Современное здание. Конструкции и материалы (2006)

Температурные перепады. Как ограждающая конструкция крыша функционирует в довольно жестком температурном режиме, испытывая как пространственные, так и временные температурные перепады. Как правило, нижняя ее поверхность (потолок) имеет температуру, близкую к температуре в помещении. В то же время температура наружной поверхности меняется в достаточно широких пределах – от весьма значительных отрицательных величин (в зимнюю морозную ночь) до величин, близких к 100°С (в летний солнечный день). Температура наружной поверхности крыши в то же время может быть неоднородной из-за неодинаковой освещенности солнцем разных ее участков.

Но, как известно, все материалы в той или иной степени подвержены термическому растяжению и сжатию. Поэтому во избежание деформаций и разрушения очень важно, чтобы материалы, "работающие" в единой конструкции, имели близкие коэффициенты температурного расширения. Для повышения сопротивляемости крыши термическим нагрузкам применяют также целый ряд технических решений. В частности, в плоские крыши, для ограничения эффекта горизонтальных подвижек и излишних внутренних напряжений, закладывают специальные деформационные узлы.

Серьезную опасность практически всем кровельным материалам (кроме металлических покрытий) представляют частые, иногда ежесуточные перепады температуры от плюса к минусу, что, как правило, случается в районах с мягкой и влажной зимой. Поэтому в подобных климатических зонах необходимо обращать самое пристальное внимание на такую важную для кровельных материалов характеристику, как водопоглощение. При высоком водопоглощении влага при положительных температурах проникает и накапливается в порах материала, а при отрицательных – замерзает и, расширяясь, деформирует саму структуру материала. В результате происходит прогрессирующее разрушение материала, приводящее к образованию трещин.

Крыша должна не только быть устойчивой к значительным температурным перепадам, но и надежно ограждать от них внутренние помещения здания, защищая зимой от холода, а летом от жары. Роль теплового барьера в конструкции крыши принадлежит слою теплоизолятора. Чтобы теплоизоляционный материал выполнял свою функцию, он должен быть как можно более сухим. При увеличении влажности всего на 5% теплоизоляционная способность материала уменьшается почти в два раза.

Водяной пар. Водяной пар постоянно образуется во внутренних помещениях здания в результате жизнедеятельности людей (приготовления пищи, стирки, купания, мытья полов и т.д.). Особенно высокая влажность наблюдается в недавно построенных или отремонтированных зданиях. В процессе диффузии и конвективного переноса водяной пар поднимается вверх и, охлаждаясь до температуры ниже точки росы, конденсируется в подкровельном пространстве (рис.2.4.11). Количество образующейся влаги тем выше, чем больше разница температур снаружи и во внутренних помещениях здания, поэтому в зимнее время влага довольно интенсивно накапливается в подкровельном пространстве.

Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке (так называемые конденсатные протечки). К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что, как уже говорилось, резко снижает его теплоизоляционные свойства.

дкйЗЦгъзхЦ лалнЦех

Å

Существенным барьером на пути проникновения пара в подкровельное пространство является специальная пленка с низкой паропроницаемостью, которую в конструкции крыши помещают непосредственно под теплоизоляцией. Однако никакой пароизоляционный материал не в состоянии полностью исключить поток пара изнутри здания в подкровельное пространство. Поэтому, для того чтобы крыша год от года не теряла свою теплоизолирующую способность, необходимо, чтобы вся влага, накапливающаяся в теплоизоляционном

материале зимой, летом выходила наружу.

Эта задача решается конструктивными мерами. В частности, для плоских крыш рекомендуется не сплошная, а частичная приклейка кровельных материалов к основанию (см. раздел 2.4.3.1.1).

В скатных крышах устраивают специальные вентиляционные зазоры (рис.2.4.12). Как правило, их два – верхний зазор и нижний. Через верхний зазор (между кровельным покрытием и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (контробрешетка и обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает им долговечность. Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель из внутреннего помещения. Качественное обустройство пароизоляции со стороны внутреннего помещения и наличие достаточного нижнего вентиляционного зазора исключают переувлажнение конструкции крыши.

Отметим, что при применении в качестве гидроизоляционных материалов "дышащих" мембран (см. раздел 2.4.6) необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает.

Для обеспечения хорошей циркуляции воздуха многие фирмы, производящие кровельные материалы для скатных

дкйЗЦгъзхЦ лалнЦех

Ä

Å

êËÒ.2.4.14 ë͇ÚÌ˚Â Í ˚¯Ë:

Ä - BRAAS;

Å - KATEPAL.

êËÒ.2.4.15 ëıÂÏ˚ ÒÚ ÓÔËÎ:

Ä - ‡Á·Ë‚Ó˜Ì˚È ÔÎ‡Ì ‚‡Î¸ÏÓ‚ÓÈ Í ˚¯Ë; Å, Ç, É, Ñ, Ö, Ü - ‡Á ÂÁ˚ ˜Â ‰‡˜Ì˚ı Í ˚¯.

