房屋建筑学-6屋顶

6.屋顶☻屋顶的类型及设计要求☻屋顶排水设计☻平屋顶构造☻坡屋顶构造☻其他屋面构造6.1屋顶的类型及设计要求6.1.1屋顶的类型屋顶的组成：屋面、支承结构屋顶按外形分类：平屋顶坡屋顶其他屋顶（一）平屋顶平屋顶——排水坡度＜5%的屋顶，常用坡度2%~3%挑檐女儿墙挑檐女儿墙盝顶（二）坡屋顶坡屋顶——屋面坡度较陡，＞10%常见形式：单坡顶、硬山两坡顶、悬山两坡顶、四坡顶、卷棚顶、庑殿顶、歇山顶、圆攒尖顶中国传统屋顶共分九级，其中以重檐庑殿顶、重檐歇山顶为级别最高，其次为单檐庑殿、单檐歇山顶，再次是悬山顶，硬山顶，攒尖顶，卷棚顶，半坡顶。（1）庑殿顶四面斜坡，有一条正脊和四条斜脊，屋面稍有弧度，宋时称四阿顶。（1）庑殿顶以重檐庑殿顶级别最高，如北京的太和殿。（1）庑殿顶孔庙大成殿（2）歇山顶是庑殿顶和硬山顶的结合，即四面斜坡的屋面上部转折成垂直的三角形墙面。有一条正脊、四条垂脊，四条依脊组成，所以又称九脊顶。（2）歇山顶歇山重檐天安门（3）悬山顶屋面双坡，两侧伸出山墙之外。屋面上有一条正脊和四条垂脊，又称挑山顶。（4）硬山顶屋面双坡，两侧山墙同屋面齐平，或略高于屋面。（5）攒尖顶平面为圆形或多边形，上为锥形的屋顶，没有正脊，有若干屋脊交于上端。一般亭、阁、塔常用此式屋顶。（5）攒尖顶皇穹宇中和殿（6）卷棚顶屋面双坡，没有明显的正脊，即前后坡相接处不用脊而砌成弧形曲面（6）卷棚顶（三）其他形式屋顶随着科学技术的发展，计算机的普及，使复杂结构的计算有了实现的可能，因而出现了许多新型的屋顶结构形式常见形式：拱结构、薄壳结构、悬索结构、网架结构等这些结构形式多用于较大跨度的公共建筑马鞍形屋面球面组合的屋面圆锥面组成的屋面6.1.2屋顶的作用和要求良好的围护作用足够的强度、刚度和稳定性屋顶形式和细部设计良好的围护作用能够抵御自然界的风霜雨雪对建筑物的不利影响，保温隔热防止雨水渗透是屋顶的基本要求，是屋顶设计的核心我国现行《屋面工程技术规程》将屋面防水划分为四个等级（P152，表6-1）6.2屋顶排水设计目的：将屋面上的积水迅速排走内容：选择屋顶排水坡度确定排水方式进行屋顶排水组织设计6.2.1屋顶坡度选择屋顶排水坡度的表示方法影响屋顶坡度的因素屋顶坡度的形成方法（一）屋顶排水坡度的表示方法角度法斜率法百分比法将斜率法中的比换算成百分比值表示如：θ=26°如：1：3如：i=1%（二）影响屋顶坡度的因素屋面防水材料降雨量大小（三）屋顶坡度的形成方法材料找坡结构找坡材料找坡屋顶坡度由垫坡材料形成，常用于坡向长度较小的屋面应选用轻质材料找坡层厚度最薄处≥20mm平屋顶材料找坡坡度宜为2%结构找坡屋顶结构自身带有排水坡度平屋顶结构找坡坡度宜为3%6.2.2屋顶排水方式排水方式排水方式选择有组织排水方案排水方式无组织排水——屋面雨水直接从檐口地落至地面的排水方式，又称自由落水优：构造简单缺：外墙脚常被雨水飞溅浸蚀，雨水可能影响人行道交通有组织排水——经天沟、雨水管等排水装置将雨水引导至地面或地下管沟的一种排水方式有组织排水方案外排水方案挑檐沟外排水女儿墙外排水女儿墙挑檐沟外排水长天沟外排水暗管外排水内排水方案中间天沟内排水高低跨内排水内落外排水（1）挑檐沟外排水屋面雨水汇集到悬挑在墙外的檐沟内，从雨水管排下（2）高低跨挑檐沟外排水建筑物出现高低跨时，可将高跨雨水排至低跨屋面，从低跨挑檐沟内引入雨水管（3）女儿墙外排水将外墙升高形成女儿墙，雨水穿过女儿墙留至室外雨水管（4）女儿墙挑檐沟外排水在檐口处既有女儿墙又有挑檐沟，常用于蓄水屋面中（5）长天沟外排水多跨建筑中，沿纵向天沟向房屋两端排水，多用于单层厂房（6）暗管外排水为了不损坏建筑立面形象，雨水管常用暗装方法，隐藏在假柱或空心墙中（7）中间天沟内排水在房间中间设一纵向天沟形成内排水，雨水管可用在走廊内（8）高低跨内排水（9）内落外排水6.2.3屋顶排水组织设计主要目的是将屋面划分为若干排水区，分别将雨水引入排水管步骤如下：确定排水坡面的数目确定排水坡面的数目划分排水区确定天沟所用材料和断面形式及尺寸确定水落管规格及间距（1）确定排水坡面的数目避免线路长，雨水冲刷破坏防水层临街建筑平屋顶屋面宽12m时，宜用单坡排水；宽12m时，宜用双坡排水。