Конструкции крыш многоэтажных зданий
В московском строительстве получили применение два принципиально отличных типа крыш: бесчердачные и чердачные, причем бесчердачные крыши применяются в двух конструктивных разновид-ностях — невентилируемые (рис. 7.1) и вентилируемые (рис. 7.2).
Бесчердачные крыши получили массовое использование в пяти- и девятиэтажных крупнопанельных домах. Наиболее характерным примером может служить конструкция совмещенной крыши в домах серии 1605 или I-464 (см. рис. 7.1). Несущей основой служат здесь те же плоские железобетонные плиты, что и в междуэтажных перекрытиях. По несущей плите в условиях постройки укладывают по слою пароизоляции утеплитель из пеностекла, цементно-фибролитовых плит и т. п., цементную стяжку и гидроизоляционный ковер. Водоотвод с крыши организован через внутренний водосток.
Такая конструкция отличается высокой трудоемкостью, так как все работы выполняются в построечных условиях.
Вентилируемые совмещенные крыши, конструкция которых состоит из спаренных железобетонных плит с заключенным между ними утеплителем (см. рис. 7.2, а), изготовляются в заводских условиях. Водоотвод здесь также внутренний (см. рис. 7.2, б). В качестве утеплителя применяются минераловатные плиты на битумной или фенольной связке, цементный фибролит и др. Соединяются нижняя и верхняя плита между собой с помощью керамзитобетонных клиновидных ребер (см. рис. 7.2, а), благодаря которым одновременно организуется необходимый уклон верхней кровельной панели.
Новым в этой конструкции является включение в состав крыши сборного элемента ендовы, который позволяет четко организовать отвод воды с крыши к воронкам внутреннего водостока.
Вес комплексной панели такой конструкции составляет примерно 8 т. Она применяется для девятиэтажных крупнопанельных домов массовых серий II-57, II-49 и 1605/9. Обследования показали надежную работу такой конструкции крыши, удовлетворительные гидроизоляционные и теплотехнические качества.
Чердачные крыши выполняются обычно на зданиях повышенной этажности — более 9 этажей. Конструкции их во многом определяются конструктивным решением дома в целом. При панельной конструкции домов с узким шагом поперечных несущих стен крыша выполняется из часторебристых вибропрокатных плит в сочетании со специальным сборным элементом ендовы, как это сделано, например, на 17-этажном доме из вибропрокатных конструкций, построенном на проспекте Мира. Утеплитель в этом случае расположен по перекрытию над верхним жилым этажом, и чердак, таким образом, остается холодным.
В домах с широким шагом поперечных стен несущей основой чердачной крыши служат панели, применяемые в междуэтажных перекрытиях, либо ребристые кровельные настилы. В домах с продольными несущими стенами, например серии I-515 или в кирпичных домах, кровля выполняется по вибропрокатным часторебристым панелям, укладываемым по специальным поперечным прогонам (рис. 7.3) либо по ребристым длинномерным настилам.
Аналогичные решения чердачных крыш осуществлены во всех домах повышенной этажности, как крупнопанельных, так и каркасных. Применение чердачных крыш способствует повышению эксплуатационных качеств жилых домов и вместе с тем не связано с ощутимым увеличением строительной стоимости.
Рассмотрим особенности работы крыши и сопоставим существующие конструктивные решения крыш.
Совмещенная крыша как наружное ограждение отличается от наружных стен наличием мощного гидроизоляционного слоя (ковра), расположенного с наружной стороны. Гидроизоляционный слой практически паронепроницаемый, создает условия для накопления влаги непосредственно в слое утеплителя под гидроизоляцией. Вследствие диффузии водяного пара, проникающего из помещения, влага задерживается в конструкции и в результате этого (при эксплуатации здания в зимний период) наблюдается резкое ухудшение теплозащитных качеств крыши, расслоение и нарушение гидроизоляционного ковра, разрушение утеплителя. Положение усугубляется высокой начальной влажностью теплоизоляционных материалов — фибролита, минераловатных плит и других пористых материалов, легко поглощающих и медленно отдающих влагу. Как показали натурные наблюдения, фактическая влажность теплоизоляционного материала через 2,5 года эксплуатации составляла от 12 до 28% вместо нормативных 3—10%. Такая высокая влажность теплоизоляционного слоя совмещенных крыш отрицательно сказывается на их эксплуатационных качествах, уменьшая долговечность и увеличивая теплопроводность конструкций, что вызывает промерзание крыши или появление конденсата на потолке жилых помещений.
