Крыша
Виды крыш, применяемых в коттеджном строительстве
Крыши можно классифицировать по различным признакам. Прежде всего, они бывают плоскими с уклоном не более 3 градусов (в данной статье не рассматриваются) и скатными.
К простым формам скатных крыш относятся одно-, двух- и четырехскатные (шатровые), ломаные (мансардные), вальмовые и полувальмовые. Однако архитектура здания зачастую требует более сложных форм. Многощипковые крыши с криволинейными участками, конусными покрытиями эркеров и башен, выступающими мансардными окнами, причудливыми сопряжениями с пристройками и т.д. уже далеко не редкость в современном коттеджном строительстве.
Вместе с тем, по способу эксплуатации крыши подразделяются на холодные чердачные и утепленные мансардные, подкровельное пространство которых обустроено для проживания.
Большинство застройщиков в наши дни предпочитают иметь у себя в доме жилую мансарду, расположенную во внутреннем объеме сложной крыши. Обеспечить надежность и долговечность кровельной конструкции и комфортность проживания под ней – комплексная задача и решить ее под силу только профессионалам с большим опытом работы. Необходимо отметить, что нормативная документация, регламентирующая применение большинства современных кровельных материалов, а также рекомендательная литература, содержащая типовые решения узлов, практически полностью отсутствует.
Уже на стадии эскизного проектирования следует сообщить архитектору, какой тип кровельного материала будет применен. Застройщик должен быть готов к тому, что при покрытии кровель сложной конфигурации металлочерепицей доля обрезков может достигать до 70 % от объема кровельного покрытия (битумной черепицей – до 11%). Стоимость квадратного метра покрытия натуральной черепицей значительно возрастет за счет увеличения доли доборных элементов и комплектующих изделий. Кроме того, могут потребоваться нестандартные компоненты для систем подкровельной вентиляции и водоотвода.
Стропильная конструкция
В процессе эксплуатации на крышу воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки. К первым относится вес кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции и т.д. Воздействие снеговой и ветровой нагрузок, хотя и носит временный характер, весьма существенно. Например, согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» нормативное значение веса снегового покрова для третьего снегового района, к которому относится Московский регион, составляет 100 кг/м2. Нормативные значения ветрового давления не столь показательны. Заметим лишь, что при увеличении уклона крыши ветровая нагрузка значительно возрастает, а снеговая соответственно уменьшается.
Основными несущими элементами крыши небольших зданий, как правило, являются деревянные стропила или стропильные фермы, объединенные различным образом в так называемую стропильную конструкцию. Если ширина пролета превышает 6 метров, то потребуется установка внутренних стоек в качестве дополнительных опор. При изготовлении деревянных элементов крыши использует древесина хвойных пород с влажностью не 22%.
На заметку
Для мансардных крыш большой площади все чаше применяются металлические конструкции (балки, прогоны и фермы). Это вызвано нежеланием застройщиков заполнять пространство мансардного этажа стойками. Как это не покажется на первый взгляд странными, но использование металла в этом случае является целесообразным не только с архитектурной и конструктивной, но и с экономической точки зрения. Металлические конструкции устанавливаются с большим шагом, не требуют промежуточных опор и других элементов усиления. Вместе с тем, для создания стропильной конструкции потребуется значительный объем дорогостоящих длиномерных пиломатериалов большого сечения.
Дерево может сгореть, оно подвержено деформированию и гниению при изменении влажности воздуха и т.д. Чтобы такие проблемы не возникали, крупнейшие производители стальных кровельных материалов (RANNILA STEEL OY, WECKMAN STEEL OY, PLANNJA OY AB, LINDAL AB PROFIL, GASELL PROFIL AB, FINISH PROFILES BV, MERA SYSTEM PLAT AB и другие) поставляют комплексные системы, включающие металлические стропильные конструкции и обрешетку.
Кстати, устройство обрешетки – исключительно важный этап возведения крыши.
Теплоизоляция
Теплоизоляция позволяет сохранять внутреннее тепло в холодное время года и, следовательно, оптимизировать потребление энергии, а также прохладу летом в случае, если в доме есть мансарда. Толщина утеплителя определяется расчетом. Готовая кровля зимой должна оставаться «холодной», то есть на ее поверхности снег не должен таять при температуре воздуха ниже – 5Со. В противном случае кровельному покрытию грозит обледенение на плоских участках и образование значительных масс льда в ендовах и других критических зонах.
При наличии чердачной крыши утеплитель обычно укладывается на перекрытие верхнего этажа. Если в доме устраивается мансардный этаж, теплоизоляцию располагают между стропилами. В качестве кровельного теплоизолятора, как правило, используют минераловатные (ROCKWOOL, HOTROCK, PAROC, ISOROC, NOBASIL, ISOMAT и др.) или стекловолоконные (URSA, ISOVER и др.) плиты. Первые изготавливаются из минерального сырья, полученного путем плавления базальтовых горных пород. Волокна в таких изделиях расположены хаотично, плотно сплетаясь между собой. Благодаря этому минераловатные плиты обладают значительной жесткостью и сопротивляемостью к механическим воздействиям. Они не деформируются и не уплотняются со временем, сохраняя свои превосходные теплотехнические характеристики на протяжении всего срока эксплуатации. Минераловатные плиты обладают высокой огнестойкостью и хорошей паропроницаемостью.
При производстве стекловаты используются стеклобой, песок и сода и известняк. Путем плавления и дальнейшей обработки стеклообразующей смеси получают тончайшие волокна, которые затем связывают с помощью специальных веществ.
Плиты из стекловаты дешевле минераловатных, однако, уступают им по своим эксплуатационным характеристикам. Они не огнестойки. Кроме того, со временем этот утеплитель может утратить стабильность формы, поэтому его рекомендуют фиксировать, особенно при укладке на скаты с высоким уклоном.