坡屋顶：单坡、双坡、四坡排水。（视建筑造型而定）（2）划分排水区排水区面积——屋面水平投影面积。一根集水管的屋面最大汇水面积不宜大于200平方米。（3）确定天沟所用材料和断面形式及尺寸天沟——屋面上排水沟，位于檐口时为檐沟天沟可以汇集雨水并将雨水有组织的排除天沟做法：坡屋顶中用钢筋混凝土、镀锌铁皮、石棉水泥等材料做成槽形或三角形天沟平屋顶天沟，当采用女儿墙外排水方案时，做成三角形天沟，当用檐口外排水方案时，用槽形板做成矩形天沟，其断面尺寸应根据地区降雨量和汇水面积的大小确定（4）确定水落管规格及间距材料：铸铁、镀锌铁皮、塑料、石棉水泥、陶土等直径：50mm、75mm、100mm、25mm、150mm、200mm位置：实墙面处间距：18m以内，最大不超过24m6.3平屋顶构造平屋顶屋面防水方案刚性防水：防水砂浆或密实混凝土等刚性材料作屋面防水层。卷材防水：柔性防水卷材用胶结材料贴在屋面，形成密封防水覆盖层。涂料防水：高分子防水涂料直接涂刷在屋面基层上，形成不透水薄膜层。粉沫防水：硬脂酸为主要原料的憎水性粉沫防水屋面6.3.1卷材防水屋面用防水卷材和粘结剂分层粘贴构成防水层的屋面‘堵’为主的防水构造。适用直接暴露在大气的屋面常用的卷材有：沥青类、高分子类、高聚物改性沥青类。（一）构造层次和做法卷材防水屋面采用多层次构造做法基本构造层次结构层找坡层找平层结合层防水层保护层防水层由胶结材料与卷材粘合而成材料：油毡卷材胶结材料石油沥青纸胎油毡或再生胶油毡石油沥青油毡石油沥青胶结材料焦油沥青油毡焦油沥青胶结材料防水层防水层铺贴：一般工程：二毡三油（二布三油）重要屋面：三毡四油卷材铺贴：坡度3%——平行于屋脊铺贴，从檐口到屋脊层向上层层铺贴坡度15%或屋面受震动——垂直于屋脊铺贴铺贴搭接长度：长边≥70mm，短边≥100mm卷材铺贴（二）细部构造油毡屋面可能漏水的部位：大面积屋面：防水的核心，靠个构造层做法解决细部构造位置：靠正确处理细部构造解决泛水构造檐口构造雨水口构造屋面变形缝构造屋面检修孔、出入口构造（1）泛水构造泛水——屋顶上所有沿垂直立面铺设的防水层构造处理：泛水应有足够高度，≥250mm屋面与垂直面交接处将找平层抹成直径不小于150mm的圆弧或45度斜面，使卷材紧贴于找平层上，以免卷材架空或折断泛水油毡呈立铺状态，应将油毡上断固定。（1）泛水构造（2）檐口构造无组织排水挑檐有组织排水挑檐沟女儿墙檐口（3）雨水口构造雨水口是连接构件，要求排水通畅，防止渗漏和堵塞。多用铸铁或钢板制造分类：直管式—挑檐沟外排水弯管式—女儿墙外排水直管式—挑檐沟外排水弯管式—女儿墙外排水（4）屋面变形缝构造要求：既不影响屋面变形，又要防止雨水从变形缝处渗入室内（5）屋面检修孔、出入口构造6.3.2刚性防水屋面刚性防水屋面——以防水砂浆、细石混凝配筋细石混凝土等刚性材料作为防水层优：构造简单、施工方便、造价低、维修方便缺：对温度变化和结构变化敏感，易产生裂缝而渗水适用：一般只用于无保温层的屋面，多用于南方（一）构造层次和做法层次构造：结构层找平层隔离层防水层防水层的防水构造用水量过多，蒸发形成空隙和毛细管网；形成游离水，相互之间形成毛细通道，构成了渗水通道。因此，必须要采用防水措施：1.增加防水剂掺入憎水性物质，填塞毛细孔道，形成憎水壁膜2.采用微膨胀掺入矾土水泥等，利用结硬时膨胀抵消原有收缩3.