Общеизвестно, что с увеличением влажности материалов теплопроводность их значительно повышается. Например, для пенобетона объемным весом 600 кг/м 3 коэффициент теплопроводности при весовой влажности порядка 10% равен 0,226 ккал/м 2 ·ч·град, а при весовой влажности порядка 20% — уже 0,321 ккал/м 2 ·ч·град. За отопительный сезон теплопотери через 1 м2 покрытий с повышением влажности пенобетона с 10 до 20% увеличиваются почти на 30%. Это может быть компенсировано усилением отопления (и соответственно увеличением затрат на топливо). Но с усилением отопления при кровельных панелях с недостаточным сопротивлением теплопередаче (из-за повышенной влажности) санитарно-гигиенические условия помещений ухудшаются, несмотря на увеличение эксплуатационных расходов.
Кроме того, высокая влажность материалов под кровельным ковром резко снижает его долговечность. Из-за интенсивного нагрева ковра летом в порах расположенного под ним материала резко повышается давление водяного пара, в результате чего в ковре образуются легко прорываемые вздутия, высота которых достигает 20—30 мм. Это явление становится еще более интенсивным из-за возникновения трещин в сырой стяжке из цементного раствора, которая зимой неоднократно замерзает и оттаивает.
Большое начальное влагосодержание особенно характерно для неиндустриальных совмещенных крыш, утепляемых путем укладки теплоизолирующего материала по несущей плите с последующим устройством стяжки и наклейкой ковра (как, например, в домах серии 1605). Конструкции такого типа трудно уберечь от замачивания атмосферными осадками в процессе строительства.
Как показали обследования, вентилируемые крыши быстро просыхают: после года эксплуатации влажность снижается с 13% до нормативной — 3%. Наблюдения показали, что движение воздуха в вентилируемых крышах происходит постоянно; скорость этого движения в зависимости от скорости и направления ветра составляет от 0,08 до 1 м/сек и более.
В процессе развития и совершенствования конструкций совмещенных крыш было разработано много разнообразных решений, однако до сих пор крыши все еще остаются многодельными и обладают недостаточно надежными эксплуатационными качествами.
К числу тяжелых, неиндустриальных и одновременно дорогостоящих решений бесчердачных крыш относится конструкция крыши в домах серии 1605. Не случайно она оказалась на 18% дороже и в 2,5 раза более трудоемкой, чем конструкция совмещенной крыши из спаренных железобетонных скорлуп (табл. 7.1), в которой обеспечивается нормальный температурно-влажностный режим. В последнем решении значительно улучшена конструкция железобетонных прокатных элементов, которые стали более трещиностойкими и жесткими; удачно решен элемент лотка, по которому к внутренним водостокам отводятся атмосферные воды. Все основные работы по устройству и комплектации кровли выполняются на заводе, а на постройке лишь заделывают швы между плитами и наклеивают последние слои гидроизоляционного ковра.
Водостоки с кровель приняты внутренними, так как и организованный и неорганизованный наружный водоотвод неприемлем в условиях московского климата, особенно в зданиях повышенной этажности.
Отработана надежная и рациональная конструкция внутреннего водостока, которая может быть рекомендована для широкого применения (рис. 7.4). Внутренний водосток выполняется из чугунных или, что более рационально, из асбестоцементных труб диаметром 150 мм, соединяемых на муфтах. Его основной особенностью является организация открытых выпусков на поверхность земли. Водостоки с такими открытыми выпусками безотказно действуют уже более 10 лет.
Проведенные в зимний период замеры температуры талой воды в водостоке показали, что она не опускается ниже —2° С, в связи с чем исключается возможность образования ледяных пробок. Таким образом, совсем необязательными оказались традиционные решения со спуском атмосферных вод из внутренних водостоков в системы ливневой канализации, которые далеко не везде имеются и к тому же приводят к резкому удорожанию водостоков (табл. 7.2).
Для того чтобы избежать образования •наледей на земле под открытым выпуском, целесообразно переключать на зимний период спуск по существу очень незначительного количества талых вод в городскую канализацию.
