平屋顶设计

§7.3　平屋顶设计

7.3.1　平屋顶的排水坡度

平屋顶一般为现浇或预制钢筋混凝土结构，为保证平屋顶的防水质量，现已大多采用现浇屋面板形式。屋面坡度的形式有两种，其一是直接将屋面板根据屋面排水坡度铺设成倾斜，称为结构找坡;其二是在平铺的屋面板上用轻质材料垫出屋面所需的排水坡度，称为材料找坡。

平屋顶屋面的最小排水坡度:结构找坡宜为3%;材料找坡宜为2%。当屋面跨度大于18m时，应采用结构找坡，以满足排水坡度的要求，同时节约用料。平屋顶的天沟、檐沟纵向坡度不应小于1%，沟底水落差不得超过200mm，且不得流经变形缝和防火墙。

7.3.2　平屋顶的防水构造

平屋顶的防水构造涉及屋面防水材料，不同的屋面防水材料有着不同的构造要求与做法。目前国内常用的平屋顶防水材料主要有卷材防水、涂膜防水和刚性防水材料等若干种。

1.卷材防水屋面

卷材防水屋面，是指以防水卷材和粘结剂分层粘贴而构成防水层的屋面。卷材防水屋面所用卷材有沥青类卷材、高分子类卷材、高聚物改性沥青类卷材等。卷材防水屋面较能适应温度、振动、不均匀沉陷因素的变化作用，能承受一定的水压，其整体性好，不易渗漏。严格遵守施工操作规程能保证屋面防水质量，但施工操作较为复杂，技术要求较高。适用于防水等级为Ⅰ～Ⅳ级的屋面防水，如表7-1所示。

(1)卷材防水屋面的构造层次和做法。

卷材防水屋面由多层材料叠合而成，其基本构造层次按构造要求由结构层、找坡层、找平层、结合层、防水层和保护层组成，如图7-12所示。

图7-12　卷材防水屋面构造示意图

①结构层。结构层通常为预制或现浇钢筋混凝土屋面板，要求具有足够的强度和刚度。

②找平层。柔性防水层要求铺贴在坚固而平整的基层上，因此必须在结构层或找坡层上设置找平层。以防止卷材凹陷或断裂，因而在松软材料上应设找平层;找平层的厚度取决于基层的平整度，一般采用20mm厚1∶3水泥砂浆，也可以采用1∶8沥青砂浆等。找平层宜留分隔缝，缝宽一般为5～20mm，纵、横间距一般不宜大于6m。若屋面板为预制，分隔缝应设在预制板的端缝处。分隔缝上应附加200～300mm宽卷材，和胶粘剂单边点贴覆盖。

③结合层。结合层的作用是使卷材防水层与基层粘结牢固。结合层所用材料应根据卷材防水层材料的不同来选择，如油毡卷材、聚氯乙烯卷材及自粘型彩色三元乙丙复合卷材等，用冷底子油在水泥砂浆找平层上喷涂一至二道;三元乙丙橡胶卷材则采用聚氨酯底胶;氯化聚乙烯橡胶卷材需用氯丁胶乳等。冷底子油用沥青加入汽油或煤油等溶剂稀释而成，喷涂时不用加热，在常温下进行，故称为冷底子油。

④防水层。防水层是由胶结材料与卷材粘合而成，卷材连续搭接，形成屋面防水的主要部分。当屋面坡度较小时，卷材一般平行于屋脊铺设，从檐口到屋脊层层向上粘贴，上下搭接不小于70mm，左右搭接不小于100mm。

油毡屋面在我国已有数十年的使用历史，具有较好的防水性能，对屋面基层变形有一定的适应能力，但这种屋面施工麻烦、劳动强度大，且容易出现油毡鼓泡、沥青流淌、油毡老化等方面的问题，使油毡屋面的寿命大大缩短，平均10年左右就要进行大修。