1 - ÒÚ ÓÔËθ̇fl ÌÓ„‡;

2 - ‰Ë‡„Ó̇θ̇fl ÒÚ ÓÔËθ̇fl ÌÓ„‡;

3 - ·‡Î͇;

4 - ÍÓ̸ÍÓ‚˚È Ô Ó„ÓÌ;

5 - ТЪУИН‡;

6 - Ï‡Û˝ ·Ú;

7 - ÔÓ‰ÍÓÒ;

8 - Á‡ÚflÊ͇ ( Ë„Âθ).

крыш, предлагают в качестве доборных целый ряд вентиляционных элементов: аэраторы для свеса, аэраторы для конька, вентиляционные решетки, а для черепичных кровель – специальные вентиляционные черепицы.

Повышенной надежности защита от водяного пара необходима в крышах над помещениями с большой влажностью (бассейны, музеи, компьютерные залы, больницы, некоторые производственные помещения и т.д.). Защите от пара следует уделить также особое внимание при строительстве в районах с экстремально холодным климатом, даже при нормальной влажности внутри помещений. При анализе условий окружающей среды и температурно-влажностного режима внутри помещений можно сделать предположения о возможности конденсации влаги и ее накопления и, используя различные комбинации компонентов крыши, попытаться предотвратить эти явления.

Химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе. Как правило, в больших городах или вблизи крупных предприятий в атмосфере наблюдается достаточно высокая концентрация химически агрессивных веществ, например, сероводорода и углекислого газа. Поэтому для всех элементов конструкции крыш и, особенно для кровель, в таких районах необходимо применять материалы, стойкие к химическим веществам, присутствующим в воздухе.

Жизнедеятельность насекомых и микроорганизмов. Существенный ущерб конструкции крыши, особенно деревянным элементам, способны нанести различные насекомые и микроорганизмы. Особенно благоприятной средой для их жизнедеятельности является повышенная влажность. Для защиты деревянных конструкций используют специальные пропитки, защищающие материал от микроорганизмов.

Механические нагрузки. Конструкция крыши должна сопротивляться механическим нагрузкам, как постоянным (статическим) – от насыпки и элементов монтажа, так и временным – снеговым, от движения людей и техники и т.д. Нагрузки, связанные с возможными подвижками между крышей и узлами здания, также относятся к временным.

Для того чтобы крыша успешно выполняла свои функции и была устойчива к различного рода воздействиям (перечисленным выше), необходимо, во-первых, достаточно корректно выполнить расчет несущей части; во-вторых, найти оптимальный вариант конструкции и, наконец, в-третьих, обеспечить оптимальное сочетание конструкционных материалов.

Вконструкции крыши могут присутствовать следующие основные слои (рис.2.4.13):

•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 достаточно стабильную температуру воздуха в помещениях;

•пароизоляция – препятствует проникновению водяного пара изнутри здания в конструкцию крыши;

•основание.

Вконструкции крыши должны быть также предусмотрены меры для свободной циркуляции воздуха (вентиляция).

Необходимость тех или иных слоев и их расположение зависят от типа здания и тех воздействий, которым оно будет

подвергаться. При выборе необходимо также учитывать технические характеристики применяемых материалов: коэффициенты температурного растяжения и сжатия; пределы прочности при растяжении, сжатии и сдвиге; характеристики паропроницаемости и абсорбции влаги; характеристики старения, в том числе увеличения хрупкости и потери термического сопротивления; эластичности; огнестойкости. Степень важности всех выше перечисленных технических характеристик определяется каждым конкретным случаем.

Только учитывая физические процессы, которые происходят в крыше, можно спроектировать и возвести действительно надежную конструкцию, которая в течение всего срока службы будет выполнять все возложенные на нее функции (перечисленные выше).

Пренебрежение законами физики приводит к проблемам, которые проявляются в процессе эксплуатации здания, и за ошибки проектировщиков и строителей приходится расплачиваться уже жильцам, эксплуатирующим организациям и т.д.

Наибольшее число ошибок возникает при возведении совмещенных утепленных кровель по несущим металлоконструкциям. Чаще всего проектировщики пренебрегают основными правилами теплофизики.

Во-первых, смешение в одной конструкции крыши "холодной" и "теплой" системы НЕДОПУСТИМО. Под "холодной" системой подразумевается размещение несущих металлоконструкций выше слоя теплоизоляции, под "теплой" – ниже.

Во-вторых, размещение металлоконструкции внутри слоя теплоизоляции приводит к появлению "мостиков холода", резко ухудшающих теплоизоляционные свойства всей конструкции в целом.

Данные ошибки в проектировании приводят в процессе эксплуатации зданий к конденсатным протечкам, о чем уже шла речь выше. Более подробно о самых распространенных ошибках при возведении совмещенных утепленных кровель см. на CD-ROM, приложенном к данному изданию.

Подробнее > > > Наиболее распространенные ошибки при возведении совмещенных утепленных кровель.

2.4.2 КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Скатные крыши

Конструкция современной скатной крыши отличается от традиционной незначительно. Кратко рассмотрим ее в самом общем виде.