Добавим, что для придания минимизации гигроскопичности, теплоизоляционные материалы, как из минеральной ваты, так и из стекловолокна, обрабатываются гидрофобизирующими составами. Таким образом, решается проблема капиллярного водопоглощения. Тем не менее, кровельные утеплители нуждаются в защите от интенсивного воздействия воды. Эти материалы содержат большое количество воздушных полостей, благодаря чему имеют низкий коэффициент теплопроводности. Как только вода начинает вытеснять воздух, теплозащитные характеристики утеплителя резко ухудшаются.
При оборудовании мансардной крыши утеплитель нужно укладывать после монтажа кровельного покрытия, чтобы не допустить попадание дождя и снега, а также после устройства вентиляции подкровельного пространства. Кроме того, влажность деревянных элементов несущей конструкции крыши должна быть не более 18%.
Пароизоляция
Поднимаясь под действием диффузии из внутренних помещений в подкровельное пространство, водяные пары конденсируются в толще теплоизоляционного слоя, на поверхности деревянных элементов крыши и на внутренней поверхности кровельного покрытия. В результате утеплитель утрачивает свои теплозащитные функции, а стропильная конструкция подвергается воздействию плесени и разрушается. Для создания паронепроницаемого барьера, предотвращающего проникновение пара, используют специальные пленки («Ютафол Н110» Чехия, «Стафол ПП», Россия, «Изоспан Д»,»Изоспан В», Россия). Их располагают с внутренней, «теплой» стороны утеплителя.
Стандартные пароизоляционные пленки представляют собой трехслойное полотно, в котором двумя слоями полиэтилена проложена арматурная сетка из полиэтиленовых полос. Последняя обеспечивает прочность материала.
Пленку укладывают внахлест, проклеивают соединительной лентой и крепят к несущим деревянным элементам скобами или оцинкованными гвоздями с плоской шляпкой. Затем прибивают рейки для того, чтобы создать зазор между пароизоляцией и обшивкой потолка.
Добавим, что на российский рынок поставляются пленки, имеющие слой алюминиевой фольги («Silver PL», Польша, «Тектотен-Рефлекта», Германия, «Ютафол Н Сильвер», Чехия). Они обладают повышенной огнестойкостью и, отражая термическое излучение, позволяют лучше сохранять тепло.
Гидроизоляция
Правильно уложенная кровля любого типа должна быть водонепроницаемой. Правда, при особо неблагоприятных погодных условиях, например, во время ливневых дождей с сильным косым ветром или снежных бурь, незначительное количество атмосферных осадков может просочиться в подкровельное пространство. Кроме того, на внутренней поверхности кровельного материала при суточном перепаде температур образуется конденсат. Заметим, что его масса увеличивается за счет конденсации небольшой части водяных паров, проникающей через паронепроницаемый барьер и утеплитель.
Для защиты утеплителя и стропильной конструкции от влаги, поступающей с наружной стороны, используют паропроницаемую подкровельную гидроизоляцию трех типов.
Диффузионные мембраны («Ютафол Д110» Чехия, «Стафол Кон» Россия, «Изоспан А», Россия, «Silver PP», Польша, «Тектотен-Л», Германия) применяют для крыш с кровельным покрытием из натуральной черепицы и материалов на битумной основе. Они состоят из двух внешних слоев полиэтилена с микроперфорацией и внутреннего – арматурной сетки из полиэтиленовых полос. Микроотверстия в виде воронок, обращенных широкой частью внутрь дома, обеспечивают паропроницаемость, но не пропускают влагу. Диффузионные мембраны укладываются так, чтобы между ними и теплоизоляцией оставался зазор. В противном случае отверстия будут закрыты, и отвода пара происходить не будет.
Для металлических кровель рекомендуют использовать антиконденсатную пленку («Ютакон», Чехия, «Стафол Кон», Россия). Эта гидроизоляция изготовлена из полипропиленовой ткани и пленки, обеспечивающих прочность, водо- и паронепроницаемость пленки, а также нетканого материала, поглощающего водяные пары. Собранная последним влага высыхает в воздушном потоке.
Особо следует упомянуть о супердиффузионных мембранах («Ютавек», Чехия, «Тайвек», Люксембург и др.), производимых из нетканого высокоплотного полиэтилена. Они обладают высокой паропроницающей способностью. Вместе с тем это материалы надежно защищают утеплитель крышу от проникновения воды и продувания ветром.
Супердиффузионные мембраны можно укладывать непосредственно на теплоизоляционный слой.
Кровельные материалы
Металлическая кровля
Кровельная сталь
Наиболее распространенным среди металлических кровельных материалов долгое время оставалась оцинкованная сталь. При ее производстве в качестве коррозионной защиты металла используется слой цинка толщиной 20 мкм, наносимый методом горячего цинкования.
Однако внешний вид кровельного покрытия из оцинкованной стали довольно унылый. Кроме того, цинк подвержен не только окислению, но и выветриванию под влиянием атмосферных воздействий, что снижает срок службы «оцинковки». Расширить цветовую гамму этого материала и увеличить продолжительность его эксплуатации позволила технология нанесения полимерного покрытия. Кровельная сталь стала иметь несколько слоев. На обработанный методом химического травления цинк, толщина которого снизилась до 14 мкм, наносится грунтовка. Затем лицевую сторону покрывают полимером, а внутреннюю – специальным лаком.
Применяется несколько видов полимерных покрытий. Наиболее доступным по цене является полиэстер. Из-за малой толщины (25 мкм) он подвержен механическим повреждениям. Однако полиэстер отличается достаточной стойкостью к ультрафиолетовому и атмосферному воздействию. Полиэстер бывает не только глянцевым, но и матовым (модифицированным тефлоном). Последний имеет толщину 35 мкм.
Кроме того, выпускается кровельная сталь с двойным полиэстером. Этот полимер имеет отличные технические характеристики. Он стоек к различного вида воздействиям и эластичен, т.е. легко воспринимает деформации стального листа.
Хорошей механической стойкостью и сопротивляемостью коррозии отличается пластизол, который наносится толщиной 175 мкм или 200 мкм. Причем покрытие толщиной 200 мкм имеет тесненную фактуру. Пластизол обладает хорошей пластичностью, что упрощает устройство фальцевой кровли из стали с таким покрытием. Однако он имеет самую низкую цветостойкость среди всех полимерных покрытий.
