ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ - "КРОВЛИ"

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

УТЕПЛЕНИЕ СКАТНОЙ КРОВЛИ и МАНСАРДЫ

УТЕПЛЕНИЕ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ПЛОСКИХ КРОВЕЛЬ

ДРЕНАЖНЫЕ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ПЛОСКИХ КРОВЕЛЬ

ПАРОИЗОЛЯЦИЯ ПЛОСКИХ КРОВЕЛЬ

ПАРОИЗОЛЯЦИЯ СКАТНЫХ КРОВЕЛЬ

Понятия Кровля и Крыша часто подменяют друг друга, однако, следуя официальным определениям, мы получим следующую информацию:

Крыша - верхняя ограждающая конструкция здания, воспринимающая внешние воздействия, а также выполняющая несущие, гидроизолирующие и теплоизолирующие функции. Любая крыша включает в себя несущую конструкцию (деревнный или металлический несущий каркас), пароизоляционные и ветрозащитные мембраны (при необходимости), гидроизоляцию.

Кровля – материал покрытия крыши, собственно гидроизоляционный слой.

Различают два вида крыш: скатные и плоские (эксплуатируемые).

Скатная кровля

Скатная кровля - система наклонных плоскостей (скатов), которая состоит из стропильной конструкции, и комплекса необходимых материалов, призванных обеспечить комфортные условия проживания или эксплуатации здания. В данный необходимый комплекс входят:

-кровельные гидроизоляционные покрытия, такие как: различного рода черепичные и листовые покрытия (цементно-песчаная, керамическая, битумная или металлическая черепица, медный или оцинкованный профилированный лист, гофрированный лист и т.п.)
-теплоизоляционные материалы (минераловатные утеплители)
-подкровельные пленки и мембраны

Стропильная конструкция

Стропильная конструкция - это система деревянных или реже металлических каркасных элементов, связанных между собой, формирующих общий вид кровли и отвечающих за ее жесткость и несущую способность. При расчете стропильной конструкции учитываются ветровые и снеговые нагрузки, вес всей конструкции, а также полезная нагрузка т.е. вес возможного оборудования внутри конструкции. Полезная нагрузка учитывается при устройстве мансардных кровель или если внутри чердачного помещения возможна установка технического оборудования. Снеговые нагрузки принимают из расчета 180 кг/м2 в горизонтальной проекции. При углах наклона кровли более 60⁰, значениями снеговых нагрузок можно пренебречь. Расчетная величина ветровой нагрузки - 35 кг/м2. Поправку на ветер вносят при уклоне кровли более 30⁰. Нормы снеговой и ветровой нагрузок приведены для средней полосы, куда входит Подмосковье, по (СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия).

Влажность деревянных элементов стропильной конструкции не должна превышать 18-22%.

Итак, приведем основные названия элементов стропильной конструкции. Определения, приведенные ниже, даны для деревянной конструкции, хотя и для металлических каркасов они также верны.

Стропила - длинные наклонные деревянные балки, формирующие скаты кровли и углы их наклона. Могут также иметь название - стропильные ноги. Геометрические размеры стропил зависят от нагрузок, описанных выше, которые необходимо просчитывать заранее, но в основном сечение стропил 50х150 или 50х200 мм.

Мауэрлат - мощный брус, устанавливаемый на самом верху длинной стены здания и параллельно ей. На мауэрлат приходится опора всех стропил.

Прогон или затяжка - длинная поперечная балка, связывающая нижние концы двух стропил. Прогон и два стропила образуют треугольник (в самом простом варианте) называемый фермой.

Ригели, стойки - соединительные элементы стропильной конструкции, обеспечивающие ee жесткость и разгружающие стропила. Ригель параллелен прогону и связывает два стропила около верхней точки их пересечения. Стойка перпендикулярна прогону и связывает его с одной из стропил фермы.

Ендова - внутренний угол, образованный при пересечении перпендикулярных скатов кровли. При конструировании кровли этот узел требует особого внимания, как с точки зрения разработки, так и последующего его монтажа. Дело в том, что большое количество ендов (внутренних углов) на кровле затрудняет таяние снегового покрова и способствует образованию снеговых карманов. Снеговая нагрузка в этих узлах может доходить до значений 300-400 кг/м2. Поэтому при большом количестве ендов необходимо предусмотреть их принудительных подогрев.