Кровля поддерживается специальной конструкцией, состоящей из обрешетки, непосредственно несущей кровлю, и стропил, передающих нагрузку от собственного веса крыши, снега, ветра и т.д. на стены и внутренние опоры.

Конструкция стропил зависит от формы крыши, наличия и расположения внутренних опор, величины перекрываемого пролета и расположения чердачного перекрытия (рис. 2.4.15).

Наиболее простые – это наслонные стропила, элементы которых "работают" как балки. Основным их элементом являются стропильные ноги, укладываемые вдоль ската и поддерживающие обрешетку. Нижние концы стропильных ног опираются на наружные стены через укладываемый по стене продольный брус, называемый мауэрлатом.

Ä

Å

кЛТ.2.4.16 иОУТНЛВ Н ˚¯Л:

Д - ЫТЪ УИТЪ‚У ˝НТФОЫ‡ЪЛ ЫВПУИ Н ˚¯Л (BASF);

Е - Н ˚¯‡ ТУ Т‚ВЪУФ УБ ‡˜М˚ПЛ ˝ОВПВМЪ‡ПЛ (CAODURO).

Верхние концы стропильных ног поддерживаются системой стоек и подкосов, передающих нагрузку на внутренние стены и столбы. Подкосы и стойки, кроме того, должны обеспечивать жесткость всей конструкции. Чтобы избежать большого числа подкосов и стоек, стропильные ноги часто опирают на продольные балки – прогоны, которые поддерживаются подкосами и стойками.

Более сложные стропила выполняются в виде стропильных ферм.

Они представляют собой геометрически неизменяемую систему стержней, расположенных в одной плоскости и соединенных между собой по концам.

Стержни плоской фермы, расположенные по верхнему контуру, называют верхним поясом. По нижнему контуру – нижним поясом. Внутренние вертикальные стержни называют стойками, наклонные – раскосами. В совокупности внутренние стержни фермы образуют решетку.

Чтобы обеспечить устойчивость ферм к опрокидыванию, перпендикулярно их плоскости (при действии ветра на торцы здания) фермы раскрепляют еще и вертикальными связями.

Стропильные фермы могут быть деревянными, стальными, смешанными.

Стропила воспринимают постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относятся собственный вес кровли, а также вес обрешетки прогонов и стропил; к временным – снег, ветер и, в некоторых случаях, полезная нагрузка.

Кровля должна быть непроницаемой для собирающихся на ней дождевых и талых вод. В целях беспрепятственного их отвода кровля выполняется в виде системы наклонных плоскостей, называемых скатами кровли.

Пересечения скатов кровли образуют выступающие углы, которые называются ребрами. Верхнее горизонтальное ребро, являющееся пересечением продольных скатов, называется коньком. Пересечения скатов, образующие входящие углы, называются разжелобками или ендовами.

Карнизные свесы – часть кровли по периметру дома, выступающая за контур наружных стен.

Для освещения и проветривания чердака и для выхода на кровлю устраивают слуховые окна.

Плоские крыши

Основными функциями плоской крыши, как и любой другой, являются защита здания от атмосферных осадков и теплоизоляция. Помимо этого, плоская крыша часто выполняет и другие функции: она может служить солярием, садом, спортплощадкой, террасой жилого дома или общественного здания и даже автостоянкой.

Плоские крыши могут быть как с чердаком, так и без него (совмещенные покрытия).

Плоская бесчердачная крыша обычно не нуждается в механической очистке от снега. Таяние снега в течение всей зимы происходит за счет тепла, проводимого крышей из помещения. Для удаления снега может быть использована сила ветра. Для этого крыши лучше окружать не глухими парапетами, а решетчатыми барьерами. Механическая очистка от снега может понадобиться лишь после обильных снегопадов, а также в тех случаях, когда поверхность крыши эксплуатируется зимой.

Недостатком плоских бесчердачных крыш является невозможность регулярного наблюдения за влажностным состоянием утеплителя и герметичностью водоизолирующего ковра. О повреждении водоизолирующего ковра можно узнать лишь по протечкам на потолке.

Плоские чердачные крыши стоят дороже бесчердачных, зато обладают целым рядом преимуществ:

•чердак, даже при малой высоте, позволяет регулярно следить за герметичностью водоизоляционного ковра;

•чердак дает возможность следить за влажностным состоянием теплоизоляции, а в случае необходимости производить ее просушку, например, простым проветриванием (открытием слуховых окон);

•чердак делит конструкцию крыши, а соответственно и расчетную разность наружных и внутренних температур, на две части. Так, если при совмещенном покрытии расчетный перепад температуры (от +15°С до -30°С) равен 45°, то для чердачного перекрытия (при температуре чердака -5°С) перепад будет равен 20° (от +15°С до -5°С), а для надчердачной плоской крыши (при температуре чердака -5°С) равен 25° (от -5°С до -30°С). Уменьшение температурного перепада воздуха, расположенного по обе стороны конструкций (чердачного перекрытия и надчердачной плоской крыши), улучшает их эксплуатационный температурный и влажностный режим, а также способствует их сохранности и долговечности.