目前所用的新型防水卷材，主要有三元乙丙橡胶防水卷材、自粘型彩色三元乙丙复合防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯丁橡胶防水卷材及改性沥青油毡防水卷材等，这些防水材料一般为单层卷材防水构造，若防水要求较高，可以采用双层卷材防水构造。这些防水材料的共同优点是自重轻，适用温度范围广，耐气候性好，使用寿命长，抗拉强度高，延伸率大，冷作业施工，操作简便，可以大大改善劳动条件，减少环境污染。

⑤保护层。不上人屋面的保护层构造做法:当采用油毡防水层时为粒径3～6mm的小石子，称为绿豆砂保护层。绿豆砂保护层要求耐风化、颗粒均匀、色浅;三元乙丙橡胶卷材采用银色着色剂，直接涂刷在防水层上表面;彩色三元乙丙复合卷材防水层直接用CX—404胶粘结，不需另加保护层。

上人屋面的保护层构造做法:通常可以采用水泥砂浆或沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等;也可以现浇40mm厚C20细石混凝土。

(2)卷材防水屋面细部构造。

屋顶细部是指屋面上的泛水、天沟、雨水口、檐口、变形缝等部位。

①泛水构造。泛水是指屋顶上沿所有垂直面所设的防水构造，突出于屋面之上的女儿墙、烟囱、楼梯间、变形缝、检修孔、立管等的壁面与屋顶的交接处，是最容易漏水的地方。必须将屋面防水层延伸到这些垂直面上，形成立铺的防水层，称为泛水，如图7-13所示。

图7-13　卷材防水屋面泛水构造示意图(单位:mm)

②檐口构造。柔性防水屋面的檐口构造有无组织排水挑檐和有组织排水挑檐沟及女儿墙檐口等，挑檐和挑檐沟构造都应注意处理好卷材的收头固定、檐口饰面，且做好滴水。女儿墙檐口构造的关键是泛水的构造处理，其顶部通常做混凝土压顶，并设有坡度坡向屋面，如图7-14所示。

③雨水口构造。雨水口的类型有用于檐沟排水的直管式雨水口和女儿墙外排水的弯管式雨水口两种。雨水口在构造上要求排水通畅、防止渗漏水堵塞。直管式雨水口为防止其周边漏水，应加铺一层卷材并贴入连接管内100mm，雨水口上用定型铸铁罩或铅丝球盖住，用油膏嵌缝。弯管式雨水口穿过女儿墙预留孔洞内，屋面防水层应铺入雨水口内壁四周不小于100mm，并安装铸铁蓖子以防杂物流入造成堵塞，如图7-15所示。

图7-14　檐口构造示意图

图7-15　雨水口构造示意图(单位:mm)

④屋面变形缝构造。屋面变形缝的构造处理原则:既不能影响屋面的变形，又要防止雨水从变形缝渗入室内。屋面变形缝按建筑设计可以设于同层等高屋面上，也可以设在高低屋面的交接处，如图7-16、图7-17所示。

图7-16　等高屋面变形缝构造示意图

图7-17　高低屋面变形缝示意图(单位:mm)

⑤屋面检修孔、屋面出入口构造。

检修孔:用于不上人屋面，检修孔四周的孔壁可以用砖立砌，也可以在现浇屋面板时将混凝土上翻制成，其高度一般为300mm。壁外的防水层应做成泛水，将卷材用镀锌薄钢板盖缝并压钉好，如图7-18(a)所示。

屋面出入口:一般设于出屋面的楼梯间，最好在设计中让楼梯间的室内地坪与屋面之间留有足够的高差，以利于防水，否则需在出入口处设门槛挡水。屋面出入口处的构造与泛水构造类同，如图7-18(b)所示。

2.涂膜防水屋面

(1)涂膜防水屋面的适用范围。

涂膜防水屋面又称为涂料防水屋面，是指用可塑性和粘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。防水涂料有塑料、橡胶和改性沥青三大类，常用的有塑料油膏、氯丁胶乳沥青涂料和焦油聚氨酯防水涂膜等。这些材料多数具有防水性好、粘结力强、延伸性大、耐腐蚀、不易老化、施工方便、容易维修等优点，近年来应用较为广泛，主要适用于防水等级为Ⅲ、Ⅳ级的屋面防水，也可以用做Ⅰ、Ⅱ级屋面多道防水设防中的一道防水。在有较大震动的建筑物或寒冷地区则不宜采用。