Высокими качественными показателями отличается пурал. При толщине покрытия 50 мкм он более устойчив к механическим воздействиям, чем полиэстер. Этот полимер хорошо противостоит коррозии, воздействию Солнца, выдерживает значительные суточные перепады температур. Он сохраняет свои характеристики в жару и сильные морозы. Благодаря этому «пураловая» металлочерепица широко используется в различных климатических зонах и в экологически неблагоприятных условиях. Недавно на российском рынке появилась кровельная сталь с покрытием из модифицированного пурала Galea (продукция компании GASELL PPOFILE AB), который выгорает медленнее, чем обычный пурал.
Одним из самых дорогих, но и самых надежных является полимерное покрытие из полидифторита или PVF2, которое может быть глянцевым и матовым. PVF2 наиболее устойчив к УФ-излучению, отлично противостоит коррозии и влиянию загрязненной внешней среды.
Высококачественное полимерное покрытие Colorcoat HPS 200 является уникальной системой защиты внешней поверхности металлической кровли. Благодаря своей структуре, включающей двойной слой антикоррозионной грунтовки и усиливающий слой полиэстера, Colorcoat HPS 200 отличается повышенной прочностью, стойкостью к механическим и химическим воздействиям.
Следует упомянуть и кровельную сталь с металлизированным покрытием Алюцинк (Aluzink), в состав которого входят алюминий (55%), цинк (43,5%) и кремний (1,6%) (Coversys, Бельгия, SSAB Tunnplat AB, Швеция). Алюцинк отличается серебристым блеском и прекрасно смотрится на кровле. Однако для расширения цветовой палитры материала на него наносят полимер.
По коррозионной стойкости алюцинк в 6-8 раз превосходит цинковое покрытие. Кроме того, для нанесения полиэстера (прежде всего с декоративной целью) применяется особая технология – электрический метод (Coversys). Сначала из стали с алюцинковым покрытием нарезаются листы для создания картин фальцевой кровли или профилируется металлочерепица. Затем готовые изделия электризуется, и полимерный состав как бы «прилипает» к металлу. В результате обеспечивается полная защита срезов и исключается вероятность появления микротрещин на покрытии, что происходит при профилировании после нанесения полимера.
Добавлю, гарантийный срок эксплуатации этого кровельного материала- 30 лет.
Cуществует два способа устройства металлической кровли: фальцевание и монтаж металлочерепицы.
Фальцевую кровлю устраивают из кровельной стали (с полимерным покрытием и без), а также из цветных металлов (медь, цветной алюминий, D-цинк, алюминий титан). При этом металлические листы соединяются между собой с помощью особого крепления – фальца. Фальцы бывают стоячие и лежачие, одинарные и двойные. Сначала на земле по коротким сторонам два и более листов соединяются лежачими фальцами в картины. На крыше картины объединяют между собой как по коротким горизонтальным, так и по длинным вертикальным сторонам. К обрешетке кровельное покрытие крепится при помощи кляммеров – полосок из оцинкованной стали. Одним концом кляммеры закатываются в фальц, а другим прибивается к брускам обрешетки. С целью компенсации деформаций, возникающих вследствие линейного расширения металла при повышении температуры, применяются подвижные кляммеры, части которых могут двигаться друг относительно друга. При двойном фальцевании герметичность металлической кровли сравнима с герметичностью консервной банки.
В наши дни для устройства фальцевой кровли применяется так называемая рулонная технология, когда кровельный металл поступает на строительную площадку в рулонах. Картины изготавливаются по длине ската крыши и соединяются только вертикальными двойными стоячими фальцами.
В середине прошлого века в строительстве появился новый кровельный материал – металлочерепица (RANNILA, WECKMAN FINISH PROFILES (Финляндия), PLANNJA, LINDAB AB PROFIL, MERA SYSTEM PLAT, GASELL PROFIL, (Швеция), METROTILE EUROPE (Бельгия), МЕТАЛЛ ПРОФИЛЬ, ЛАМИЕРА (Россия) и другие). Ее производят из стали толщиной не менее 0,45 мм, которая профилируется с помощью прокатного стана и нарезается на листы определенного размера. Доборные элементы (коньковые, карнизные и торцевые планки, заглушки, и др.) формируются на отдельном станке.
Заметим, что профилированная сталь используется в строительстве давно. В случае с металлочерепицей новизна заключалась в том, что ее профиль повторял очертания керамической черепицы. В наши дни металлочерепичные листы выпускаются с различным объемным рисунком в том числе в виде чешуек, шоколадных плиток и т.д. Кроме того, компания RANNILA производит модель металлочерепицы «Classic», профиль которой имитирует фальцевую кровлю.
Крупные производители практикуют поставку металлочерепицы под индивидуальный заказ, который формируется после предварительного расчета кровли. Рядовое покрытие составляется из листов, длина которых равна длине ската от карниза до конька с учетом свеса (обычно 40 мм). Количество листов, укладываемых на ровных участках крыши, определяется из расчета полезной ширины листа без нахлеста. В местах расположения слуховых и мансардных окон, ендов, башен и т.п. металлочерепица нарезается таким образом, чтобы профиль совпадал у конька крыши.
Для крепления металлочерепицы используют саморезы высокого качества.
Медь
При устройстве медного покрытия используют ленту толщиной 0,6 мм, изготовленную из полутвердого сплава с процентным содержанием меди 99,9% (LINDAB AB PROFIL (Швеция), ВМС (Россия) и др.). При правильном исполнении кровельных работ такое покрытие прослужит 150 и более лет. Процесс его окисления сопровождается изменением внешнего вида. Бронзовое сияние новой меди после года эксплуатации тускнеет. Кровля приобретает темно-коричневый цвет. В результате поступление кислорода воздуха к металлу задерживается, скорость окисления снижается на 25-30%. Через 12-15 лет на медной кровле появляется бирюзовая патина (оксид меди). Впрочем, используя специальные составы медь можно искусственно состарить и получить зеленоватые узоры гораздо раньше. Кроме того, по желанию заказчика кровля может иметь рисунок под черепицу, каменную кладку, в виде ромбов, рыбьей чешуи и т.д.
