Лекция №7. Кровли металлические, черепичные, рубероидные, деревянные.

Крыша является верхней ограждающей конструкцией здания и, следовательно, выполняет несущие, гидроизолирующие, а при бесчердачных (совмещенных) и мансардных конструкциях еще и теплоизолирующие функции.

Кровля - один из элементов крыши, ее основная задача - защищать здание от атмосферных воздействий. При этом следует понимать, что качественное выполнение кровли является обязательным, но недостаточным условием для обеспечения надежности крыши.

Основные термины и определения.

Согласно СНиП ll-26-76 «Кровли» в нормах проектирования принято выделять нижеследующие элементы.

Кровля - верхний элемент покрытия, предохраняющий здание от проникновения атмосферных осадков.

Основание под кровлю - поверхность теплоизоляции, несущих плит или стяжек, по которым укладывают слои водоизоляционного ковра (рулонного, мембранного или мастичного). В кровлях из жестких элементов (черепица, профилированные листы) опорами для закрепления этих элементов является обрешетка.

Основной водоизоляционный ковер (в составе рулонных и мастичных кровель) - слои рулонных материалов или слои мастик, армированные стекломатериалами, последовательно выполняемые по основанию под кровлю.

Дополнительный водоизоляционный ковер (рулонный или мастичный) - слои из рулонных материалов или мастик, выполняемые для усиления основного водоизоляционного ковра в ендовах, на карнизных участках, в местах примыкания к стенам, шахтам и другим конструктивным элементам.

Защитный слой - элемент кровли, предохраняющий основной водоизоляционный ковер от механических повреждений, непосредственного воздействия атмосферных факторов, солнечной радиации и распространения огня по поверхности кровли.

Покрытие - верхнее ограждение здания для защиты помещений от внешних климатических факторов и воздействий. При наличии пространства (проходного или полупроходного) над перекрытием верхнего этажа покрытие именуется чердачным.

По степени воздействия воды и атмосферных осадков принято выделять кровельные и гидроизоляционные материалы. Кровельные материалы предназначены для защиты от атмосферных осадков (дождь, снег град), т.е. от кратковременного (периодического) воздействия осадков. Гидроизоляционные материалы способны защищать строительные конструкции от постоянного воздействия воды, в том числе под давлением.

В конструкции крыши могут применяться следующие основные слои (сверху вниз):

· кровельный материал, на который при необходимости наносится дополнительный слой (посыпка, балласт и т.п.);

· гидроизоляционный слой (на пологих крышах) дополнительно изолирует внутренние слои крыши от проникновения атмосферной влаги;

· теплоизоляция - обеспечивает стабильную температуру воздуха в помещениях под крышей;

· пароизоляция - препятствует проникновению водяного пара изнутри здания в конструкцию крыши;

· основание.

Кровельные материалы подразделяют по виду исходного сырья:

· Металлические (из стали, алюминия, меди и других металлов и их сплавов);

· керамические, получаемые обжигом глиняного сырья (черепица);

· цементно - волокнистые (асбоцемент, стеклоцемент);

· цементно-песчаные(бетонная черепица);

· пластмассовые (стекловолокнистый пластик, органическое стекло);

· битумные (на основе битума, дегтя, полимеров и их смесей).

По конфигурации кровельные материалы бывают:

· плоские;

· волнистые (профилированные);

· пазогребневые;

· гребневые.

По внешнему виду и размеру:

· штучные (черепица, плитки мягкие и жесткие, металлические изделия);

· листовые (металлические и асбестоцементные, плоские и профилированные);

· рулонные материалы на основе модифицированных битумов);

· мембранные (резиновые и полимерные мембраны);

· мастичные (битумные и полимерные мастики).

Это деление достаточно условно - между штучными и листовыми материалами можно принять площадь элемента в 1 м², между рулонными и мембранными - ширину полотнища в 1 м.

По способу укладки кровельные материалы (кровли) подразделяют на:

· приклеиваемые - на горячих и холодных мастиках, на клеях,

· самоклеящиеся - битумные, битумно-полимерные, комбинированные и др., содержащие клеящий слой, покрытый пленкой или бумагой;

· механически закрепляемые - вулканические каучуки (с помощью реек, пленок, лент, шурупов с шайбами, герметиков и других материалов);

· балластные - нeприклеиваемые; материалы укладываются насухо и пригружаются гравием;

· наплавляемые - подплавлением нижнего слоя, т.е. огневым горячим способом или растворением - безогневым способом;

· наливные - бесшовные покрытия; жидкий материал на полимерной основе выливается и равномерно распределяется по всей поверхности;

· мастичные - предусматривают армирование мастичного слоя стеклоcеткой и нанесение слоев равномерной толщины без разрывов.

