Конструкции совмещенных крыш (традиционные)
Традиционная конструкция эксплуатируемых крыш, применяемая повсеместно в нашей стране и за рубежом, предполагает размещение гидроизоляции над утеплителем. Непосредственно по гидроизоляции формируются элементы эксплуатируемого покрытия.
Особенностью вентилируемой совмещенной крыши является постоянно проветриваемая полость, высотой не менее 5 см, над теплоизоляционным слоем. Для устройства этой полости предусматривают еще одно легкое перекрытие. Характерно, что такая крыша не требует пароизоляционного слоя.
Чердачные крыши могут иметь утепленный или не утепленный чердак. При наличии утепленного чердака теплоизоляция, водоизоляционный и защитный слой укладываются по плитам перекрытия над чердаком.
Чердачная крыша с утепленным чердаком (ОАО <Моспроект>). 1-Защитный слой 2 - Разделительный слой 3 - Асбестоцементные плоские листы 4 - Водоизоляционный слой 5 - Стяжка 6 - Слой гидроизоляционного материала 7 - Теплоизоляция 8 - Пароизоляционный слой 9 - Выравнивающая стяжка 10 - Насыпной материал для создания уклона 11 - Несущее покрытие ЧЕРДАК 1 - Пол чердака 2 - Пароизоляционный слой 3 - Плиты перекрытия
Конструкции совмещенных крыш (инверсионные)
Инверсионные кровли, известные в странах западной Европы с 60-х годов, в России появились в конце 80-х. В 1994 году было выполнено устройство эксплуатируемой кровли здания банка 'Столичный', позднее были реализованы такие крупные объекты, как Храм Христа Спасителя (перекрытие стилобатной части), Торговый комплекс на Манежной площади (верхнее перекрытие), здание Большого театра (перекрытие инженерного блока),коплекс зданий РАО 'Газпом' (перекрытие подземного гаража) и многие другие.
Что же такое инверсионные кровли, и чем вызвано их появление? Попытаемся дать ответ на эти вопросы.
Наиболее слабым местом традиционного кровельного ковра является верхнее гидроизоляционное покрытие, подвергающееся воздействию целого ряда неблагоприятных факторов - резкого перепада температуры, в ряде случаев - УФ-излучения, термической деформации верхнего защитного слоя, атмосферных осадков и т.п.
Принцип инверсионной кровли заключен в том, что над гидроизоляционным слоем размещается утеплитель, защищая гидроизоляцию от неблагоприятных тепловых и механических воздействий.
В качестве примера рис. 3 показывает годовой перепад температур в гидроизоляционном слое при традиционном кровельном ковре и при устройстве инверсионной кровли. Из рисунка видно, что в инверсионной кровле гидроизоляционный слой круглый год находится практически при постоянной температуре, близкой к температуре внутри здания. Характерно, что при этом фактически предотвращается образование конденсата, и нет необходимости устраивать пароизоляцию.
Типовая конструкция инверсионной кровли (с пешеходным покрытием) представлена на (рис. 4): гидроизоляционный слой, расположенный на основании, выполненном с заданным уклоном, теплоизоляционные плиты, геотекстильное покрытие (для защиты от осыпи, проникновения мелких частиц присыпки в стыки между плитами, и для механической стабилизации слоя теплоизоляционных плит путем распределения нагрузки присыпного слоя), дренирующий слой, защитный верхний слой.
В качестве верхнего слоя, для защиты кровли от ветрового воздействия, на теплоизоляцию, как правило, насыпается пригружающий слой гравия, гальки или укладывается тротуарная плитка. К тому же, это в значительной мере снижает нежелательные воздействия озона, и УФ-излучения, а в ряде случаев является необходимым условием для выполнения требований противопожарной безопасности. При этом действует эмпирическое правило - толщина верхнего пригрузочного слоя должна быть равна толщине теплоизоляционного слоя, но не менее 5 см.
Конструкции покрытий с ограниченной пешеходной доступностью и с пешеходными дорожками. Настил из тротуарных плит рекомендуется укладывать поверх гравийной засыпки (или песчано-гравийной смеси) и фильтрующего рулонного материала. Устройство противокорневого слоя является обязательным, даже при наличии простой гравийной засыпки, т.к. нельзя исключить попадание и прорастание семян растений.