Стоимость меди составляет от 18 $/м2.
Цветной алюминий
Цветной алюминий изготавливается из антикоррозионного сплава алюминия, способного служить 80-90 лет. Сверху он покрыт полимером, обладающим повышенной цветостойкостью. Выгорание такого покрытия происходит очень медленно. В результате цветной алюминий остается неизменным в течение 40 лет. Кроме того, материал покрывают защитной пленкой, предохраняющей его от механических повреждений при транспортировке и монтаже.
Цветной алюминий поставляется более 40 оттенков, включая фактуру, имитирующую старую медь, светлую бронзу и «серебристый металлик».
Этот материал технологичен, укладывается на крышу методом фальцевания. Из него изготавливаются система водостока.
Стоимость цветного алюминия составляет 13-14 $/м2.
Добавим, что в качестве кровельного материала начинают поставлять сплав алюминий-титана. Этот материал также является долгожителем. Блеск такого покрытия не потускнеет и через десятилетия. Доказательством может служить внешний вид памятника покорителям космоса в Москве, облицованного алюминием-цинком.
Стоимость кровли составляет от $ 80/м2.
Цинк-титан
Использование цинка как кровельного материала началось еще в XVIII веке. В частности, этим металлом покрыты многие строения в исторической части Парижа. Крыша Государственного Исторического музея в Москве имеет кровлю из цинковых листов, изготовленных в 1911 году. Обследования, проведенные во время капитального ремонта здания, что кровельное покрытие не затронули какие-либо серьезные коррозионные процессы.
Долговечность цинка составляет 100-120 лет. Через год после монтажа цинковая кровля покрывается окислом, придающим металлу серебристо-серый цвет, который не меняется на протяжении всего срока эксплуатации.
Однако у цинка есть один весьма существенный недостаток - низкая пластичность. При хранении, транспортировке и монтаже он требует бережного, а главное умелого обращения. Улучшить технологические характеристики цинка путем добавления к нему титана. Изобретенный в 60-х годах прошлого века сплав, получивший название цинк-титан или D-цинк, содержит 99,95% цинка. Оставшиеся 0,05% приходятся на алюминий, медь и титан, которые выполняют функцию модификаторов структуры. Благодаря добавке меди и алюминия пластичность цинкового сплава значительно выше, чем у его предшественника. Кроме того, титан обеспечил этому кровельному металлу повышенную прочность. Материал отличается высокой коррозионной стойкостью.
Стоимость цинка-титана составляет 12-21 $/м2 .
Битумные кровельные материалы
При производстве современных битумных кровельных материалов используется окисленный битум, модифицированный полимерными добавками. В качестве модификаторов используются атактический полипропилен (АПП), иногда в сочетании с изотактическим полипропиленом (ИПП) и стирол-бутадиен-стирол (СБС). Последний является по сути искусственным каучуком, поэтому модифицированный им битум называют резинобитумом. При СБС-модификации в покровной массе формируется полимерная матрица из блоков стирола, соединенных «пружинками» бутадиена. Внутри этой эластичной трехмерной сетки в виде мельчайшей дисперсии распределен битум. Считается, что СБС-модификатор предназначен для кровельных материалов, эксплуатируемых в северных районах, а АПП-модификатор – для материалов, эксплуатируемых на юге.
Благодаря технологиям окисления и модификации битумному вяжущему и всему кровельному материалу придают заданную теплостойкость, морозостойкость и эластичность и, следовательно, увеличивает их долговечность.
Рулонные кровельные материалы
В качестве основы для рулонных битумных материалов используется стеклоткань, которая отличается значительной прочностью и сопротивлением на разрыв.
Битумно-полимерные рулонные материалы выпускаются многими российскими («Термопласт», «Филикровля», «ТехноНИКОЛЬ» и др.) и зарубежными производителями (“KATEPAL’, «TEGOLA», «ICOPAL», “LEMMINKAINEN” и др.).
Рулонные материалы идеально подходят для крыш с небольшим уклоном – 25-30о . Они быстро монтируются. При этом достигается полная герметизация швов с помощью вспомогательных материалов – специальных клеев, самоклеющихся полос и др. Проблема неизменной серо-черной гаммы также может быть разрешена. Например, компания «KATEPAL» по желанию клиента может придать рулонным материалам любой цвет.
Штучные кровельные материалы
Для создания декоративной поверхности крыши используют различные виды мягкой черепицы. Элементы представляют собой листы размером примерно 1,0х1,35м. Их обычно вырубают из рулонных битумных материалов. Некоторые производители, например, фирма «TEGOLA» изготавливает битумную черепицу на специальных линиях.
Основой для мягкой кровли, как правило, служит стеклохолст. Он хорошо держит форму, не поддается деформированию, что чрезвычайно важно для кровельной плитки, которая подвергается продольным нагрузкам. Кроме того, при вырубании листов из рулонных материалов стеклохолст позволяет сохранить стабильную форму ячеек нижней части. А вот высокой прочности на растяжение здесь не требуется, поскольку такого рода напряжения локализуются в каждой плитке.
Битумная черепица имеет многослойную структуру. На стекловолоконную основу с обеих сторон наносится окисленный битум. С нижней стороны листы покрывают слоем самоклеящегося СБС-модифицированного битума, который защищают специальной легко удаляемой при монтаже силиконизированной пленкой. Сверху плитку посыпают минеральной крошкой. Для ответственных участков крыши таких, как карнизные свесы, ендовы, торцовые скаты, коньки и др., изготавливаются плитки, полностью покрытые резинобитумом.
Кроме того, технологический процесс предусматривает окраску битумной черепицы. На листы разнообразной цветовой гаммы наносится зачернение, которое придает кровельному покрытию объем – кровля «играет». Одна и та же крыша под разным углом зрения и при различном освещении смотрится по-разному.
