我國北方冬季比較寒冷，為了使環境溫度適宜，節能保溫，屋面往往需要設置保溫層。保溫材料一般質輕、多孔、導熱系數小。常用的保溫材料有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、爐渣、聚苯板、加氣混凝土、陶?；炷?、聚苯顆粒等。而這些保溫材料的吸水率較高，進水后容易造成保溫層失效，所以做保溫層的同時需要做防水層。
防水保溫屋面一般是先做保溫層，然后在保溫層上再做防水層，這樣的做法叫正置屋面。這樣的做法，可以很好得保護保溫層，也能防止雨雪水等侵入保溫層，但防水層容易受熱脹冷縮及外力作用影響而失效，需要定期檢查。同時，加入室內空氣濕度較大，水汽容易進入保溫層而散發不出去，使保溫效果大打折扣。
如果防水保溫屋面先做防水層再做保溫層，這種做法叫倒置式屋面。這樣的做法跟正置屋面相比，可以保護防水層，防止室內濕氣入侵保溫層，但不能避免外界水對保溫層的損害。最好的做法是做兩層防水，在鋪設保溫層之前先做一層防水保護，然后再鋪設保溫層，接著用防水卷材做一防水層，這樣就萬無一失了。
還有一種防水材料叫防水透氣膜，設置在保溫層上可起到透氣但隔絕水分的功效，這樣用在正置式屋面上可以起到很好的作用。
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