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第十章　屋顶构造
第一节　屋顶概述
第二节　平屋顶构造
第三节　坡屋顶构造
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第一节　屋顶概述
屋顶是建筑最上层的覆盖构件,具有不同的类型和相应的设计要求.
一、屋顶的功能
屋顶位于建筑物的最顶部,主要有三个作用:一是承重作用,承受作用于屋顶上的风、雨、雪、检修、设备荷载和屋顶的自重等;二是围护作用,防御自然界的风、雨、雪、太阳辐射热和冬季低温等的影响;三是装饰建筑立面,屋顶的形式对建筑立面和整体造型有很大的影响.
屋顶是建筑物围护结构的一部分,是建筑立面的重要组成部分,除应满足自重轻、构造简单、施工方便等要求外,还必须具备坚固耐久、防水排水、保温隔热、抵御侵蚀等功能.
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第一节　屋顶概述
二、屋顶的类型
屋顶的类型与建筑物的屋面材料、屋顶结构类型以及建筑造型要求等因素有关.按照屋顶的排水坡度和构造形式,屋顶可分为平屋顶、坡屋顶和曲面屋顶三种类型.
１.平屋顶
平屋顶是指屋面排水坡度小于或等于１０％的屋顶.平屋顶的主要特点是坡度平缓,常用的坡度为２％~３％,上部可做成露台、屋顶花园等供人使用,同时,平屋顶具有体积小、构造简单、节约材料、造价经济的特点,在建筑工程中的应用最为广泛,如图１０-１所示.
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第一节　屋顶概述
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,故至今仍被广泛应用.坡屋顶按其分坡的多少可分为单坡顶、双坡顶和四坡顶,如图１０-２所示.当建筑物进深不大时,可选用单坡顶;当建筑物进深较大时,宜采用双坡顶或四坡顶.双坡顶有硬山和悬山之分.硬山是指房屋两端山墙高出屋面,山墙封住屋面;悬山是指屋顶的两端挑出山墙外面,屋面盖住山墙.
对坡屋顶稍加处理,即可形成卷棚顶、庑殿顶、歇山顶、圆攒尖顶等形式,古建筑中的庑殿顶和歇山顶均属于四坡顶.
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第一节　屋顶概述
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、扁壳屋顶、鞍形悬索屋顶等,如图１０-３所示.这类结构的受力合理,能充分发挥材料的力学性能,因而能节约材料.但是,由于这类屋顶施工复杂、造价高,故常用于大跨度的大型公共建筑.
三、屋顶的坡度
１.屋顶坡度的表示方法
屋顶坡度的大小常用百分比表示,即以屋顶倾斜的垂直投影高度与其水平投影长度的百分比来表示,如２％、５％等,如图１０-４所示.
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第一节　屋顶概述
２.影响屋顶坡度的因素
屋顶坡度大小是由多方面因素决定的,它与屋面选用的材料、当地降雨量大小、屋顶结构形式、建筑造型要求以及经济条件等有关.一般情况下,屋面覆盖材料面积越小,厚度越大,其坡度就越大,如瓦材,其拼接缝比较多,漏水的可能性就大,其坡度应大一些,以便迅速排除雨水,减少漏水的机会.反之,屋面覆盖材料的面积越大,其坡度就越小,如卷材,基本上是整体的防水层,拼缝少,故坡度可以小一些.不同的屋面防水材料应有各自的排水坡度范围,见表１０-１.
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第二节　平屋顶构造
平屋顶是我国一般建筑工程中较常见的屋顶形式,它具有构造简单、节约材料、造价低廉、预制装配化程度高、施工方便、屋面便于利用的优点,同时,其也存在着造型单一的缺陷.
一、平屋顶的组成
平屋顶一般由屋面、保温隔热层、结构层和顶棚层四部分组成,如图１０-５所示.因各地气候条件不同,所以,其组成也略有差异.我国南方地区一般不设保温层,而北方地区则很少设隔热层.
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第二节　平屋顶构造
１.屋面
屋面是屋顶构造中最上面的表面层次,由于其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、良好的防水性能和耐久性能.目前,在工程中常用的有柔性防水和刚性防水两种形式,人们常根据屋面材料的名称进行命名,如卷材屋面、刚性屋面、涂料屋面等.
２.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.保温层、隔热层通常设置在结构层与防水层之间.常用的保温材料有无机粒状材料和块状制品,如膨胀珍珠岩、水泥蛭石、聚苯乙烯泡沫塑料板等.
