工程构造—屋顶概述

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第六章 屋顶

第一节 概述

通过本节的学习，您将：

了解屋盖的形式

理解屋盖的排水、屋面的保温隔热构造

屋盖是房屋最上部的围护结构，应满足相应的使用功能的要求，为建筑提供适宜的内部空间环境。屋盖也是房屋顶部的承重结构，受到材料、结构、施工条件等因素的影响。屋盖又是建筑体量的一部分，其形式对建筑物的造型有很大影响，因而设计中还应注意屋盖的美观问题。在满足其他设计要求的同时，力求创造出适合各种类型建筑的屋盖。

（一）屋盖的形式

1、平屋顶（如图6—1所示）

平屋顶通常是指排水坡度小于5％的屋顶，常用坡度为2%~3%。

图6—1 平屋顶的形式

(a)挑檐；(b)女儿墙；(c)挑檐女儿墙；(d)盝（盒）顶

2、坡屋顶（如图6—2所示）

坡屋顶通常是指屋面坡度大于10%。

图6—2 坡屋顶的形式

(a)单坡顶；(b)硬山两坡顶；（c）悬山两坡顶；(d)四坡顶；

（e）卷棚顶；（f）庑殿顶；(g)歇山顶；(h)圆攒尖顶

3、其他形式屋顶（如图6—3所示）

随着科学技术的发展，出现了许多新型的屋顶结构形式，如拱结构、薄壳结构、悬索结构、网架结构屋顶等。这类屋顶多用于较大跨度的公共建筑。

图6—3 其它形式的屋顶

(a)双曲拱屋顶；(b)砖石拱屋顶；（c）球形网壳屋顶；(d) V形网壳屋顶；

(e)筒壳屋顶；(f)扁壳屋顶；(g)车轮形悬索屋顶；(h)鞍形悬索屋顶

（二）屋顶的设计要求

屋顶的设计要做到结构上安全，构造上满足保温、隔热、防水、排水等的要求。

1、结构设计的要求

屋顶是房屋顶部的承重构件，不但要求承受自重，而且还要承受风、雨、雪人等活荷载，并将荷载传递给墙、柱等纵向受力构件，同时屋顶还起着对屋面上部的水平支撑作用。屋顶必须有足够的强度和刚度来保证房屋的结构安全。房屋的支撑结构一般有平面结构和空间结构两种，平面结构包括梁板式结构和屋架结构；空间结构有网架、悬索、壳体、折板凳结构形式。

2、立面造型设计的要求

屋顶是建筑体量中的一部分，是建筑物立面造型设计的重要影响因素，各种不同性质的建筑将产生各种不同形式的屋顶。一般多层、高层建筑，如住宅、宾馆、办公建筑、文化建筑等一般多采用平屋顶或坡屋顶；大型公共建筑、大跨度的建筑物多采用空间结构，屋顶多为曲线、折线、壳体等形式。

3、屋顶防水设计要求

在屋顶设计中，防水是构造做法必须解决的首要问题，也是保证建筑室内空间能够正常使用的先决条件。首先应选择好的屋面防水材料，不让屋顶产生漏水现象；其次，组织设计好屋顶的排水坡度将雨水引向雨水口，以达到使屋面雨水迅速排除，不产生积水现象。

4、屋顶保温隔热设计要求

房屋不仅要能住，而且要住的舒适，这就要做好屋顶的保温隔热措施。北方寒冷的冬天，室内外温差大，室内需要设置采暖设施，屋顶应具有良好的保温性能；南方炎热夏季，屋顶得采取相应的隔热措施。现在大量建筑物使用空调设备来降低舍内温度，从节能的角度讲，更要坐好稳定的保温隔热构造，才能降低能耗。

 （二）屋顶的设计要求
屋顶的设计要做到结构上安全，构造上满足保温、隔热、防水、排水等的要求。

1、结构设计的要求

屋顶是房屋顶部的承重构件，不但要求承受自重，而且还要承受风、雨、雪人等活荷载，并将荷载传递给墙、柱等纵向受力构件，同时屋顶还起着对屋面上部的水平支撑作用。屋顶必须有足够的强度和刚度来保证房屋的结构安全。房屋的支撑结构一般有平面结构和空间结构两种，平面结构包括梁板式结构和屋架结构；空间结构有网架、悬索、壳体、折板凳结构形式。

2、立面造型设计的要求

屋顶是建筑体量中的一部分，是建筑物立面造型设计的重要影响因素，各种不同性质的建筑将产生各种不同形式的屋顶。一般多层、高层建筑，如住宅、宾馆、办公建筑、文化建筑等一般多采用平屋顶或坡屋顶；大型公共建筑、大跨度的建筑物多采用空间结构，屋顶多为曲线、折线、壳体等形式。

3、屋顶防水设计要求

在屋顶设计中，防水是构造做法必须解决的首要问题，也是保证建筑室内空间能够正常使用的先决条件。首先应选择好的屋面防水材料，不让屋顶产生漏水现象；其次，组织设计好屋顶的排水坡度将雨水引向雨水口，以达到使屋面雨水迅速排除，不产生积水现象。

4、屋顶保温隔热设计要求

房屋不仅要能住，而且要住的舒适，这就要做好屋顶的保温隔热措施。北方寒冷的冬天，室内外温差大，室内需要设置采暖设施，屋顶应具有良好的保温性能；南方炎热夏季，屋顶得采取相应的隔热措施。现在大量建筑物使用空调设备来降低舍内温度，从节能的角度讲，更要坐好稳定的保温隔热构造，才能降低能耗。

