中交第三航务工程勘察设计院有限公司 上海 200032
摘要：随着社会的发展，人们对建筑的舒适度、美观度要求越来越高，建筑屋面作为建筑物的重要构件，其材料选择的合理性、屋面造型的和谐性对建筑舒适与美观至关重要，本文介绍总结建筑屋面的类型、功能要求、防水及保温做法，建筑选材与地域的关联性等内容，以完成对建筑屋面的浅探。
关键词：建筑屋面；不同屋面优缺点；屋面与地域的关联性
Research on building roof design
Abstract：With the development of society，people are more and more demanding on comfortable and aesthetics of buildings，building roof is an important component of building，The choice of materials and the harmony of roofing are crucial to the comfort and beauty of buildings.This article describes the type of roofing，functional requirements，waterproofing and insulation practices，building materials and geographical relevance，etc.in order to complete researching on building roof shallowly.
引言
随着社会经济的发展，人们对建筑的要求越来越高，主要体现在对建筑舒适度的注重，建筑舒适度主要与建筑围护结构有关，建筑围护结构主要由屋面、墙体、门窗等构件组成，而屋面是建筑构件中非常重要的围护结构，因此建筑屋面做法的探讨，对设计较高舒适度的建筑很有帮助，本文将针对建筑屋面进行探讨。
随着高层建筑的快速发展，屋顶逐渐从人们的视野中消失，但是屋顶的重要性[1]并没有减弱，反而比以前更显得重要，屋顶不仅仅为了满足一些建筑工程方面的需求，比如挡风遮雨、屋顶排水、屋顶保温等，它还有一些其他功能，比如文化象征、人们活动的场所、绿色建筑的重要组成部分、改善城市环境等。
1 建筑屋面的类型[2]
（1）按屋面形式分，可分为：平屋面、坡屋面和异性屋面。
（2）按屋面材料分，可分为：钢筋混凝土屋面、瓦屋面、木屋面、金属板屋面、玻璃顶屋面等。
（3）按屋面防水材料分，可分为：卷材或涂膜屋面、刚性防水层屋面、瓦屋面、金属板屋面等。
（4）按屋面的使用特征分，可分为：保温屋面与隔热屋面，隔热屋面有架空屋面、蓄水屋面、种植屋面等。
（5）按照构造做法及使用用途分，可分为：上人屋面与不上人屋面。
（6）按防水层设置的位置分，可分为：正置式屋面和倒置式屋面。
2 屋面的功能要求及基本技术指标要求[3]
屋顶是房屋最上层起承重与覆盖作用的构件。它的作用主要有三个：一是防御风、雨、雪、太阳辐射热和冬季低温等自然界的影响；二是承受自身重量及风、沙、雨、雪等外界荷载及施工或屋顶检修人员的活荷载；三是屋顶是建筑物的重要组成部分，对建筑形象的美观起着重要的作用。即承重、围护和装饰作用。
屋顶设计必须满足坚固、耐久、保温（隔热）、防水、排水、抵御侵蚀等要求。同时，还应做到自重轻、构造简单、施工方便，便于就地取材等。在这些要求中，防水、排水最为重要。
3 不同类型屋面防水做法及优缺点
屋面工程首先要做到具有良好的排水功能和阻止水侵入建筑物内的作用，阻止水侵入建筑物内必须要做好防水。根据建筑物的类别、重要程度和使用功能要求不同，建筑物防水等级也有所不同，一般重要建筑和高层建筑防水等级要做到Ⅰ级，为两道防水，即除做一道防水层外，再额外增设一层防水附加层；而一般建筑物防水等级仅需做到Ⅱ级，只做一道防水。
