨、高层建筑或立面有特殊要求的建筑、严寒地区建筑，如图５-５（ａ）所示。（２）外排水方案。上一页下一页返回任务１屋顶排水外排水是指雨水管设在室外的一种排水方案，其优点是雨水管不妨碍室内空间使用和美观，构造简单，因而被广泛采用。外排水方案可归纳成以下几种：①挑檐沟外排水。屋面雨水汇集到悬挑在墙外的檐沟内，沟内纵向坡度不小于０．５％，再从雨水管排下，如图５-５（ｂ）所示。②女儿墙外排水。当建筑外形不希望出现挑檐时，通常将外墙升起封住屋面，高于屋面的这部分外墙称为女儿墙。此方案的特点是屋面雨水需穿过女儿墙流至室外的雨水管，如图５-５（ｃ）所示。③女儿墙挑檐沟外排水。图５-５（ｄ）所示为女儿墙挑檐沟外排水，其特点是在檐口处既有女儿墙，又有挑檐沟。上一页下一页返回任务１屋顶排水屋顶排水方式的选择应综合考虑结构形式、气候条件、使用特点，并应优先选择外排水。二、屋面排水组织设计屋面排水组织设计的目的是迅速排除屋面雨水，使屋面不积水，减少渗水漏水的可能。其设计要求是使排水线路简捷，雨水口负荷均匀，排水顺畅。屋面排水组织设计一般可按以下步骤进行：（１）确定屋面排水坡度。屋面排水坡度的确定应综合考虑屋顶结构形式、屋面基层类别、防水构造形式、使用性质、防水材料性能与尺度及当地气候条件等因素的影响。上一页下一页返回任务１屋顶排水平屋面采用结构找坡不应小于３％，采用材料找坡宜为２％；架空隔热屋面坡度不宜大于５％，种植屋面坡度不宜大于３％。（２）确定排水方式。屋顶的排水方式应根据建筑物的高度、地区年降雨量、屋顶形式及气候等情况来确定。屋面排水宜优先采用外排水；高层建筑、多跨及集水面积较大的屋面宜采用内排水。（３）划分排水区域。排水区域的划分应注意使每个排水区的面积大小均衡，一般不宜大于２００ｍ２，同时要考虑到雨水口的设置位置。雨水口的设置位置要尽量避开门窗洞口的垂直上方，一般设置在窗间墙部位。上一页下一页返回任务１屋顶排水（４）确定天沟的断面形状、尺寸及纵向坡度。天沟的断面形状有槽形和三角形两种。一般天沟净宽不小于２００ｍｍ，天沟上口距分水线的垂直高度不小于８０ｍｍ，沟底的纵向排水坡度一般为０．５％～１％，卷材防水屋面沟底的纵向排水坡度不应小于１％，沟底落差不得超过２００ｍｍ。天沟排水不得流经变形缝和防火墙。（５）确定雨水管所用材料、规格和雨水管间距。目前，民用建筑屋面排水常常采用ＰＶＣ管、ＰＶＣ－Ｕ（硬塑）管和镀锌薄钢板管。屋面排水雨水管管径为１００ｍｍ，阳台、露台、雨罩排水管管径一般为５０ｍｍ或７５ｍｍ。上一页下一页返回任务１屋顶排水雨水管间距一般为：挑檐沟排水不宜大于２４ｍ，其他方式排水不宜大于１８ｍ。（６）檐口、雨水口、泛水、变形缝等细部节点构造设计。（７）绘制屋顶排水平面图及各节点详图，如图５-６所示。上一页返回任务２平屋顶构造处理相关知识一、卷材、涂膜防水屋面的类型卷材、涂膜防水屋面是指屋面最上一层（保护层除外）防水为卷材防水层、涂膜防水层、卷材＋涂膜的复合防水层的平屋面。卷材防水层是指将柔性的防水卷材或片材用胶结材料粘贴在屋面上，形成一个大面积的封闭防水覆盖层。这种防水层具有一定的延伸性，能适应温度变化而引起的屋面变形。涂膜防水层是指用可塑性和粘结力较强的防水涂料直接涂刷在屋面基层上，形成一层不透水的薄膜层，以达到防水目的。下一页返回任务２平屋顶构造处理复合防水层是指由彼此相容的卷材和涂料组合而成的防水层，其层次为涂膜在下，卷材在上。卷材、涂膜防水屋顶类型及适用范围见表５-３。二、卷材、涂膜防水屋面的构造层次及做法卷材、涂膜防水屋面的构造层次见表５-３，最为常见的是表中的第一种，即自下而上为保护层、隔离层、防水层、找平层、保温层、找平层、找坡层、结构层。根据需要可增加隔汽层，如采用结构找坡可省略找坡层，如图５-７所示。１.结构层通常为预制或现浇钢筋混凝土屋面板，要求具有足够的强度和刚度。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理２.