При использовании поверхности крыши для проезда транспорта (устройства автостоянки), особенно часто применяют инверсионный вариант (рис. 5)., поскольку при столь интенсивных нагрузках (продавливании, вибрации) защищенность водоизоляционного ковра приобретает особое значение. К тому же, нередко стоянка на крышах служит не только для легкового, но и для грузового транспорта. При монолитном бетонном покрытии перед бетонированием устраивают разделительный слой (часто из полиэтиленовой пленки) для предотвращения попадания затворной воды в гравийный слой. Выбор параметров железобетонного покрытия производят на основании статических расчетов.
К преимуществам инверсионных кровель можно отнести: защиту гидроизоляции от перепадов температуры и от механических повреждений, возможность быстрого монтажа при любой погоде, отсутствие необходимости в пароизоляционном слое. Рассмотрим преимущества 'инверсионной' кровли по сравнению с классической конструкцией:
В конструкции 'инверсионной' кровли гидроизоляционная мембрана защищена от температурных воздействий (перепады температуры, предельные значения, циклическое замораживание-оттаивание), от разрушающего воздействия УФ-облучения и механических повреждений;
Будучи защищенной слоем теплоизоляционного матрериала (экструдированного пенополистирола) гидроизоляционная мембрана менее эксплуатационнозатратна;
Плиты экструдированного пенополистирола не фиксируются на мембране (свободная укладка), тем самым не создавая разрушающих напряжений в областях фиксации, приводящих к повреждению мембраны;
Гидроизоляционная мембрана, находясь под слоем теплоизоляционного материала (экструдированного пенополистирола), фактически играет роль пароизоляции, снижая риск внутренней конденсации влаги и уменьшая стоимость конструкции;
Слой теплоизоляции (экструдированного пенополистирола), а также защитный пригрузочный слой гравия, надежно защищают гидроизоляционную мембрану от любых механических воздействий при проведении строительных работ и последующей эксплуатации;
Гидроизоляционная мембрана фиксирована на поверхности кровельного перекрытия, что также снижает вероятность механических повреждений;
При демонтаже кровельного перекрытия (например, реконструкция здания и т.д.) плиты теплоизоляционного материала на основе экструдированного пенополистирола могут быть использованы повторно (широко распространенная в Европе и США практика);
При образовании протечек места нарушения гидроизоляции легко идентифицируются и ремонтируются, так как гравийный слой, разделительно-фильтрационный слой геотекстиля и плиты теплоизоляционного материала (экструдированного пенополистирола) легко снимаются и, после устранения течи, монтируются обратно;
При релизации концепции 'инверсионной' кровли возможно создание 'зеленых' крыш, эксплуатируемых террасных конструкций вплоть до организации автостоянок путем использования теплоизоляционных плит (экструдированного пенополистирола) различной прочности на сжатие (возможные нагрузки до 70 тонн на квадратный метр);
Возможно увеличение теплоизолирующих параметров кровельного покрытия путем создания <кровли плюс>;
Плиты экструдированного пенополистирола могут укладываться в любую погоду, что делает строительный цикл практически круглогодичным.
Основной проблемой инверсионных кровель является влага, которая практически всегда присутствует между тепло- и гидроизоляцией. Она способствует образованию растительного слоя, который зачастую нарушает герметичность кровли, создавая разрывы, через которые происходит инфильтрация вод. К тому же даже очень тонкая прослойка воды между тепло- и гидроизоляцией приводит к уменьшению термического сопротивления конструкции, которое может оказаться весьма существенным. Существует даже мнение, что инверсионный тип кровель не является оптимальным для районов с влажным климатом (исследование фирмы EUTON S.A. (Бельгия) 'Эксплуатируемые и озелененные кровли').
Вместе с тем многочисленные исследования независимыми экспертными службами показали высокую функциональную надежность и долговечность конструкций 'инверсионной' кровли. На основании данных исследований Институтом Строительных Технологий (Берлин) было выдано разрешение на применение данной концепции (номер Z-23.4-101.1) впоследствии подтвержденное такими авторитетными разрешительными органами как BBA (British Board of Agreement) и CEN.