《建築構造》— 屋頂的形式及設計要求解析

6.1屋頂的形式及設計要求

1、屋頂形式

＊按使用材料 ：鋼筋混凝土屋蓋 瓦屋蓋 金屬屋蓋 玻璃屋蓋。

＊按屋蓋的外形和結構形式：平屋蓋 坡屋蓋 懸索屋蓋 薄殼屋蓋 拱屋蓋 折板屋蓋。

2、屋面的設計要求

1）防水要求

2）保溫隔熱要求

3）結構要求

4）建築藝術要求

5）其他要求

✳

6.2屋蓋的排水

1、排水坡度的表示方法

1）角度法 2）斜率法 3）百分比法

2、影響屋頂坡度的因素

①防水材料尺寸大小的影響

②年降雨量大小

③其他因素的影響

3、屋頂坡度形成方式

① 材料找坡（墊置坡度）

屋頂結構層的樓板水平擱置，利用輕質材料（如:水泥焦渣、石灰爐渣）墊置坡度。找坡層的厚度最薄處不小於20mm 。頂棚平整；不過增加了屋頂荷載，且多費材料和人工；適宜於：當屋頂坡度不大、需設保溫層。

②結構找坡（擱置坡度）

將屋面板傾斜擱置，形成所需排水坡度，不在屋面上另加找坡材料的一種做法。構造簡單→施工方便→節省人工和材料→經濟。但室內頂棚面是傾斜的，空間不夠完整。

4、屋頂排水方式

① 無組織排水

又稱自由落水，指屋頂雨水直接從簷口落下到室外地面。構造簡單→施工方便→節省人工和材料→經濟；不過外牆腳常被飛濺的雨水侵蝕，影響到外牆的堅固耐久，並影響人行道的交通；適宜於少雨地區、一般低層建築或簷高小於10m的屋面；不宜於匯水面積較大的多跨度建築、臨街建築、高度較高的建築。

② 有組織排水

指屋頂雨水通過排水系統的天溝、雨水口、雨水管等，有組織地將雨水排至地面或地下管溝的一種排水方式。減少了雨水對建築物的不利影響。但是構造較複雜，造價相對較高。

＊有組織排水常用方案：外排水、內排水、內外排水相結合的方式。

1）外排水 指屋面雨水通過簷溝，水落口由置於建築外部的水落管直接排到室外地面上的一種排水方案。構造簡單，水落管不進入室內，不影響室內空間的使用與美觀。

＊外排水分類：

①挑簷溝外排水

②女兒牆外排水

③女兒牆挑簷溝外排水

④暗管外排水

⑤長天溝外排水。

2）內排水 指屋面雨水通過天溝由設置於建築內部的水落管排入地下水管網的一種排水方案。維修方便，不破壞建築立面造型，不易受冬季室外低溫的影響。但其水落管在室內接頭多，構造複雜，易滲漏，主要用於不易採用外排水的建築屋面，如高層及多跨度建築等。

①中間天溝內排水

當房屋寬度較大時，可在房屋中間設一縱向天溝形成內排水，這種方案特別適用於內廊式多層或高層建築。雨水管可佈置在走廊內，不影響走廊兩旁的房間。

②高低跨內排水

高低跨雙坡屋頂在兩跨交界處也常常需要設置內天溝來彙集低跨屋面的雨水，高低跨可共用一根雨水管。

5.排水方式的選擇

①底層建築及簷高低於10m的屋面，可採用無組織排水。

②積灰多的屋面應採用無組織排水，這是由於下雨時積灰被衝進天溝易造成管道堵塞，故這類屋面不宜採用有組織排水。

③有腐蝕性介質的工業建築也不適用有組織排水。腐蝕性介質會使鑄鐵水落裝置等遭受侵蝕。

④除嚴寒和寒冷地區外，多層建築屋面宜採用有組織排水。

⑤高層建築屋面宜採用有組織排水，便於排水系統的安裝維護和建築外觀立面的美觀。

⑥過跨及匯水面積較大的屋面宜採用天溝內排水，天溝找坡較長時宜採用中間內排水和兩端外排水。

⑦暴雨強度較大地區的大型屋面，宜採用虹吸式有組織排水系統。

⑧溼陷性黃土地區宜採用有組織排水，並應將雨雪水直接排至排水管道。

6.屋面排水組織設計步驟及設計要求

1）確定排水方式

2）劃分排水區域

3）確定排水坡面的數目及排水坡度

4）確定簷溝、天溝斷面尺寸及縱向坡度

5）水落管的規格及間距

注：

1）

2）對於普通平屋面，採用結構找坡時其排水坡度通常不應小於3％.而採用材料找坡度時其坡度則宜為2％.