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第二节　平屋顶构造
３.结构层
结构层承受着屋面传来的各种荷载和屋顶自重.平屋顶主要采用钢筋混凝土结构,按施工方法的不同,有现浇钢筋混凝土结构、预制装配式混凝土结构和装配整体式钢筋混凝土结构三种形式,其中,最常用的是预制装配式混凝土结构,如空心板和槽形板等.
４.顶棚层
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的要求.顶棚按照其构造形式的不同,可分为直接式顶棚和悬吊式顶棚.
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第二节　平屋顶构造
二、平屋顶排水设计
(一)排水坡度的形成
为了迅速排除屋面雨水,保证水流畅通,首先应选择合适的屋面排水度考虑,要求排水坡度越大越好;但从结构、经济、施工以及上人活动等角度考虑,又要求坡度越小越好.一般常视屋面材料的表面粗糙程度和功能需要而定,常用坡度为２％~３％.坡度的形成一般可通过两种方法来实现,即材料找坡和结构找坡.
１.材料找坡
材料找坡也称为垫置坡度或填坡,是在水平搁置的屋面板上,采用价廉、质轻的材料,如炉渣加水泥或石灰等将屋面垫出坡度,上面再做防水层,如图１０-６所示.
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第二节　平屋顶构造
垫置坡度不宜过大,一般为２％,否则找坡层的平均厚度增加,使屋面荷载过大,从而导致屋顶造价增加.当屋面需做保温层时,也可不另设找坡层,利用保温材料本身做成不均匀厚度来形成一定的坡度.材料找坡可使室内获得水平的顶棚层,但也增加了屋面自重.
２.结构找坡
结构找坡也称为搁置坡度或撑坡,是将屋面板搁放在有一定倾斜度的梁或墙上,形成屋面的坡度.结构找坡的顶棚是倾斜的,屋面板以上各种构造层厚度不发生变化.结构找坡不需另做找坡材料层,从而减少了屋顶荷载,其施工简单,造价低廉,但由于顶棚是斜面,室内空间高度不相等,使用上不习惯,往往需设吊顶棚,所以,这种做法多用于较大的生产性建筑和有吊顶的公共建筑.混凝土结构房屋宜采用结构找坡,坡度不应小于３％.
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第二节　平屋顶构造
(二)平屋顶的排水方式
平屋顶的排水坡度较小,要把屋面上的雨水、雪水尽快地排除,就要组织好屋顶的排水系统,选择合理的排水方式.平屋顶的排水方式可分为无组织排水和有组织排水两大类.
１.无组织排水
无组织排水又称为自由落水,是指屋面的雨水由檐口自由滴落到室外地面.这种排水方式不需设置天沟、落水管进行导流,只要把屋顶在墙四周挑出,形成挑檐,屋面雨水即会经挑檐自由下落至室外地坪,如图１０-８所示.
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第二节　平屋顶构造
无组织排水构造简单,造价低廉,不易漏雨和堵塞.当建筑物较高或雨量较大时,屋檐落水将沿檐口形成水帘,雨水四溅,危害墙身和环境.所以,无组织排水一般适用于低层或次要建筑及降雨量较小地区的建筑.
２.有组织排水
有组织排水是在屋顶设置与屋面排水方向相垂直的纵向天沟,汇集雨水后,将雨水由落水口、落水管有组织地排到室外地面或室内地下排水系统,这种排水方式称为有组织排水.按照落水管的位置,有组织排水可分为外排水和内排水,如图１０-９所示.有组织排水的屋顶虽然构造复杂,造价高,但避免了雨水自由下落对墙面和地面的冲刷和污染.
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第二节　平屋顶构造
(１)外排水.外排水是屋顶雨水由室外落水管排到室外的排水方式.这种排水方式构造简单,造价较低,应用最广.按照檐沟在屋顶的位置,外排水的屋顶形式有沿屋顶四周设檐沟、沿纵墙设檐沟、女儿墙外设檐沟、女儿墙内设檐沟等.
(２)内排水.内排水是屋顶雨水由设在室内的落水管排到地下排水系统的排水方式.这种排水方式构造复杂,造价及维修费用高,而且落水管占室内空间,一般适用于大跨度建筑、高层建筑、严寒地区的建筑及对建筑立面有特殊要求的建筑.
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第二节　平屋顶构造
三、卷材防水屋面构造
(一)卷材防水屋面的类型和适用范围
卷材防水屋面的卷材是以合成橡胶、树脂或高分子聚合物改性沥青等经不同工序加工而成的可卷曲的片状防水材料.卷材防水屋面是将防水卷材或片材用胶结料粘贴在屋面上,形成一个大面积的封闭防水覆盖层,又称为柔性防水.这种防水层有一定的延伸性,有利于适应直接暴露在大气层的屋面和结构的温度变形.