Битумная черепица поставляется разнообразных форм и оттенков. Тем не менее, производители продолжают выпускать новые виды продукции.
При укладке битумной черепицы рекомендуется использовать специальные кровельные гвозди с гальванопокрытием длиной около 3 см. Благодаря широкой шляпке такие гвозди плотно прижимают плитку, не повреждая ее. Гальванопокрытие предохраняет их от коррозии.
Монтаж мягкой черепицы рекомендуют производить при температуре ниже – 15 оС. Если кровельные работы осуществляются в холодное время года, разрешается пользоваться строительным феном (но не горелкой). Кроме того, перед монтажом плитка должна храниться в теплом помещении при температуре не ниже + 18 оС в течение суток.
Покрытие кровли из битумной черепицы начинается с нижнего угла крыши и против господствующих направлений ветра.
Листовые материалы
Листовые битумно-волокнистые материалы (ONDULINE (Франция), GUTTA WERKE (Швейцария), NULINE Corporation, (США) ASBO (Бельгия) и др.) изготавливаются из целлюлозного или стекловолокна, пропитанного битумом. Благодаря своей структуре эти изделия отличаются хорошей гибкостью. Материал можно изгибать вдоль и поперек волокон, что позволяет использовать его на криволинейных поверхностях с радиусом кривизны от 5 метров. Кроме того, такая кровля способна выдерживать значительные снеговые и ветровые нагрузки (ветер до 192 км/ч). Она хорошо переносит морозы и летнюю жару, а также большие суточные перепады температур.
Битумно-волокнистые листы поставляются различных цветов. Покрытие хорошо выдерживает воздействие Солнца. Компания GUTTA WERKE к тому же применяет технологию окраски листов в массе, за счет чего значительно улучшается устойчивость цвета.
Некоторые производители (АКВАЛАЙН (ASBO, Бельгия), «GUTTA» («GUTTA WERKE», Швейцария) используют особую технологию вакуумной битумизации при относительно невысоких температурах, что позволяет практически полностью сохранить структуру волокон, значительно повысить уровень связки целлюлозы и битума и тем самым увеличить прочность материала в целом. Кроме того, такая технология позволила производить листы с большим (до 20) количеством слоев, что улучшает противоударные свойства и пластичность и повышает прочность материала.
Кровельное покрытие из битумно-волокнистых материалов крепится гвоздями к обрешетке из брусков, установленной с определенным шагом. Некоторые производители в комплект поставки включают специальные коррозионные гвозди, цвет шляпок которых такой же, как и цвет материала («Аквалайн», ASBO). Укладка волнистых битумных листов, как правило, осуществляется при температуре не ниже 0 оС.
Натуральная черепица
Термин «натуральная черепица» является обобщенным обозначением керамической или глиняной черепицы, известной с незапамятных времен, и цементно-песчаной, получившей широкое распространение во второй половине прошлого века. Сырьем для первой служит керамическая (гончарная) глина - тонкодисперсная вторичная порода с минимальным содержанием примесей. Технология изготовления глиняной черепицы базируется на трех стадиях: подготовка сырья, формование черепка и обжиг. Добытая глина размешивается до однородной массы и соединяется с пластифицирующими добавками. Существует два основных способа изготовления черепицы: ленточный и штамповочный. При ленточном способе формируется своего рода лента, которая затем разрезается на отдельные плитки. При штамповке черепицу прессуют в металлических формах. Полученный тем или иным способом полуфабрикат обжигают при температуре около 1000 о С.
Для придания водооталкивающей способности и улучшения внешнего вида керамической черепицы на поверхность черепков наносится специальная глина — ангоб (от франц. engobe), которая при обжиге частично расплавляется, образуя плотный слой, или глазурь (от нем. Glass) — стекловидное покрытие, также закрепляющееся при нагреве до 1000°С.
Наличие в глиняном сырье окислов железа определяет естественные цвета керамической черепицы - красный, коричневый, терракотовый, охристый. Со временем материал темнеет, иногда покрывается малахитовой патиной.
Современная керамическая черепица (Roben, RuppKeramik, Heisterholz, Erlus, von Muller, Creaton, (Германия), Wiekor (Эстония), Todach (Словения) и др.) имеет множество форм и десятки цветов. Так, компания von Muller поставляет плитки 8 профилей двадцати одного цвета, компания Erlus - 8 профилей четырнадцати цветов. Благодаря усовершенствованному ангобу черепица компании RuppKeramik имеет кристальный блеск.
Черепица почти не подвержена старению, огнестойка, нейтральна к ультрафиолетовому излучению и агрессивным средам. Благодаря существенной массе и мелкоштучности черепков черепичная кровля выдерживает даже сильные ураганы. Не удивительно, что срок ее службы более 100 лет.
Стоимость керамической черепицы от 20 $/м2 и выше.
По техническим характеристикам керамической черепице не уступает и цементно-песчаная (BRAAS ДСК-1, (Россия), Sea Wave (Россия-Швеция) и др.), которая производится следующим образом. Из цемента, кварцевого песка, воды и пигмента формируется полусухая смесь, из которой ленточным способом изготавливается черепица-сырец. При этом элемент штамповки все-таки присутствует. Он призван скруглять края черепков. Сушка при температуре 60 о С длится сутки. До продажи черепицу выдерживают в условиях склада еще 28 дней. За это время цементно-песчаная масса набирает 70% прочности.
Гарантийный срок службы этого материала – 30-35 лет, стоимость – от $8,5/м2 .
Производители рекомендуют применять черепицу на крышах с уклоном от 22 до 60о. При уклоне от 10 до 22о необходимо произвести дополнительные мероприятия по устройству усиленной гидроизоляции крыши. Черепки натуральной черепицы крепятся друг к другу с помощью пазовых замков, а к обрешетке, которую укладывают очень точно, – с помощью выступов. Дополнительное крепление к брускам обрешетки производится шурупами и противоветровыми зажимами. Между тем, строительная практика показала, что достаточно крепление рядов черепицы по периметру скатов крыши вполне достаточно. При большом уклоне (более 50о) черепки крепят к обрешетке еще и кляммерами.