3）當採用重力式排水時，通常每個水落口的匯水面積宜為150～200㎡.為了便於屋面排水和防水層的施工，鋼筋混凝土簷溝、天溝的淨寬不應低於300mm.分水線處最小深度不應小於100mm.如果深度過小，則雨水易由天溝邊溢出，導致屋面滲漏。同時為了避免排水線路過長，溝底水落差不得超過200mm。

4）為了避免溝底凹凸不平或倒坡，造成溝中排水不暢或積水，對於採用材料找坡的鋼筋混凝土簷溝、天溝內的縱向坡度不應小於1％.而對於採用結構找坡的金屬簷溝、天溝內的縱向坡度宜為0.5％。

5）雨水口設置位置要注意儘量避開門窗洞口和入口的垂直上方位置，一般設置在窗間牆部位。雨水口間距一般18～24m，民用建築水落管間距以12m～16m適合。

✳

6.3卷材防水屋面

卷材防水屋面是用防水卷材與膠粘劑結合在一起的，形成連續緻密的構造層，從而達到防水的目的。按材料的類型，目前常見的有高聚物改性瀝青類防水卷材屋面和高分子類卷材防水屋面。卷材防水屋面由於防水層具有一定的延伸性 和適應變形的能力，故又被稱為柔性防水屋面。

1、卷材防水屋面材料

①高聚物改性瀝青防水卷材：彈性體改性瀝青防水卷材（即SBS）、塑性體改性瀝青防水卷材（即APP）再生膠改性瀝青聚酯油氈；鋁箔塑膠聚酯油氈；丁苯橡膠改性瀝青油氈。

②合成高分子類卷材：三元乙丙橡膠防水卷材；氯化聚乙烯防水卷材；聚氯乙烯防水卷材；氯丁橡膠防水卷材。

2、卷材防水屋面構造

1）構造組成：基本層次和輔助層次。

（1）基本組構造層次：頂棚層、結構層、找平層、結合層、防水層、保護層

①結構層：多為鋼筋混凝土屋面板，可以是現澆板，也可以是預製板。

②找平層：卷材防水層要求鋪貼在堅固而平整的基層上，以防止卷材凹陷或斷裂。因而在鬆軟材料及預製屋面板上鋪設卷材以前，都需先做找平層。

③結合層：結合層的作用是在基層與卷材膠粘劑間形成一層膠質薄膜，使卷材與基層粘接牢固。

④防水層:材料為高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材。

⑤保護層：設置保護層的目的是保護防水層，使卷材在陽光和大氣的作用下不致迅速老化．同時保護層還可以防止瀝青類卷材中的瀝青過熱流淌，並防止暴雨對瀝青的沖刷。保護層的構造做法應視屋面的利用情況而定。