目前,防水卷材的品种有合成高分子防水卷材、高分子聚合物改性沥青防水卷材等.
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第二节　平屋顶构造
(二)卷材防水屋面的组成
在传统构造的做法中,卷材防水屋面多使用沥青油毡作为屋面的主要防水材料.目前,我国多使用新型的防水卷材或片材防水材料,如三元乙丙橡胶、铝箔塑胶、橡塑共混等分子防水卷材,还有加入聚酯、合成橡胶等制成的改性沥青油毡等.它们具有冷施工、弹性好、寿命长等优点.但是,油毡防水屋面在某些地方仍被采用.
卷材防水屋面是由结构层、找坡层、找平层、结合层、防水层、保护层等部分组成的,如图１０-１０所示.
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第二节　平屋顶构造
１.结构层
柔性防水屋面的结构层的主要作用是承担屋顶的全部荷载,通常为预制或现浇的钢筋混凝土屋面板.当为预制式钢筋混凝土板时,应采用缝;当板缝宽度大于４０mm 时,缝内应设置构造钢筋.
２.找坡层
当屋顶采用材料找坡来形成坡度时,找坡层一般位于结构层之上,采用轻质、廉价的材料,如１∶(６~８)的水泥焦渣或水泥膨胀蛭石垫置形成坡度,最薄处的厚度不宜小于３０mm.当屋顶采用结构找坡时,则不需设置找坡层.
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第二节　平屋顶构造
３.找平层
卷材防水层要求铺贴在坚固、平整的基层上,以避免卷材凹陷或被穿刺,因此,必须在找坡层或结构层上设置找平层,找平层一般采用１∶３的水泥砂浆或细石混凝土、沥青砂浆,厚度通常为２０~３０mm,以作为卷材屋面的基层.
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第二节　平屋顶构造
４.结合层
由于砂浆中水分的蒸发在找平层表面形成小的孔隙和小颗粒粉尘,严重影响了沥青胶与找平层的黏结,因此,在铺贴卷材防水层前,必须在找平层上预先涂刷基层处理剂作结合层.结合层材料应与卷材的材质相适应,采用沥青类卷材和高聚物改性沥青防水卷材时,一般采用冷底子油(所谓冷底子油,就是将沥青溶解在一定量的煤油或汽油中所配成的沥青溶液)作结合层;采用合成高分子防水卷材时,则用专用的基层处理剂作结合层.
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第二节　平屋顶构造
５.防水层
防水材料和做法应根据建筑物对屋面防水等级的要求来确定.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.沥青类卷材属于传统的卷材防水材料,一般只用石油沥青油毡,由于其具有强度低、耐老化性能差、施工时需多层粘贴形成防水层、施工复杂等缺点,所以,在现代工程中已较少采用,采用较多的是高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材这些新型的防水卷材.
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第二节　平屋顶构造
６.保护层
卷材防水层的材质呈黑色,极易吸热,夏季屋顶表面温度达６０℃~８０℃时,高温会加速卷材的老化,所以,卷材防水层做好以后,一定要在上面设置保护层.保护层可分为不上人屋面和上人屋面两种做法,具体方法如下:
(１)不上人屋面保护层,即不考虑人在屋顶上的活动情况.高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材在出厂时,卷材的表面一般已做好了铝箔面层、彩砂或涂料等保护层,不需再专门做保护层.石油沥青油毡防水层的不上人屋面保护层做法是:用玛脂黏结粒径为３~５mm 的浅色绿豆砂.
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第二节　平屋顶构造
(２)上人屋面保护层,即屋面上要承受人的活动荷载.保护层应有一定的强度和耐磨度,一般做法是: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,或在防水层上浇筑厚度为４０mm 的C２０细石混凝土.
(三)卷材防水屋面的细部构造
卷材防水屋面在檐口、屋面与凸出构件之间、变形缝、上人孔等处特别容易产生渗漏,所以应加强这些部位的防水处理.
１.泛水
泛水是指屋面防水层与凸出构件之间的防水构造.一般在屋面防水层与女儿墙、上人屋面的楼梯间、凸出屋面的电梯机房、水箱间、高低屋面交接处等,都需做泛水.具体做法如下:
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第二节　平屋顶构造
(１)屋面的卷材防水层继续铺至垂直面上,形成卷材泛水,泛水高度不得小于２５０mm.泛水处防水层下应加设附加层,附加层在平面和立面的宽度均不应小于２５０mm.
(２)在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１５０mm 的圆弧形或４５°斜面,上刷卷材胶粘剂使卷材铺贴牢实,以免卷材架空或折断.
