3. Кровельные панели и щиты заводского изготовления

3.1. Конструкции кровельных панелей и щитов сборных покрытий

Отличие кровельных панелей или плит от щитов - в наличии одной или двух обшивок, а также большей заводской готовности. По конструкции кровельные панели или плиты могут быть каркасными и бес­каркасными. Каркасные панели состоят из системы продольных и поперечных ребер, к которым крепится обшивка из досок, фанеры, фанеро-плиты, асбоцемента (рис. 3.1). В зависимости от назначения различают коробчатые и ребристые панели. Коробчатые пане­ли имеют две обшивки, ребристые, как правило, - одну обшивку или при двух обшивках выступающие ребра. В коробчатых панелях должна быть обес­печена сквозная естественная вентиляция внутренних полостей наружным воздухом. Вентиляция может осуществляться поперек или вдоль панели. В первом случае продольные ребра каркаса панели выполняются составны­ми на коротких приклеиваемых прокладках, промежутки между которыми об­разуют вентиляционные отверстия, расположенные над слоем утеплителя. Во втором случае продольные ребра каркаса выполняются сплошными, а вен­тиляционные отверстия предусматриваются в торцовых и поперечных ребрах каркаса панели. В панелях, предназначенных для кровли из волнистых асбестоцементных листов, - продольные ребра каркаса устраиваются сплошны­ми, а поперечная вентиляция обеспечивается через волны кровельных лис­тов (см. рис. 3.1, а).

Панели с продольным проветриванием могут укладываться непосредст­венно на несущие пролетные конструкции; в этом случае вентиляция их осуществляется вдоль здания. При опирании панелей на прогоны, уложен­ные на несущие конструкции, проветривание осуществляется вдоль ската от карниза к коньку, что предпочтительнее.

Крепление панелей к несущим конструкциям в местах их опирания реко­мендуется устраивать сверху; при этом длина площадки опирания должна быть не менее 55 мм (см. п. 5.3.1.11 СНБ). Дли крепления панелей к несущим конструкциям и придания панелям пространственной жесткости в их каркасах обязательно применение поперечных опорных досок (ребер).

Конструкция крайних продольных ребер должна допускать выполнение утепленного стыка между панелями (рис. 3.2). Стыки должны быть хорошо герметизированы. Для герметизации стыков следует использовать пластич­ные прокладки (пороизол, гермит и т. п.), мастики, а при расширенном стыке, который образуется увеличенными до 5-6 см выступами обшивок за края наружных рёбер плит (рис. 3.2, д), - два слоя рулонной пароизоляции (полоски из изола, гидроизола, стеклорубероида и т.п.) на мастиках.

Рис. 3.1. Типы кровельных панелей заводского изготовления: а – под тёплую кровлю из волнистых асбестоцементных листов, профнастила; б – под холодную рулонную кровлю; в – под тёплую рулонную кровлю с продольными рёбрами из досок на ребро; г – то же, с продольными рёбрами из фанерных швеллеров; д – под тёплую рулонную кровлю с продольными клееными рёбрами длиной до 12 м.

Рис. 3.2. Конструкции продольных стыков кровельных панелей: а – нормальный; б – с замком, исключающий клавишную работу панелей при действии местной монтажной нагрузки; в – в четверть; г – с применением нагелей для исключения клавишной работы панелей; д – расширенный.

