淺談建筑屋頂的構造設計

王洪川，鄭宏杰

1.河南先鋒地產有限公司，河南 鄭州 450000

2.鄭州市重點建設工程質量監督站，河南 鄭州 450000

1 屋頂的設計要求

1.1 能抵御風、霜、雨、雪的侵襲

應防止雨水滲漏是屋頂的基本功能要求，我國現行的《屋面工程技術規程》（GB50207-94）根據建筑物的性質、重要程度使用功能及防水耐久年限等，將屋面劃為4個等級，各等級均有不同的防水要求。

1.2 結構要求

屋頂是房屋的承重結構，應有足夠的強度和剛度，以保證房屋的結構安全，并防止因過大的結構變形引起防水層開裂、漏水。

1.3 建筑藝術要求

屋頂是建筑外部形體的重要組成部份，屋頂的形式對建筑的造型極具影響，應注重屋頂形式及其細部的設計，以滿足人們對建筑藝術方面的需求。

2 屋頂排水方式

2.1 平屋頂排水方式分有組織排水和無組織排水兩大類

1）無組織排水（又稱自由落水）：指屋面雨水自由地從檐口滴落至室外地面。

（1）優點：構造簡單、造價低、不易漏雨和堵塞。

（2）缺點：屋面雨水自由落下會濺濕墻面。

（3）適用于：自由落水這種排水方式適用于少雨地區或低層建筑；對于標準較高的低層建筑或臨街建筑，不宜采用該種排水方式。

2）有組織排水

有組織排水應使屋面流線簡捷；檐溝或天溝流水通暢；雨水口負荷適當且布置均勻。有組織排水分內排水和外排水兩種，其對對排水系統的要求如下：

（1）優點：將屋面雨水有組織地排至室外地面。避免了檐口落下的雨水污染墻面。

（2） 缺點：外理不好，易出現堵塞和漏雨，且構造復雜，造價較高。對于建筑物較高或降水豐富地區的建筑應采用有組織排水。

（3）要求：

①屋面流水線不宜過大

屋面寬度較小時可做成單坡排水；當屋面寬度較大時，如12m以上宜采用雙坡排水。

②雨水的負荷

每個雨水口排除150m2～200m2的屋面集水面積；

③檐溝或天溝應做縱向坡度

使溝內雨水迅速排至雨水口，縱坡一般為0.5%～1%，用石灰爐渣等輕質材料墊置坡度。

④檐溝寬度

檐溝凈寬不小于200mm，分水線處最小深度大于80mm。

2.2 有組織排水常用排水方案

通常采用檐溝外排水、女兒墻外排水及內排水方案。

2.2.1 檐溝外排水（平屋頂挑檐結構形式）

2.2.2 女兒墻外排水

當房屋周圍的外墻升高超過屋面時，形成封檐口，此段墻稱為女兒墻。在女兒墻與屋面交接處應做成縱向坡度，用墊坡材料作成坡度為0.5%～1%形成自然天溝。平屋頂女兒墻外排水方案施工簡便，造價經濟，建筑體型簡潔，是常用的排水形式。

