工程構(gòu)造—屋頂概述

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第六章 屋頂

第一節(jié) 概述

通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，您將：

了解屋蓋的形式

理解屋蓋的排水、屋面的保溫隔熱構(gòu)造

屋蓋是房屋最上部的圍護結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足相應(yīng)的使用功能的要求，為建筑提供適宜的內(nèi)部空間環(huán)境。屋蓋也是房屋頂部的承重結(jié)構(gòu)，受到材料、結(jié)構(gòu)、施工條件等因素的影響。屋蓋又是建筑體量的一部分，其形式對建筑物的造型有很大影響，因而設(shè)計中還應(yīng)注意屋蓋的美觀問題。在滿足其他設(shè)計要求的同時，力求創(chuàng)造出適合各種類型建筑的屋蓋。

（一）屋蓋的形式

1、平屋頂（如圖6—1所示）

平屋頂通常是指排水坡度小于5％的屋頂，常用坡度為2%~3%。

圖6—1 平屋頂?shù)男问?/p>

(a)挑檐；(b)女兒墻；(c)挑檐女兒墻；(d)盝（盒）頂

2、坡屋頂（如圖6—2所示）

坡屋頂通常是指屋面坡度大于10%。

圖6—2 坡屋頂?shù)男问?/p>

(a)單坡頂；(b)硬山兩坡頂；（c）懸山兩坡頂；(d)四坡頂；

（e）卷棚頂；（f）廡殿頂；(g)歇山頂；(h)圓攢尖頂

3、其他形式屋頂（如圖6—3所示）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的屋頂結(jié)構(gòu)形式，如拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋頂?shù)?。這類屋頂多用于較大跨度的公共建筑。

圖6—3 其它形式的屋頂

(a)雙曲拱屋頂；(b)磚石拱屋頂；（c）球形網(wǎng)殼屋頂；(d) V形網(wǎng)殼屋頂；

(e)筒殼屋頂；(f)扁殼屋頂；(g)車輪形懸索屋頂；(h)鞍形懸索屋頂

（二）屋頂?shù)脑O(shè)計要求

屋頂?shù)脑O(shè)計要做到結(jié)構(gòu)上安全，構(gòu)造上滿足保溫、隔熱、防水、排水等的要求。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

屋頂是房屋頂部的承重構(gòu)件，不但要求承受自重，而且還要承受風(fēng)、雨、雪人等活荷載，并將荷載傳遞給墻、柱等縱向受力構(gòu)件，同時屋頂還起著對屋面上部的水平支撐作用。屋頂必須有足夠的強度和剛度來保證房屋的結(jié)構(gòu)安全。房屋的支撐結(jié)構(gòu)一般有平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)兩種，平面結(jié)構(gòu)包括梁板式結(jié)構(gòu)和屋架結(jié)構(gòu)；空間結(jié)構(gòu)有網(wǎng)架、懸索、殼體、折板凳結(jié)構(gòu)形式。

2、立面造型設(shè)計的要求

屋頂是建筑體量中的一部分，是建筑物立面造型設(shè)計的重要影響因素，各種不同性質(zhì)的建筑將產(chǎn)生各種不同形式的屋頂。一般多層、高層建筑，如住宅、賓館、辦公建筑、文化建筑等一般多采用平屋頂或坡屋頂；大型公共建筑、大跨度的建筑物多采用空間結(jié)構(gòu)，屋頂多為曲線、折線、殼體等形式。

3、屋頂防水設(shè)計要求

在屋頂設(shè)計中，防水是構(gòu)造做法必須解決的首要問題，也是保證建筑室內(nèi)空間能夠正常使用的先決條件。首先應(yīng)選擇好的屋面防水材料，不讓屋頂產(chǎn)生漏水現(xiàn)象；其次，組織設(shè)計好屋頂?shù)呐潘露葘⒂晁蛴晁?，以達(dá)到使屋面雨水迅速排除，不產(chǎn)生積水現(xiàn)象。