Рекомендуемые размеры панелей: номинальная ширина - 1,5 м, что свя­зано с максимальной шириной фанерных и асбестоцементных листов, высота - 1/35 - 1/20 пролета, длина - до 6 м при опирании на несущие кон­струкции, располагаемые поперек здания. В случае опирания, панелей на несущие конструкции, расположенные вдоль здания, при двух- и односкат­ных кровлях допускаются также панели с номинальной длиной 9 и 12 м. При шаге несущих конструкций 3 м рекомендуется применять двух пролётные панели длиной 6 м и доборные длиной 3 м; укладка тех и других па­нелей должна выполняться в разбежку. Обшивки клеефанерных панелей изго­товляются из водостойкой фанеры толщиной не менее 6 мм, а деревянный каркас - из пиломатериалов 2-го сорта. При относительной влажности воздуха  до 75% допускается применение фанеры марки ФСФ, при >75% необходимо применение бакелизированной фанеры марки ФБС. Каркас состоит из продольных ребер, размещаемых с шагом 0,3 - 0,7 м, торцовых ребер или опорных до­сок, а в панелях длиной более 3 м - также поперечных ребер, распола­гаемых с шагом не более 3 м. Фанерные обшивки и продольные ребра кар­каса, связанные между собой водостойким клеем в одно целое, образуют коробчатое или тавровое рабочее сечение.

Для панелей с асбестоцементными обшивками применяются плоские асбестоцементные листы размером 1,5x3 м, толщиной 8- 10 мм. Продоль­ные ребра устанавливаются с шагом 0,5 м, а поперечные по торцам и по середине длины - под стыком асбоцементных листов. Сплошные ребра па­нелей выполняются из целых досок или брусков, а при отсутствии нужно­го сортамента - клееными из досок или брусков. Асбоцементные листы кре­пятся к деревянному каркасу на податливых связях (шурупах или гвоздях с упругими прокладками).

В качестве утеплителя рекомендуются минераловатные плиты на синте­тическом связующем, укладываемые на внутреннюю обшивку по слою пленоч­ной или покрасочной пароизоляции. Возможно применение заливочных пенопластов.

В производственном сельскохозяйственном строительстве нашли приме­нение утепленные ребристые плиты с деревянным каркасом, нижней обшив­кой из плоского асбестоцементного листа и кровлей из волнистых асбестоцементных листов, укладываемых на объекте (см. рис. 3.1, а). Плиты покрытия АКД-3 и ПАД имеют номинальные размеры 1,5x3 м, а плиты АКД-62 - 1,5x6 м. Влажность продольных и поперечных ребер из древеси­ны хвойных пород - не более 20 %. Элементы каркаса соединяются между собой в четверть. Асбестоцементные листы крепят к каркасу с помощью оцинкованных шурупов с потайной головкой в заранее просверленные от­верстия с диаметром на 2 мм больше диаметра шурупа.

В качестве утеплителя применяют минераловатные плиты на синтетической связке со средней плотностью 100 - 125 кг/м³.

Более технологичными оказались плиты ПТК-3, каркас которых состоит из двух деревянных клееных ребер таврового профиля, раскрепленных по­перечными прямоугольными ребрами, на которые укладывают асбоцементную обшивку. Асбестоцементный лист закрепляют двумя шурупами, что обеспе­чивает свободу его температурно-влажностных деформаций и не приводит к его растрескиванию. Изготовление плит ПКТ-3 достаточно просто, не требует кантователя, при транспортировании и монтаже асбестоцементный лист защищен каркасом от повреждений.

Аналогичную плитам АКД-62 конструкцию имеет плиты ФКД-62, разработанные Гипрониисельхозом и ЦНИИСК им. Кучеренко по серии 1.865-2, вып. 2. Только вместо асбестоцементного листа роль нижней обшивки выполняет фанера марки ФСФ толщиной 6 мм, приклеенная к каркасу водостойким клеем. Поэтому продольные рёбра и обшивка работают под нагрузкой сов­местно. Листы фанеры стыкуют на "ус", волокна наружных шпонов располагают вдоль пролета. Такие плиты рекомендуются для применения в отапли­ваемых зданиях с относительной влажностью воздуха до 75 %.

Плита покрытия ППА-62 размером в плане 1,5x6м имеет два продоль­ных ребра из клеефанерных балок с плоской или волнистой стенкой.

Продольные ребра связаны между собой поперечинами из досок. Кровля и утепление аналогичны ранее рассмотренным вариантам.