(３)做好泛水上口的卷材收头固定,防止卷材在垂直墙面上下滑.当女儿墙较低时,卷材收头可直接铺压在女儿墙压顶下,压顶作防水处理,如图１０-１１所示.
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第二节　平屋顶构造
当女儿墙是砖墙时,可在砖墙上留凹槽,卷材收头应压入凹槽内并用压条钉压固定密封,再用纤维防水砂浆或聚合物水泥砂浆保护密封处,凹槽距屋面完成面高度不应小于２５０mm,凹槽上部的墙体也应作防水处理.当女儿墙为混凝土墙时,卷材收头直接用金属压条钉压固定于墙上,并用密封材料封固.为防止雨水沿高女儿墙的泛水渗入,卷材收头上部应做金属盖板保护.
２.檐口
檐口是屋面防水层的收头处,易开裂、渗水,必须做好檐口处的收头处理.檐口的构造及处理方法与檐口的形式有关,可根据屋面的排水方式和建筑物的立面造型要求来确定.
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第二节　平屋顶构造
(１)自由落水檐口.自由落水檐口一般与屋顶圈梁整体浇筑.将屋面防水层的收头压入距离挑檐板前端４０mm 处的预留凹槽内,先用钢压条固定,然后用密封材料进行密封.为使屋面雨水迅速排除,油毡防水屋面一般在距檐口０.２~０.５m 的屋面坡度不宜小于１５％.檐口处要做滴水线,并用１∶３水泥砂浆抹面.卷材收头处采用油膏嵌缝,上面再撒绿豆砂保护,或用镀锌薄钢板出挑.
(２)挑檐沟檐口.当檐口处采用挑檐沟檐口时,卷材防水层应在檐沟处加铺一层附加卷材,并注意做好卷材的收头.其构造如图１０-１４所示.
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第二节　平屋顶构造
斜板挑檐檐口是考虑建筑立面造型,对檐口的一种处理形式,它给较呆板的平屋顶建筑增添了传统的韵味,丰富了城市景观.其构造如图１０-１５所示.但挑檐端部的荷载较大,应注意悬挑构件的倾覆问题,处理好构件的拉结锚固.
(３)女儿墙檐口.女儿墙檐口的构造要点同泛水,如图10-16油毡防水屋面女儿墙檐口有外挑檐口、女儿墙带檐沟檐口等多种形式,在檐沟内要加铺一
层油毡;檐口油毡收头处,可采取用砂浆压实、嵌油膏和插铁卡等方法处理,如图１０-１７所示.
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第二节　平屋顶构造
３.落水口
落水口是将屋面雨水排至落水管的连通构件,应排水通畅,不易堵塞和渗漏.落水口可分为直管式和弯管式两类.直管式适用于中间天沟、挑檐沟和女儿墙内排水天沟的水平落水口;弯管式则适用于女儿墙的垂直落水口.
４.上人孔
对于上人屋面,需要在屋面上设置上人孔,以方便对屋面进行维修和安装设备.上人孔应位于靠墙处,以方便设置爬梯.上人孔的平面尺寸应不小于６００mm×７００mm.上人孔的孔壁一般高出屋面至少２５０mm,与屋面板整体浇筑.孔壁与屋面之间应做成泛水,孔口用木板上加钉厚度为０.６mm 的镀锌薄钢板进行盖孔.其构造如图１０-２０所示.
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第二节　平屋顶构造
四、粉剂防水屋面的构造
粉剂又称为拒水粉,是以硬脂酸钙为主要原料,通过特定的化学反应组成的复合型粉状防水材料.粉剂防水是一种不同于柔性防水和刚性防水的新型防水方式,具有极好的憎水性和随动性,构造简单,施工快捷.
１.粉剂防水屋面的构造层次
粉剂防水屋面一般由结构层、找平层、防水层、隔离层和保护层五部分组成.施工时,可先在基层上抹１∶３水泥砂浆找平层或做细石混凝土层,再铺厚度为５~７mm 的建筑拒水粉.为避免保护层施工时,粉剂防水层的整体性受到破坏,常在防水层与保护层之间做一层隔离层,即用成卷的普通纸或无纺布铺盖于防水层上.
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第二节　平屋顶构造
为避免粉剂防水层在使用过程中受外力作用而破坏,常需在防水层之上做保护层加以保护.保护层材料可分为铺贴类和整浇类两大类.铺贴类常用水泥砖、缸砖、烧结普通砖或预制混凝土板等;整浇类常选用细石混凝土或水泥砂浆.