4、屋頂保溫隔熱設(shè)計要求

房屋不僅要能住，而且要住的舒適，這就要做好屋頂?shù)谋馗魺岽胧?。北方寒冷的冬天，室?nèi)外溫差大，室內(nèi)需要設(shè)置采暖設(shè)施，屋頂應(yīng)具有良好的保溫性能；南方炎熱夏季，屋頂?shù)貌扇∠鄳?yīng)的隔熱措施?，F(xiàn)在大量建筑物使用空調(diào)設(shè)備來降低舍內(nèi)溫度，從節(jié)能的角度講，更要坐好穩(wěn)定的保溫隔熱構(gòu)造，才能降低能耗。

 （二）屋頂?shù)脑O(shè)計要求
屋頂?shù)脑O(shè)計要做到結(jié)構(gòu)上安全，構(gòu)造上滿足保溫、隔熱、防水、排水等的要求。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

屋頂是房屋頂部的承重構(gòu)件，不但要求承受自重，而且還要承受風(fēng)、雨、雪人等活荷載，并將荷載傳遞給墻、柱等縱向受力構(gòu)件，同時屋頂還起著對屋面上部的水平支撐作用。屋頂必須有足夠的強度和剛度來保證房屋的結(jié)構(gòu)安全。房屋的支撐結(jié)構(gòu)一般有平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)兩種，平面結(jié)構(gòu)包括梁板式結(jié)構(gòu)和屋架結(jié)構(gòu)；空間結(jié)構(gòu)有網(wǎng)架、懸索、殼體、折板凳結(jié)構(gòu)形式。

2、立面造型設(shè)計的要求

屋頂是建筑體量中的一部分，是建筑物立面造型設(shè)計的重要影響因素，各種不同性質(zhì)的建筑將產(chǎn)生各種不同形式的屋頂。一般多層、高層建筑，如住宅、賓館、辦公建筑、文化建筑等一般多采用平屋頂或坡屋頂；大型公共建筑、大跨度的建筑物多采用空間結(jié)構(gòu)，屋頂多為曲線、折線、殼體等形式。

3、屋頂防水設(shè)計要求

在屋頂設(shè)計中，防水是構(gòu)造做法必須解決的首要問題，也是保證建筑室內(nèi)空間能夠正常使用的先決條件。首先應(yīng)選擇好的屋面防水材料，不讓屋頂產(chǎn)生漏水現(xiàn)象；其次，組織設(shè)計好屋頂?shù)呐潘露葘⒂晁蛴晁?，以達(dá)到使屋面雨水迅速排除，不產(chǎn)生積水現(xiàn)象。

4、屋頂保溫隔熱設(shè)計要求

房屋不僅要能住，而且要住的舒適，這就要做好屋頂?shù)谋馗魺岽胧１狈胶涞亩?，室?nèi)外溫差大，室內(nèi)需要設(shè)置采暖設(shè)施，屋頂應(yīng)具有良好的保溫性能；南方炎熱夏季，屋頂?shù)貌扇∠鄳?yīng)的隔熱措施?，F(xiàn)在大量建筑物使用空調(diào)設(shè)備來降低舍內(nèi)溫度，從節(jié)能的角度講，更要坐好穩(wěn)定的保溫隔熱構(gòu)造，才能降低能耗。

（三）屋頂?shù)呐潘?br /> 為了迅速排除屋面雨水，需進(jìn)行周密的排水設(shè)計，其內(nèi)容包括：選擇屋頂排水坡度，確定排水方式，進(jìn)行屋頂排水組織設(shè)計。

1、屋面坡度的選擇

a）屋頂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。坡屋頂多采用斜率法，平屋頂多采用百分比法，角度法應(yīng)用較少。

b）影響屋頂坡度的因素

1）屋面防水材料與排水坡度的關(guān)系

防水材料如尺寸較小，接縫必然就較多，容易產(chǎn)生縫隙滲漏，因而屋面應(yīng)有較大的排水坡度，以便將屋面積水迅速排除。如果屋面的防水材料覆蓋面積大，接縫少而且嚴(yán)密，屋面的排水坡度就可以小一些。