2.2.3 內排水

屋面向內傾斜，坡度方向與外排水相反。雨水由屋面天溝匯集，沿天溝縱坡流向雨水口，經雨水口排入室內落水管，經室內地溝排至室外。該種排水方式構造復雜，極易造成滲漏。

適用于：規模較大的多跨度建筑、高層建筑及嚴寒地區（冬季易凍結，堵塞落水管，故不宜外排水）的建筑。

3 屋頂保溫

在寒冷地區或裝有空調設備的建筑中，屋頂應設計成保溫屋頂。為了提高屋頂的熱阻，需要在屋頂中增加保溫層。

3.1 保溫材料

保溫材料應具有吸水率低，導熱系數較小并具有一定的強度的性能。

屋面保溫材料一般為輕質多孔材料，分為3種類型：

1）松散保溫材料：堆積密度應小于300kg/m3，導熱系數應小于0.14w/m.k，常用的有膨脹蛭石（粒徑3mm～15mm）、膨脹珍珠巖、礦棉、爐渣等；

2）整體保溫材料：常用水泥或瀝青等膠結材料與松散保溫材料拌合，整體澆筑。如水泥爐渣、瀝青膨脹珍珠巖、水泥膨脹蛭石等；

3）板狀保溫材料：如加氣混凝土板、泡沫混凝土板、膨脹珍珠巖板、膨脹蛭石板、礦棉板、巖棉板、泡沫塑料板、木絲板、刨花板、甘蔗板等。

3.2 屋頂保溫層的位置

根據結構層、防水層和保溫層所處的位置不同，有下面幾種情況：

1）保溫層位于防水層與結構層之間成為封閉的保溫層，叫正鋪法，該種做法構造簡單、施工方便、廣泛采用。

2）保溫層與結構層組合成復合板材既是保溫構件，又是結構構件。

（1）槽形板內設置保溫層

槽形板可正鋪，則保溫層在結構層下。易產生凝結水，降低保溫效果。

槽形板可倒鋪，則保溫層在結構層上。

（2）保溫材料與結構層融為一體

如加氣的鋼筋混凝土屋面板，既承重、又保溫。但因板的承載力低，僅適用于不上人層頂。

3）保溫層設置在防水層上成為敞露的保溫層，又叫倒鋪法。

3.3 排氣道

為了解決排除水蒸氣的問題需要在保溫層中設排汽道，排汽道內用大粒徑爐渣填塞，既可讓水氣在其中流動，又可保證防水層的基層堅實可靠。同時，找平層內也在相應留槽作排汽道，并在其上干鋪一層油氈條，用瑪碲脂單邊點貼覆蓋。排汽道在整個層面應縱橫貫通，并應與大氣連通的排汽孔相通，下圖a、b、c、d是幾種排汽孔的做法示意。排汽孔的數量應根據基層的潮濕程度確定，一般每36m2設置一個。

4 屋頂的隔熱

4.1 通風隔熱

通風隔熱就是在屋頂設置架空通風間層，使其上層表面遮擋陽光輻射，同時利用風壓和熱壓作用使間層中的熱空氣被不斷帶走。通風間層的設置通常有兩種方式：一種是在屋面上做架空通風隔熱間層；另一種是利用吊頂棚內的空間做通風間層。

架空通風隔熱間層設于屋面防水層上，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，將層內的熱量源源不斷地排走。

架空通風層通常用磚、瓦、混凝土等材料及制品制作。

4.2 頂棚通風隔熱

設計中應注意滿足下列要求：1）必須設置一定數量的通風孔，使頂棚內的空氣能迅速對流；3）頂棚通風層應有足夠的凈空高度，應根據各綜合因素所需高度加以確定。僅作通風隔熱用的空間凈高一般為500mm左右；3）通風孔須考慮防止雨水飄進；4）應注意解決好屋面防水層的保護問題。

4.3 屋頂蓄水隔熱

蓄水屋面與普通平屋頂防水屋面不同的就是增加了一壁三孔。所謂一壁是指蓄水池的倉壁，三孔是指溢水孔、泄水孔、過水孔。

4.4 種植隔熱屋面

種植隔熱的原理是：在平屋頂上種植植物，借助載培介質隔熱及植物吸收陽光進行光合作用和遮擋陽光的雙重功效來達到降溫隔熱的目的。一般種植隔熱屋面是在屋面防水層上直接鋪填種植介質，載培植物。

4.5 蓄水種植隔熱屋面

蓄水種植隔熱屋面是將一般種植屋面與蓄水屋面結合起來。

5 結論

在保證房屋建筑正常的使用功能的前提下，應合理的利用和分配城市上層空間，創造與周圍環境協調的城市景觀。同時，可以軟化硬質建筑線條給人帶來的煩躁感，使城市更自然、更人性化。