找坡层当屋顶采用材料找坡时，应尽量选用轻质材料形成所需要的排水坡度，如陶粒、浮石、膨胀珍珠岩、加气混凝土碎块等轻集料混凝土，找坡层坡度应不小于２％，可利用现制保温层兼作找坡层。当屋顶采用结构找坡时，则不设找坡层。３.保温层上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理保温层宜选用轻质、吸水率低、导热系数小，并有一定强度的保温材料，现行国家标准《屋面工程技术规范》（ＧＢ５０３４５—２０１２）按材料把保温层分为三类，即板状材料保温层（如聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、膨胀珍珠岩制品、加气混凝土砌块、泡沫混凝土砌块等）、纤维材料保温层（如玻璃棉制品、岩棉、矿渣棉制品）和整体材料保温层（如现浇泡沫混凝土、喷涂硬泡聚氨酯）。纤维材料做保温层时，应采取防止压缩的措施。４.找平层卷材、涂膜的基层应坚实而平整，以避免防水层凹陷或断裂。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理找平层一般设在结构层或保温层上面，保温层上的找平层容易变形和开裂，故规范规定保温层上的找平层应留设分格缝，缝宽５～２０ｍｍ，纵横缝的间距不大于６ｍ。由于结构层上设置的找平层与结构同步变形，故找平层可以不设分格缝。找平层厚度和技术要求应符合表５-４的规定。５.防水层（１）防水材料的选择。根据当地历年最高气温、最低气温、屋面坡度和使用条件等因素选择耐热度、柔性相适应的卷材或涂膜。防水卷材根据其主要防水组成材料可分为高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材两大类。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理高聚物改性沥青防水卷材有弹性体改性沥青防水卷材（ＳＢＳ卷材）、塑性体改性沥青防水卷材（ＡＰＰ卷材）和改性沥青聚乙烯胎防水卷材（ＰＥＥ卷材）等。合成高分子防水卷材有橡胶系列（聚氨酯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶等）、塑料系列（聚乙烯、聚氯乙烯等）、和橡胶塑料共混系列防水卷材三类。常见的有三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯—橡胶共混防水卷材等。涂膜防水涂料有合成高分子类防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料、聚合物水泥防水涂料等。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理防水卷材接缝应采用搭接缝，合成高分子防水卷材可采用胶粘剂、胶粘带、单缝焊和双缝焊的方式，高聚物改性沥青防水卷材可采用胶粘剂、自粘的方式，搭接宽度应符合《屋面工程技术规范》（ＧＢ５０３４５—２０１２）的规定。（２）防水层的厚度。卷材、涂膜防水屋面的防水层除要满足《屋面工程技术规范》（ＧＢ５０３４５—２０１２）对屋面防水等级和设防要求外，还应满足《屋面工程技术规范》（ＧＢ５０３４５—２０１２）对防水层厚度的要求，见表５-５～表５-７。６.保护层上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理设置保护层的目的是保护防水层。保护层的材料和做法，应根据屋面的利用情况而定。上人屋面保护层采用现浇细石混凝土或块体材料；不上人屋面保护层采用预制板或浅色涂料或铝箔或粒径１０～３０ｍｍ的卵石。块体材料、水泥砂浆、细石混凝土保护层与女儿墙或山墙之间，应预留宽度为３０ｍｍ的缝隙，缝内宜填塞聚苯乙烯泡沫塑料，并应用密封材料封严。