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.

Какие бывают виды и формы крыш домов – от простого к сложному

Когда мы говорим про «виды кровли» и «виды крыш домов», не всегда четко понимаем разницу между этими двумя понятиями. Поэтому прежде чем рассказать о том, какие бывают крыши, выясним различия в понятиях «крыша» и «кровля».

Содержание

Видео-советы по устройству крыши дома ↑

Чем крыша отличается от кровли ↑

Крыша (в традиционном понимании) — часть конструкции здания, которая обеспечивает его защиту от всех типов атмосферных осадков, сохраняет тепло либо защищает от перегрева. То есть это вся верхняя конструкция сооружения. Для современного каменного здания с плоской конструкцией — это плиты перекрытия, тепло- и гидроизоляция. Выход, ограждения, вентиляционные каналы и их защита, элементы крепления антенн, воронки для выпуска ливневых стоков также являются элементами крыши. По поводу принадлежности люка с замком, который навешивает ЖЭС, чтобы на крышу не лазили, единого мнения нет. Для дома с наклонной (скатной) конструкцией в это понятие входит несущая стропильная система либо фермы, утеплитель, гидро- и ветроизоляция, трубы, флюгеры и кровля.

Вообще-то, с точки зрения советской строительной науки, крыша — понятие дореволюционное и безграмотное, и должен применяться исключительно прогрессивный термин «покрытие». Но в жизни даже профессиональные проектировщики и строители нечасто его используют. Возможно, ввиду вероятности двойственного толкования. Отчасти определение «покрытие» прижилось в отношении конструкций с несущей железобетонной либо металлической основой, главным образом плоских. А назвать «покрытием» верхнюю часть собора Василия Блаженного или крышу деревенской избы не придет в голову ни одному архитектору, хоть и учили их «правильно».

Кровля — это только оболочка, защищающая покрытие от атмосферных воздействий. Несущие функции кровля не выполняет. То есть плиты перекрытия, стропильная система, балки, утеплитель к кровле не относятся. Зачастую в ее состав включают несущую подготовку кровли: обрешетку, настил, стяжку. Настилаемый на подготовленную поверхность материал: советские рубероид и шифер, народный русско-французский ондулин , сказочную немецкую черепицу и новорусскую медь называют кровельным покрытием.

Плоская и скатная конструкции ↑

Крыши бывают плоские и скатные. В соответствии со СНиП крыши, имеющие уклон до 12° — плоские, с большим уклоном — скатные. На плоских крышах уклон устраивают для отвода осадков, достаточно 1,5-3°.

Чердачная и бесчердачная крыши ↑

Как видно из наименования, чердачная крыша имеет чердак, бесчердачная — нет. Русская изба, да и вообще большинство типов традиционного жилища всех стран и народов имеют проветриваемый чердак. За исключением мобильного жилья: юрт, чумов, вигвамов. Там это трудноосуществимо. Также нет чердаков у племен, проживающих в экваториальных джунглях, им они не нужны. Чердаки (технические этажи) есть в современных многоэтажных жилых зданиях. Поэтому, если крыша протекает, жильцы узнают об этом не сразу.

Бесчердачные (синоним — совмещенные) покрытия могут быть скатными (мансардными) и плоскими. С плоскими совмещенными конструкциями мы знакомы по панельным «хрущевкам». Устройство мансарды позволяет использовать чердак как полноценную жилую площадь. Бесчердачная и мансардные крыши требуют хорошей теплоизоляции верхнего этажа. Совмещенной может быть и крыша одноэтажного здания.

Типы плоских покрытий ↑

По компоновке плоские крыши достаточно похожи, различаются, главным образом, конструктивно. По взаимному расположению слоев утеплителя и гидроизоляции кроме обычного типа выделяют также инверсионные кровли, в этом случае гигроскопичный (водонепроницаемый) утеплитель располагается над гидроизоляционным слоем. В качестве несущих конструкций в плоских крышах могут использоваться сборный либо монолитный железобетон, металлопрофиль с металлическими балками, деревянные балки со сплошным настилом.