做好屋面防水，需要综合考虑很多方面的因素，总体上讲，防止屋面渗漏，设计方案是前提，材料选择是基础，施工质量是关键，维修管理是保证。只有严把材料关，精心设计，用心施工，才能保证屋面防水的工程质量。本章节从设计角度探讨一下不同类型屋面防水做法及优缺点。
谈及屋面防水，不得不提及屋面排水，因为屋面排水也是屋面防水的一个重要方面，只有及时将屋面雨水排走，才能减小防水层的负担，从而避免渗漏的发生。屋面排水方式与建筑物屋顶的形式、气候条件、使用功能等因素有关。一般高层、多层建筑多采用有组织排水，低层建筑和檐高小于10m的屋面，多采用无组织排水；采用有组织排水时同时要依据所在地区的气候条件、降雨大小、降雨历时情况，来合理确定屋面檐沟的宽度和屋面的排水坡度，以使屋面能迅速及时的排走雨水。
屋面防水分为构造防水和材料防水[4]。
（1）构造防水是依靠构件形状的合理性以及连接细部构造正确性的一种防水方法；
（2）材料防水是一种利用材料本身的不透水性及连接处的密封性，堵住水通道的一种防水方法。
建筑屋面根据防水材料的不同性质，可分为刚性防水屋面和柔性防水屋面。
刚性防水屋面包括：金属屋面、烧结瓦水泥瓦防水屋面；
金属屋面优点：施工速度快，坚固，重量轻，价格低一些；
缺点：保温性能差。
柔性防水屋面包括：油毡瓦屋面、卷材防水屋面、涂膜防水屋面、复合防水屋面、玻璃采光顶屋面。
1）油毡瓦屋面优点：
a）施工简单，可以降低人工成本，从而降低工程造价；
b）自重较轻，降低屋面荷载；
c）色彩丰富，选择多样；
缺点：使用年限较短。
2）卷材防水屋面优点：自重轻，防水性好，防水层的柔韧性好，能适应一定程度的结构振动和胀缩变形。
缺点：造价较高，卷材易老化与起鼓，耐久性较差，施工工序多，工效较低，且产生渗漏水时，找漏修补比较困难。
3）涂膜防水屋面优点：
a）当遇到作业面形状复杂、节点繁多时，涂膜防水操作更简单、容易，且防水效果较好；
b）可形成连续无接缝的防水涂膜层；
c）操作简单，无需加热（热熔型涂料除外）
d）屋面渗漏时，更容易找到渗漏点维修
缺点：价格较高，对施工人员技术要求高，且对天气要求严格，含水率高时无法施工。
4）复合防水屋面优点：充分发挥各种防水的优势，使其优点互补，提高整体防水性能，使屋面防水更佳。
缺点：施工工艺相对复杂、繁琐。
5）玻璃顶屋面优点：通透性好、采光较足，造型现代。
缺点：保温性能较差，内侧易结露，造价较高。
4 倒置式屋面与正置式屋面区别及优缺点
正置式屋面是指保温层位于防水层下方的保温屋面。该保温方式是传统的屋面保温方式。优点是对保温材料要求条件较低，价廉。缺点为施工程序复杂，使用寿命短，屋面易漏水。
倒置式屋面是指保温层位于防水层之上的保温屋面。其优点是由于保温材料的保护作用，使防水层避免了室外温度剧变、紫外线辐射作用及施工人员踩踏等带来的损害，从而大大延长了防水材料的使用年限，有效解决了屋面漏水的问题。同时，该保温方式施工简单，不受气候条件的影响，是一种理想的屋面保温系统。
5 上人屋面与不上人屋面区别
（1）工程做法不同：不上人屋面一般做完防水层或保温层后就完工了，或者在柔性防水层上做一层简单的保护层。而上人屋面要考虑屋面的防水及保温层的保护措施，要上人，所以要加一层刚性保护层。
（2）屋面保护层不同：在柔性防水层（卷材、涂抹）之上应设保护层，不上人的柔性防水层的保护层，可为浅色涂料、砂粒、铝箔（卷材自带）等。上人的柔性防水层上的保护层则一般为细石混凝土或块材。如果选择高分子卷材，须设无纺布隔离保护层。
（3）对屋面的安全要求不同：不上人屋面可以没有女儿墙也可以有女儿墙，有女儿墙的话只需满足泛水要求即可，而上人屋面，一般都有女儿墙，而且女儿墙高有限制，除满足泛水要求，还必须达到安全要求高度。
（4）通向屋面的出入口形式不同：上人屋面一般有专门的楼梯间通向屋顶，而不上人屋面可以留一个上人孔，通过爬梯上到屋面层。
（5）适用范围不同，上人屋面常具有以下情况：
a）允许有人在上面进行聚会、休闲等活动（检修之类的不算）；