Конек - верхнее ребро, образованное при пересечении параллельных скатов кровли.

Обрешетка - деревянные бруски сечением, как правило, 50х50 мм, устанавливающиеся на стропила и параллельно им. Назначение обрешетки - обеспечение воздушного зазора (50 мм) между кровельным покрытием и теплоизоляционным слоем, а также крепление паропроницаемой мембраны, устанавливаемой между обрешеткой и стропилами.

Контробрешетка - деревянные бруски или обрезные доски, а также листовые материалы (OSB, влагостойкая фанера), в зависимости от типа кровельного покрытия. Контробрешетка устанавливается поверх обрешетки и перпендикулярно ей и стропилам. Существует два типа контробрешетки - сплошная и каркасная.

Сплошная контробрешетка применяется при использовании в качестве кровельного покрытия различного рода битумных черепичных материалов. Применение сплошной контробрешетки при применении битумной черепицы обусловлено тем, отдельные ее мягкие и гибкие части (гонты) требуют жесткого основания по всей площади кровли. Наиболее качественным материалом для контробрешетки является OSB. Этот тип материала представляет собой жесткую плиту, изготовленную путем прессования стружечных элементов, относительно большого размера и водоотталкивающих смол. Минимальная толщина таких плит для применения их в качестве контробрешетки - 9 мм. Так же можно применять для контробрешетки влагостойкую слоеную фанеру. Влагостойкая фанера имеет маркировку - ФСФ. И, наконец, еще одним материалом для контробрешетки служит обыкновенная обрезная доска, которая монтируется без зазоров, подобно устройству пола.  

Каркасная контробрешетка служит основанием для кровельного покрытия такого как, различного рода черепичные и листовые материалы, за исключением, указанных выше битумных черепиц. Материалом контробрешетки служит брус сечением 50х50 мм, который монтируется перпендикулярно стропилам. Шаг между брусьями обрешетки составляет 200 -300 мм и зависит от длины черепичного элемента.

Общей рекомендацией для стропильной конструкции может быть то, что все ее элементы должны быть обработаны антисептирующими и противопожарными составами.

Теплоизоляционные материалы.

Теплоизоляция является одним из важных элементов скатной кровли, поэтому выбору теплоизоляции надо уделить особо пристальное внимание. Одним из самых распространенных решений на сегодняшний день является выбор теплоизоляции на основе минераловатных утеплителей, изготовленных из волокон базальтовых пород . 

В пользу этого типа утеплителей говорит ряд значимых факторов, а именно: 

- Устойчивость утеплителя к статическим нагрузкам. Теплоизоляционные материалы не должны изменять свои геометрические размеры в течение их срока эксплуатации, т.е. не давать усадки под воздействием собственного веса и конденсируемой влаги в полости плиты. На данную физическую характеристику влияют объемный вес теплоизоляционного материала (отношение массы волокна к его занимаемому объему), оптимальное значение которого должно быть в пределах 27-35 кг/м3, а также длина самого минерального волокна.
Длинные волокна теплоизоляционного материала в переплетении между собой дают гибкую, упругую структуру. При снятии внешней нагрузки на подобный материал он принимает свои первоначальные геометрические размеры. Упругий теплоизоляционный материал, установленный между элементами каркасной конструкции, заполняет собой все пространство каркаса, тем самым не позволяя образовываться, так называемым, мостикам холода.

- Способность утеплителя к самовентиляции, т.е. способность беспрепятственно выводить конденсируемую влагу из полости теплоизоляционного материала. На данную характеристику влияют гидрофобизирующие (водоотталкивающие) составы, которыми должны быть пропитаны волокна материала. Равномерное распределение гидрофобизирующих составов обеспечивает паропроницаемость по всей полости плиты и не позволяет скапливаться влаге на отдельных ее участках.

- Минимальные выделения химических веществ из утеплителя. Как известно связывающим составом минеральных волокон утеплителя являются химические смолы, и со временем происходит эмиссия (улетучивание) паров этих составов. Чем меньше процент содержания связывающих составов, тем теплоизоляционный материал экологичней. Длина минерального волокна, описанная выше, также влияет на концентрацию связующих составов. При короткой длине волокна требуется большее количество связующих составов, для того чтобы скрепить эти волокна, что повышает процент эмиссии.

