Прогрессивные технологии в строительстве

мастичные кровли. Мастика представляет собой жидко-вязкую однородную массу, которая после нанесения на поверхность и последующего ее отвердения превращается в монолитное покрытие — бесшовную гидроизоляционную пленку. Уклоны жидкой массы до отвердения не должны превышать указанные, хотя имеются материалы и методы, позволяющие иметь больший уклон, хотя сегодня это экономически нецелесообразно.

Для большинства скатных крыш, исключая вышеназванные, основными материалами являются штучные: листовые (шифер, стеклопластик, металл, битумно-полимерные изделия и т.п.); черепица (керамическая, цементно-песчаная, полимерная, металлочерепица и т.п.); лесоматериалы (тес, гонт, щепа и т.п.).

Для всех перечисленных штучных материалов, имеющих конечную длину и ширину, вопросы водонепроницаемости зависят от их формы и от способов сопряжений между собой вдоль и поперек скатов, отчего зависит и уклон кровли. Так на рис. VII. 10 схематически показаны характерные варианты способов сопряжения штучных кровельных изделий вдоль скатов (А) и поперек (Б). В вариантах Ао и Б 9 наличие ребер и пазов препятствует затеканию влаги под вышерасположенный элемент кровли и практически обеспечивает водонепроницаемость кровли даже при небольших уклонах. Противоположная картина в вариантах А и Б при напуске вышележащего элемента над нижележащим образуется щель, в которую во время дождя сильным ветром, силами адгезии и т.п. может загоняться влага

В варианте A1 этому противодействует гравитация; в варианте B1 поток влаги по нижнему элементу вдоль ската может увлечь влагу, стремящуюся попасть в щель в поперечном направлении, но при одном условии — существенной скорости этого потока, а это может иметь место только при значительных уклонах кровли. Для варианта A1 высота возможного подъема воды А может составлять 4—5 см. Это позволяет установить длину напуска l в зависимости от угла наклона кровли:

l = h /sinα

Очевидно, чем меньше уклон, тем меньше значение sinα , тем больше должна быть величина напуска l . И наоборот, при заданном значении l необходимо увеличивать уклон. Для примера сравниваются два вида черепицы, имеющие идентичные продольные пазы (рис. VII.11): пазовая желобчатая (ленточная) и пазовая шпунтованная (штампованная). Их сопряжения поперек ската идентичны (по схеме варианта Б 2 ). Вдоль ската сопряжения различны: для ленточной — вариант А1; для штампованной — А2. Соответственно различны и минимально допустимые уклоны: для ленточной не менее 30%; для штампованной - 12...14%.

Вывод: условия сопряжений во многом определяют допустимые уклоны кровли.

Размеры и формы кровельных элементов определяют также и вид обрешетки этих кровель. Она может выполняться из брусков 50 х 50 мм или из досок 5 = 40 или 50 мм в виде сплошного или разреженного настила. Конкретные виды и шаги обрешеток указаны на рисунках соответствующих видов кровель. Особое внимание обращается на общие положения для всех видов кровель — сплошной настил обязателен над карнизом, в ендовах, над карнизными свесами, нависающими над фронтонами, балконами и т.п.

Кровли из волнистых асбестоцементных листов (рис, VII.12). Асбестоцементные листы бывают несколько типов, отличающихся размерами: обыкновенного профиля (высота волны 30 мм, толщина 5,5 мм, длина 1200 мм, ширина 686 мм), усиленного (соответственно, 50; 8; 2800; 1000 мм), среднего и унифицированного профилей (соответственно, размеры 45-54; 6-7,5; длина 1750, 2000-2500 мм). В малоэтажном строительстве, в основном, применяют листы обыкновенного, среднего и унифицированного профилей. Усиленный профиль также изредка применяется в случаях устройства железобетонных стропил при большом шаге обрешётки — до 1 360 мм) и в промышленном строительстве.

Листы укладывают по обрешетке из брусков 50 х 50 мм (с шагом 370...525 мм и более) с напусками внахлестку поперек ската на 0,5 волны и вдоль ската; величина нахлеста вдоль ската зависит от уклона кровли (см. схему А2 на рис. VII.10): при уклоне 30% — не менее 100... 120 мм, а при меньшем уклоне — не менее 200 мм. Крепление плит осуществляется оцинкованными шурупами или гвоздями с антикоррозийной шляпкой через отверстия, рассверленные в гребне волны. Под шляпкой эластичные шайбы из резины или рубероида предохраняют кровлю от протечек. Конек покрывают специальными фасонными элементами или досками. Свес кровли при организованном наружном водоотводе выполняют из кровельной стали, подводимой под асбестоцементные листы с устройством желоба. Существуют специальные профильные элементы из асбестоцемента для обрамления дымовых труб, ребер, ендов и т.п., хотя чаще эти места выполняют из кровельной стали.