（2）輔助層次：保溫層、隔熱層、隔蒸汽層、找坡層、隔離層等。

不上人卷材防水屋面構造層次

上人卷材防水屋面構造層次

2）細部構造

細部構造包括：1泛水構造、2挑簷口構造、3水落口構造、4屋面變形縫構造、5屋面檢修孔、屋面入口構造。

（1）泛水構造

泛水，即屋面防水層與突出結構之間的防水構造。

＊泛水的構造要點及做法：

①將屋面的卷材繼續鋪至垂直牆面上，形成卷材防水泛水高度不應小於250mm。

②做好泛水上口的卷材收頭固定，防止卷材在垂直牆面上下滑。一般做法：卷材收頭直接鋪至女兒牆壓頂下，用壓條釘壓固定並用密封材料封閉嚴密，壓頂應作防水處理。

也可以在垂直牆中鑿出通長的凹槽，將卷材收頭壓入凹槽內，用防水壓條釘壓後再用密封材料嵌填封嚴，外抹水泥砂漿保護。凹槽上部的牆體亦應做防水處理。

圖一：1-附加層；2-防水層；3-壓頂；4-防水處理；5-保護層

圖二：1-密封材料；2-附加層；3-防水層；4-水泥釘；5-防水處理；

（2）挑簷溝構造

挑簷溝按排水形式分為無組織排水和簷溝外排水兩種。其防水構造的要點是做好卷材的收頭，使屋面四周的卷材封閉，避免雨水滲入。

＊無組織排水挑簷口的做法及構造要點是：在屋面簷口800mm範圍內的卷材應滿粘，卷材收頭應採用金屬壓條釘壓，並應用密封材料封嚴。簷口下端應做鷹嘴和滴水槽。

＊有組織排水挑簷口常常將簷溝佈置在出挑部位，現澆鋼筋混凝土簷溝板可與圈樑連成整體。預製簷溝板則須擱置在鋼筋混凝土屋架挑牛腿上。

＊其挑簷溝構造的要點是：

①簷溝的防水層下應增設附加層，附加層伸入屋面的寬度不應小於250mm：

②簷溝防水層和附加層應由溝底翻上至外側頂部，卷材收頭應用金屬壓條釘壓，並應用密封材料封嚴。

③簷溝內轉角部位的找平層應抹成圓弧形，以防卷材斷裂；

④簷溝外側下端應做鷹嘴和滴水槽。

⑤簷溝外側高於屋面結構板時，應設置溢水口。

無組織排水挑簷口構造

有組織排水挑簷口構造

（3）水落口構造

①直式水落口

用於天溝或簷溝的誰落口。

直式水落口有多種型號，根據降雨量和匯水面積加以選擇。由短管、環形筒、導流槽和頂蓋組成。短管呈漏斗形，安裝在天溝底板或屋面板上，水落口周圍半徑250mm範圍內坡度不應小於5％，防水層下應增設塗膜附加層；防水層和附加層伸入水落口杯內不應小於50mm，並應粘結牢固。環形筒與導流槽的接縫需由密封材料嵌封。頂蓋底座有放射狀格片，用以加速水流和遮擋雜物。

①橫式水落口

用於女兒牆外排水的水落口。

橫式水落口由彎曲套管和鐵篦兩部份組成。彎曲套管置於女兒牆預留孔洞中，屋面防水層及泛水的卷材應鋪貼到套管內壁四周，鋪入深度不應小於50mm，套管口用鑄鐵篦遮蓋，以防汙物堵塞水口。

屋面變形縫的構造處理原則是既要保證屋面有自由變形的可能，又能防止雨 水經由變形縫滲入室內。屋面變形縫按建築設計可設於同層等高屋面上，也可設在高低屋面的交接處。

①等高屋面的變形縫的做法是：在縫兩邊的屋面板上砌築或現澆矮牆，在防水層下增設附加層，附加層在平面和立面的寬度不應小於250mm，且鋪貼至泛水牆的頂部；變形縫內應預填不燃保溫材料，上部應採用防水卷材封蓋，並放置襯墊材料，再在其上幹鋪一層卷材。變形縫頂部宜加扣鍍鋅鐵皮蓋板，或採用混凝土蓋板壓頂。

②高低屋面的變形縫則是在低側屋面板上砌築或現澆矮牆。當變形縫寬度較小時，可用鍍鋅薄鋼板蓋縫並固定在高側牆上，做法同泛水構造，也可從高側牆上懸挑鋼筋混凝土板蓋縫。

（5）屋面檢修孔、屋面出入口構造

不上人屋面需設屋面檢修孔，檢修孔四周的孔壁可用磚立砌，也可在現澆屋面板時將混凝土上翻製成，在防水層下增設附加層，附加層在平面和立面的寬度不應小於250mm，防水層收頭應在混凝土壓頂圈下。

出屋面的梯間一般需設屋面出入口，最好在設計中讓樓梯間的室內地坪與屋面間留宥足夠的高差，以利防水，否則需在出人口處設門檻擋水。

補：自由落水簷口

✳

6.4塗膜防水屋面

塗膜防水屋面是將防水材料塗刷在屋面基層上，利用塗料乾燥或固化後的不透水性來達到防水的目的。防水性好、施工方便；但價格較貴；成膜後要撒細沙作保護層；對溫度、結構引起的基層開裂，無能為力。