图7-18　屋面检修孔、屋面出入口构造示意图

涂膜防水材料按其溶剂或稀释剂的类型可以分为溶剂型、水溶型、乳液型等类;按施工时涂料液化方法的不同则可以分为热熔型、常温型等类。同时，可以增强涂层的贴附覆盖能力和抗变形能力。目前，使用较多的胎体增强材料为0.1mm×6mm×4mm或0.1mm×7mm×7mm的中性玻璃纤维网格布或中碱玻璃布、聚酯无纺布等。

(2)涂膜防水屋面的构造层次和做法。

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、结合层、防水层和保护层组成。

涂膜防水屋面的结构层和找坡层材料做法与柔性防水屋面相同。找平层通常为25mm厚1∶2.5水泥砂浆。为保证防水层与基层粘结牢固，结合层应选用与防水涂料相同的材料经稀释后满刷在找平层上。当屋面为不上人屋面时，保护层的做法根据防水层材料的不同，可以用蛭石或细砂撒面、银粉涂料涂刷等做法;当屋面为上人屋面时，保护层做法与柔性防水上人屋面做法相同。

具体做法如下:

1)氯丁胶乳沥青防水涂料屋面。

以氯丁胶乳和石油沥青为主要原料，选用阳离子乳化剂和其他助剂，经软化和乳化而成，是一种水乳型涂料，如图7-19所示。

①找平层:先在屋面板上用1∶2.5或1∶3的水泥砂浆做15～20mm厚的找平层并设分格缝，分格缝宽20mm，其间距不大于6m，缝内嵌填密封材料。找平层应平整、坚实、洁净、干燥，方可作为涂料施工的基层。

②底涂层:将稀释涂料均匀涂布于找平层上作为底涂，干后再刷2～3层涂料。

③中涂层:中涂层为加胎体增强材料的涂层，要铺贴玻璃纤维网格布，有干铺和湿铺两种施工方法:

干铺法:在已干的底涂层上干铺玻璃纤维网格布，展开后加以点粘固定，当铺过两个纵向搭接缝以后依次涂刷防水涂料2～3层，待涂层干后按上述做法铺第二层玻璃纤维网格布，然后再涂刷1～2层涂料。干后在其表面刮涂增厚涂料(按质量，防水涂料∶细砂=1∶1～1∶1.2)。

湿铺法:在已干的底涂层上边涂防水涂料边铺贴玻璃纤维网格布，干后再刷涂料。一布二涂的厚度通常大于2mm，二布三涂的厚度大于3mm。

④面层:根据需要可以做细砂保护层或涂覆着色层。细砂保护层是在未干的中涂层上抛撒20目浅色细砂并辊压，使砂牢固地粘结于涂层上;着色层可以使用防水涂料或耐老化的高分子乳液作胶粘剂，加上各种矿物颜料配制成成品着色剂，涂布于中涂层表面。

图7-19　氯丁胶乳沥青防水涂料屋面示意图

2)焦油聚氨酯防水涂料屋面。

焦油聚氨酯防水涂料又称为851涂膜防水胶，是以异氰酸酯为主剂和以煤焦油为填料的固化剂构成的双组分高分子涂膜防水材料，其甲、乙两溶液混合后经化学反应能在常温下形成一种耐久的橡胶弹性体，从而起到防水的作用。

做法:将找平以后的基层面吹扫干净并待其干燥后，用配制好的涂液(甲、乙两溶液的重量比为1∶2)均匀涂刷在基层上。不上人屋面可以待涂层干后在其表面刷银灰色保护涂料;上人屋面在最后一遍涂料未干时撒上绿豆砂，三天后在其上做水泥砂浆或浇混凝土贴地砖的保护层。