２.粉剂防水屋面的细部构造
为保证良好的防水效果,当遇到檐口、天沟、变形缝等薄弱部位时,其防水粉应适当加厚.粉剂防水屋面的分仓缝、泛水、檐口等部位的设置原则及细部构造处理与刚性防水屋面大致相同.
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第二节　平屋顶构造
五、涂膜防水屋面
１.涂膜防水的适用范围
涂膜防水屋面又称为涂料防水屋面,是指用可塑性和黏结力较强的高分子防水涂料,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的一种屋面做法.
２.涂膜防水的涂刷要求
防水涂料按其组成材料可分为聚合物水泥防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料.高聚物改性沥青防水涂料是以沥青为基料,用合成高分子聚合物进行改性,配制而成的水乳型、溶剂型或热熔型防水涂料.常用的品种有氯丁橡胶改性沥青涂料、丁基橡胶改性沥青涂料、丁苯橡胶改性沥青涂料、SBS改性沥青涂料和APP改性沥青涂料等.
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第二节　平屋顶构造
合成高分子防水涂料是以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质配制而成的水乳型防水涂料,常用的品种有丙烯酸防水涂料、EVA 防水涂料、聚氨酯防水涂料、沥青聚氨酯防水涂料、硅橡胶防水涂料、聚合物水泥防水涂料等.
涂膜防水屋面的构造层次与柔性防水屋面相同,由结构层、找坡层、找平层、防水层和保护层组成.
防水涂膜应分层、分遍涂布,待先涂的涂层干燥成膜后,方可涂布后一遍涂料,最后形成一道防水层.为加强防水性能(特别是防水薄弱部位),可在涂层中加铺聚酯无纺布、化纤无纺布或玻璃纤维网布等胎体增强材料.
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第二节　平屋顶构造
涂膜的厚度根据屋面防水等级和所用涂料的不同而不同.涂膜防水屋面的找平层应设分格缝,缝宽宜为２０mm,并应留设在板的支承处,其间距不宜大于６m,分格缝应嵌填密封材料.
六、平屋顶的保温与隔热
屋顶作为建筑物最顶部的围护构件,应能够减少外界气候对建筑物室内带来的影响,为此,应在屋顶设置相应的保温隔热层.
(一)平屋顶的保温
保温层的构造方案和材料做法需根据使用要求、气候条件、屋顶的结构形式、防水处理方法等因素来具体考虑确定.
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第二节　平屋顶构造
温层之下,不受阳光及气候变化的影响,热温差较小,同时,防水层不易受到来自外界的机械损伤,延长了使用寿命,但容易受到保温材料的限制.有机保温材料上部应用混凝土、卵石、砖等较重的覆盖层压住.
另外,还有一种保温屋面,即在防水层和保温层之间设空气间层,这样,由于空气间层的设置,室内采暖的热量不能直接影响屋面防水层,故把它称为“冷屋顶保温体系”.这种做法的保温屋顶,无论平屋顶或坡屋顶均可采用.
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第二节　平屋顶构造
(二)平屋顶的隔热
平屋顶的隔热可采用通风隔热屋面、蓄水隔热屋面、种植隔热屋面和反射降温屋面.
１.通风隔热屋面
通风隔热屋面是指在屋顶中设置通风间层,使上层起遮挡阳光的作用,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.架空隔热屋面是常用的一种通风隔热屋面,架空隔热层的高度宜为１００~３００mm,架空板与女儿墙的距离不宜小于２５０mm,如图１０-２６所示.
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第二节　平屋顶构造
２.蓄水隔热屋面
蓄水隔热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,达到降温隔热的目的.蓄水屋面宜采用整体现浇混凝土,其溢水口的上部高度应距离分仓墙顶面１００mm,过水孔应设在分仓墙底部,排水管应与水落管连通,如图１０-２７所示.
３.种植隔热屋面
种植隔热屋面是在屋顶上种植植物,利用植被的蒸腾和光合作用,吸收太阳辐射热能,从而达到降温隔热的目的.种植隔热屋面的构造可根据不同的种植介质确定,与刚性防水屋面基本相同.
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第二节　平屋顶构造
４.反射降温屋面
反射降温屋面是屋面受到太阳辐射后,一部分辐射热量为屋面材料所吸收,另一部分被反射出去.反射的辐射热与入射热量之比称为屋面材料的反射率(用百分数表示).这一比值的大小取决于屋面表面材料的颜色和粗糙程度,色浅而光滑的表面比色深而粗糙的表面具有更大的反射率.在设计中,应恰当地利用材料的这一特性,例如,采用浅颜色的砾石铺面,或在屋面上涂刷一层白色涂料,对隔热降温均可起到显著作用.