Анализ показывает (см. табл. 7.2), что стоимость устройства внутренних водостоков с открытой системой выпуска воды, обладающих неизмеримо более высокими эксплуатационными качествами, примерно равна или ниже стоимости наружных организованных водостоков.
Водосточные воронки обычно располагаются по продольной оси здания и по одной на каждую жилую секцию. Максимальная площадь водосбора на одну водосточную воронку должна приниматься не более 400 м 2 . Поперечные уклоны кровли, направленные к оси здания, по которой располагаются водосточные воронки, составляют обычно 1,5—3%. Между воронками образуются треугольные наклонные скаты кровли, называемые конвертами, по которым вода стекает в воронки. В вентилируемых крышах наиболее рационально устраивать прямые желоба с небольшим продольным уклоном в 1—1,5% (см. рис. 7.2, б). На конвертах или в желобе укладывается гидроизоляционный ковер из четырех слоев рубероида на одном слое пергамина.
Важное значение для обеспечения высоких эксплуатационных качеств крыш имеет правильное конструктивное решение различного вида надстроек на крышах: вентиляционных каналов, люков и т. п. В настоящее время разработаны индустриальные решения надстроек, которые одновременно предусматривают надежную заводку и крепление гидроизоляционного ковра, в частности, объединение в одном блоке вентиляционных каналов, канализационных вытяжек и радиотелевизионных антенн. Благодаря этому удается значительно сократить количество мест пересечения крыши с надстройками и исключить возможные повреждения рулонной гидроизоляции, которые происходят на участках около пересечений.
Обобщение практики строительства позволяет рекомендовать в качестве основного решения для жилых домов высотой более 9 этажей чердачный тип крыши (с устройством теплого чердака) с внутренним водостоком из асбестоцементных труб и выпуском воды из водостока в уровне земли.
Дома с плоской крышей
Огромное количество зданий и сооружений, построенных в прошлом и активно эксплуатируемых в наши дни, имеют плоские крыши. Используется дома с плоской крышей и в современном строительстве. Чем же так привлекают проектировщиков и строителей плоские крыши?
Основу конструкции плоских крыш составляют несущие полносборные либо монолитные железобетонные конструкции (плиты). Данный вид крыш выполняется с небольшим уклоном, до 5%, для возможности самопроизвольного стока осадков с поверхности кровли. Плоские крыши имеют три основных конструктивных вида: чердачный, бесчердачный и эксплуатируемый.
Чердачные крыши
Этот вид крыши широко применялся и применяется сейчас в массовом строительстве.
Схема конструкций чердачных плоских крыш
На схеме обозначено: 1 — опорный элемент, 2 – плита чердачного перекрытия, 3 – утеплитель, 4 – неутепленная кровельная плита, 5 – рулонный ковер, 6 – водосборный лоток, 7 – опорная рама, 8 – защитный слой, 9 – пароизоляция, 10 – полоса рубероида, 11 – опорный элемент фризовой панели, 12 – кровельная плита безрулонной крыши, 13 – мастичная или окрасочная гидроизоляция, 14 – П-образный нащельник, 15 – водосточная воронка, 16 – вентиляционный блок, 17 – оголовок вентблока, 18 – утепленная кровельная плита, 19 – машинное отделение лифта, 20 – утепленная плита лотка, 21 – слоистая кровельная плита, 22 – неутепленная фризовая панель, 23 – то же, утепленная.
Исходя из методов прохождения и выхода воздушных масс в вытяжных вентиляционных каналах, чердачные крыши обустраивают с холодными, теплыми или открытыми чердаками.
На приведенной выше схеме указаны основные конструкции чердачных крыш, имеющие:
- А — холодный чердак и рулоннуюкровлю;
- Б — холодный чердак и безрулоннуюкровлю;
- В — теплый чердак и рулоннуюкровлю;
- Г — теплый чердак и безрулонную кровлю;
- Д — открытый чердак и рулоннуюкровлю;
- Е — открытый чердак и безрулонную кровлю.
Чердачные крыши состоят из:
- плит перекрытия (кровельных панелей, лотков),
- чердачных перекрытий,
- опорных элементов для монтажа лотков и кровельных панелей,
- наружных элементов фриза.
Высоту проходов чердачных пространств оставляют не менее 1,6 м., допустимы местные снижения, но не менее 1,2 м.