3)塑料油膏防水屋面。

塑料油膏以废旧聚氯乙烯塑料、煤焦油、增塑剂、稀释剂、防老化剂及填充材料等配制而成。

具体做法:先用预制油膏条冷嵌于找平层的分格缝中，在油膏条与基层的接触部位和油膏条相互搭接处刷冷粘剂1～2道，然后按产品要求的温度将油膏热熔液化，按基层表面涂油膏、铺贴玻璃纤维网格布、压实、表面再刷油膏、刮板收齐边沿的顺序进行。根据设计要求可以做成一布二油或二布三油。

(3)涂膜防水屋面细部构造。

涂膜防水屋面的细部构造要求及做法类同于卷材防水屋面。

①分格缝构造。涂膜防水只能提高表面的防水能力，由于温度变形和结构变形会导致基层开裂而使得屋面渗漏，因此对屋面面积较大和结构变形敏感的部位，需设置分格缝。

②泛水构造。涂膜防水屋面泛水构造的要点与柔性防水屋面基本相同，即泛水高度不小于250mm;屋面与立墙交接处应做成弧形;泛水上端应有挡雨措施，以防渗漏，如图7-20所示。

图7-20　涂膜防水屋面泛水构造示意图

3.刚性防水屋面

刚性防水屋面是指以刚性材料作为防水层的屋面，如防水砂浆、细石混凝土、配筋细石混凝土防水屋面等。这种屋面具有构造简单、施工方便、造价低廉的优点。其缺点是对温度变化和结构变形较为敏感，施工技术要求较高，较易产生裂缝而渗漏水，所以刚性防水多用于日温差较小的我国南方地区防水等级为Ⅲ级的屋面防水，也可以用做防水等级为Ⅰ、Ⅱ级的屋面多道设防中的一道防水层。

(1)刚性防水屋面的构造层次及做法。

刚性防水屋面一般由结构层、找平层、隔离层和防水层组成。

①结构层。刚性防水屋面的结构层要求具有足够的强度和刚度，一般应采用现浇或预制装配的钢筋混凝土屋面板，并在结构层现浇或铺板时形成屋面的排水坡度。

②找平层。为保证防水层厚薄均匀，通常应在结构层上用20mm厚1∶3水泥砂浆找平。若采用现浇钢筋混凝土屋面板或设有纸筋灰等材料时，也可以不设找平层。

③隔离层。为减少结构层变形及温度变化对防水层的不利影响，宜在防水层下设置隔离层。隔离层可以采用纸筋灰、低强度等级砂浆或薄砂层上干铺一层油毡等。当防水层中加有膨胀剂类材料时，其抗裂性有所改善，也可以不做隔离层。

④防水层。常用配筋细石混凝土防水屋面的混凝土强度等级应不低于C20，其厚度宜不小于40mm，双向配置φ4～φ6.5钢筋，间距为100～200mm的双向钢筋网片。为提高防水层的抗渗性能，可以在细石混凝土内掺入适量外加剂(如膨胀剂、减水剂、防水剂等)以提高其密实性能。

(2)刚性防水屋面防止开裂的措施。

①增加防水剂。防水剂通常为憎水性物质、无机盐或不溶解的肥皂，如硅酸钠(水玻璃)类、氯化物或金属皂类制成的防水粉或防水浆。掺入砂浆或混凝土后，能与之生成不溶性物质，填塞毛细孔道，形成憎水性壁膜，以提高其密实性。

②采用微膨胀。在普通水泥中掺入少量的矾土水泥和二水石粉等所配置的细石混凝土，在结硬时产生微膨胀效应，抵消混凝土的原有收缩性，以提高抗裂性。

③提高密实性。控制水灰比，加强浇筑时的振捣，均可提高砂浆和混凝土的密实性。细石混凝土屋面在初凝前表面用铁滚辗压，使余水压出，初凝后加少量干水泥，待收水后用铁板压平，表面打毛，然后盖席浇水养护，从而提高面层的密实性和避免表面的龟裂。