К недостатком черепицы принято считать ее большой вес (40-50 кг/м2), который служит причиной усиления несущих конструкций здания.
Влияние собственного веса черепицы на общую нагрузку, собираемую для расчета и конструирования стропильной конструкции, сильно преувеличено. Факты доказывают, что объем древесины при черепичном покрытии увеличивается по сравнению с крышами, покрытыми металлом, лишь на 15-20%. В сумме затрат на полное строительство дома, такое удорожание составляет доли процента. При этом, здравый смысл подсказывает, что не стоит экономить на деревянных стропилах, которым придется нести свою нагрузку десятилетия и даже века.
Другие виды кровельных покрытий
Натуральный сланец
Натуральный сланец является одним из древнейших кровельных материалов и широко распространен в европейских странах. Им покрыты многие исторические здания, например, лондонские Тауэр и Букингемский дворец, парижский Лувр и другие. Этот материал отличается невероятной прочностью и устойчивостью к воздействию окружающей среды. Производители натурального сланца (“Theis-Boger”, “Ratshek Shifer”, Германия) предоставляют гарантию 50 лет, заявляя о двухсотлетнем сроке службы. Однако многовековой опыт эксплуатации свидетельствует о практически неограниченной долговечности сланцевых кровель. Нельзя не упомянуть об эстетических достоинствах этого материала. Натуральный сланец имеет благородный темно-серый цвет с мерцающим блеском, не тускнеющий со временем. Его изысканная красота особенно проявляется на крышах замысловатой архитектуры. Сланцевые плитки выпускаются разными по форме и размеру, что позволяет создавать кровли с изящным рисунком. Кроме того, существуют различные виды укладки натурального сланца, позволяющие усилить стилевую принадлежность здания.
Эта горная порода добывается в шахтах. Поступающие в специализированные мастерские огромные прямоугольные блоки распиливаются на сланцевые плиты, которые затем расщепляются вручную на пластины толщиной 3-8 мм. После этого производят шлифовку полученных изделий.
Превосходные технические и эстетические качества натурального сланца, а также сложность и трудоемкость его производства обуславливают элитарность и высокую стоимость этого материала – от 60 евро за 1 квадратный метр покрытия.
К сожалению, в России опыт устройства кровель из натурального сланца практически нет, прежде всего, из-за отсутствия традиции применения этого материала. Для укладки сланцевых плиток требуются высококвалифицированные кровельщики, владеющие особыми знаниями и навыками работы со специальными инструментами. Монтаж такого покрытия требует исключительной аккуратности и тщательности.
Керамогранитная черепица
Керамогранитная черепица ARDOGRES изготавливается по технологии, используемой при производстве керамогранита – материала, не уступающего по своей твердости, стойкости и долговечности натуральному граниту.
Из тонко измельченной и слегка увлажненной смеси, состоящей из красящего пигмента и глины, каолина, полевого шпата и кварца, под высоким давлением формируют плитки заданной конфигурации. Полученные полуфабрикаты обжигают при температуре 1300 оС. В результате производится черепица, имеющая прочность 10 раз выше, чем у бетона. Благодаря малой пористости (менее 1 %) и, следовательно, низкому водопоглощению, материал обладает превосходной морозоустойчивостью. Его долговечность составляет 100 и более лет. При этом гарантированный срок службы – 50 лет.
Черепица ARDOGRES выпускается трех цветов: пепельный, коричневый и черный сланцевый. Поверхность плиток имеет фактуру колотого сланца.
Стоимость керамогранитной черепицы $ 55-75/м2.
Соломенная кровля
Сразу же оговоримся, что название «соломенная крыша» достаточно условное. При производстве этого материала для такой кровли используют тростник, вереск и камыш.
Использование соломы («Элитспецстроймонтаж», Россия и др.) позволяет придать внешнему облику дома изысканное своеобразие и очарование старины. В целях пожаробезопасности этот материал пропитывается специальными составами. При строгом контроле качества укладки гарантированная долговечность кровли из соломы составляет 50 лет.
Стоимость соломенного покрытия, включая расходы на монтаж – 100-120 евро/м2.
Водосточные системы
Беспорядочный сток с карнизных свесов кровли дождевых и талых вод неминуемо приводит к порче отделки фасадов и материала стен, разрушению отмостки, а в долгосрочном плане и фундаментов, и к размыванию прилегающего к дому растительного слоя. Подобного печального развития событий можно избежать, устроив систему водослива. Причем важно сделать это уже в процессе возведения крыши, а не во время эксплуатации уже построенного здания.
Основными элементами водосточных систем являются желоба, трубы и приемные воронки. Определение их количества и размеров, т.е. по сути пропускной способности системы, зависит от площади водосбора. Согласно российским нормам (СНиП 2.04.01-85) она равна сумме площади ската и 30% площади вертикальных стен, примыкающих к крыше и возвышающейся над ней. Однако на практике большинство производителей и поставщиков водосливных систем за площадь водосбора принимают или площадь ската крыши или площадь его проекции на горизонтальную поверхность. Количество водосточных труб назначается с учетом профиля используемого желоба и площади водосбора. Расчет системы водослива здания средних размеров и прямоугольной формы застройщик может произвести самостоятельно, следуя инструкции производителя.
Однако конструирование водостоков крыш сложной конфигурации следует поручить специалистам. Обеспечение водослива на криволинейных участках, в ендовах, в местах примыкания пристроек, башен и т.п. требует профессионального подхода.
Водосточные системы (водостоки)
Проектируя сложнейшие кровли, архитекторы подчас забывают о необходимости водоотвода. Между тем помимо своего функционального назначения элементы водосточных систем являются частью архитектурного облика здания. Как рационально разместить водосточные трубы на фасаде с большим количеством окон, сохранив гармонию экстерьера и не нарушив технические требования, – эту задачу нередко приходится решать при заказе системы водослива, когда строительство дома почти завершено.