- Высокие теплотехнические характеристики при оптимальном объемном весе. Одной из важнейших характеристик, обеспечивающей высокие теплоизоляционные свойства является способность постоянно удерживать теплый воздух во внутренних полостях плиты. Показатель концентрации волокон плиты, выраженный через объемный вес, равный 27-35 кг/м3, надежно предотвращает замещение теплых масс воздуха внутри плиты на холодные внешние массы и оптимально подходит для каркасных конструкций и скатных кровель.

- Высокие противопожарные и огнеупорные характеристики утеплителя. Температура плавления базальтового волокна составляет 1000 0С. Подобного показателя не обеспечивает ни один из других типов утеплителей.

- Высокие звукоизоляционные характеристики. Большое количество мелких воздушных полостей внутри плиты утеплителя, играют роль надежного звукоизолирующего материала. Применяя различные толщины изоляционных плит в сочетании с другими конструктивными элементами, возможно добиться снижения шума на 30-60 Дб.

Пароизоляционный слой

Пароизоляционные пленки необходимо применять во всех случаях использования минераловатных утеплителей в конструкциях скатных крыш. Их функция - защищать теплоизоляционный слой от проникновения водяных паров, образующихся во внутренних помещениях в результате жизнедеятельности людей (приготовление пищи, стирка, уборка, и т.п.) и поднимающихся к кровле за счет диффузии и конвекционного переноса.

Пароизоляционные пленки размещаются с внутренней части стропильной конструкции перед утеплителем и препятствуют проникновению водяного пара из внутреннего пространства объекта в теплоизоляцию, что приводит к значительному снижению конденсации воды в слоях изоляции.

Пароизоляцией может служить обычная полиэтиленовая пленка, однако лучше применять специализированные пленки , обеспечивающие большую долговечность. Пароизоляционные пленки устанавливаются таким образом, чтобы края пленок заходили друг на друга (в нахлест) на 10-15 см. Иногда, для лучшей изоляции, имеет смысл проклеивать места нахлеста специальными двусторонними скотчами.

Паропроницаемый гидроизоляционный слой

Паропроницаемые гидроизоляционные пленки применяются при устройстве скатных крыш со всеми видами покрытий. Они являются вторым рубежом защиты теплоизоляционного слоя от наружной влаги (снег, капли воды, конденсат), которая может проникать под кровельное покрытие при экстремальных погодных условиях (сильный ветер или косой ливень). Пароизоляционные гидроизоляционные пленки также должны обеспечивать выведение паров конденсируемой влаги, образовавшихся внутри теплоизоляции.

Паропроницаемые пленки устанавливаются над теплоизолирующим слоем с небольшим воздушным зазором (до 5 см), обеспечивающим дополнительную вентиляцию теплоизоляционного слоя.

ПЛОСКАЯ КРЫША

Плоская крыша представляет собой пирог, состоящий из основания, пароизоляционного, теплоизоляционного и гидроизоляционного слоёв. Максимальный уклон плоской кровли не должен превышать 25 градусов.

Основными функциями плоской крыши, как и любой другой, являются защита здания от атмосферных осадков и теплоизолирующая функция. Плоскую крышу можно разделить на два вида: плоскую мягкую и инверсионную.

Плоская мягкая крыша

Мягкие крыши за последнее время получили огромное распространение на строительных объектах. Основные преимущества - возможность закрывать большие кровельные площади здания в короткие сроки, относительно небольшой вес, простота монтажа. Плоская мягкая крыша состоит из пароизоляционного, теплоизоляционного, гидроизоляционного слоев и крепежных элементов, обеспечивающих фиксацию всех этих слоев.

Пароизоляционный слой защищает теплоизоляционный слой от проникновения водяных паров, образующихся во внутренних помещениях и поднимающихся к кровле за счет диффузии и конвекционного переноса, в результате эксплуатации внутреннего помещения.