2）降雨量大小與坡度的關(guān)系

降雨量大的地區(qū)，屋面滲漏的可能性較大，屋頂?shù)呐潘露葢?yīng)適當(dāng)加大；反之，屋頂排水坡度則宜小一些。

c）屋頂坡度的形成方法

1）材料找坡

材料找坡是指屋頂坡度由墊坡材料形成，一般用于坡向長度較小的屋面。為了減輕屋面荷載，應(yīng)選用輕質(zhì)材料找坡，如水泥爐渣、石灰爐渣等。找坡層的厚度最薄處不小于20mm。平屋頂材料找坡的坡度宜為2%。

2）結(jié)構(gòu)找坡

結(jié)構(gòu)找坡是屋頂結(jié)構(gòu)自身帶有排水坡度，平屋頂結(jié)構(gòu)找坡的坡度宜為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載，材料和人工消耗較多；結(jié)構(gòu)找坡無須在屋面上另加找坡材料，構(gòu)造簡單，不增加荷載，但天棚頂傾斜，室內(nèi)空間不夠規(guī)整。這兩種方法在工程實踐中均有廣泛的運用。

2、屋頂排水方式

a）無組織排水

無組織排水是指屋面雨水直接從檐口滴落至地面的一種排水方式，因為不用天溝、雨水管等導(dǎo)流雨水，故又稱自由落水。主要適用于少雨地區(qū)或一般低層建筑，相鄰屋面高差小于4m；不宜用于臨街建筑和較高的建筑。

b）有組織排水

有組織排水是指雨水經(jīng)由天溝、雨水管等排水裝置被引導(dǎo)至地面或地下管溝的一種排水方式。在建筑工程中應(yīng)用廣泛。

（四）屋頂?shù)谋嘏c隔熱
1、屋頂?shù)谋?/p>

為了防止室內(nèi)熱量損失或冷氣大量散失，對寒冷地區(qū)或裝有空調(diào)設(shè)備的建筑，其屋頂應(yīng)設(shè)成保溫屋頂。

a）保溫材料類型

保溫材料多為輕質(zhì)多孔材料，一般可分為以下三種類型：

1）散料類：常用爐渣、礦渣、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖等。

2）整體類：是指以散料作骨料，摻入一定量的膠結(jié)材料，現(xiàn)場澆筑而成。如水泥爐渣、水泥膨脹蛭石、水泥膨脹珍珠巖及瀝青膨脹蛭石和瀝青膨脹珍珠巖等。

3）板塊類：是指利用骨料和膠結(jié)材料由工廠制作而成的板塊狀材料，如加氣混凝土、泡沫混凝土、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、泡沫塑料等塊材或板材等。

保溫材料的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、構(gòu)造方案、材料來源、經(jīng)濟指標(biāo)等因素綜合考慮確定。

b）平屋頂保溫層的設(shè)置

平屋頂因屋面坡度平緩，適合將保溫層放在屋面結(jié)構(gòu)層上（剛性防水屋面不適宜設(shè)保溫層）。

保溫層通常設(shè)在結(jié)構(gòu)層之上、防水層之下。保溫卷材防水屋面與非保溫卷材防水屋面的區(qū)別是增設(shè)了保溫層，構(gòu)造需要相應(yīng)增加了找平層、結(jié)合層和隔汽層。設(shè)置隔汽層的目的是防止室內(nèi)水蒸氣滲人保溫層，使保溫層受潮而降低保溫效果。隔汽層的一般做法是在20mm厚1：3水泥砂漿找平層上刷冷底子油兩道作為結(jié)合層，結(jié)合層上做一布二油或兩道熱瀝青隔汽層。