Заметим, что стандартный комплект водосточной системы помимо труб и желобов включает внешние и внутренние угловые элементы, кронштейны (держатели), воронки, заглушки желобов и воронок, отводы и откидные стоки.
Монтаж водостоков следует производить до укладки кровельного покрытия. Для этого кронштейны, выполненные в виде полукруглых крюков, крепятся к верхней обшивке карнизных свесов. Их размещают с шагом 50-60 см таким образом, чтобы затем уложить желоб с уклоном 2-5 мм на погонный метр в сторону водосточной трубы. Желоба соединяются между собой встык. Тип соединения зависит от материала, из которого выполнена водосточная система.
До недавнего времени водостоки изготовлялись в основном из оцинкованной стали и очень редко из меди и цинка. Желоба и трубы из оцинковки недолговечны, быстро ржавеют и, кроме того, имеют малопривлекательный вид. Им на смену пришли водосточные металлические системы с защитным полимерным покрытием и пластиковые ПВХ-системы. Предпочтение можно отдать и тем и другим, главное выбрать качественную продукцию.
Металлические водостоки отличаются прочностью и долговечностью. Эти изделия поставляются всеми производителями стальных кровельных материалов и, как правило, устанавливаются на дома с металлочерепичной или фальцевой кровлей. Они изготовляются из особой 6-миллимитровой стали оцинкованной стали, покрытой с двух сторон пластизолом толщиной 100 мкм. Защитное покрытие не только обеспечивает продолжительный срок службы элементов системы водослива, но и придает им цвет. Например, шведская компания LINDAB поставляет водостоки (LINDAB RAINLINE) 7 цветов, включая медный и серебряный металлик. Металлические желоба и трубы соединяются с помощью заклепок или фиксаторов с резиновыми уплотнителями. Для надежной герметизации стыков используется силикон или специальный герметик. Стоимость желобов и труб составляет от 6 до 14 долларов за погонный метр в зависимости от поставщика и геометрических характеристик профиля. Однако общая сумма затрат на систему в целом может быть существенной за счет стоимости комплектующих. Например, цена приемной воронки может достигать 24 долларов, а внутренних и внешних угловых элементов – 40 долларов.
Пластиковые водосточные системы (NICOLL (Франция), PLASTMO (Дания), GARMAT (Польша), HUNTER (Великобритания), ESLON (Нидерланды), GALECO (Нидерланды-Польша) и др.) не подвержены коррозии, прочны и долговечны, удобны в эксплуатации. Существует два способа соединения элементов таких систем: клеевое и на резиновых уплотнителях. В первом случае применяется ПВХ-клей, как правило, фирменного производства (NICOLL), но можно использовать и обычный. При склеивании желобов и труб следует помнить о расширении пластика при повышении температуры. Для этого на одном из концов элемента устанавливается муфта, благодаря которой в соединении водостоков остается зазор. Кроме того, в ПВХ-системы комплектуются специальными компенсаторами, которые устанавливаются с определенным шагом.
Для сохранения устойчивости линейные элементы имеют ребра жесткости. Вместе с тем, используя такое качество пластика как гибкость, фирма NICOLL производит тонкие и эластичные желоба, которые при перегрузках выгибаются и сбрасывают с себя большие массы атмосферных осадков, восстанавливая затем свою первоначальную форму.
Пластиковые системы выпускаются разных цветов, но наибольшей популярностью пользуются белые и коричневые водостоки. Заметим, что они хорошо выдерживают солнечное излучение.
Кровельные аксессуары
Кровельные аксессуары включают доборные элементы (торцевые, карнизные, коньковые и хребтовые планки, черепки и плитки и т.д.) и комплектующие изделия. О первых упоминалось выше. Вторые можно условно подразделить на 4 группы.
Первую группу составляют изделия и материалы, используемые для обустройства ендов и примыкания кровельного покрытия к дымоходам и наружным стенам.
При монтаже кровли из натуральной черепицы в ендовах на сплошной настил укладывают профилированный лист из окрашенного алюминия (BRAAS, MAGE), меди или свинца (MAGE). Для того чтобы исключить задувание снега или дождя, стыки черепицы с металлическим разжелобком проклеивают поролоновыми полосами с водооталкивающей пропиткой. Кроме того, для герметизации пересечения двух ендов применяется специальная герметизирующая лента для стыка ендов (MAGE).
При устройстве металлочерепичной кровли в ендову сначала укладывают гидроизоляционный материал, а затем нижнюю ендовую планку, которую прикрепляют к сплошному настилу саморезами. Затем монтируют листы металлочерепицы. Стыки также герметизируют поролоном. Сверху устанавливают декоративную верхнюю планку.
В случае кровли из битумной черепицы в ендову сначала укладывается дополнительный гидроизоляционный слой (подкладочный ковер KATEPAL K-EL 60/2200 (KATEPAL), гидроизоляционная мембрана «Сейфити» (TEGOLA) и др.). Далее может быть уложен ендовый ковер (PINTARI, SUPER PINTARI (KATEPAL) и др.) одного цвета с кровельным покрытием. Или разжелобок укладывается мягкая черепица способом «Подрезка», образуя тем самым двойной слой кровельного покрытия. Крепление листов производится посредством битумной мастики или наплавлением с помощью строительного фена.
При обустройстве примыкания натуральной черепицы к дымоходам используют гофрированную ленту для примыканий с линиями изгиба из окрашенного алюминия или меди, прижимной планки, и кровельного герметика (BRAAS, MAGE). Ленту одной половиной приклеивают на кровельное покрытие, другой – на поверхность дымохода (или стены). Для обеспечения герметичности примыкания, ленту дополнительно прикрепляют к дымоходу прижимной планкой. Стык ленты и планки промазывают кровельным герметиком.
Примыкания металлочерепичной кровли, как правило, выполняют с использованием традиционной технологии. По периметру стыка выкраивают внутренний фартук из оцинкованной стали, верхний край которого затем заводится в штробу в кирпичной кладке. После этого под нижний край внутреннего галстука заводят плоский лист (галстук) с полимерным покрытием одного цвета с металлочерепицей. Галстук направляют в ендову или к карнизу. После герметизации стыков и монтажа кровельного материала поверх галстука устанавливают декоративный верхний фартук.