Вотличие от скатных, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковер должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

2.4.3 МАТЕРИАЛЫ КРОВЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

Материалы кровельных покрытий можно классифицировать по различным признакам. В настоящем издании мы намеренно отошли от общепринятой классификации, которая чаще всего используется в специальной литературе: штучные, листовые, рулонные и мастичные материалы, так как считаем, что современные кровельные материалы трудно "уложить" в данные группы.

Для удобства читателей книги мы условно разобьем кровельные материалы на следующие группы: материалы мягких кровель, металлические кровли, черепицу, природный шифер и волнистые неметаллические листы.

Ограниченно применяются для кровель также и другие материалы. Например, не так давно появились на российском рынке соломенные крыши. Для их устройства используется водяной камыш. Он практически не гниет, не впитывает влагу и не разбухает, а для обеспечения пожаробезопасности его обрабатывают антипиринами.

2.4.3.1 Мягкая кровля

"Мягкая кровля" – это условное название конструкции водоизоляционного ковра, для устройства которого применяются многослойные рулонные материалы, полимерные мембраны, а также мастичные материалы и мягкая (битумная) черепица. Эти материалы требуют устройства под собой жесткого основания.

Потребительские характеристики материалов

Технические характеристики можно условно разбить на две группы: специальные показатели – важные в основном только для "узких" специалистов, и те, на которые должен обращать внимание потребитель при выборе материалов.

Номенклатура технических показателей, характеризующая рулонные кровельные материалы, содержится в ГОСТ 30547-97, а мастики – в ГОСТ 4.222-83.

Приведем показатели, наиболее важные для потребителя. К ним относятся:

•теплостойкость (°С);

•относительное удлинение при разрыве (%);

•гибкость на брусе определенного радиуса (°С);

•разрывная сила при растяжении образца шириной 5 см (Н) (только для битумносодержащих рулонных материалов);

•предел прочности при растяжении (МПа).

Для мастик (кроме вышеперечисленных показателей) также важны:

•адгезия к основанию, Па (кгс/см2);

•время отвердения (жизнеспособность), час;

•содержание сухого остатка, %.

Последовательно рассматривая каждый из выше перечисленных показателей (в соответствии с их важностью), путем сопоставления и анализа, можно сделать ряд полезных выводов, которые помогут потребителю в дальнейшем оценить пригодность того или иного кровельного материала для конкретной крыши.

кЛТ.2.4.17 ቇМЛВ П˝ ЛЛ „.еУТН‚˚ (нЦеилнкйвлалнЦеД).

Подробнее > > > Потребительские характеристики материалов мягкой кровли.

Для того чтобы правильно выбрать кровельный материал, в большинстве случаев важно обращать внимание, помимо технических характеристик, также на компоненты, используемые для его производства.

Компоненты, используемые при изготовлении материалов мягкой кровли.

На сегодняшний день в качестве основных компонентов мягких кровель используются битумы окисленный и модифицированный, а также полимеры.

Окисленный битум. Сырьевой битум имеет низкую теплостойкость( ниже +50°С). Чтобы поднять теплостойкость до приемлемого уровня, битум окисляют: через нагретый битум пропускается воздух. Однако процесс окисления на этом не заканчивается, он продолжается, но уже на кровле. Фактически технология окисления битума интенсифицирует процесс ускоренного старения. С течением времени при хранении и в эксплуатационных условиях под воздействием солнечного света и воздуха состав и свойства битумов изменяются. В них увеличивается относительное содержание твердых и хрупких составляющих и, соответственно, уменьшается количество маслянистых и смолистых фракций, в связи с чем, повышается хрупкость и твердость. Битум становится более жестким и растрескивается даже при незначительных деформациях, после чего теряет свои водозащитные свойства.

Модифицированный битум (битум + полимер).

Модификация битумов – это направленное улучшение их свойств путем совмещения с полимерными добавками. Введение подходящего полимерного модификатора придает вяжущему и всему кровельному материалу большую тепло- и морозоустойчивость, эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным нагрузкам, повышает долговечность. В качестве полимерных модификаторов битума наиболее широко (при производстве кровельных материалов) используются

êËÒ.2.4.18 ä Ó‚Îfl ËÁ Ïfl„ÍÓÈ ˜Â ÂÔˈ˚ (LEMMINKAINEN).

кЛТ.2.4.19 д У‚Оfl ЛБ ЫОУММ˚ı П‡ЪВ Л‡ОУ‚

DERBIGUM (IMPERBEL).

кЛТ.2.4.20 кЫОУММ˚И Н У‚ВО¸М˚И П‡ЪВ Л‡О Т НОВИНУИ ФУОУТУИ

‰Оfl М‡НОВИНЛ М‡ УТМУ‚‡МЛВ (LEMMINKAINEN).

кЛТ.2.4.21 лıВП‡ ЫНО‡‰НЛ ·ЛЪЫПМУЫОУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡ (еаСД): 1 - МЛКМЛИ ТОУИ; 2 - ‚В ıМЛИ ТОУИ.

