Вопрос 7. Конструктивные решения покрытий гражданских зданий. Конструкции, водоотвод, эксплуатационные требования.

Основными видами покрытий являются чердачные крыши, бесчердачные покрытия, большепролетные плоские и пространственные покрытия.

Исходя из основного назначения — защиты здания от атмосферных осадков в виде дождя и снега, а также от потерь теплоты в зимнее время и перегрева в летнее время, оно состоит из несущих конструкций, воспринимающих передаваемые нагрузки от вышележащих элементов, и ограждающей части.

К покрытиям предъявляют следующие основные требования. Конструкция должна обеспечивать восприятие постоянной нагрузки (от собственной массы), а также временных нагрузок (от снега, ветра и возникающихь при эксплуатации покрытия). Ограждающая часть покрытия (кровля), служащая для отвода осадков, должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой против воздействия агрессивных химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе и выпадающих в виде осадков на покрытие, солнечной радиации и мороза, не подвергаться короблению, растрескиванию и расплавлению. Конструкции покрытия должны иметь степень долговечности, согласованную с нормами и классом здания.

Важными требованиями к покрытиям являются экономичность их устройства и обеспечение расхода минимальных денежных средств на их эксплуатацию. Особое значение имеет применение индустриальных методов при устройстве покрытий, что снижает трудозатраты на строительной площадке и способствует повышению качества строительно-монтажных работ.

Для обеспечения отвода осадков покрытия устраивают с уклоном. Уклон зависит от материала кровли, а также климатических условий района строительства. Так, в районах с сильными снегопадами уклон определяется условиями снегоотложения и удаления снега; в районах с обильными дождями уклон кровли должен обеспечивать быстрый отвод воды; в южных районах уклон покрытия, а также выбор материала кровли определяются с учетом солнечной радиации.

Классификация по способу строения

Существуют два вида крыш: чердачные и совмещенные.

Чердачная крыша – это такая конструкция, которая состоит из наружной кровли и строительных ферм, которые её поддерживают. На балки обычно кладут обрешетку или настил. Уклон крыши может быть различным, он зависит от двух условий: материала, который используется для кровли, и климата природной зоны, в которой строится дом.

При большом количестве осадков скат крыши делают под углом 45° и более, а если преобладает сухая погода и сильные ветры, то уклон не должен превышать 30°. Когда для кровли применяются штучные материалы, то угол нельзя делать меньше 22°. Для рулонных материалов оптимальным будет угол от 5 до 25°, а для асбоцементных листов и черепицы - 25-35° и более. С увеличением уклона крыши возрастает расход материалов и ее общая стоимость.

Совмещенная крыша – это особый настил, выполняющий функции гидроизоляции, помещающийся на чердачном перекрытии и практически не имеющий уклона. Материалом для него служит нескольких слоев рубероида, промазанных битумной мастикой. Жидкость с него сливается по внутренним водостокам.Совмещенные крыши бывают: невентилируемые, ча­стично вентилируемые и вентилируемые. В массовом строительстве гражданских зданий следует рекомендовать применять вентилируемые и частично вентилируе­мые крыши. Невентилируемые крыши применяют тог­да, когда гарантировано отсутствие накопления влаги в период эксплуатации и в тех случаях, когда расчетная зимняя температура не ниже 30°.

Конструктивные решения совмещенных крыш

а - из прокатных скорлуп и плит перекрытия; б - из прокатных скорлуп; в - из плит перекрытия; 1 - гидроизоляционный ковер; 2 -стяжка; 3 - плитный утеплитель; 4 - слой шлака (с уклоном 5%); 5 - пароизоляция; 6 - пу­стотелые железобетонные плиты; 7 - прокатные скорлупы; 8 - продух; 9 - столбики; 10 – утеплитель.

Отвод воды с совмещенных крыш производится по пологим уклонам кровли и может быть как неорганизо­ванным, так и организованным (ненаправленным и на­правленным).

Направленный водоотвод осуществляется через во­ронки (рис.), располагаемые в пониженных мес­тах крыши. Воронки соединены с трубами, отводящими воду за пределы здания (отвод атмосферных вод может быть наружным при небольших площадях крыш или в ливневую канализацию).

Невентилируемые крыши состоят из железобетон­ных плит, пароизоляции, теплоизоляции, выравнива­ющей цементной или асфальтовой стяжки и водоизо-лирующего трех-, четырехслойпого рубероидного ковра.

Пароизоляция представляет собой слой рубероида, наклеенного на поверхность плиты битумной мастикой. Утеплитель делают из пенобетонных или газобетонных плит, а также из керамзита (обычно керамзит настила­ют переменной толщины для создания требуемого уклона).

Толщина слоя утеплителя определяется теплотехни­ческим расчетом.