Необходимо отметить, что в гражданском строительстве ряда стран асбестоцементные материалы не рекомендованы к применению по экологическим соображениям. В нашей стране рекомендации сводятся к необходимости применять асбестоцементные листы, прокрашенные в заводских условиях.

В связи с запретом применения асбеста во многих странах на современном рынке появился безасбетовый, или цементно-волокнистый, шифер, который является современным вариантом традиционного материала. Вместо асбеста в качестве армирующего материала используется натуральное волокно. Поверхность листов покрывают слоем специальной краски. Безасбестовый шифер характеризуется небольшим весом, высокой эластичностью, устойчивостью к перепадам температур, коррозийной стойкостью, устойчивостью к биологическому воздействию, незначительными температурными деформациями, хорошей шумозащитой, а также негорючестью. Монтаж производится аналогично асбестоцементному шиферу. Для крепления выпускаются специальные гвозди того же цвета.

Аналогично устраиваются кровли из волнистых или гофрированных листов: ондулина, стальных волнистых профилей, металлического профнастила и т.п., но с обязательным учетом размеров листов, их профилей, высоты волны и пр. Так, на рис, VII.13 дан пример устройства одного из подобных профилей — штампованного металлического настила, жесткость которого обеспечена продольными ребрами (что позволяет укрупнить шаг обрешетки до 600 мм), а крепления аналогичны рис. VII. 12.

Ондулин — волнистый, не содержащий асбеста листовой материал — полимер плюс битум — листы четырех цветов размером 2 000 х 940 мм.

Схожие решения принимаются при выполнении кровель из волнистого прозрачного оргстекла, акрилового или поликарбонатного; длина листов может достигать 7,0 м.

Металлические кровли. К ним относятся: плоские (или с небольшими ребрами жесткости, подобно изображенным на рис. VII.13); покрытия из листовой или рулонной кровельной стали, выполняемые по фальцевой технологии; покрытия из профилированного листа и его разновидностей, имитирующие черепицу (металлочерепица); кровли из цветных металлов и т.д.

Кровельная сталь. Покрытие выполняется из оцинкованных или черных листов кровельной стали стандартных размеров: шириной 510-710 мм, длиной 710-3000 мм, толщиной от 0,25 до 2 мм (рис. VII.14). Листы соединяют между собой с помощью фальцев, которые бывают стоячие или лежащие. Стоячие располагают вдоль скатов крыши, лежачие — поперек и в ендовах. Лежачие фальцы загибают в направлении стока воды; при небольших уклонах и в ендовах их делают для надежности двойными. Листы кровельной стали с заранее отогнутыми краями (так называемые картины) укладывают на обрешетку крыши следующим образом. На расстоянии, равном длине картины, укладывают доски 50 х 200 мм, на которых картины скрепляются с помощью лежачего фальца. Между досками устанавливают обрешётку из брусков с шагом 250-300 мм. В ендовах и у карнизного свеса на всей его длине обрешетку выполняют из досок без зазоров. Это делается для предотвращения срыва кровли ветром (на карнизном свесе) и для тщательной заделки кровли в ендове. Точно так же выполняют обрешетки при многих других типах кровель. Кровлю крепят к обрешетке кляммерами. Кляммер — это узкая полоска кровельной стали, один конец которой притаивается под кровлей к обрешетке, а другой запускается в стоячий фальц.

Таким образом, никаких отверстий для крепежных изделий в листах кровли делать нежелательно. Для образования и закрепления свеса кровли к обрешётке через 700 мм прибивается Т-образный костыль из полосовой стали. Он имеет вынос на 100 мм от обрешётки, под который выгибают кровельную сталь с образованием капельника. Удобство использования кровельной стали в том, что ей можно придать разные формы; она имеет небольшую массу, а что обеспечивает надежную гидроизоляцию даже при уклонах 12-15%. Не случайно во многих других видах кровли ответственные места (ендовы и т.п.) выполняют из кровельной стали.