Дома с плоской крышей, спроектированные с холодными и открытыми чердаками (типы конструкций А, Б, Д, Е) выполняются из:
- утепленных чердачных перекрытий;
- неутепленных тонкостенных ребристых железобетонных кровельных, лотковых и фризовых панелей с вентиляционными отверстиями.
Общая площадь вентиляционных отверстий, отдельно для каждой продольной стороны фасада, колеблется в зависимости от климатических районов: для I и II — 0,002 от общей площади чердака, в III и IV районах — до 0,02.
Крыши с холодными чердаками пересекается вентиляционными блоками и шахтами, выводящими собирающийся в здании воздух наружу.
Крыши зданий с теплыми чердаками (типа В и Г) состоят из:
- утепленных кровельных, лотковых и фризовых железобетонных плит,
- неутепленных чердачных плит перекрытия
- опорных конструкций для кровельных и лотковых плит.
Так как теплые чердаки являются еще и своеобразной воздухосборной камерой для систем вытяжной вентиляции здания, вентиляционные блоки и шахты завершаются в чердачном пространстве оголовками высотой 0,6 м. и не пересекают крышу. Одна общая вытяжная шахта устраивается в центральной зоне теплого чердака, одна на секцию, и имеет высоту 4,5 м. относительно верхнего края чердачного перекрытия.
Фризовые панели изготавливают глухими, не имеющими вентиляционных отверстий. Но они могут иметь светопрозрачное решение на отдельных участках для возможности естественного освещения чердачного пространства.
Крыши с открытыми чердаками (типы Д и Е) по своим конструктивным элементам аналогичны крышам с холодными чердаками. Вентиляционные конструкции плоскость крыши не пересекают, поднимаясь на высоту 0,6 м от поверхности чердачного перекрытия, аналогично крышам с теплыми чердаками.
Бесчердачные крыши
Бесчердачные крыши покрывают невысокие жилые дома с плоской крышей, не выше четырех этажей, строящиеся в зонах с умеренным климатом. Так же, данный вид крыш используют для покрытий ограниченных участков многоэтажных домов: машинных отделений лифтов, лоджий, эркеров, выходящих за плоскости фасадов вестибюлей, тамбуров и малоэтажных пристроек нежилого назначения.
Схема конструкций бесчердачных плоских железобетонных крыш:
На схеме обозначено: 1 – железобетонное чердачное перекрытие, 2 – пароизоляция (прокладочный рубероид или пергамин), 3 – утеплитель, 4 – фризовая панель, 5 – кровельная панель, 6 – опорный элемент, 7 – рулонная гидроизоляция, 8 – кровельная панель безрулонной крыши, 9 – трехслойная кровельная панель, 10 – цементно-песчаная стяжка, 11 – отсыпка по уклону, 12 – карнизная плита, 13 – парапет.
Бесчердачные крыши выполняются в четырех конструктивных вариантах:
- А — раздельной вентилируемой (с кровельной панелью и чердачным перекрытием) конструкции с рулонной кровлей;
- Б — аналогично варианту А, но с безрулонной кровлей;
- В — совмещенной трехслойной панельной конструкции;
- Г — совмещенной многослойной конструкции построечного изготовления.
В конструкцию раздельных бесчердачных крыш (типы А и Б) входят практически те же конструктивные элементы, из которых состоят и чердачные крыши с холодными чердаками, но так как ее свободное пространство мало в высоту (до 0,6 м), опорными конструкциями здесь служат отдельные железобетонные бруски.
Трехслойные панели совмещенных крыш (тип В) в своей конструкции состоят из двух тонкостенных ребристых плит и слоя утеплителя между ними.
Получившие наиболее широкое распространение совмещенные крыши построечного изготовления (тип Г) возводятся последовательной укладкой по перекрытию из монолитного или сборного железобетона пароизоляционного яруса с отсыпкой по уклону, затем следует теплоизоляционный слой с выравнивающей стяжкой, поверх которой укладывается многослойного гидроизоляционный ковер.
Конструкция Д является наиболее трудоемкой в исполнении и отличается худшими эксплуатационными характеристиками. Ее применение было предельно ограничено.
Дома с плоской крышей: эксплуатируемые крыши
Эксплуатируемые крыши могут устраиваться как над чердачными, так и бесчердачными вариантами перекрытия зданий, располагаясь полностью по всей площади перекрытия или занимая отдельные участки.