b）在使用中具有和露台同样或超过功能（如观景、晾晒、锻炼等等）的屋面；
c）防火疏散必须要经过的屋面；
d）屋面上有电梯机房、储藏室、水箱间等有一定功能的房间。
其他的就可以定性为不上人屋面，简单说就是平时没有人活动的屋面。
（6）屋面荷载不同：
a）上人屋面增加了一层刚性层，因此结构恒载不同了。
b）由于上人屋面是可以上人活动的，因此结构还要考虑上人活荷载。
6 屋面与地域的关联性
（1）屋面坡度与地域的关联性
屋面坡度大小与降雨量、降雪量大小有关，比如我国南方、泰国等热带国家雨水多，为了屋面能较快排水，以免屋面长期积水、排水不及时造成屋面出现渗水现象，坡度一般较大；俄罗斯传统建筑，冬季严寒，雪荷载大，一般坡度也大。而山西平遥、新疆等地区，降水少，坡度一般也不大，西藏，干脆是土屋面，平屋顶。
（2）屋面保温与地域的关联性
随着社会的发展，能源越来越紧张，在我国，建筑能耗在整个社会综合能耗中占很大比重，因此，建筑节能势在必行。建筑要节能，必须要做好建筑保温，与建筑保温紧密相联的围护构件有屋面、外墙面、门窗等，屋面作为一个十分重要的围护构件，如何因地制宜地选择屋面保温材料尤为重要，本章节着重介绍一下建筑屋面保温与地域的关联性。
一般保温层应根据屋面所需的热阻和传热系数选择质轻、高效的保温材料，同时保温层宜选用导热系数小、吸水率低、密度小的材料，且保温材料应有一定的强度。不同地区的气候不同，建筑的热工设计要与工程所在地气候相适应，比如，在气候潮湿地区，保温材料就不宜选用吸水率偏高的材料，因为一旦保温材料吸水过多，其保温性能会大大下降；如工程在沿海地区，保温材料宜具有耐海水蒸汽腐蚀的性能；在气候炎热及严寒地区，建筑保温材料必须能经受自然界高温、冻融等极端气候的考验。
（3）屋面防水与地域的关联性：
屋面防水，应根据建筑物的防水等级、防水耐久年限、结构形式、气候条件以及工程实际情况等因素来确定防水材料的选择。我国地域辽阔，地区之间气候、温差差异比较大，防水材料宜选择能耐高低温性能的防水材料，一般我国北方寒冷地区，屋面防水材料宜选用三元乙丙橡胶防水卷材等合成高分子防水卷材、沥青类等耐低温卷材以及具有良好低温柔韧性的高分子防水涂料等。而在我国南方的等高温多雨地区，防水层就应优先选用吸水率低、整体性好的高分子涂膜防水材料。如若建筑是一些生产或储存酸、碱等化工产品的厂房或仓库，屋面防水层就宜选择具有耐酸、耐碱性能的柔性防水材料。
7 屋面与美学的关联性
屋顶是建筑外部性体的重要组成部分，屋顶形式对建筑造型影响很大。屋顶覆盖于建筑承重构件之上，
图一建筑屋顶像翅膀，像纸飞机，有冲向天空的动态感，屋顶富有张力，又使得建筑现代感十足，在草坪上，极具活力，屋顶成为了该建筑形态美的重要元素。
说起建筑屋顶，不得不提法国建筑大师勒柯布西耶的朗香教堂（图2），在该设计中柯布西耶脱离了理性主义，转到了浪漫主义和神秘主义，屋顶充满艺术形态，像合拢的双手，像修女的帽子，用无规律的造型体现现代力学，使建筑又充满了浪漫主义色彩。
8 结论
本文对屋面类型、功能要求、技术指标、屋面防水、保温做法及优缺点做了一些阐述与探讨，屋面作为建筑的一个重要构件，对建筑舒适度、建筑造型及建筑造价等都有影响，因此如何根据工程实际情况选用合适的屋面形式、屋面材料，是设计人员需要研究与探讨的，希望通过本文对建筑屋面的总结与探讨，能对屋面设计的理论与实践提供一些可行性参考。
参考文献：
[1]王刚.浅谈建筑屋顶的重要性[J].建筑工程技术与设计，2015，（14）：1696-1696.
[2][3][4]沈春林.屋面工程防水设计与施工[M].2版，北京：化学工业出版社，2016
论文作者:宋子阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/23
标签：屋面论文; 建筑论文; 防水层论文; 屋顶论文; 上人论文; 卷材论文; 关联性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;