(3)刚性防水屋面细部构造。

刚性防水屋面的细部构造包括屋面防水层的分格缝、泛水、檐口、雨水口等部位的构造处理。

1)屋面分格缝。屋面分格缝实质上是在屋面防水层上设置的变形缝，如图7-21所示。其目的在于:

图7-21　屋面分格缝示意图

①防止温度变形引起防水层开裂;

②防止结构变形将防水层拉坏。因此屋面分格缝的位置应设置在温度变形允许的范围以内和结构变形敏感的部位。一般情况下分格缝间距不宜大于6m。结构变形敏感的部位主要是指装配式屋面板的支承端、屋面转折处、现浇屋面板与预制屋面板的交接处、泛水与立墙交接处等部位，如图7-22所示。

分格缝的构造要点:

①防水层内的钢筋在分格缝处应断开;

②屋面板缝用浸过沥青的木丝板等密封材料嵌填，缝口用油膏等嵌填;

③缝口表面用防水卷材铺贴盖缝，卷材的宽度为200～300mm。

图7-22　分格缝构造示意图(单位:mm)

2)泛水构造。刚性防水屋面的泛水构造要点与卷材屋面基本相同。不同的地方是:刚性防水层与屋面突出物(女儿墙、烟囱等)之间必须留分格缝，另铺贴附加卷材盖缝形成泛水。

女儿墙与刚性防水层之间留分格缝，使混凝土防水层在收缩和温度变形时不受女儿墙的影响，可以有效地防止其开裂。分格缝内用油膏嵌缝，分格缝外用附加卷材铺贴至泛水所需高度并做好压缝收头处理，以免雨水渗进分格缝内，如图7-23所示。

图7-23　泛水构造示意图(单位:mm)

3)檐口构造。刚性防水屋面檐口的形式一般有自由落水挑檐口、挑檐沟外排水檐口和女儿墙外排水檐口、坡檐口等。

①自由落水挑檐口。根据挑檐挑出的长度，有直接利用混凝土防水层悬挑和在增设的现浇或预制钢筋混凝土挑檐板上做防水层等做法。无论采用哪种做法，都应注意做好滴水，如图7-24所示。

图7-24　自由落水挑檐示意图(单位:mm)

②挑檐沟外排水檐口。檐沟构件一般采用现浇或预制的钢筋混凝土槽形天沟板，在沟底用低强度等级的混凝土或水泥炉渣等材料垫置成纵向排水坡度，铺好隔离层后再浇筑防水层，防水层应挑出屋面并做好滴水，如图7-25所示。

7-25挑檐沟外排水檐口示意图(单位:mm)

③坡檐口。建筑设计中出于造型方面的考虑，常采用一种平顶坡檐即“平改坡”的处理形式，使较为呆板的平顶建筑物具有某种传统的韵味，以丰富城市景观，如图7-26所示。

4)雨水口构造。刚性防水屋面的雨水口有直管式和弯管式两种做法，直管式雨水口一般用于挑檐沟外排水的雨水口，弯管式雨水口用于女儿墙外排水的雨水口。

图7-26　平屋顶坡檐构造示意图(单位:mm)

①直管式雨水口。直管式雨水口为防止雨水从雨水口套管与沟底接缝处渗漏，应在雨水口周边加铺柔性防水层并铺至套管内壁，檐口处浇筑的混凝土防水层应覆盖于附加的柔性防水层之上，并于防水层与雨水口之间用油膏嵌实，如图7-27所示。

图7-27　直管式雨水口构造示意图(单位:mm)

②弯管式雨水口。弯管式雨水口一般用铸铁做成弯头。雨水口安装时，在雨水口处的屋面应加铺附加卷材与弯头搭接，其搭接长度不小于100mm，然后浇筑混凝土防水层，防水层与弯头交接处需用油膏嵌缝，如图7-28所示。

图7-28　弯管式雨水口构造示意图(单位:mm)