Теплоизоляционный слой выполняет две функции. Первая функция - это обеспечение, собственно, теплоизолирующих свойств и вторая функция - это распределение возможной нагрузки в процессе эксплуатации кровли. Под эксплуатацией мягкой плоской кровли понимается ряд мероприятий, связанных с ее уборкой или обслуживанием оборудования, находящегося на ней, без применения тяжелой техники.

Кровельная теплоизоляция.

Наиболее распространенной теплоизоляцией для мягких крыш являются минераловатные плиты на основе базальтового волокна, способные нести механическую нагрузку. Высокая механическая прочность каменной ваты обеспечивается её уникальной структурой - тончайшие волокна материала расположены хаотично в горизонтальном и вертикальном направлениях и под различными углами друг к другу. Это один из основных факторов, косвенно влияющих на показатели прочности на сжатие (кПА) и сопротивления на отрыв слоев утеплителя на базальтовой основе. Часто приходится наблюдать ошибочное мнение - при оценке прочностных показателей изделий отталкиваются только от значений их плотности, практически не имеющих ничего общего с прочностью на сжатие у современных теплоизоляционных материалов.

Плиты для мягкой кровли могут быть применены, как в однослойном варианте, так и в варианте двухслойного утепления. Для однослойного варианта применяются жесткие плиты несущей способностью - 50 кПа. Для двухслойного случая применяют плиты с разными техническими характеристиками. Нижний слой, как правило, толще, но менее плотный, чем верхний слой. Значения прочности на сжатие для нижнего слоя соответствуют 30-40 кПа.

Верхний слой должен иметь прочность на сжатие - 60-80 кПа., его толщина варьируется от 20 до 50 мм.

Двухслойная конструкция теплоизоляционного пирога позволяет решить сразу несколько задач:

- Распределение различных функций на каждый из слоёв. Превалирующая функция верхнего слоя

- воспринимать внешние нагрузки и равномерно перераспределять их по внутренним плитам, при этом обеспечивая внешний тепловой барьер. Основная задача нижнего слоя - собственно теплоизолирующая функция уменьшение веса теплоизоляции. Для удовлетворения требуемых значений показателей теплопроводности и нагрузки в однослойной конструкции необходимо подобрать утеплитель большей толщины, нежели суммарный показатель толщин в двухслойной конструкции. Это приводит на больших площадях, для которых в основном и применяется плоская кровля, к увеличению нагрузок на несущие конструкции и следовательно к уменьшению срока эксплуатации

- Уменьшение себестоимости двухслойной конструкции из-за возможности применения теплоизоляции меньшей суммарной толщины, чем в однослойной

- Увеличение срока службы теплоизоляции. Специализация теплоизоляционных слоев позволяет распределить внешнюю нагрузку на каждый из них по назначению применения, тогда как использование одного слоя для решения задач теплоизоляции и механической прочности увеличивает нагрузку на материал и сокращает срок его службы

- Устранение мостов холода на стыках теплоизоляционных плит. В двухслойных теплоизоляционных системах швы нижнего слоя плит закрываются верхним слоем теплоизоляции, т.е. инсталляция каждого слоя осуществляется со смещением относительно другого

Актуальная проблема теплоизоляции - защита от попадания в неё влаги. При попадании её в воздушные полости плиты, воздух вытесняется водой, что приводит к ухудшению теплоизоляционных способностей материала. Повышение влажности каменной ваты на 1% ведёт к увеличению её теплопроводности на 12%. В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара и, проходя через паропроницаемые материалы теплоизоляции под действием разницы давлений водяных паров внутреннего и наружного воздуха, влага должна испаряться наружу. Обязательное условие работоспособности всех систем утепления - повышение значения паропроницаемости используемых материалов от слоя основания к внешнему слою (т.е. в данном случае от пароизоляции к гидроизоляции). И хотя все качественные современные утеплители на каменной основе являются гидрофобными и с высоким показателем паропроницаемости, на сегодняшний момент это условие систем утепления для кровель не выполнимо из-за низкого значения паропроницаемости у всех существующих видов гидроизоляции. Поэтому влага, из проходящего сквозь утеплитель воздуха, скапливается внутри кровли между слоями утеплителя и у границы утеплителя с гидроизоляционным слоем.