По эксплуатационным характеристикам все кровли можно разделить на две группы:

· неэксплуатируемые

· эксплуатируемые (для ходьбы, для движения транспорта и автостоянок, для озеленения).

Кровля, как верхний слой ограждающей конструкции, подвергается воздействиям целого ряда факторов, к которым относятся:

· атмосферные осадки;

· ветер;

· солнечная радиация;

· температурные перепады;

· водяной пар;

· химически агрессивные вещества:

· механические нагрузки.

Атмосферные осадки. Для стока дождевой воды поверхности кровли придают уклон. Задача кровли - не пропускать воду в нижележащие слои.

Важной задачей является организация системы водоотвода - внутреннего или внешнего.

Снег оказывает на крышу дополнительную статическую нагрузку (снеговая нагрузка).

Ветер. Потоки ветра образуют вокруг здания области положительного и отрицательного давления. Отрывающая сила ветра может оказаться достаточной для повреждения кровли (образования вздутий, отрыва части покрытия и т.п.) Особенно она возрастает, когда усиливается давление внутри здания (под основанием кровли) из-за проникновения воздуха через открытые двери и окна с подветренной стороны или через щели в конструкции крыши. Чтобы исключить риск повреждения крыши, ее основание должно быть как можно более герметичным кроме того, часто делают дополнительное механическое крепление кровельного материала к основанию (к обрешетке).

Солнечная радиация. Разные кровельные материалы обладают разной чувствительностью к солнечной радиации. Например, она практически не оказывает влияния на керамическую и бетонную черепицу, на кровли из металлов без полимерных покрытий. Чувствительны к солнечной радиации материалы на основе битума: от воздействия УФ - излучения ускоряется процесс их старения, поэтому они обычно имеют защитный слой из минеральных посыпок.

Некоторые материалы под действием Уф- излучения со временем теряют первоначальный цвет (выцветают) , например, металлические кровли с полимерными покрытиями.

Верхние слои кровли могут под действием солнечной энергии значительно нагреваться. Материалы на основе битума при высоких температурах размягчаются и могут «сползать» с наклонных поверхностей крыши. Чувствительны к высокой температуре и металлические кровельные материалы.

Температурные перепады. Кровля функционирует в довольно жестком температурном режиме, испытывая как пространственные, так и временные температурные перепады.

Применяют разные технические решения. В частности, в плоские кровли, для ограничения внутренних напряжений, закладывают специальные деформационные узлы.

Водяной пар постоянно образуется в помещениях здания в результате жизнедеятельности людей, в процессе диффузии и конвективного переноса водяной пap поднимается вверх и, охлаждаясь до температуры точки росы, конденсируется в подкровельном пространстве.

К неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что резко снижает его теплоизоляционные свойства. Существенным барьером на пути проникновения пара в подкровельное пространство является специальная пленка с низкой паропроницаемостью, которую в конструкции крыши размещают непосредственно под теплоизоляцией.

Для того, чтобы крыша с течением времени не теряла свою теплоизолирующую способность, необходимо чтобы вся влага, накапливающаяся в теплоизоляции зимой, летом выходила наружу эта задача решается конструктивными мерами. В частности, для плоских крыш рекомендуется не сплошная, а частичная приклейка кровельных материалов к основанию. В скатных крышах устраивают специальные вентиляционные зазоры. Как правило, их два - верхний и нижний. Через верхний зазор (между кровельным материалом и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровлю. Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель изнутри здания. Для обеспечения хорошей циркуляции воздуха применяются в качестве доборных различные вентиляционные элементы: аэраторы, решетки, специальные вентиляционные элементы кровли.

Механические нагрузки. Конструкция крыши (в том числе и кровля) должна сопротивляться как постоянным механическим нагрузкам - от насыпки и элементов монтажа, так временным - снеговым, от движения людей и техники (на эксплуатируемых кровлях).

Выбор кровельных материалов зависит от многих факторов, в том числе от:

· характеристики здания (назначение, этажность, температурно-влажностный режим, степень огнестойкости и т.д.);

· конструктивных особенностей несущих элементов крыши;

· климатических условий района строительства;

· номенклатуры имеющихся строительных материалов, а также возможности строительных организаций;

· традиция и вкуса;

· Критериями для выбора конкретного кровельного материала является его соответствие: конфигурации кровли (уклону);

· долговечности кровли;

· эстетическим требованиям:

· экономическим возможностям заказчика (стоимость материала, трудоемкость укладки, сложность конструкции кровли).