提高密实性控制水灰比，加强振捣，提高面层密实避免表面开裂（二）细部构造屋面分格缝泛水构造檐口构造雨水口构造（1）屋面分格缝分格缝——分仓缝，是设置在刚性防水层的变形缝作用：防止温度变形引起防水层开裂；防止结构变形把防水层拉坏。位置：温度变形允许范围和结构变形敏感部位。间隔：一般分隔缝间距不大于6m。横墙承重民用建筑分格缝位置分隔缝的构造1.防水层内钢筋网片在分隔缝处断开2.屋面板缝用浸过沥青的木丝板等嵌填，嵌口用油膏嵌填3.缝口表面用防水卷材铺贴盖缝，宽度为200~300mm1-刚性防水层;2-密封材料;3-背衬材料;4-防水卷材;5-隔离层;6-细石混凝土（2）泛水构造屋面防水层与垂直墙面的交接处均须做泛水处理。a.女儿墙泛水：女儿墙与刚性防水层间留分隔缝，使防水层不受女儿墙影响，分隔缝内用油膏嵌缝，，缝外用附加卷材铺贴至泛水所需刚度，并做好压缝收头处理，以免雨水渗进。（2）泛水构造b.变形缝泛水分为高低屋面变形缝和横向变形缝两种情况。（3）檐口构造a.自由落水挑檐口挑梁较短：将混凝土防水层直接向外悬挑挑梁较长：与屋顶圈梁连成一体的悬臂板构成挑梁（3）檐口构造b.挑檐沟外排水檐口檐沟采用现浇或预制的钢筋混凝土槽形板，与圈梁连成整体，沟底为低强度混凝土垫成的纵向排水坡，防水层挑出屋面做滴水。（3）檐口构造c.女儿墙外排水檐口檐口做成三角形断面天沟。构造处理基本等同女儿墙泛水做法。天沟内需设有纵向排水坡度。（3）檐口构造d.坡檐口从建筑造型方面考虑，采用平顶坡檐的处理方式。（4）雨水口构造雨水口的规格和类型与柔性防水屋面相同。直管式和弯管式两种。6.3.3涂膜防水屋面涂膜防水屋面——涂料防水屋面，板缝采用嵌缝材料防水，板面用可塑性和粘结力较强的高分子防水涂料，形成一层不透水薄膜层以达到防水目的防水涂料：塑料、橡胶、改性沥青优：防水性好，粘结力强，延伸大，耐腐蚀，不易老化，施工方便缺：但价格较贵。以‘堵’为主。适用：不设保温层的预制屋面板结构不适用：有较大震动或寒冷地区（一）构造层次和做法构造层次：保护层防水层结合层找平层找坡层结构层（二）细部构造分格缝构造泛水构造屋面分格缝屋脊分格缝女儿墙泛水高低屋面泛水6.3.4平屋顶的保温与隔热（一）平屋顶保温保温材料：散料类整体类板块类（一）平屋顶保温保温层设置：在结构层之上、防水层之下。构造上相应增加了找平层、结合层、隔汽层。隔汽层的设置是防止室内水蒸气渗入保温层而降低保温效果。隔蒸汽层设置会出现不利情况，可在隔蒸汽层下设透气层或在保温层设隔蒸汽层（二）平屋顶隔热四种隔热方式通风隔热屋面蓄水隔热屋面种植隔热屋面反射降温屋面（1）通风隔热屋面a.架空通风隔热屋面架空层有净高要求，180~240mm；周边有通风孔(女儿墙500mm内不铺)；隔热板支点做砖垄墙。（1）通风隔热屋面b.顶棚通风隔热屋面要有足够净高一般500mm；设通风孔，以利空气对流；注意屋面防水层的保护，避免防水层开裂引起渗漏。（1）通风隔热屋面b.顶棚通风隔热屋面（2）蓄水隔热屋面利用屋顶积蓄水蒸发时需要的大量汽化热，从而消耗晒到屋面的太阳辐射热，以减少屋顶吸热构造同刚性屋面类似，增加了蓄水分仓壁、溢水孔、泄水孔和过水口。蓄水深150~200mm；蓄水区长度10m；泛水至少高出水100mm；溢水孔和泄水孔与檐沟连通，管道注意防水。（3）种植隔热屋面利用屋顶种植植物的蒸腾和光合作用，达到降温隔热的目的。屋顶四周设栏杆或女儿墙作为安全维护措施；护栏净高1m；种植介质选谷壳等轻质；排水坡1%~3%；档墙下设排水孔和过水网。（4）反射降温屋面利用材料的颜色和光滑度对热辐射的反射，从而起到降温的目的。6.4坡屋顶构造6.4.1坡屋顶的承重结构（一）承重结构类型横墙承重屋架承重梁架承重对于大跨建筑可采用网架、悬索薄壳等空间结构（1）横墙承重横墙承重——按屋顶坡度，将横墙上部砌成三角形。在其上直接隔檩条。特点：构造简单、施工方便、节约木材。利于防火隔音。适用情况：开间4.5m内，尺