Недостатками являются большой расход металла и необходимость периодической окраски через 3-4 года (в том числе и оцинкованной, которую первый раз надо красить уже через 8-10 лет).

В массовом строительстве наибольшее распространение получили кровли из металлочерепицы (рис. VII.15), которая является разновидностью профилированного стального оцинкованного листа с полимерным покрытием, который подвергается поперечному штампованию для получения рисунка, имитирующего натуральную черепицу. В качестве исходного материала в металлочерепице применяется холоднокатанная сталь толщиной 0,5 мм. После прокатки стальной лист с обеих сторон подвергается горячей оцинковке, при этом его поверхность становится устойчивой к воздействию коррозии, затем наносится слой пластика, выдерживающий воздействие солнечных лучей и колебания температур. На рынке кровельных материалов можно приобрести металлочерепицу до 30 цветов и оттенков. К элитным (дорогим) кровельным материалам относится металлочерепица с каменной крошкой. Масса 1 м 2 кровельного покрытия не превышает 5 кг. Такие кровли легко монтируются как из готовых листов (длина которых может быть от 850 мм до 7850 мм, ширина 1000—1100 м), так и из картин, производимых на специальной установке непосредственно на строительной площадке. Листы, благодаря их профилированности, обладают достаточной жесткостью и обеспечивают надежную защиту для крыш с уклоном от 12° до 90°. Вид профиля может быть разным. Листы могут крепиться как к обрешетке, которая может выполняться из досок, так и к вентилируемой обрешетке, собираемой из металлических элементов. Перфорация на боковых стенках обеспечивает беспрепятственное течение воздуха под металлочерепичными листами и удаление влаги вместе с воздухом через вентиляционные отверстия на коньке и свесе. Листы металлочерепицы монтируют на обрешетке внахлест один над другим и крепят с помощью шурупов-саморезов и уплотнительных прокладок. Шурупы ввинчивают в верхний прогиб волны профиля. На каждом листе, под линией нахлеста вдоль ската, имеется специальная канавка на гребне волны (по всей длине нижнего листа — антикапиллярный паз). Канавка прекращает доступ воде, капиллярно поднимающейся под край листа, и отводит ее к карнизу. Для обрешетки используются доски 25 х 30 х 100 мм или бруски 50x50 мм, которые устанавливаются с определенным интервалом в зависимости от вида металлочерепицы. Под листами металлочерепицы необходимо монтировать гидропароизоляционную пленку, которая укладывается под обрешетку так, чтобы под листами остался воздушный зазор для вентиляции — для предотвращения конденсата на нижней стороне металлочерепицы .

К основным достоинствам металлочерепицы относятся: небольшой вес, простота монтажа, разнообразная цветовая гамма, длительный срок эксплуатации, экологичность и сравнительно невысокая цена.

Кровли из цветных металлов. К таким кровлям относится медная кровля, для устройства которой по современной технологии используется медная лента толщиной от 0,6 до 0,8 мм. Медную ленту укладывают на сплошную обрешетку. Это обязательное требование, выполнение которого обеспечивает в дальнейшем максимальный срок службы. Для сопряжения листов используют фальцы аналогично стальной кровле. К обрешетке медная кровля также крепится кляммерами. Они же обеспечивают компенсацию термической подвижки кровли, связанную с сезонными перепадами температур. Фальцевание и подвижные кляммеры позволяют уложить все покрытие без единого отверстия. Это отличает медную и стальную кровли от некоторых гофрированных кровельных материалов.

Количество швов в современной медной кровле намного меньше, чем даже в крыше из кровельного железа: медь поставляется в рулонах, и кровельный лист может быть длиной до 30 м. Следовательно, количество поперечных швов вдоль скатов сокращается. Вид медного покрытия может быть любой, в зависимости от желания: ровные ряды одинаковой ширины без поперечных швов; более сложные — ромбами, квадратами, чешуей. Уникальные свойства меди делают ее великолепным кровельным материалом, срок службы которого может быть от 100 до 150 лет, так как медь обладает высокой химической устойчивостью и под воздействием атмосферных явлений покрывается тонким и прочным слоем окисла — патины, что позволяет обойтись без ее защиты. Такая кровля никогда не ржавеет, не осыпается, легко ремонтируется, абсолютно безвредна, предельно прочна и легка. Недостатком такой кровли служит ее достаточно высокая цена.