11 13 12

5

4

3

2

1

14

кЛТ.2.4.22 и ЛП˚Н‡МЛВ Н У‚ОЛ Н Ф‡ ‡ФВЪЫ ‚˚ТУЪУИ ·УОВВ 450 ПП:

1 - Т·У М‡fl К/· ФОЛЪ‡ ФУН ˚ЪЛfl; 2 - Ф‡ УЛБУОflˆЛfl; 3 - ЪВФОУЛБУОflˆЛfl;

4 - ‚˚ ‡‚ÌË‚‡˛˘‡fl ÒÚflÊ͇;

5 - УТМУ‚МУИ Н У‚ВО¸М˚И НУ‚В ; 6 - Н ЫФМУБВ МЛТЪ‡fl ФУТ˚ФН‡ ‚В ıМВ„У М‡ФО‡‚ОflВПУ„У

ЫОУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡; 7 - ‰УФУОМЛЪВО¸М˚В ТОУЛ Н У‚ВО¸МУ„У П‡ЪВ Л‡О‡;

8 - ‚У УМН‡ ‚МЫЪ ВММВ„У ‚У‰УТЪУН‡;

9 - Ù‡ ÚÛÍ;

10- „В ПВЪЛБЛ Ы˛˘‡fl П‡ТЪЛН‡;

11- ‰˛·ÂÎË;

12ÓˆËÌÍÓ‚‡Ì̇fl Í Ó‚Âθ̇fl Òڇθ;

13ÍÓÒÚ˚ÎË 40ı4 ˜Â ÂÁ 600 ÏÏ;

14ÒÚÂ̇.

д ЫФМУ-БВ МЛТЪ‡fl ФУТ˚·Н‡ (ФОВМН‡)

éÒÌÓ‚‡

Полимерные материалы. Использование полимерных материалов в качестве кровельных покрытий позволяет существенным образом увеличить долговечность и надежность кровли.

Полимерные материалы образуют две основные группы, различающиеся по техническим и эксплуатационным характеристикам: термоэластопласты и термопластичные полиолефины.

Ктермоэластопластам, используемым для производства кровельных материалов, относятся: ЭПДМ (этилен-пропилен- диен-мономера); его российский аналог СКЭПТ; ХСПЭ (хлорсульфополиэтилен); ПИБ (полиизобутилен); неопрен (синтетическая резина), бутил-каучук и другие. Эти полимеры обеспечивают материалам высокую стойкость к воздействию УФ-лучей, стойкость к окислению, повышенную атмосферо- и озоностойкость, а также теплостойкость в диапазоне температур от -6° до +140°С.

Ктермопластичным полиолефинам относятся ПВХ (поливинилхлорид), ЭИП (этиленовые интерполимеры) и ряд других.

Краткого упоминания о веществах, входящих в состав современных полимерных кровельных материалов, достаточно, чтобы понять сложность химического состава и технологии производства последних. Важным критерием их качественной "работы" является правильное применение материалов в различных эксплуатационных условиях.

1

2

3

2

4

2

3

2

После того как мы рассмотрели общие технические характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе материала мягких кровель, и основные компоненты, используемые для их производства, перейдем непосредственно к самим материалам: рулонным, мастичным, полимерным; битумным черепицам. Попытаемся сравнить материалы различных групп между собой, оценить их плюсы и минусы, обозначить необходимые критерии выбора.

2.4.3.1.1 Рулонные материалы

Рулонные кровельные материалы представляют собой полотнища, скатанные в рулоны (отсюда они и получили свое название). Полотнища выпускаются шириной около 1000 мм и длиной от 7 до 20 м, длина полотнища определяется толщиной материала, составляющей обычно 1,0-6,0 мм.

Рулонные материалы могут обеспечивать водонепроницаемость даже при нулевых уклонах, а верхний предел рекомендуемых уклонов составляет 45-50°. Укладывать рулонные материалы можно по любому сплошному (деревянному, бетонному и т.п.) основанию. Кровельный ковер из современных рулонных битумсодержащих материалов, как правило, является двухслойным (рис.2.4.21), поэтому различают материалы для нижнего и для покровного (верхнего) слоя. Вес 1 м2 кровельного ковра, в зависимости от вида материала и количества слоев, составляет примерно 5-12 кг.

Рулонные кровельные материалы классифицируют по следующим основным признакам (ГОСТ 30547-97):

• По структуре полотна: основные (одно- и многоосновные) и безосновные.

• По виду основы: на картонной основе; на асбестовой основе; на стекловолокнистой основе; на основе из полимерных волокон; на комбинированной основе.

• По виду компонента покровного состава, вяжущего или материала: битумные (наплавляемые, ненаплавляемые); би- тумно-полимерные (наплавляемые, ненаплавляемые); полимерные (эластомерные вулканизированные и невулканизированные, термопластичные).

кЛТ.2.4.27 еУМЪ‡К ЫОУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡

ПВЪУ‰УП М‡ФО‡‚ОВМЛfl Л ФЫЪВП ПВı‡МЛ˜ВТНУИ ЩЛНТ‡ˆЛЛ ТУ Т‚‡ НУИ ¯‚У‚ (KATEPAL).