Площадь плоских крыш можно использовать, настелив покрытие, по которому можно ходить: керамическую либо тротуарную плитку, дощатый настил, либо устроив на крыше газон.

На самом деле устройство газона на крыше дома не так сложно, как можно подумать. Пожалуй, единственная вещь, которая стоит относительно дорого — гидроизоляционная полимерная мембрана. Все остальное достаточно просто, а уход за травой стандартный: ее нужно косить и поливать в засуху. Слой земли дополнительно защищает помещения зимой от холода, а летом от перегрева.

Детали скатной конструкции ↑

Перед разговором о том, какие бывают формы крыши, определимся в основных деталях скатных крыш и терминах. Основные элементы: конек, наклонное ребро, ендова (разжелобок). Свесы подразделяют на карнизные (нижние) и фронтонные (торцевые или щипцовые). Для большинства видов кровельных покрытий кроме основного материала имеются отдельные доборные элементы для защиты и оформления деталей крыши.

Формы скатных крыш ↑

Рассмотрим, какие бывают крыши домов в зависимости от конфигурации. Формы скатных крыш очень разнообразны. Чаще применяют наиболее простые по конструкции и рациональные односкатные, двускатные и вальмовые типы и конструкции крыш.

Частному застройщику среднего достатка доступны первые восемь типов из изображенных на иллюстрации. Остальные достаточно сложны и дороги в исполнении.

Рассмотрим отдельные типы крыш и их свойства подробнее.

Односкатное покрытие ↑

Крыша с одним скатом максимально проста конструктивно, имеет минимальное количество деталей. Отсутствует конек, для невентилируемых кровельных покрытий (например, гибкая черепица, фальцевая кровля) нет необходимости в специальных вентиляционных элементах. Достаточно предусмотреть вентиляционную прослойку над утеплителем, а вентиляционные отверстия можно расположить в подшивке. Односкатная крыша не имеет ендов, ребер и коньков, которые больше всего подвергаются атмосферным воздействиям. Максимальный износ кровельного покрытия в холодном климате происходит в ендове, так как там дольше лежит снег и лед. Простая по форме крыша с уклоном в одну сторону подвергается равномерному воздействию осадков, ультрафиолета и ветра. Снеговая нагрузка также распределяется равномерно. При прочих равных условиях односкатная крыша прослужит немного дольше. И стоить будет меньше: проще стропильная система, минимальное количество не всегда дешевых доборных элементов.

Односкатные крыши довольно популярны в развитых странах. Чаще они применяются для недорогого, либо, наоборот, престижного жилья. Для дома с мансардой один скат позволяет рационально организовать планировку, выведя под высокий скат жилые помещения, а под низкий — лестницы, санузлы, гардеробы. В жилище премиум-класса такая крыша дает возможность создать великолепный интерьер.

Двускатная конструкция ↑

Самая распространенная в мире форма. Двускатная (щипцовая) крыша традиционна почти для всех стран, где случаются хоть какие-то осадки. Соорудить несущую конструкцию для двух скатов ненамного сложнее, чем для одного. Она очень прочна, особенно если имеется возможность соорудить замкнутую стропильную систему, использовав затяжку.

Двускатная крыша проста в исполнении, экономна по материалам, ее не сложно возвести самостоятельно. Фронтоны служат лучшим, чем скаты, местом размещения окон, несложно оборудовать мансарду.

Скаты не обязательно должны иметь одинаковый уклон, форма крыши может быть несимметрична. Уклон кровли определяется, главным образом, планировкой второго этажа.

Двухскатная крыша может иметь много вариантов. При плане дома более сложном, чем простой прямоугольник, неизбежны более сложные формы крыши.

Двухскатная (как, впрочем, и односкатная) крыша прекрасно подходит для озеленения.