1.塗膜防水屋面有各種塗料和胎體增強材料兩大類。

1）塗料

防水塗料的種類很多，按其溶劑或稀釋劑的類型可分為溶劑型、水溶性、乳液型等；按施工時塗料液化方法的不同則可分為熱熔型、常溫型等；按成膜的方式則有反應固化型、揮發固化型等。目前常用的防水塗料有合成高分子防水塗料、聚合物水泥防水塗料、高聚物改性瀝青防水塗料。

2）胎體增強材料

某些防水塗料配合胎體增強材料，以增強塗層的貼附覆蓋能力和抗變形能力。目前，使用較多的胎體增強材料為0.1mm×6mm×4mm或0.1mm×7mm×7mm的中性玻璃纖維網格布或中鹼玻璃布、聚酯無紡布等。

2.塗料防水層面的構造及做法

1）氯丁橡膠乳瀝青防水塗料屋面

氯丁膠乳瀝青防水塗料以氯丁膠乳和石油瀝青為主要原料，選用陽離子乳化劑和其他助劑，經軟化和乳化而成，是一種水乳型塗料。

2）焦油聚酯防水塗料屋面

焦油聚酯防水塗料是以異氰酸酯為主劑和以煤焦油為填料的固化劑構成的雙組分高分子塗膜防水材料，兩液混合後經化學反應能在常溫下形成一種耐久的橡膠彈性體。

＊做法是：將找平以後的基層面吹掃乾淨並待其乾燥後，用配製好的塗液(異氰酸酯、煤焦油二液的重量比為1：2)均勻塗刷在基層上。不上人屋面可待塗層幹後在其表面刷銀灰色保護塗料；上人屋面在最後一遍塗料未乾時撒上綠豆砂，三天後在其上做水泥砂漿或澆混凝土貼地磚的保護層。

3）塑料油膏防水屋面

塑料油膏以廢舊聚氯乙烯塑料、煤焦油、增塑劑、稀釋劑、防老化劑及填充材料等配製而成。

＊做法是：先用預製油膏條冷嵌於找平層的分隔縫中，在油膏條與基層的接觸部位和油膏條相互搭接處刷冷粘劑1~2遍，然後按產品要求的溫度將油膏熱熔液化，按基層表面塗油膏，鋪貼玻纖網格布，壓實，表面再刷油膏，刮板收齊邊沿的順序進行。

✳

6.6屋面的保溫和隔熱

在嚴寒及寒冷地區，屋面通過設置保溫層可以阻止室內熱量的散失；在炎熱地區，屋面通過設置隔熱降溫層可以阻止太陽的輻射熱傳至室內；在夏熱冬冷地區，屋面則需要兩者兼顧考慮。

1、保溫材料類型

①鬆散保溫材料，膨脹蛭石、膨脹珍珠岩、礦棉、岩棉、玻璃棉、爐渣。

② 整體保溫材料，瀝青膨脹珍珠岩、水泥膨脹珍珠岩、水泥膨脹蛭石、水泥爐渣

③ 板狀保溫材料，加氣混凝土板、泡沫混凝土板、膨脹珍珠岩板、膨脹蛭石板、礦棉板等。

2、平屋蓋的保溫構造

1）正置式保溫（內置式保溫 ）

將保溫層放在結構層之上，防水層之下，成為封閉的保溫層。

保溫層下設隔汽層是因為冬季室內氣溫高於室外，熱氣流從室內向室外滲透，空氣中的水蒸氣隨熱氣流從屋面板的孔隙滲透進保溫層，由於水的導熱係數比空氣大得多，一旦多孔隙的保溫材料進了水便會大大降低其保溫效果。

同時，積存在保溫材料中的水分遇熱也會轉化為蒸汽而膨脹，容易引起卷材防水層的起鼓。因此，正置式保溫層下應鋪設隔蒸汽層，常用做法是“一氈油” 或“一布四油”。

2）倒置式保溫（外置式保溫）

將保溫層放在防水層之上，成為敞露的保溫層，對防水層起到屏蔽和防護的作用，使之不受陽光和氣候變化的影響而溫度變形較小，也不易受到來自外界的機械損傷，防水層耐久性增強。