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第三节　坡屋顶构造
一、坡屋顶的特点及形式
坡屋顶多采用瓦材防水,而瓦材块小、接缝多、易渗漏,故坡屋顶的坡度一般大于１０°,通常取３０°左右.由于坡度大,故其排水快,防水功能好,但屋顶构造高度大,不仅消耗材料较多,其所受风荷载、地震作用也相应增加,尤其当建筑体型复杂时,其交叉错落处的屋顶结构更难处理.坡屋顶根据坡面组织的不同,主要有单坡顶、双坡顶及四坡顶等.
(１)单坡顶.当房屋进深不大时,可选用单坡顶.
(２)双坡顶.当房屋进深较大时,可选用双坡顶.根据檐口和山墙处理的不同,双坡顶又可分为以下两种:
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第三节　坡屋顶构造
１)悬山屋顶,即山墙挑檐的双坡屋顶,挑檐可保护墙身,有利于排水,并有一定的遮阳作用,常用于南方多雨地区.
２)硬山屋顶,即山墙不出檐的双坡屋顶,北方少雨地区采用较广.
(３)四坡顶.四坡顶也称为四落水屋顶,古代宫殿庙宇中的四坡顶称为庑殿顶,四面挑檐利于保护墙身.四坡顶两面形成两个小山尖,古代称为“歇山”,山尖处可设百叶窗,有利于屋顶通风.
二、坡屋顶的组成
坡屋顶一般由承重结构和屋面面层两部分组成,必要时还有保温层、隔热层及顶棚等.承重结构主要承受屋面荷载并把它传到墙或柱上,一般有椽子、檩条、屋架或大梁等.屋面是屋顶的上覆盖层,直接承受风、雪、雨和太阳辐射等大自然气候的作用.
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第三节　坡屋顶构造
它包括屋面盖料和基层,如挂瓦条、屋面板等;顶棚是屋顶下面的遮盖部分,可使室内上部平整,起反射光线和装饰作用;保温或隔热层可设在屋面层或顶棚处,视具体情况而定.
三、坡屋顶承重结构
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子、檩条、屋架或大梁等组成.其结构类型有横墙承重、屋架承重等.
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第三节　坡屋顶构造
１.横墙承重
横墙承重又称为硬山搁檩,也就是先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,如图１０-２９所示.其具有构造简单、施工方便、节约木材、有利于防火和隔声等优点,但房屋开间尺寸受到一定限制.其适用于住宅、办公楼、旅馆等开间较小的建筑.
２.屋架承重
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,如图１０-３０所示.屋架支承在纵向外墙或柱上,上面搁置的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.
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第三节　坡屋顶构造
四、坡屋顶屋面构造
根据坡屋顶面层防水材料的种类不同,可将坡屋顶屋面划分为平瓦屋面、小青瓦屋面、波形瓦屋面、平板金属板以及构件自防水屋面等.
(一)平瓦屋面
平瓦又称为机制平瓦,有黏土瓦、水泥瓦、琉璃瓦等,一般尺寸为:长３８０~４２０mm,宽２４０mm,净厚２０mm,适用于排水坡度为２０％~５０％的坡屋顶.根据基层的不同做法,平瓦屋面的构造有木望板平瓦屋面和钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面等.
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第三节　坡屋顶构造
１.木望板平瓦屋面
木望板平瓦屋面也称为屋面板平瓦屋面,一般先在檩条上平铺一层厚度为１５~２０mm的木望板,然后在木望板上满铺一层油毡,作为辅助防水层.油毡可平行于屋脊方向铺设,从檐口铺到屋脊,搭接不小于８０mm,并用板条(称“顺水条”)钉牢,板条方向与檐口垂直,上面再钉挂瓦条.这种屋面构造层次多,屋顶的防水、保温效果好,应用最为广泛.
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第三节　坡屋顶构造
２.钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面
挂瓦板是将檩条、木望板以及挂瓦条等结合为一体的钢筋混凝土预制构件,其断面形式有双T形(双肋板)、单T形(单肋板)和F形(F形板)三种.挂瓦板直接搁置在横墙或屋架之上,板上直接挂瓦.这种屋顶构造简单,施工方便,造价经济,但易渗水,多用于等级较低的建筑.
３.现浇钢筋混凝土板平瓦屋面
如采用现浇钢筋混凝土屋面板作为屋顶的结构层,屋面上应固定挂瓦条挂瓦,或用水泥砂浆等材料固定平瓦.
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第三节　坡屋顶构造
(二)油毡瓦屋面
油毡瓦是指以玻璃纤维为胎基,经浸涂石油沥青后,面层热压各色彩砂,背面撒以离材料而制成的瓦状材料,其形状有方形和半圆形两种.油毡瓦具有柔性好、耐酸碱、不褪色、质量轻的优点,适用于坡屋面的防水层或多层防水层的面层.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.其构造如图１０-３４所示.