Вальмовый вид ↑

Вальмовая или четырехскатная крыша сложней двухскатной. Дороже обойдется как стропильная система, так и кровельное покрытие. Но не придется сооружать каменную кладку фронтонов. При недорогом кровельном покрытии (асбестовый шифер, ондулин) вальмовая крыша с учетом отсутствия фронтонов обойдется дешевле двухскатной. При более дорогом — вряд ли. Из положительных свойств вальмовой конструкции можно назвать оптимальное аэродинамическое сопротивление такой конструкции, что в целом может увеличить ее срок службы (ненамного). Скаты со всех сторон дома позволяют сделать большие навесы по периметру всего сооружения, обеспечив стенам наилучшую защиту от осадков. Но в организации чердачного пространства четырехскатная крыша проигрывает.

Существуют разновидности вальмовых крыш: полувальмовые (промежуточный тип крыши между двускатной и вальмовой), вальмовые с козырьком или их разновидности.

Окна в вальмовой крыше приходится встраивать в скаты, в кровельное покрытие. Это усложняет их устройство и эксплуатацию и зачастую обходится дороже, нежели разместить окно в фронтоне.

Многоскатная разновидность ↑

Вальмовой называют четырехскатную крышу. Но если дом имеет не четыре наружных угла, а более, скатов тоже будет больше. Крышу с количеством скатов более четырех называют многоскатной.

Шатровая крыша ↑

Шатровой называют четырехскатную крышу, все грани (скаты) и ребра которой сходятся в одной верхней точке. Горизонтального конька у такой крыши нет.

Мансардная конструкция ↑

Мансардными называют крыши различных форм и типов, которые объединяет одна общая черта: форма ската выполнена ломаной, чтобы увеличить высоту помещений мансарды. Таким образом удается избежать устройства наклонных потолков, устроить полноценные комнаты наверху. Ломаный контур стропил может быть использован для типов любых крыш: двускатных, вальмовых, полувальмовых и так далее.

Конструкция мансардной крыши позволяет связать верхнюю и нижнюю балку (затяжку), стойки, стропила в единую ферму, что обеспечивает ей чрезвычайную прочность и позволяет несколько уменьшить сечение элементов каркаса.

Монтаж несущих конструкций мансардных крыш сложнее, чем для прототипов с прямым скатом. Несколько больше площадь кровли. Соответственно, выше стоимость. Однако эти расходы окупаются увеличением площади нормальной высоты на мансардном этаже.

Крыши сложной формы ↑

Всяческие купольные, конические и сомкнутые крыши сложны в исполнении и были придуманы зодчими для оформления важных общественных сооружений. По прошествии периода «малиновых пиджаков» и «замков на рублевке» сложные крыши в архитектуре индивидуальных жилых домов встречаются нечасто.

Иногда сложные крыши состоят из известных элементов и являются «гибридами» разных типов.

Но люди стремятся украсить свой дом, сделать его необычным. Иногда встречаются «гибридные» типы крыш, однозначное определение которым дать сложно.

Выбор кровельного материала для скатной крыши ↑

Виды кровли определяются материалом кровельного покрытия. Кровля может быть черепичной, металлической, гонтовой, медной и так далее. Выбор кровельного покрытия в первую очередь определяется финансовыми возможностями застройщика, эстетическими вкусами супруги и его самого, во вторую очередь — формой крыши и ее уклоном. Крыши криволинейных форм накрывают мелкоштучными либо гибкими покрытиями, листовые материалы более пригодны для простых односкатных и двускатных крыш. При наличии переломов (наклонные ребра, ендовы) раскрой листов менее рационален.

Для крыш простых форм можно использовать любые кровельные материалы без ограничений. Крыши сложной криволинейной формы можно оформить только мелкоштучным (натуральная черепица, сланцевый шифер, гонт, дранка), гибким (битумная черепица) покрытием. Подойдет также кровля из оцинкованной стали, меди, стали с титан-цинковым покрытием при условии индивидуальной нарезки элементов и изготовлении фальца по месту.

Итак, мы выяснили, какие бывают виды крыши. Что выбрать для себя? В первую очередь, крыша должна соответствовать бюджету. Чем сложнее форма, тем больше денег придется потратить. С двухскатной крышей справится любой застройщик. В Германии таких крыш процентов 80. А мы чем хуже? При наличии средств можно подумать о чем-то более оригинальном, но и простое можно сделать красиво.