但對保溫層則有一定的要求，應選用吸溼性小和耐氣候性強的材料，如聚苯乙烯泡沫塑料板、聚氨酯泡沫塑料板。加氣混凝土板和泡沫混凝土板因吸溼性強，故不宜選用。

3、屋蓋隔熱

1）屋蓋通風隔熱

屋面隔熱降溫的基本原理是：減少直接作用於屋面表面的太陽輻射熱量。所採用的主要構造做法是：屋面間層通風隔熱、屋面蓄水隔熱、屋面種植隔熱、屋面反射陽光隔熱等。

（1）架空通風隔熱間層

＊其隔熱原理是：一方面，利用架空的面層遮擋直射陽光，另一方面，架空層內被加熱的空氣與室外冷空氣產生對流，將層內的熱量排走，從而達到降低室內溫度的目的。

＊架空通風層的設計要點：

①當採用混凝土板架空隔熱層時，屋面坡度不宜大於5％。

②架空層的淨空高度應隨屋面寬度和坡度的大小而變化：屋面寬度和坡度越大，淨空越高，但不宜超過360mm，否則架空層內的風速將反而變小，影響降溫效果。架空層的淨空高度一般以180～300mm為宜。屋面寬度大於10m時，應在屋脊處設置通風屋脊以改善通風效果。

③為保證架空層內的空氣流通順暢，其周邊應留設一定數量的通風孔，如果在女兒牆上開孔有礙於建築立面造型，也可以在離女兒墻至少250mm的範圍內不鋪架空板，讓架空板周邊開敞，以利空氣對流。

④隔熱板的支承物可以做成磚壟牆式的，也可做成磚墩式的。當架空層的通風口能正對當地夏季主導風向時，採用前者可以提高架空層的通風效果。但當通風孔不能朝向夏季主導風向時，採用磚墩支承架空板方式。

（2）頂棚通風隔熱

利用頂棚與屋面間的空間作通風隔熱層可以起到架空通風層同樣的作用。僅作通風隔熱用的空間淨高一般為500m左右。

2）蓄水隔熱

蓄水隔熱屋面利用平屋面所蓄積的水層來達到屋面隔熱的目的。水層在冬季還有一定的保溫作用。此外，水層長期將防水層處於水的養護下，防水層的溫度變化小，可以推遲防水材料的老化過程，延長其使用年限。

＊設計要點：

①實際比較適宜的水層深度為150～200mm。為保證屋面蓄水深度的均勻，蓄水層面的坡度不宜大於0.5％。

②為了便於分區檢修和避免水層產生過大的風浪，蓄水屋面應根據屋頂平面布 局劃分為若干蓄水區，每區的邊長不宜超過10m。蓄水區間用混凝土做成分倉壁，壁的底部留過水孔，使各蓄水區的水層連通,但在變形縫的兩側應設計成互不連通的蓄水區。

當蓄水屋面的長度超過40m時，應做橫向伸縮縫一道。分倉壁也可用M10水泥砂漿砌築磚牆，頂部設置直徑6mm或8mm的鋼筋磚帶。

③蓄水屋面四周可做女兒牆或簷溝，在女兒牆上應將屋面防水層延伸到牆面形成泛水，泛水的高度應高出溢水孔100mm。若從防水層面起算，泛水高度為水層深度與100mm之和，即250～300nm。

④為避免暴雨時蓄水深度過大，應在蓄水池外壁上均勻佈置若干溢水孔。為便於檢修時排除蓄水，應在池壁根部設洩水孔。洩水孔和溢水孔均應與排水簷溝或水落管連通。

3）種植隔熱

包括一般覆土種植隔熱屋面和蓄水種植屋面。

種植屋面的排水和給水：一般種植屋面應有一定的排水坡度1％～3％， 以便及時排除積水。通常在靠屋面低側的種植床與女兒牆間留出300～400mm的距離，利用所形成的天溝組織排水。

4）反射降溫隔熱

【鋁箔的反射率在所有材料中最高】

屋面受到太陽輻射後，一部分輻射熱量被屋面材料吸收，另一部分被屋面反射出去。反射熱量與入射熱量之比稱為屋面材料的反射率用百分數表示。

該比值取決於屋面表面材料的顏色和粗糙程度，色淺而光滑的表面比色深而粗糙的表面具有更大的反射率。

閱讀更多 彌鉞 的文章

關鍵字: 建築 交通 屋頂