Финский производитель теплоизоляционных материалов - компания PAROC успешно решил задачу путём вентиляции кровли. Компания PAROC выпускает не имеющий аналогов материал с воздушными пазами - PAROC ROS 30g, ROS 40g. При инсталляции, воздушные пазы плит объединяются в единую вентиляционную систему. Ветровое давление и перепад давлений вследствие разности высот и температур, заставляют влажный воздух двигаться по пазам каналов, а затем через выводящие дефлекторы он выводится наружу здания.

Гидроизоляционный слой

Гидроизоляционным слоем для мягкой плоской кровли служит огромное количество мембран, которые широко представлены на строительном рынке. Одно из лидирующих мест в данном направлении принадлежит финской компании ИКОПАЛ , впервые выпустившей на рынок гидроизоляционную мембрану с функцией вентиляции на битумной основе. Гидроизоляционные мембраны на плоских мягких крышах крепятся сверху утеплителя путем приварки и/или механической фиксации.

Крепежные элементы

Крепежные элементы для мягких кровель, в основном, состоят из двух элементов: первый - это пластиковый полый стержень на верхнем конце, которого имеется широкая шляпка, как у гриба, второй элемент это металлический саморез, либо металлический дюбель, в зависимости от основания, который вставляется внутрь пластикового стержня.

Материал, из которого изготовлен пластиковый стержень - жесткий ПВХ. Этот материал не подвержен разрушению при отрицательных температурах.

Металлический саморез или дюбель должен быть оцинкованным или иметь другое защитное покрытие против коррозии.

Крепежные элементы должны подбираться следующим способом:

Длина пластикового стержня должна быть на 2-3 см меньше теплоизоляционного слоя. Это требование обусловлено тем, что при внешней нагрузке на мембрану рядом с местом крепления, на уже смонтированном участке кровли, при несоблюдении вышеуказанного требования, создаются растягивающие нагрузки в местах сваривания мембраны, что может повлечь дальнейшее разрушение сварного шва.

Металлический саморез или дюбель должны входить в основание на 3-4 см. Т.е. общая длина металлического крепежного элемента составляет 60-70 мм.

ИНВЕРСИОННЫЕ КРОВЛИ

Другим конструкционным решением плоской кровли может стать, так называемая, инверсионная кровля . Данный тип кровли способен нести высокие механические нагрузки при высоких теплоизоляционных показателях. Ее отличие от мягкой плоской кровли заключается в том, что утепляющий слой расположен не под гидроизоляционным ковром, а над ним. Такая конструкция позволяет предохранить гидроизоляционный слой от разрушающего воздействия ультрафиолетовых лучей, резких перепадов температуры, циклов замораживания и оттаивания, а также механических повреждений, что обеспечивает увеличение срока службы инверсионной крыши по сравнению с традиционной мягкой кровлей. Конструкция инверсионной кровли позволяет использовать ее в качестве эксплуатируемой плоской крыши, которая может использоваться как стоянка автотранспорта, парковая зона с зелеными насаждениями, и т.п.

На железобетонной плите покрытия по стяжке (или без нее) устраивают гидроизоляционный ковер, поверх которого укладывают плиты утеплителя. На теплоизоляцию настилают ковер из фильтрующего материала, а затем насыпают гравий. Если крыша эксплуатируемая, то можно уложить тротуарную плитку. Рекомендуемый уклон инверсионных кровель 2,5-5%.

В процессе эксплуатации крыши талая или дождевая вода через гравийный слой протекает вниз, проходит через фильтрующий материал, частично через стыки между плитами утеплителя и стекает по гидроизоляционному ковру в водоотводящие устройства.

Гидроизоляционный слой

Кроме специальных гидроизоляционных мембран, на инверсионных крышах используют специальные дренажные мембраны , обеспечивающие отвод воды от низлежащих слоев крыши.

Теплоизоляционный слой

Для утепления инверсионной крыши применимы только негигроскопичные материалы, способные сохранять высокие теплоизоляционные характеристики во влажной среде. Этим требованиям удовлетворяют утеплители на основе экструдированного пенополистирола с замкнутыми порами, имеющие близкое к нулю водопоглощение, хорошие теплозащитные характеристики во влажной среде и достаточную прочность.