c）坡屋頂保溫層的設(shè)置

坡屋頂?shù)谋貙右话悴贾迷谕卟呐c檁條之間或吊頂棚上面。保溫材料可根據(jù)工程具體要求選用松散材料、塊體材料或板狀材料。

2、屋頂?shù)母魺?/p>

夏季在我國南方炎熱地區(qū)，由于太陽的輻射熱使得屋頂?shù)臏囟葎×疑撸瑥奈蓓攤魅霟崃恳葟膲w出入室內(nèi)的熱量要多，嚴(yán)重影響室內(nèi)的學(xué)習(xí)、工作和生活環(huán)境，因此做好屋面隔熱十分重要。屋頂隔熱的基本原理是：減少直接作用于屋頂表面的太陽輻射熱量。

目前我國常采用的隔熱構(gòu)造做法有：通風(fēng)隔熱屋面、蓄水隔熱屋面、種植隔熱屋面、反射隔熱屋面等。

a）通風(fēng)隔熱屋面

通風(fēng)隔熱屋面是指在屋頂中設(shè)置通風(fēng)間層，使上層表面起著遮擋陽光的作用，利用風(fēng)壓和熱壓作用把間層中的熱空氣不斷帶走，以減少傳到室內(nèi)的熱量，從而達(dá)到隔熱降溫的目的。通風(fēng)隔熱屋面一般有架空通風(fēng)隔熱屋面和頂棚通風(fēng)隔熱屋面兩種做法。

1）架空通風(fēng)隔熱屋面：通風(fēng)層設(shè)在防水層之上，其做法很多，圖為架空通風(fēng)隔熱屋面構(gòu)造，其中以架空預(yù)制板或大階磚最為常見。架空通風(fēng)隔熱層設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：架空層應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬舾?，一般?80~240mm為宜；距女兒墻500mm范圍內(nèi)不鋪架空板；隔熱板的支點可做成磚壟墻或磚墩，間距視隔熱板的尺寸而定。

2）頂棚通風(fēng)隔熱屋面：這種做法是利用頂棚與屋頂之間的空間作隔熱層，頂棚通風(fēng)隔熱層設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：頂棚通風(fēng)層應(yīng)有足夠的凈空高度，一般為500mm左右；需設(shè)置一定數(shù)量的通風(fēng)孔，以利空氣對流；通風(fēng)孔應(yīng)考慮防飄雨措施。

b）蓄水隔熱屋面

蓄水屋面是指在屋頂蓄積一層水，利用水蒸發(fā)時需要大量的汽化熱，從而大量消耗曬到屋面的太陽輻射熱，以減少屋頂吸收的熱能，從而達(dá)到降溫隔熱的目的。蓄水屋面構(gòu)造與剛性防水屋面基本相同，主要區(qū)別是增加了一壁三孔，即蓄水分倉壁、溢水孔、泄水孔和過水孔。蓄水隔熱屋面構(gòu)造應(yīng)注意以下幾點：合適的蓄水深度，一般為150~200mm；根據(jù)屋面面積劃分成若干蓄水區(qū)，每區(qū)的邊長一般不大于10m；足夠的泛水高度，至少高出水面l00mm；合理設(shè)置溢水孔和泄水孔，并應(yīng)與排水檐溝或水落管連通，以保證多雨季節(jié)不超過蓄水深度和檢修屋面時能將蓄水排除；注意做好管道的防水處理。

c）種植隔熱屋面

種植屋面是在屋頂上種植植物，利用植被的蒸騰和光合作用，吸收太陽輻射熱，從而達(dá)到降溫隔熱的目的。

d）反射降溫屋面

對于平屋頂還可利用表面保護材料的顏色和光滑度將太陽隊屋頂?shù)臒彷椛溥M(jìn)行反射，達(dá)到反射降溫的效果。例如屋頂采用淺色礫石鋪面，或用白色涂料涂刷屋面，還可在屋頂?shù)幕鶎由霞愉佉粚愉X箔紙版，其隔熱效果更加顯著。