Схемы конструкций эксплуатируемых плоских крыш
На схеме обозначено: а – бесчердачная, совмещенная с дренирующим слоем, б – то же, без дренирующего слоя, в – бесчердачная инверсионная, г – над холодным чердаком или бесчердачная крыша инверсионного типа. 1 – несущая плита, 2 – пароизоляционный слой, 3 – утеплитель, 4 –выравнивающая стяжка, 5 – грунтовка битумной эмульсии, 6 – рулонный гидроизоляционный ковер, 7 – мастика, пропитанная гербицидами, 8 – дренажный слой, 9 – плиты пола, 10 – бетонная подкладка, 11 – асфальтовый маяк, 12 – отсыпка по уклону, 13 – кровельная панель, 14 – фильтрующий слой из синтетического холста, 15 – балластный и дренирующий слои гравия.
Тип водоотвода дома с плоской крышей определяют на стадии проектирования в зависимости от предназначения объекта, количества этажей и расположения здания в общем плане застройки.
Гидроизоляция бесчердачных конструкций, как правило, представляет собой рулонное кровельное покрытие (исключение составляют бесчердачные крыши раздельной конструкции).
Кровельное покрытие чердачных и раздельных бесчердачных крыш проводят одним из следующих способов:
- первый (традиционный) — в виде многослойного полотна из рулонных гидроизоляционных материалов;
- второй — покрытием гидроизоляционными мастиками, обеспечивающими, параллельно с водонепроницаемым бетоном кровельной панели, защитные функции перекрытия;
- третий — применением преднапряженных кровельных плит и бетонов высоких марок по водонепроницаемости, обеспечивающих гидроизоляцию крыши без окраски мастиками.
Естественно, что в связи с принятым способом гидроизоляции изменяются и требования к характеристикам бетонов для плит перекрытия дома с плоской крышей.
Таблица максимально допустимых значений характеристик бетонов кровельных панелей
| Характеристики бетона | Тип гидроизоляции покрытия | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| рулонная | с защитной гидроизоляционной окраской | без окраски | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Класс по прочности на сжатие | В 15 | В 25 | В 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Класс по прочности на растяжение | не регламентируется | не регламентируется | В 1,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Марка водонепроницаемости | то же | W 6 | W 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Водопоглощение по массе, % | то же | не регламентируется | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Марка по морозостойкости при tн холодной пятидневки выше -15°С, от -15°С до -35°С, ниже -35°С | то же | F 200 F 300 | F 300 В ходе проектных работ выбирается та конструкция плоской крыши, которая соответствует типу дома с плоской крышей, количеству его этажей и климатических условий района, где данное здание будет эксплуатироваться. Таблица областей применения конструкций плоских крыш
Условные обозначения: НД – не допускается применять, Д – допускается, С – следует. Дома с плоской крышей обладают, бесспорно, рядом достоинств: кровлю плоского типа не снесет сильный ветер, а иной раз и ураган, плоская кровля значительно меньше по площади, нежели скатная крыша, что позволяет сэкономить на материалах при строительно-монтажных и ремонтных работах. На плоских крышах более удобен монтаж и последующие сервисные работы со всевозможным оборудованием (системы кондиционирования воздуха, солнечные батареи, антенны и т.п.). применение плоской кровли это возможность получить дополнительную полезную территорию, которую можно использовать как место, где можно отдохнуть на свежем воздухе, заняться спортом, создать сад, цветник и т.п. Крыша, вымощенная красивой плиткой, в сочетании с зеленым газоном, садовой мебелью, беседкой и камином, может стать местом для комфортного семейного отдыха. Но, вместе с тем, дома с плоской крышей, кроме преимуществ, обладают и рядом недостатков: в результате сильных снегопадов на плоских крышах накапливается много снега, который при таянии часто становится причиной протечек; требуется применение внутренних водостоков и существует риск засорения или промерзания внутреннего водостока. возникает постоянная потребность в механической очистке кровли от слишком больших скоплений снега. необходим регулярный контроль влажностного состояния утеплителя и герметичности кровли. Уважаемые посетители!
позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74 или отправить сообщение по адресу: info@bta.ru и получить подробную консультацию. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