Ä

Å

Ç

êËÒ.2.4.25

мНО‡‰Н‡ ЫОУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡ DERBICOLOR

(IMPERBEL):

Д - М‡МВТВМЛВ НОВfl; Е - ‡ТН‡ЪН‡ ЫОУМУ‚;

З - ‡БУ„ В‚ „У ВОНУИ М‡ıОВТЪУ‚.

кЛТ.2.4.26 мНО‡‰Н‡ ЫОУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡ „У fl˜ЛП

ТФУТУ·УП (LEMMINKAINEN).

Ä

Å

кЛТ.2.4.28 мТЪ УИТЪ‚У ‰ВЩОВНЪУ ‡:

Д - М‡ ‚ВМЪЛОЛ ЫВПЫ˛ Н ˚¯Ы; Е - М‡ ВПУМЪЛ ЫВПЫ˛ Н ˚¯Ы.

• По виду защитного слоя: материалы с посыпкой (крупнозернистой, чешуйчатой, мелкозернистой, пылевидной); материалы с фольгой; материалы с пленкой.

Исторически развитие рулонных материалов шло по пути поиска улучшенных компонентов, как для основы, так и для покровных слоев. Но появление новых не приводило автоматически к исчезновению привычных и хорошо знакомых. Происходил лишь передел рынка, где каждый материал занимал свой сегмент.

К первому поколению рулонных материалов относятся битумные на картонной основе (рубероид, рубемаст и т.п.). Они уже давно не отвечают современным требованиям. Основные их недостатки – низкая морозостойкость, малая деформативность, ускоренное старение, недостаточная теплостойкость, подверженность гниению, необходимость укладки большого количества слоев (до 5), невозможность работы с ними при отрицательных температурах и т.д.

Единственное относительное достоинство подобных материалов – их дешевизна, с чем и связано то, что материалы на картонной основе до сих пор составляют наибольшую долю в объеме производства и реализации кровельных материалов. Но кажущаяся дешевизна рубероида при детальном рассмотрении оборачивается убытками, связанными с необходимостью ежегодного ремонта кровли.

Рекомендуется применять данные материалы для временных построек и построек хозяйственного назначения в сельской местности, для различных навесов и т.п., где нет необходимости использовать долговечные материалы с улучшенными техническими показателями.

Важным шагом вперед стала замена биологически недолговечной картонной основы негниющими материалами: стеклохолстами, стеклотканями и т.п. При этом, кроме биологической долговечности материала, увеличилась и его прочность, в то время как остальные минусы, присущие битумным материалам, остались. Это, в первую очередь, проблемы, связанные со "старением" битума.

Поистине революционным стало применение в рулонных материалах полимеров, как в качестве модификаторов битума (АПП и СБС), так и для создания чисто полимерных кровельных материалов. Битумно-полимерные материалы на негниющих основах и полимерные материалы – вот два класса рулонных материалов, отвечающих самым современным требованиям.

Битумно-полимерные материалы, конечно же, существенно дороже битумных, но их укладывают меньшим количеством слоев, и срок службы их в 5-10 раз больше. Так что эксплуатационные затраты на ремонт в подобных случаях сократятся в 2-3 раза, а при сервисном обслуживании кровель – в 4 раза. Поэтому стоит подумать, какой материал выбрать: морально устаревший и дающий сиюминутную экономию или современный, более дешевый в эксплуатации.

В качестве основ битумно-полимерных материалов могут применяться как стеклоткани, стеклохолсты и т.п., так и эластичные полимерные волокна. Отметим, что к сожалению ни ГОСТ 305447-97 , ни другие нормативы не регламентируют важнейшие качественные показатели для кровельных основ, кроме прочности и удлинения.

Наиболее широко в настоящее время применяются "кровельные" стеклоткани. Рассмотрим их подробнее. Большинство стеклотканей имеют высокую прочность на разрыв и перфорационную прочность, а также достаточное удлинение при

разрыве (2%). Все стеклоткани негорючи, био- и влагостойки, не гниют.

Для обеспечения достаточной жесткости стеклоткань необходимо обработать (аппретировать) специальными составами, которые не будут разлагаться под действием битума и высоких температур и обеспечат хорошую адгезию.

Кроме того, структура стеклоткани должна иметь достаточную пропитываемость. Для этого нить, из которой соткана ткань, должна быть максимально "открытой". Такую нить можно получить при раздувании воздухом – текстурировании. Стеклоткани, полученные с использованием раздутых воздухом нитей, называют текстурированными. Текстурированные стеклоткани обладают всеми необходимыми свойствами и позволяют выпускать по-настоящему качественные материалы различного назначения при условии, что они имеют хорошо заполненную структуру. Этому условию соответствуют лишь ткани с поверхностной плотностью не менее 160 гр/м2, так как раздувать нить возможно лишь до определенного объема, и меньше чем 20 нитей на 10 см по утку применять нельзя. Попытки снизить плотность приводят к снижению прочности и разряженной структуре.

