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保温层设在结构层之上，防水层之下。由于室内采暖的热量直接影响到屋面防水层，这种做法也称为 “热屋顶保温体系”。这种形式构造简单，保温层设在冷的一侧，符合热工学原理。保温层设置在防水层上面，其构造层次为保温层、防水层、结构层。这种方式又称为 “倒铺法”保温，可以保护防水层不受阳光辐射和剧烈气候变化的直接影响。保温材料选用吸湿性低、耐候性强的保温材料，如聚苯乙烯平泡沫塑料板或聚氨酯泡沫塑料板等，而吸湿性很强的加气混凝土和泡沫混凝土则不宜采用。在保温层上应设保护层，防止表面破损和延缓保温材料的老化。
防水层与保温层之间设空气间层。由于室内采暖的热量不能直接影响到屋面防水层，这种做法也称为 “冷屋顶保温体系”。平屋顶冷屋面保温常用做法是用垫块架空预制板，形成空气间层，再在上面做找平层和防水层。空气间层可以带走穿过顶棚和保温层的蒸汽和保温层散发出来的水蒸气，并防止屋顶深部水的凝结、带走太阳辐射热通过屋面防水层传下来的部分热量。空气间层通风流畅，否则会降低保温效果。
柔性防水屋面，是将柔性的防水卷材相互搭接用胶结材料粘贴在屋面基层上形成防水能力。柔性防水屋面又称卷材防水屋面，具有一定的延展性，能适应屋面和结构的温度变形。涂膜防水是将高分子防水涂料直接涂刷在屋面基层上，形成一层满铺的不透水薄膜层，使屋面具有防水能力。常用的防水涂料有乳化沥青、氯丁橡胶类、丙烯酸树脂类等。涂膜防水的防水性能好、黏结力强、延伸性大，并且耐腐蚀、耐老化、、冷作业、施工方便，具有很好的发展前景。涂膜的基层应为混凝土或水泥砂浆，要求平整干燥。