Вентилируемая совмещенная крыша состоит из же­лезобетонных плит, пароизоляции по ним и утеплителя. По столбикам переменной высоты (для обеспечения уклона) кладут ребристые или плоские панели, по ко­торым и устраивают кровлю из рулонных материалов. Вентиляцию пространства над теплоизоляционным сло­ем крыши осуществляют через приточные отверстия, расположенные под карнизом в продольных наружных стенах. Для вытяжки по коньку крыши устанавливают специальные вытяжные шахты.

Вентиляционную систему зданий с совмещенными крышами ввиду отсутствия чердака делают прямоточ­ной, с проходом всех вентиляционных каналов верти­кально через крышу.

Выход на крышу может быть организован непосред­ственно маршами лестничных клеток, а в отдельных случаях — через люк по вертикальной стальной лестни­це. На крыше располагают специальные шахты, стены которых целесообразно объеди­нить с вентиляционными каналами.

Весьма ответственным местом совмещенных крыш являются карнизы при наружном водоотводе. Пример решения карнизов приведен на рис., где показа­ны карнизы на кирпичных, крупноблочных и панельных стенах.

Классификация по уровню теплоизоляции

Крыши бывают теплыми и холодными. Наличие в конструкции чердака определяет их как теплые, так как его устройство обеспечивает теплоизоляцию, за счет воздушного пространства, образуемого поверхностью крыши, наружными стенами и перекрытием верхнего этажа. Он защищает здание от холода, обеспечивает проветривание и влагообмен различных элементов конструкции. Также его устройство существенно увеличивает надежность и срок службы дома, но общая стоимость строительства повышается, потому что чердак не входит в число жилых помещений.

В этом случае, можно организовать мансарду, которая представляет собой жилую комнату, расположенную прямо под кровлей, а её стенами являются боковые поверхности крыши. Расстояние от венца до пола мансардного помещения должно быть не менее 1,5 м. Таким образом, все внутреннее пространство используется для жилья.

Холодные крыши без чердака строят, как правило, над неотапливаемыми строениями, сараями и другими хозяйственными постройками. В их функции входит лишь непосредственная защита от атмосферных осадков.

Классификация по форме

Крыши бывают односкатные, двускатные, ломаные, вальмовые, шатровые и крестообразные. Скат – это плоскость крыши, расположенная под уклоном. Пересекаясь, они создают конек кровли. Угол, образованный скатами крыши и фронтона называется ендовой.

Односкатные – это крыши, имеющие одну наклонную поверхность. Они опираются на две стены разной высоты. Наклон, как правило, обращают к наветренной стороне, чтобы защитить дом от дождя и снега. Кроме того, односкатные крыши позволяют максимально использовать внутреннее пространство постройки.

Двускатные – это классический вариант для небольших коттеджей. Крыша образована двумя скатами, направленными в противоположные стороны.

Ломаные крыши возводятся при постройке дома с мансардой. Они представляют собой не два, а четыре ската, соединенных под тупым углом. Этот тип крыши часто применяется в индивидуальном строительстве.

Вальмовая – это четырехскатная крыша с треугольными скатами по торцовым сторонам.

Шатровые – это крыши с четырьмя скатами в виде одинаковых треугольников, сходящихся в одной точке.

Плоские крыши (с уклоном 1°) устраивают бесчер­дачными или с чердачным помещением высотой 1,2— 1,5 м. Отличие плоских бесчердачных крыш от совме­щенных заключается в том, что плоские крыши имеют эксплуатируемую поверхность, используемую для раз­личных целей. Основные конструктивные элементы плоской бесчер­дачной крыши: панельное основание, пароизоляция, теплоизоляция, выравнивающий слой, гидроизоляция и защитное покрытие. Эксплуатируемая плоскость выпол­няется из керамических плиток железобетона, релино­вых покрытий, различных трапов и т. д.

Отвод воды с плоских крыш чаще всего устраивают по внутренним трубам. Воронки следует располагать не реже чем через 12 м, что для жилых домов соответст­вует секции.

Ответственным элементом плоских крыш-террас являются места примыкания кровельных ковров к сте­нам и глухим парапетам, которые обычно ограждают такие крыши. Чтобы исключить попадание воды за край ковра, его необходимо поднять на высоту 500 мм от поверхности и кровли, завести в штрабу и устроить над ним капельник. В месте примыкания к стене рулонный ковер должен быть усилен двумя слоями металлоизола. Пример таких решений приведен на рис.

При оценке технико-экономической эффективности чердачных и бесчердачных крыш гражданских зданий необходимо учитывать не только строительную стои­мость 1 м² крыши, но и стоимость конструкций здания и санитарно-технических устройств выше чердачного пе­рекрытия, т. е. элементов водоотвода.

Сравнение"приведенных выше конструкций крыш по­казывает, что наиболее экономичны конструкции совме­щенных крыш из панелей полной заводской готовности размером на комнату, совмещающих несущие и теплотехнические функции. При этом следует учитывать не только экономические показатели, но и рациональное использование конструктивных систем крыш в конкрет­ных климатических условиях, а также возможности за­водского изготовления элементов и монтажа.