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理采用块体材料做保护层时，宜设分格缝，其纵横间距不宜大于１０ｍ，分格缝宽２０ｍｍ，并用密封材料封严；采用细石混凝土板做保护层时，应设分格缝，其纵横间距不应大于６ｍ，分格缝宽２０ｍｍ，并用密封材料封严；采用水泥砂浆做保护层时，表面应抹平压光，并应设表面分格缝，分格面积宜为１ｍ２。７.隔离层块体材料、水泥砂浆、细石混凝土保护层与卷材、涂膜防水层之间，应设置隔离层。隔离层材料的适用范围和技术要求宜符合表５-８的规定。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理８.隔汽层在严寒及寒冷地区且室内空气湿度大于７５％，其他地区室内空气湿度常年大于８０％或采用纤维状保温材料时，保温层下应选用气密性、水密性好的材料做隔汽层。温水游泳池、公共浴室、厨房操作间、开水房等的屋面应设置隔汽层。隔汽层做法同防水层。隔汽层在屋面上应形成全封闭的构造层，沿周边女儿墙或立墙面向上连续铺设，高出保温层上表面不得小于150ｍｍ。局部隔汽层时，隔汽层应扩大至潮湿房间以外至少1.0ｍ处。隔汽层可采用防水卷材或涂料，并宜选择蒸汽渗透阻较大者。隔汽层采用卷材时宜优先采用空铺法铺贴。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理平屋顶构造层次及做法举例见表５-９。任务实施卷材、涂膜防水屋面发生渗漏的部位多在房屋构造的交接处，如屋面与墙面的交接处、檐口、檐沟、变形缝、雨水口、屋面出入口等部位，因此，需要重点做好这些部位的构造处理。檐沟、天沟与屋面交接处、屋面平面与立面交接处，以及水落口、伸出屋面管道根部等部位，应设置卷材或涂膜附加层；屋面找平层分格缝等部位，宜设置卷材空铺附加层，其空铺宽度不宜小于１００ｍｍ；附加防水层最小厚度应符合表５-１０的规定。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理１.泛水构造屋面与墙面交接处的防水构造处理叫泛水，如女儿墙与屋面的交接处构造。女儿墙压顶可采用混凝土。压顶向内排水坡度不应小于５％，压顶内侧下端应作滴水处理；女儿墙泛水处的防水层下应增设附加层，附加层在平面和立面的宽度均不应小于２５０ｍｍ；低女儿墙泛水处的防水层可直接铺贴或涂刷至压顶下，卷材收头应用金属压条钉压固定，并应用密封材料封严；涂膜收头应用防水涂料多遍涂刷，如图５-８所示。屋面立墙泛水如图５-９所示。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理２.檐口构造（１）无组织排水挑檐构造。无组织排水挑檐口部位的防水层收头和滴水是檐口防水处理的关键，空铺、点粘、条粘的卷材在檐口端部８００ｍｍ范围内应采用满粘法，卷材防水层收头压入找平层的凹槽内，用金属压条钉压牢固并进行密封处理，钉距宜为５００～８００ｍｍ；涂膜防水层收头可以采用涂料多遍涂刷，防止防水层收头翘边或被风揭起；檐口下端应同时做鹰嘴和滴水槽，如图５-１０所示。（２）檐沟和天沟。卷材或涂膜防水屋面檐沟和天沟的防水构造，如图５-１１所示。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理檐沟和天沟的防水层下应增设附加层，附加层伸入屋面的宽度不应小于２５０ｍｍ；檐沟防水层和附加层应由沟底翻上至外侧顶部，卷材收头应用金属压条钉压并应用密封材料封严，涂膜收头应用防水涂料多遍涂刷；檐沟外侧下端应做鹰嘴或滴水槽。３.雨水口构造雨水口是将屋面雨水排至雨水管的连接构件，应排水通畅，不易堵塞和渗漏。雨水口分直管式和弯管式两类，直管式适用于挑檐沟和女儿墙内排水天沟的水平雨水口；弯管式则适用于女儿墙外排水的垂直雨水口。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理雨水口可采用塑料或金属制品，为防止周边漏水，雨水口周围直径５００ｍｍ范围内坡度不应小于５％，防水层下应增设涂膜附加层；防水层和附加层伸入雨水口杯内不应小于５０ｍｍ，并应粘结牢固，如图５-１２和图５-１３所示。