материала выдерживать температурные деформации в течение длительного срока.

Важнейшими параметрами для оценки свойств рулонных материалов являются гибкость и теплостойкость. Гибкость определяется как температура, при которой не наблюдается трещин на поверхности материала при его изгибе на брусе определенного радиуса (25 или 10 мм). Теплостойкость - это температура, при которой при испытании в течении 2-х часов не наблюдается сползания посыпки, вздутий и других дефектов вяжущего.

Кровельный материал должен оцениваться по совокупности таких характеристик, как:

· прочность;

· долговечность;

· морозостойкость;

· огнестойкость

· внешний вид (декоративные качества);

· особенности монтажа;

· особенности эксплуатации;

· комплектация доборными элементами;

· экологическая чистота.

Черепичные кровли

Черепица - один самых древних кровельных материалов. Ее начали применять в Китае около 5000 лет назад. Несколько позже керамическая черепица появилась в странах Средиземного моря, затем распространилась по Западной Европе.

Область применения черепицы очень широкая - она может применяться для каменных и деревянных домов, при новом строительстве и реконструкции.

Современная черепица позволяет выполнять скатные крыши любой сложности, однако следует знать, что форма крыши часто определяет и форму применяемых плиток (рис. 7.1) Так, например, для криволинейных поверхностей целесообразнее применять черепицу желобчатой формы или плоскую.

Черепицу применяют, в основном, на крышах с уклоном скатов 22...60° (табл. 7.1). Уменьшение угла допускается в исключительных случаях и требует применения дополнительных мер по гидроизоляции и вентиляции. При уклонах более 60° требуется уделять особое внимание дополнительному креплению черепицы к обрешетке.

Таблица 7.1. Применение черепичной кровли

Максимальный размер черепичных плиток обычно 300х400..,350х450, а вес 4...5 кг: собственный вес 1 м² рядового покрытия составляет 40...60 кг.

Черепица является одним из самых долговечных кровельных материалов - ее срок службы более 100 лет, она огнестойка, устойчива к агрессивным средам и солнечной радиации, обладает высокой шумоизоляцией и морозостойкостью. Если черепичная кровля устраивается над мансардным помещением, то в конструкции крыши должны вводиться теплоизоляционный и пароизоляционный слои (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Устройство черепичной кровли над мансардой: 1 - коньковая черепица; 2 - рядовая черепица; 3 – уплотнитель; 4,5 – гидроветроизоляционная мембрана; 6 – обрешетка; 7 – стропило; 8,9 – дистанционный и вентиляционный бруски; 10, 11 – утеплитель; 12 – гнутый стальной профиль; 13 – пароизоляционная пленка; 14 – строительная бумага; 15 – деревянный брус; 16 – гипсокартонный лист.

Необходимость устройства гидроизоляции зависит от типа используемой теплоизоляции. В качестве гидроизоляционного слоя применяются кровельные пленки, битумные рулонные материалы и т.п., которые кладутся на стропила. Над ними устраивается контробрешетка (для обеспечения вентиляционного зазора), на которую крепятся брусья обрешетки, а на них уже укладывается сама черепица (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Разрезы черепичной кровли: а – над неутепленным чердаком; б – над утепленной мансардой; 1 – стропильная нога; 2 – сплошной настил; 3 - контробрешетка; 4 - обрешетка; 5 – подкровельная пленка; 6 – теплоизоляция; 7 – пароизоляция.

При устройстве черепичной кровли на пологих крышax (менее 16°) обязательно используется сплошной настил с наплавляемой нижней кровлей.

Пo материалу черепица бывает керамической, цементно - песчаной, полимер - песчаной и стеклянной.

Керамическая (глиняная) черепица - великолепный материал, практически не требующий никакого ухода.

Цементно-песчаная (бетонная) черепица - изготавливается из портландцемента, кварцевого песка и пигментов на основе оксида железа. Черепица не подвергается обжигу, а получает прочность за счет твердения цементного раствора. Качество цементно - песчаной

черепицы в большой степени зависит от качества применяемого сырья и соблюдения технологии производства. Поскольку портландцемент во влажных условиях твердеет годами, то цементно-песчаная черепица набирает прочность в процессе эксплуатации. Это выгодно отличает ее от других видов черепицы, которые в разной степени, но с течением времени «стареют» - теряют свои технические свойства.