Плита ПДА размером в плане 1,5x6 м имеет только два деревянных про­дольных ребра двутаврового сечения. Дощатые полки и стенку двутавра со­единяют между собой "в паз" клеем ФР-12 с гвоздевой запрессовкой. Про­дольные ребра связаны в каркас системой поперечин из цельной древесины.

Для неотапливаемых зданий с рулонной кровлей применяют ребристые па­нели ребрами вниз, где роль верхней рабочей обшивки играют асбестоцементные листы на шурупах или фанерные листы на клею (см. рис. 3.1,6).

Для отапливаемых зданий общественного назначения применяются короб­чатые клеефанерные плиты с деревянными продольными и поперечными реб­рами (см. рис. 3.1,в). При наличии фанерных швеллеров весьма эффектив­ны коробчатые панели с каркасом из них (см. рис. 3.1,г). Имеются пред­ложения о применении кровельных панелей пролетом 9 - 12 м (см. рис,3.1,д). В этих панелях продольные ребра предусматриваются из клееной древесины. Пространственная жесткость обеспечена поперечными диафрагмами, вклеен­ными в продольные ребра с шагом 3 м, для чего в ребрах в средней по вы­соте зоне сделаны прорези. Обшивки выполнены из фанеры ФСФ толщиной 10 мм или фанероплиты толщиной 30 мм. При расстоянии между несущими конструкциями более 6 м можно либо усилить плиты покрытия шпренгельными конструкциями (рис. 3.3) [17], либо применить клееные армированные продольные ребра.

Утеплитель во всех рассмотренных вариантах каркасных кровельных па­нелей во избежание смещения при транспортировании и монтаже закрепляется планками сечением 2525 мм с сеткой 500500 мм. Над утеплителемоставляется вентилируемая воздушная прослойка. Утеплитель укладывается на слой пароизоляции из полиэтиленовой пленки или на слой обмазочной пароизоляции.

Рис. 3.3. Конструкции кровельных панелей с подкреплением: а – плоскими шпренгелями; б – пространственным шпренгелем с центральной стойкой.

Бескаркасные кровельные панели типа "сэндвич" являются, как правило, трехслойными. Обшивки приклеиваются по всей их внутренней поверхности к среднему слою из пенопласта, сотопласта (рис. 3.4). По кромкам пане­ли имеются ребра, называемые обрамлением. Благодаря этому обеспечива­ется совместная работа обшивок, которые воспринимают нормальные напря­жения, средний слой же передает сдвигающие напряжения и одновременно обеспечивает теплоизоляцию. Для обшивок используют древесноволокнис­тые плиты, фанеру, асбестоцемент, стеклопластик, алюминиевые и сталь­ные гладкие или профилированные листы.

Для возможности устройства верхнего освещения применяют светопрозрачные кровельные панели с обшивками из стеклопластика, оргстекла и винипласта [14, 17].

Рисю 3.4. Поперечные сечения бескаркасных трёхслойных (двухслойных) кровельных панелей: а, в – с обрамлением из досок; б – с обрамлением из фанерных швеоллеров; г – типа «сандвич»; д – двухслойные монопанели.

Щиты деревянных настилов в заводском исполнении отличаются от настилов построечного изготовления лишь тем, что обрешетка или одинарный настил снизу соединяется поперечинами и раскосами в готовую конструк­цию кровельного настила, габариты которой увязаны с шагом прогонов или несущих конструкций и транспортными габаритами (рис. 3.5). В щитах двойного перекрестного настила роль поперечин играют доски рабочего на­стила, а раскосов - сплошной косой защитный настил. Раскосы необходимы в прямых разреженных или сплошных одинарных настилах для придания щи­там геометрической неизменяемости при перевозке и монтаже. Благодаря применению кровельных щитов заводского изготовления ускоряется процесс устройства кровли здания.