（三）屋顶的排水
为了迅速排除屋面雨水，需进行周密的排水设计，其内容包括：选择屋顶排水坡度，确定排水方式，进行屋顶排水组织设计。

1、屋面坡度的选择

a）屋顶排水坡度的表示方法

常用的坡度表示方法有角度法、斜率法和百分比法。坡屋顶多采用斜率法，平屋顶多采用百分比法，角度法应用较少。

b）影响屋顶坡度的因素

1）屋面防水材料与排水坡度的关系

防水材料如尺寸较小，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。

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。

c）屋顶坡度的形成方法

1）材料找坡

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。为了减轻屋面荷载，应选用轻质材料找坡，如水泥炉渣、石灰炉渣等。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

结构找坡是屋顶结构自身带有排水坡度，平屋顶结构找坡的坡度宜为3％。

材料找坡的屋面板可以水平放置，天棚面平整，但材料找坡增加屋面荷载，材料和人工消耗较多；结构找坡无须在屋面上另加找坡材料，构造简单，不增加荷载，但天棚顶倾斜，室内空间不够规整。这两种方法在工程实践中均有广泛的运用。

2、屋顶排水方式

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，因为不用天沟、雨水管等导流雨水，故又称自由落水。主要适用于少雨地区或一般低层建筑，相邻屋面高差小于4m；不宜用于临街建筑和较高的建筑。

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。在建筑工程中应用广泛。

（四）屋顶的保温与隔热
1、屋顶的保温

为了防止室内热量损失或冷气大量散失，对寒冷地区或装有空调设备的建筑，其屋顶应设成保温屋顶。

a）保温材料类型

保温材料多为轻质多孔材料，一般可分为以下三种类型：

1）散料类：常用炉渣、矿渣、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。

2）整体类：是指以散料作骨料，掺入一定量的胶结材料，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。

3）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。

保温材料的选择应根据建筑物的使用性质、构造方案、材料来源、经济指标等因素综合考虑确定。

b）平屋顶保温层的设置

平屋顶因屋面坡度平缓，适合将保温层放在屋面结构层上（刚性防水屋面不适宜设保温层）。

保温层通常设在结构层之上、防水层之下。保温卷材防水屋面与非保温卷材防水屋面的区别是增设了保温层，构造需要相应增加了找平层、结合层和隔汽层。设置隔汽层的目的是防止室内水蒸气渗人保温层，使保温层受潮而降低保温效果。隔汽层的一般做法是在20mm厚1：3水泥砂浆找平层上刷冷底子油两道作为结合层，结合层上做一布二油或两道热沥青隔汽层。

c）坡屋顶保温层的设置

坡屋顶的保温层一般布置在瓦材与檩条之间或吊顶棚上面。保温材料可根据工程具体要求选用松散材料、块体材料或板状材料。

2、屋顶的隔热

夏季在我国南方炎热地区，由于太阳的辐射热使得屋顶的温度剧烈升高，从屋顶传入热量要比从墙体出入室内的热量要多，严重影响室内的学习、工作和生活环境，因此做好屋面隔热十分重要。屋顶隔热的基本原理是：减少直接作用于屋顶表面的太阳辐射热量。

目前我国常采用的隔热构造做法有：通风隔热屋面、蓄水隔热屋面、种植隔热屋面、反射隔热屋面等。

a）通风隔热屋面

通风隔热屋面是指在屋顶中设置通风间层，使上层表面起着遮挡阳光的作用，利用风压和热压作用把间层中的热空气不断带走，以减少传到室内的热量，从而达到隔热降温的目的。通风隔热屋面一般有架空通风隔热屋面和顶棚通风隔热屋面两种做法。

1）架空通风隔热屋面：通风层设在防水层之上，其做法很多，图为架空通风隔热屋面构造，其中以架空预制板或大阶砖最为常见。架空通风隔热层设计应满足以下要求：架空层应有适当的净高，一般以180~240mm为宜；距女儿墙500mm范围内不铺架空板；隔热板的支点可做成砖垄墙或砖墩，间距视隔热板的尺寸而定。

2）顶棚通风隔热屋面：这种做法是利用顶棚与屋顶之间的空间作隔热层，顶棚通风隔热层设计应满足以下要求：顶棚通风层应有足够的净空高度，一般为500mm左右；需设置一定数量的通风孔，以利空气对流；通风孔应考虑防飘雨措施。

b）蓄水隔热屋面

蓄水屋面是指在屋顶蓄积一层水，利用水蒸发时需要大量的汽化热，从而大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，以减少屋顶吸收的热能，从而达到降温隔热的目的。蓄水屋面构造与刚性防水屋面基本相同，主要区别是增加了一壁三孔，即蓄水分仓壁、溢水孔、泄水孔和过水孔。蓄水隔热屋面构造应注意以下几点：合适的蓄水深度，一般为150~200mm；根据屋面面积划分成若干蓄水区，每区的边长一般不大于10m；足够的泛水高度，至少高出水面l00mm；合理设置溢水孔和泄水孔，并应与排水檐沟或水落管连通，以保证多雨季节不超过蓄水深度和检修屋面时能将蓄水排除；注意做好管道的防水处理。

c）种植隔热屋面

种植屋面是在屋顶上种植植物，利用植被的蒸腾和光合作用，吸收太阳辐射热，从而达到降温隔热的目的。

d）反射降温屋面

对于平屋顶还可利用表面保护材料的颜色和光滑度将太阳队屋顶的热辐射进行反射，达到反射降温的效果。例如屋顶采用浅色砾石铺面，或用白色涂料涂刷屋面，还可在屋顶的基层上加铺一层铝箔纸版，其隔热效果更加显著。