Полимер - песчаная черепица производится с использованием отходов полиэтилена (пленки, флаконы и другие изделия), которые смешиваются с горячим песком и красителем, расплавляются и затем прессуются. Изделия некоторое время выдерживаются в сжатом состоянии и охлаждаются на воздухе. Такой материал относится к трудногорючим.

Стеклянные черепичные плитки используются только как замена других (рассмотренных выше) черепичных плиток для создания светопрoпускающих участков кровли при освещении чердачного пространства. Поэтому стеклянные черепицы должны иметь такую же форму и размеры, как и основные.

Виды черепицы. Современная черепица выпускается нескольких основных типов: плоская (типа «бобровый хвосте или пазовая), волнообразная (в виде одной или двух волн) и желобчатая («монах/монашка»). Форма черепицы определяют способ ее и область применения.

Черепица «бобровый хвост» - старейший вид классической керамической черепицы в виде плоских плиток со скругленными концами (рис. 7.4 a, в, г).

Рис. 7.4. Виды плоской черепицы.

Уложенная в два слоя так, что каждая верхняя черепица накрывает стык двух нижележащих, она образует оригинальное, наподобие чешуи, надежное кровельное покрытие (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Способы укладки плоской черепицы.

Отсутствие замка в стыке смежных черепиц позволяет подрезать их боковые кромки, а это дает возможность применять черепицу на криволинейных поверхностях. Рекомендуемый уклон кровли для данного типа черепицы - от 30°.

Плоская и волнообразная черепицы могут быть пазовыми, т.е. иметь по горизонтальным и вертикальным кромкам пазы для замкового соединения со смежными черепицами (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Формы поперечного сечения плоской пазовой (а - в) и волнообразной пазовой (г, д) черепицы.

Благодаря этому обеспечивается более надежное крепление и водонепроницаемость кровли. Область применения пазовых черепиц ограничена плоскими поверхностями скатов крыши.

Дополнительные элементы черепичная кровля сложная система, которая, кроме рядовых черепиц, включает в себя доборные элементы, различные причем, чем сложнее геометрия крыши, тем больше необходимо этих элементов. При устройстве кровли из черепицы особое внимание уделяется вопросам вентиляции и снегозадержания. Применение элементов вентиляции кровли дает возможность избежать образования конденсата на нижней поверхности черепиц, элементы снегозадержания позволяют обезопасить людей и защитить водосточные желоба от лавинообразного схода снега.

Монтаж. Основанием под черепицу является обрешетка, которая выполняется из деревянных брусков или металлических перфорированных профилей. Расстояние между брусками определяется размерами черепиц и уклоном крыши. Так как черепица является

мелкоразмерными, точными по геометрии изделиями, то она требует точного и тщательного монтажа обрешетки.

Укладка черепицы осуществляется снизу вверх рядами. У большинства видов черепицы на нижней стороне имеется специальный выступ для крепления, которым она цепляется за обрешетку. Пазовые черепицы к тому же зацепляются друг за друга, образуя сплошной ковер.

Черепицы свеса, конька, края и др. нуждаются в дополнительном механическом креплении (шурупами, кляммерами). Если уклон кровли значительный (более 60°0), то необходимо дополнительное крепление и рядовых черепиц. Плоская черепица (например, бобровый хвост») закрепляется к обрешетке каждой плиткой. Особенности устройства черепичной кровли в различных местах крыши показаны на рис. 7.7 – 7.11.

Рис.7.7. Устройство вентилируемого конька кровли: 1 – основная водоизоляционная пленка; 2 – контробрешетка; 3 – дополнительная полоса пленки; 4 – обрешетка; 5 – аэроэлемент конька; 6 – коньковая черепица; 7 – коньковый кляммер; 8 – вентиляционная черепица.

Рис. 7.8. Устройство свеса кровли: 1 – желоб водослива; 2 – защитный фартук свеса; 3 – доска свеса; 4 – оцинкованный шуруп; 5 – ветровая доска; 6 – вентиляционные зазоры.

Рис. 7.9. Устройство наружного ребра кровли: 1 – коньковая черепица; 2 - кляммер; 3 – торцевой элемент; 4 – накосная (диагональная) стропильная нога; 5 – цементный раствор.

Рис. 7.10. Устройство ендовы (внутреннего ребра кровли): 1 – обрешетка; 2 – скоба; 3 – желобок; 4 – контробрешетка; 5 – настил; 6 – кровельная пленка; 7 – поролоновая полоса.

Рис. 7.11. Черепичная кровля скатов ломаного профиля: а – с наружным углом; б – с внутренним углом.