Кровля из цинк-титанового сплава (Д-цинк). Эта кровля, выполненная на основе цинка, легированного титаном и медью, очень похожа на медную, но в два раза дешевле ее.

Черепичные кровли. Такой вид кровли, как правило, применяют на крышах с уклоном от 22° до 60°, в зависимости от вида черепицы. Уменьшение угла до 10°—22° для некоторых видов пазовой черепицы допускается в исключительных случаях для шпунтованных сопряжений вдоль скатов и часто требует применения дополнительных мер по гидроизоляции и вентиляции. При уклоне более 30° и особенно более 60° необходимо особое внимание уделять дополнительному креплению черепицы к обрешетке (шурупами и кляммерами). Современная черепица может быть керамической (глиняной) и цементно-песчаной. Как правило, многообразие форм можно свести к трем укрупненным: плоская, волнообразная (в виде одной или двух волн) и желобчатая (рис. VII.16). В нашей стране наиболее распространены три вида: пазовая (штампованная и ленточная) и плоская ленточная. Штампованная имеет пазы и гребни по краям, обеспечивающие водонепроницаемость сопряжении при напуске черепицы на черепицу вдоль одной из боковых сторон и верхней на нижнюю.

Обрешетку выполняют из брусков сечением 50 х 50 мм или 50 х 60 мм с шагом, соответствующим размеру черепицы, с учетом ее напуска (165, 330 мм и т.п.). Черепица имеет уступ с внутренней стороны, которым она цепляется за обрешётку. В другом уступе предусмотрено отверстие (серьга), через которое черепица дополнительно привязывается вязальной проволокой к обрешетке, чтобы ее не снесло ветром. Крепление к обрешетке не жесткое — каждая черепица имеет определенный люфт, что позволяет кровле воспринимать нагрузки, вызванные осадкой сооружения, ветровым давлением, влиянием температурным колебаний и т.д.

Пазовая ленточная, в отличие от штампованной (шпунтованной), не имеет гребней поперек ската, в связи с чем уклон крыши превышает 30°. Плоская же ленточная черепица проще по своей форме, чем пазовая. В ней также имеются продольные желоба, предохраняющие от растекания воды поперек ската; однако в продольных стыках этих черепиц шов открытый, поэтому под швом необходимо положить второй ряд черепицы ~ перекрыть шов, в связи с чем длина черепицы используется только наполовину плюс небольшой напуск. Ленточная плоская черепица имеет красивый внешний вид, но ее недостаток — большой вес — 80 кг/м3, тогда как вес других типов черепицы не превышает 50—60 кг/м3. Для выполнения черепичной кровли помимо рядовых черепиц необходимы различные доборные элементы. Конек и ребра покрывают коньковой черепицей. Неплотности заделываются сложным или глиняным раствором. Для перемещения по кровле, для доступа к трубам и т.п. крыши оборудуют стремянками, крепящимися к металлическим скобам, выпущенным из конькового прогона.

Кровлю из плоского шифера — асбестоцементных листов (второе бытовое название этернит) — устраивают по сплошной или разреженной (с зазором 10— 20 мм) обрешетке из досок толщиной 25—32 мм. Рядовые плитки имеют размеры 400 х 400 и 300 х 300 мм. Кроме того одновременно применяют также краевые, фризовые и коньковые плитки (рис. VII.17). Рекомендуется применять плитки, покрашенные в заводских условиях. Цвета — по указанию проектировщика. Плитки крепятся к настилу гвоздями, а между собой — с помощью противоветровых кнопок, специальных крючков или скоб.

Преимущества такой кровли: долговечность, негорючесть, небольшая масса. Однако кровля трудоемка и не применима при уклонах менее 30°.

Кровлю из естественного шифера выполняют так же, как кровлю плоских асбестоцементных плит, прибивая гвоздями к обрешётке. Размеры естественного шифера достаточно разнообразны. Сланцевая кровля — естественный материал, один из наиболее древних. Он обладает большой долговечностью, хорошо сопротивляется атмосферным осадкам. Кровли изготавливаются в виде плиток различной формы толщиной 3—3,5 мм. Эти кровли из местных строительных материалов могут применяться при сложных очертаниях кровли, в том числе при криволинейном очертании при изменении плотности рядов плиток. Обрешётка — либо из брусков, либо сплошная.