Следовательно, в качестве основы необходимо применять текстурированные стеклоткани с хорошим заполнением (поверхностной плотностью не менее 160 гр/м2). Для обеспечения надежного сцепления битумного вяжущего с основой, последнюю необходимо предварительно пропитать пропиточным или покровным битумом.

Наконец, к рулонным, относятся чисто полимерные материалы, которые в силу специфики их укладки будут подробнее рассмотрены в разделе 2.4.3.1.3.

Что касается способов укладки битумно-полимерных материалов, то их целесообразно рассмотреть в данном разделе.

Способы укладки битумно-полимерных материалов

Существует несколько основных способов укладки рулонных материалов, согласно которым эти покрытия подразделяются на:

•приклеиваемые:

-на горячих битумных мастиках;

-на холодных резинобитумных, битумно-полимерных и полимерных мастиках и клеях;

•наплавляемые:

-на окисленных и модифицированных битумах;

-горячим (огневым) способом с помощью газовых горелок;

-горячим (безогневым) способом с помощью оборудования инфракрасного излучения;

-холодным (безогневым) способом, т.е. растворением утолщенного слоя битума;

•с клеящим слоем: материалы с внутренней стороны имеют

специальное защитное покрытие (силиконовую пленку или бумагу), которое достаточно снять; затем раскатать рулон на загрунтованную поверхность.

Самый старый способ укладки кровельного ковра – это способ сплошной приклейки рулонных материалов к основанию. Но в ряде случаев кровельные материалы целесообразно укладывать, используя так называемую частичную приклейку. При этом исключаются условия для появления избыточного давления вследствие образования между кровлей и основанием воздушного зазора, сообщающегося с наружным

воздухом по контуру кровли или через специальные вытяжные дефлекторы (рис.2.4.28). Кровли, выполненные таким способом, называются "дышащими".

Применение "дышащей" кровли не только позволяет избежать вздутий, но и способствует удалению влаги из материала основания (около 1 кг/м2 за лето). Количество удаляемой влаги может быть увеличено при фиксированном сечении воздушной прослойки за счет посыпок, наносимых на рулонный материал при его изготовлении.

При "дышащей" кровле полностью исключаются ее разрывы над стыками и трещинами основания, так как деформации последних не передаются кровельному ковру.

Недостатком данного типа кровли является сложность определения места протечки. Если в кровельном ковре появился разрыв, куда попала вода, то она растечется по всем воздушным пазухам и, найдя неплотный стык в основании, попадет во внутренние помещения здания. Появление протечки на потолке не будет означать, что кровельный ковер поврежден именно над этим местом, а найти действительную протечку будет не просто.

"Дышащую" кровлю рекомендуется применять для реставрации старых кровельных покрытий, так как внутри старого битумного ковра, как правило, всегда есть влага, которой необходимо обеспечить возможность выхода, а также при работе в зимнее время по новым бетонным покрытиям, влажность которых довести до нормативных параметров невозможно.

При применении "дышащих" кровель в массовом строительстве необходимо в составах проектов крыш разрабатывать схемы устройства кровель с указанием раскладки слоев и конструкций узлов и примыканий.

Частичную приклейку кровли к основанию можно осуществить, применив для нижнего слоя:

•перфорированный материал (рис.2.4.29);

•обычный материал, приклеиваемый мастикой, в виде равномерно распределенных пятен, сплошных или прерывистых полос мастики (рис.2.4.30);

•наплавляемый материал, у которого нижний наплавляемый слой нанесен на полотно прерывистыми полосами (рис.2.4.31, 2.4.32).

При укладке материала путем подплавления или подрастворения для соблюдения технологии необходимо обращать внимание на то, чтобы он имел достаточную толщину нижнего покровного слоя. Минимально необходимая толщина должна соответствовать размерам неровностей (шероховатостей) стяжки основания.

Очень технологичным является устройство кровельного ковра из материалов с клеящим слоем. Такой способ может применяться как для новых кровель, так и для ремонта старых, но при этом основание должно быть подготовлено с особой тщательностью. На сегодняшний день подобные материалы скорее являются редкостью для российского рынка и применяются очень ограниченно.

Расположение и обустройство деформационных швов и компенсаторов

Перепады температур являются серьезным испытанием для кровли. Если не предпринять мер к тому, чтобы взаимные перемещения элементов основания кровли и их температурные деформации не влияли на кровлю, разрывы кровельного ковра и протечки неизбежны. В этом случае мало поможет даже применение самых современных и самых надежных материалов.

Деформационные швы и компенсаторы призваны уменьшить нагрузки на кровельный ковер в местах наибольших деформаций. Идея установки деформационного шва состоит в том, чтобы сделать деформации в узле нормальными для данного типа кровельного материала. Излишне говорить, что деформационные швы следует изготавливать из эластичных полимерных и битумно-полимерных материалов, с учетом режима эксплуатации кровли.