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第三节　坡屋顶构造
(三)波形瓦屋面
波形瓦可用石棉水泥、塑料、玻璃钢和金属等材料制成,其中,以石棉水泥波形瓦应用最多.石棉水泥波形瓦屋面具有质量轻、构造简单、施工方便、造价低廉等优点,但易脆裂,保温隔热性能较差,多用于室内要求不高的建筑.
石棉水泥波形瓦可分为大波瓦、中波瓦和小波瓦三种规格.石棉水泥波形瓦尺寸较大,且具有一定的刚度,可直接铺钉在檩条上,檩条的间距要保证每张瓦至少有三个支承点.瓦的上下搭接长度不小于１００mm,左右方向也应满足一定的搭接要求,并应在适当部位去角,以保证搭接处瓦的层数不致过多.
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第三节　坡屋顶构造
另外,在工程中常用的还有塑料波形瓦屋面、玻璃钢瓦屋面和彩色压型钢板瓦屋面,其构造方法与石棉水泥波形瓦基本相同.
(四)小青瓦屋面
小青瓦屋面是我国传统民居中常用的一种屋面形式,小青瓦断面呈圆弧形,平面形状为一头较宽,另外一头较窄,尺寸规格各地不一.一般采用木望板、苇箔等做基层,上铺灰泥,灰泥上再铺瓦.小青瓦铺设时,在少雨地区的搭接长度为搭六露四,在多雨地区的搭接长度为搭七露三.图１０-３６所示为几种常见的小青瓦屋面构造.
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第三节　坡屋顶构造
(五)压型钢板屋面
压型钢板是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,其具有多种规格,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.压型钢板屋面一般与钢屋架配合,可先在钢屋架上固定工字形或槽形檩条,然后在檩条上固定钢板支架.这种屋面具有自重轻、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.
五、坡屋顶的细部构造
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第三节　坡屋顶构造
(一)平瓦屋面
平瓦屋面是坡屋顶中应用最多的一种形式,其细部构造主要包括檐口、天沟、屋脊等.另外,烟囱出屋面处的处理除应满足防水要求外,还应满足防火要求.
１.纵墙檐口
纵墙檐口根据构造方法的不同有挑檐和封檐两种形式.当坡屋顶采用无组织排水时,应将屋面伸出外纵墙形式挑檐,挑檐有砖挑檐、屋面板挑檐、挑檐木挑檐、挑椽檐口和挑檩檐口等形式,如图１０-３７所示.当坡屋顶采用有组织排水时,一般多采用外排水,应将檐墙砌出屋面,形成女儿墙包檐口构造,
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第三节　坡屋顶构造
此时,在屋面与女儿墙处必须设天沟,天沟最好采用预制天沟板,沟内铺油毡防水层,并将油毡一直铺到女儿墙上形成泛水,如图１０-３８所示.
２.山墙檐口
山墙檐口可分为山墙挑檐(悬山)和山墙封檐(硬山)两种做法.
(１)悬山屋顶的檐口构造,是先将檩条挑出山墙形成悬山,檩条端部钉木封檐板,沿山墙挑檐的一行瓦,应用１∶２.５的水泥砂浆做出坡水线,将瓦封固,如图１０-３９所示.若是钢筋混凝土屋面板,应先将板伸出山墙挑出,上部用水泥砂浆抹出坡水线,然后进行封固.
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第三节　坡屋顶构造
(２)硬山有山墙与屋面等高和山墙高出屋面形成山墙女儿墙两种.等高做法是将山墙砌至屋面高度,使屋面铺瓦盖过山墙,然后用水泥麻刀砂浆嵌填,再用１∶３的水泥砂浆抹瓦出线.当山墙高出屋面时,女儿墙与屋面交接处应进行泛水处理,一般用砂浆黏结小青瓦或抹水泥石灰麻刀砂浆泛水,如图１０-４０所示.
３.屋脊、天沟和斜沟
互为相反的坡面在高处相交形成屋脊,屋脊处应用V 形脊瓦盖缝.其构造如图１０-４１所示.在等高跨和高低跨相交处,通常需要设置天沟,而两个相互垂直的屋面相交处则形成斜沟.斜沟和天沟应有足够的断面,上口宽度不宜小于５００mm,沟底应用整体性好的材料做防水层,并压入屋面瓦材或油毡下面.