Весьма декоративны кровли из бронированных рубероидных плиток или полосок, покрытых цветной минеральной крошкой, впрессованной в покровный битумный слой. Плитки пришивают широкошляпочными гвоздями к сплошной обрешётке, к которой предварительно пришит слой пергамина. Плитки пришиваются с напуском в два—три слоя (рис. VII.18), Рисунок разрезки этих плиток весьма разнообразен. Уклон кровель без дополнительных мероприятий не менее 20°—25°, но он может быть понижен до 12°—14°, если по сплошной обрешётке проклеить 2—3 слоя пергамина внахлестку. Другие названия этих плиток — битуминизированные, но чаще — шинглс.

При устройстве кровель малоэтажных зданий могут встретиться участки с переменным уклоном, в том числе и с весьма малым (например, поверхность куполов, цилиндрические формы и т.п.). В этих случаях иногда возможно применение фольгоизола — материала, применяемого, в основном, при строительстве общественных зданий. Фольгоизол — толстый слой пергамина, в который в заводских условиях впрессована фольга из цветных металлов, имеющая разнообразные оттенки металлических поверхностей. Фольгоизол — верхний слой наклеиваемого трех—четырехсложного ковра. Материал долговечный, но не дешевый.

Деревянные кровли выполняются из теса, гонта, драни и щепы. Первые два типа предпочтительнее по внешнему виду. Тесовые кровли устраиваются из сосновых досок (теса), из осиновых досок толщиной 13—25 мм, а шириной 150—200 мм. Доски укладываются вдоль скатов в два ряда; либо сплошным настилом с перекрытием швов, либо разреженным настилом (рис. VII. 19). Промежуток между досками нижнего и верхнего рядов в этом случае не должен превышать 0,5 ширины досок. В o6oих случаях сопряжение досок соответствует типу B1 по рис. VII.10. В связи с этим уклон скатов должен быть > 50°. Верхние поверхности досок и боковые кромки верхнего ряда сострагиваются. Существенно расположение досок с учетом годовых колец: в верхнем ряду выпуклостью вверх, в нижнем — вниз. Это обеспечивает коробление досок при усушке с образованием профилей поперек скатов, подобных татарской черепице. Для улучшения стока воды вдоль ската и предотвращения растекания воды в поперечном направлении в каждой доске устраиваются желобки. Обрешетка выполняется из брусков или досок с шагом 500—600 мм. Доски нижнего ряда крепятся к обрешетке гвоздями, которые следует располагать под досками верхнего ряда, а доски верхнего ряда крепятся гвоздями по краям досок. Кровля проста в изготовлении, экономична, но не долговечна, подвержена короблению и возгоранию.

Гонтовая кровля применяется при уклонах крыши не менее 15°. Под такую кровлю не требуется сплошное основание. Расстояние между брусками обрешетки определяется длиной гонта. Для изготовления гонта используют древесину осины, ели, пихты, сосны. Гонт, применяемый для кровли, представляет собой клинообразную дощечку с пазом с одной стороны и узкой кромкой с другой. Дощечка выпиливается вдоль волокон древесины и скос тонтины в таком случае проходит поперек волокон. Дощечка имеет размеры 500—700 мм по длине и 70—120 мм по ширине. Высота широкого ребра 15 см, низкого — 3 мм. В широком ребре устраивается трапециевидный паз глубиной 12 мм, шириной вдоль кромки 5 мм.

Соединяются гонтины в шпунт. Гонт укладывают в 3 ряда с перекрытием швов (рис. VII. 19), Чтобы гонт был долговечным и огнестойким, его необходимо пропитывать специальными антисептирующими и огнезащитными составами. Древесина осины отличается большей стойкостью во влажной среде. На конце стропил у свеса крыши прибивают планку, соответствующую по толщине гонтовому покрытию. Гонт укладывают от свеса к коньку.

При проектировании домов охотников, музейных и других колоритных зданий иногда применяют соломенную кровлю — один из древнейших видов кровель на Руси и в ряде других стран. Подобная кровля устраивалась из снопов ржи с большим (60—70°) уклоном для быстрого стекания воды.

В настоящее время подобные кровли не рекомендуются: они пожароопасны, выполняются только из ржи, срезанной серпами, и т.п.

Однако вместо натуральной соломы имеется искусственная, из полимерных ковриков. Также в качестве кровли может применяться и камыш — сравнительно долговечный материал. Поэтому, при соответствующем художественном обосновании, применение таких материалов, имитирующих естественные кровельные, оправданно.