Деформационные швы следует обязательно предусматривать в конструкции кровли в следующих случаях:

•над деформационным швом здания;

•если длина здания или ширина более 60 м;

•в местах стыка кровельных оснований с разными коэффициентами линейного расширения (например, когда бетонные плиты примыкают к основанию из оцинкованного профлиста);

•в местах изменения направления укладки элементов каркаса здания, прогонов, балок и элементов основания кровли;

•в местах, где резко изменяется температура внутри помещения, которое защищает кровля.

Следует помнить, что деформационный шов должен в первую очередь предохранить кровельный ковер от разрыва, поэтому не стоит направлять поток воды через его конструкцию. Желательно, чтобы конструкция деформационного шва предусматривала возможность безопасной деформации "в объеме".

Достоинства и недостатки рулонных материалов

Кпреимуществам всех рулонных материалов можно отнести то, что они, вне зависимости от условий производства работ и состояния поверхности, создают изоляционный слой с необходимой гарантированной толщиной.

Кнедостаткам рулонных кровельных материалов относится большое количество швов (нахлестов) при изготовлении ковра.

При выборе рулонного материала необходимо учитывать время года (температуру, при которой будут проводиться кровельные работы); соответствие долговечности материала, планируемой долговечности других материалов и конструкций здания; квалификацию кровельщиков; экономические возможности заказчика.

2.4.3.1.2 Мастики

Мастика представляет собой жидко-вязкую однородную массу, которая после нанесения на поверхность и отвердения превращается в монолитное покрытие.

По составу мастики делят на битумные, битумно-поли- мерные и полимерные. В состав мастик может входить растворитель, наполнители и различные добавки.

Битумные, битумно-полимерные и полимерные мастики отличаются от аналогичных рулонных материалов тем, что формируются в покрытие (пленку, мембрану) на поверхности кровли и, в принципе, должны обладать такими же свойствами.

Мастики могут использоваться также как клеящий состав для устройства кровельного ковра из рулонных материалов. Их можно применять как для новых кровель, так и для ремонта всех видов старых.

Битумно-полимерные и полимерные мастики можно наносить на различные поверхности (стальную, бетонную, рубероидную) любой, даже самой сложной конфигурации (уклоны крыш, на которые укладывают мастики, не ограничены, вплоть до куполов и шпилей). Но существует одно важное условие: поверхность должна быть идеально ровной, иначе будет невозможно добиться одинаковой толщины мастичного покрова. Это самый большой недостаток мастик.

Мастику наносят на основание в жидком виде. После испарения растворителя она твердеет, образуя сплошную бесшовную гидроизоляционную пленку. Толщина образовавшейся пленки зависит от количества сухого остатка в мастике. У мастик, в состав которых не входит растворитель, отвердение происходит без уменьшения толщины нанесенного состава.

Необходимо обращать внимание на то, что при уклонах кровель более 12% и температуре наружного воздуха выше 25°С в мастику необходимо вводить специальные наполнители, повышающие ее вязкость (загустители, цемент и др.).

Современным мастикам может быть придан нужный цвет. Для этого в них добавляют красители, что можно делать как в заводских, так и в построечных условиях перед применением мастики. Потребитель может сам сделать мастику цветной, используя безводные красители.

Современные типы мастик не нуждаются в защитном слое, так как окрашенные в массе они обладают необходимыми декоративными свойствами, а сам материал достаточно стоек к атмосферным воздействиям.

При необходимости защиты кровли от механических воздействий (места проходов, установки инженерного оборудования и т.п.) выполняется защитный слой из мелкого гравия (10-20 мм), крупного песка (2-5 мм), мелкоразмерных асбестоцементных или битумных листов и т.д. Идеальным защитным слоем является речная галька.

Современные мастики не требуют предварительного разогрева (так называемые "холодные мастики") и, различаясь по составу, делятся на однокомпонентные и двухкомпонентные.

Однокомпонентная мастика (на растворителях) поставляется в готовом для применения виде, и отвердение состава происходит при улетучивании растворителя, чему препятствует герметичная тара. Поэтому срок ее хранения редко превышает три месяца. Исключение составляет полиуретановая мастика, отвердение которой происходит под действием паров воды, всегда содержащихся в воздухе. В отсутствие растворителя полиуретановая мастика отверждается (полимеризуется) без усадки. Срок хранения такой мастики в герметичной таре – 12 месяцев.

Двухкомпонентная мастика поставляется в виде двух химически малоактивных составов, которые порознь могут храниться 12 и более месяцев. Большой срок хранения двухкомпонентной мастики – существенное преимущество, так как это позволяет сделать запас материала к сезону кровельных работ. Однокомпонентная мастика в зависимости от основы, как правило, обладает намного меньшим сроком хранения, однако современные качественные составы также не теряют своих свойств в течение 12 месяцев.

Эксплуатационное качество мастичной кровли в значительной мере зависит от правильного выполнения работ по приготовлению мастики непосредственно на строительной площадке и нанесения ее на основание. Однокомпонентная мастика имеет некоторое преимущество, так как готовый к применению состав сразу наносится на поверхность. При исполь-