４.屋面出入口构造不上人屋面须设屋面垂直出入口。出入口四周的孔壁可用砖立砌，也可在现浇屋面板时将混凝土上翻制成。其高度一般为３００ｍｍ，为防止雨水从盖板下倒灌入室内，壁外侧的防水层泛水高度不得小于２５０ｍｍ，泛水部位变形集中且难以设置保护层，故在防水层施工前应先做附加增强处理，防水层的收头于压顶圈下，使收头的防水设防可靠，不会产生翘边、开口等缺陷，如图５-１４（ａ）所示。上一页下一页返回任务２平屋顶构造处理出屋面楼梯间一般需设屋面水平出入口，如不能保证顶部楼梯间的室内地坪高出室外，就要在出入口设挡水的门槛。屋面水平出入口的设防重点是泛水和收头，泛水要求与垂直出入口基本相同。防水层应铺设至门洞踏步板下，收头处用密封材料封严，再用水泥砂浆保护，如图５-１４（ｂ）所示。５.卷材、涂膜防水屋面排汽措施在混凝土结构屋面保温层干燥有困难时，应采取排汽措施。排汽道设置在保温层内，排汽道应纵横贯通，并与大气连通的排汽管相通，排汽管可设在檐口下或屋面排汽道的交叉处。排汽道纵横间距６ｍ，屋面面积每３６ｍ２设一个排汽管。排汽管应固定牢靠，并做好防水处理，如图５-１５所示。上一页返回任务３坡屋顶构造处理基本知识一、坡屋顶的组成坡屋顶由承重结构、屋面、顶棚等部分组成，根据使用要求不同，有时还需增设保温层或隔热层等。１.承重结构承重结构主要承受作用在屋面上的各种荷载，并把它们传到墙或柱上。坡屋顶的承重结构一般由椽条、檩条、屋架或大梁等组成。２.屋面屋面是屋顶的上覆盖层，直接承受风、雨、雪和太阳辐射等大自然的作用。它包括屋面覆盖材料和基层材料，如挂瓦条、屋面板等。下一页返回任务３坡屋顶构造处理３.顶棚顶棚是屋顶下面的遮盖部分，可使室内上部平整，起装饰作用。４.保温层或隔热层保温层或隔热层可设在屋面层或顶棚处。二、钢筋混凝土板基层瓦屋面由于保温、防火或造型等的需要，可将钢筋混凝土板作为瓦屋面的基层，在其上盖瓦。瓦材的固定应根据不同瓦材的特点采用挂、绑、钉、粘的不同方法固定，如图５-１７所示。块瓦屋面构造层次一般包括块瓦、挂瓦条、顺水条、防水垫层、持钉层、保温隔热层、屋面板，其顺序可有所变动。上一页下一页返回任务３坡屋顶构造处理防水垫层是指屋面中通常铺设在瓦材下面的防水材料；顺水条和挂瓦条可是木质或金属材质，木质顺水条和挂瓦条应作防腐、防蛀处理，金属材质顺水条、挂瓦条应做防锈处理，顺水条断面尺寸宜为４０ｍｍ×２０ｍｍ，挂瓦条断面尺寸宜为３０ｍｍ×３０ｍｍ，挂瓦条固定在顺水条上，顺水条钉牢在持钉层上；持钉层是指屋面中能够握裹固定钉的构造层次，如细石混凝土层和屋面板。上一页下一页返回任务３坡屋顶构造处理保温隔热层上铺设细石混凝土保护层做持钉层时，防水垫层应铺设在持钉层上，如图５-１８（ａ）所示；保温隔热层镶嵌在顺水条之间时，应在保温隔热层上铺设防水垫层，如图５-１８（ｂ）所示；屋面为内保温隔热构造时，防水垫层应铺设在屋面板上，构造层依次为块瓦、挂瓦条、顺水条、防水垫层、屋面板，如图５-１８（ｃ）所示；采用具有挂瓦功能的保温隔热层时，在屋面板上做水泥砂浆找平层，防水垫层应在找平层上，保温板应固定在防水垫层上，构造层次为块瓦、有挂瓦功能的保温隔层、防水垫层、找平层（兼作持钉层）、屋面板，如图５-１８（ｄ）所示。块瓦屋面构造做法举例见表５-１４。上一页下一页返回任务３坡屋顶构造处理任务实施１.块瓦屋面屋脊构造屋脊部位应增设防水垫层附加层，宽度不应小于５００ｍｍ，防水垫层应顺水流方向铺设和搭接，如图５-１９所示。２.块瓦屋面檐口部位构造檐口部位应增设防水垫层附加层。严寒地区和大风区域，应采用自粘聚合物沥青防水垫层加强，下翻宽度不应小于１００ｍｍ，屋面铺设宽度不应小于９００ｍｍ。金属泛水板应铺设在防水垫层的附加层上，并伸入檐口内；在金属泛水板上应铺设防水垫层，如图５-２０所示。上一页下一页返回任务３坡屋顶构造处理３.块瓦屋面檐沟部位构造檐沟部位应增设防水垫层附加层，防水垫层的附加层应延展铺设到混凝