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第三节　坡屋顶构造
一般用镀锌薄钢板铺于木基层上,镀锌薄钢板伸入瓦片下面至少１５０mm.高低跨和包檐天沟若采用镀锌薄钢板防水层,应从天沟内延伸到立墙上形成泛水.
４.烟囱出屋面处的构造
烟囱穿过屋面,其构造问题是防水和防火.因屋面木基层与烟囱接触易引起火灾,故建筑防水规范要求,木基层与烟囱内壁应保持一定距离,一般不小于３７０mm.为了不使屋面雨水从四周渗漏,应在交界处作泛水处理,一般采用水泥石灰麻刀砂浆抹面做泛水.
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(二)压型钢板屋面
１.檐口
(１)无组织排水檐口.当压型钢板屋面采用无组织排水时,挑檐板与墙板之间应用封檐板密封,以提高屋面的围护效果.其构造如图１０-４３(a)所示.
(２)有组织排水檐口.当压型钢板屋面采用有组织排水时,应在檐口处设置檐沟,其构造如图１０-４３(b)所示.檐沟可采用彩板檐沟或钢板檐沟.当采用彩板檐沟时,压型钢板应伸入檐沟内,其长度一般为１５０mm.
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第三节　坡屋顶构造
２.屋脊
压型钢板屋面屋脊构造可分为双坡屋脊和单坡屋脊.双坡屋脊处盖A 型屋脊盖板;单坡屋脊处用彩色泛水板包裹.
３.山墙与高低跨
采用压型钢板屋面时,与山墙之间一般用山墙包角板整体包裹.包角板与压型钢板屋面之间常用通长密封胶带进行密封.在屋面高低跨交接部位,应加铺泛水板,其构造如图１０-４６所示.泛水板上部应与高侧外墙相连接,其高度不小于２５０mm,下部与压型钢板屋面连接,其宽度不小于２００mm.
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六、坡屋顶的保温与隔热
(一)坡屋顶的保温
在北方寒冷地区或装有空调设备的建筑中,冬季室内采暖时的室内温度高于室外温度,通过围护结构向外散失.为了防止室内热量过多、过快地散失,须在围护结构中设置保温层以提高屋顶的热阻,使室内有一个舒适的环境.保温层的材料和构造方案是根据使用要求、气候条件、屋顶的结构形式、防水处理方法、材料种类、施工条件、整体造价等因素,经综合考虑后确定的.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,其构造如图１０-４７所示.
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第三节　坡屋顶构造
(二)坡屋顶的隔热
坡屋顶一般利用屋顶通风来隔热,有屋面通风和吊顶棚通风两种做法.采用屋面通风时,应在屋顶檐口设进风口,在屋脊设出风口,利用空气流动带走间层的热量,以降低屋顶的温度.如采用吊顶棚通风,可利用吊顶棚与坡屋面之间的空间作为通风层,在坡屋顶的歇山、山墙或屋面等位置设进风口,其隔热效果显著,是坡屋顶常用的隔热形式.由于吊顶空间较大,可利用穿堂风来达到降温隔热的效果.
炎热地区将坡屋顶做成双层,由檐口处进风,由屋脊处排风,可利用空气流动带走一部分热量,以降低瓦底面的温度,也可利用檩条的间距通风.
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图１０-１　平屋顶的形式
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图１０-２　坡屋顶的形式
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图１０-３　曲面屋顶的形式
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图１０-４　屋顶坡度的表示方法
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表１０-１不同屋面防水材料的排水坡度
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图１０-５　平屋顶的组成
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图１０-６　平屋顶垫置坡度
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图１０-８　平屋顶四周挑檐自由落水
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图１０-９　平屋顶有组织排水
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图１０-１０　卷材防水屋面的基本组成
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图１０-１１　卷材泛水收头
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图１０-１４　挑檐沟檐口构造
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图１０-１５　女儿墙斜板挑檐
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图１０-１６　女儿墙檐口
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图１０-１７　有组织排水檐口构造
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图１０-２０　屋面上人孔的构造
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图１０-２６　架空隔热屋面构造
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图１０-２７　蓄水隔热屋面构造
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图１０-２９　横墙承重
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图１０-３０　屋架承重
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图１０-３４　油毡瓦屋面
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图１０-３６几种常见的小青瓦屋面构造
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图１０-３７　平瓦屋面挑檐构造
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图１０-３８　有组织排水纵墙挑檐
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图１０-３９　悬山屋顶檐口
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图１０-４０　硬山屋顶檐口
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图１０-４１　屋脊、天沟和斜沟的构造
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图１０-４３　压型钢板屋面檐口的构造
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图１０-４６　屋面高低跨构造
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图１０-４７　坡屋顶的保温构造
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