При обустройстве примыканий гибкой черепицы к кирпичным поверхностям по периметру стыка прибивают треугольную рейку. Кровельный материал заводят вертикально на стену и приклеивают специальным клеем (Katepal K-36). Затем примыкание оклеивают герметизирующей полосой и закрывают фартуком из оцинкованной стали. Добавим, что между листами битумной черепицы и поверхностями дымохода, которые периодически нагреваются в процессе эксплуатации, прокладывают изолирующий материал.
Во вторую группу кровельных аксессуаров входят элементы вентиляции подкровельного пространства.
Для кровли из натуральной черепицы используют пластиковые аэроэлементы конька и хребтов с гофрированной лентой (BRAAS, MAGE) и аэроэлементы конька и хребтов с микроперфорацией из окрашенного алюминия, меди и свинца (MAGE), а также пластиковые аэроэлементы и вентиляционные ленты карнизных свесов (BRAAS, MAGE). Для усиления воздушных потоков применяют вентиляционные черепичные плитки.
Для вентилирования кровель из битумной черепицы применяют вентиляционные выходы, устанавливаемые вблизи конька и карнизные короба (SK-TUOTE, Финляндия).
В третью группу можно включить различного рода проходные элементы. Например, для натуральной черепичной кровли производят проходные плитки с вентиляционными и антенными насадками. Эти изделия, производимые из пластика или окрашенного алюминия, могут комплектоваться любой из насадок.
И, наконец, в четвертую группу кровельных аксессуаров входят элементы снегозадержания и безопасности.
Для того, чтобы исключить лавинообразный сход снега, на кровлях всех типов устанавливают элементы снегозадержания. Они, как правило, выполнены в виде решеток, которые устанавливаются на кровле на расстоянии около 40 см от карниза. Такие решетки могут крепиться с помощью специальных кронштейнов к натуральной черепице (MAGE). Кроме того, для снегозадержания на кровле могут устанавливать планки или трубчатые элементы (МЕТАЛЛ ПРОФИЛЬ) или бревна. Производится также специальная снегозадерживающая черепица, имеющая специальные насадки для крепления решетки или бревна (BRAAS).
Для безопасного передвижения по кровле во время ее эксплуатации предусматриваются стенные и кровельные лестницы, ступени (для черепичных крыш) и решетки ограждения.
Следует упомянуть о специальных комплектующих изделиях, используемых при монтаже натуральной черепицы. Для крепления коньковых и хребтовых черепков применятся специальные зажимы из окрашенного алюминия и регулируемое или нерегулируемое стальное крепление коньковой и хребтовой обрешетки.
Антиобледенительные системы
Во время оттепелей, когда близкая к нулевой температура днем сменяется заморозками ночью, образование на кровле наледей и сосулек неизбежно даже при достаточном утеплении крыши. В теплые и снежные зимы процесс обледенения протекает особенно интенсивно.
Наледи повреждают кровельные материалы, вызывают сырость в подкровельном пространстве, и, следовательно, снижение эффективности утепления и гниение деревянных элементов. Стекающая при таянии льда вода портит отделку фасадов. Стоит добавить, что падение сосулек опасно для жизни.
Решить весь комплекс проблем, связанных с этим явлением, позволяют антиобледенительные системы. В их состав входят сеть нагревательных кабелей и информационная сеть, терморегуляторы, пускорегулирующая и защитная аппаратура, а также крепежные аксессуары и снегозадержатели.
Нагревательные кабели укладываются на карнизах, в ендовах, водосточных трубах и желобах, вокруг встроенных мансардных окон, фонарей и в других местах возможного скопления снега и льда.
Информационная сеть объединяет датчики температуры, атмосферных осадков и влажности, установленные в определенных точках крыши. Данные о состоянии кровли, полученные с помощью этих приборов, передаются терморегулятору или мини-метеостанции, которые производят включение и выключение нагревательной части системы.
Мини-метеостанция позволяет оптимизировать расход энергии на обогрев крыши. Однако такое оборудование из-за его высокой стоимости устанавливается, как правило, на больших по площади и сложных по форме крышах. Для скромных по размерам и очертаниям кровель используют обычные терморегуляторы, которые запускают обогрев при определенной температуре.
Заметим, что стоимость антиобледенительной системы зависит не только от типа терморегулятора, но и от того, какой используется нагревательный кабель - резистивный или саморегулирующийся. Первый поставляется на российский рынок компаниями DE-VI, Дания, CCT, Россия, CEILHIT, Испания, ALCATEL, Норвегия-Франция и др. Он представляет собой металлический сердечник с высоким сопротивлением, имеющий многослойную изоляцию. Такой кабель нагревается за счет выделения тепла при прохождении электрического тока. Простота конструкции определяет его относительно небольшую стоимость – $ 3-5/пог.м. Саморегулирующийся кабель (производства компаний RAYCHEM, ISOPAD, Германия, HEAT TRACE, Великобритания, EBECO, Швеция, HERMON, США NELSON EasyHeat, Канада и др.) устроен сложнее. Он содержит две жилы, между которыми проложен полимер с токопроводящим материалом. Нагревание кабеля происходит тогда, когда при снижении температуры полимер сжимается, соединяя частицы проводника. И, наоборот, при повышении температуры контакт между вкраплениями прекращается, и кабель охлаждается. Благодаря своему строению саморегулирующие кабели более чувствительны к изменению погодных условий и состояния кровельного покрытия и вследствие этого экономичнее резистивных «собратьев». Однако стоимость «самрегов» может достигать $25/пог.м. Кроме того, потребуется пускорегулирующие устройство и реле времени, позволяющие компенсировать негативное воздействие пусковых токов.
При проектировании здание важно не забыть об антиобледенительных системах и зарезервировать для них электрическую мощность. Монтаж нагревательной и информационной сети необходимо производить в процессе кровельных работ при температуре наружного воздуха не ниже +5о С.
