Инструменты и дополнительные материалы
Для соединения листов металла фальцевым методом можно применять ручной инструмент или специальные машины: кромкогибочное и фальцезакаточное оборудование. Фальцевую кровлю заводского производства можно купить вместе с комплектами фабричных кляммеров и специальным инструментом для обжима замков.
Соединение панелей выполняют непосредственно на кровле с помощью закаточного инструмента. К обрешетке листы крепят при помощи специального крепежа – кляммеров, скрытых под поверхностью листа. Кляммеры вместе с краями листов заворачивают специальной машинкой в замок. При этом один конец кляммера заводят в стоячий фальц, а другой крепят прямо к обрешетке. После закрытия (обжима) двойного фальца плоскость кровли превращается в цельный лист.
Все расходные материалы (гвозди, шурупы, кляммеры), применяемые при монтаже фальцевой кровли, непременно должны быть произведены из того же металла, что и материал покрытия.
Монтаж фальцевой кровли
Монтаж кровли можно выполнять по выбору заказчика, как по простой обрешетке, так и по утеплителю. Обрешетка может быть разреженная или сплошная, выбор определяется углом уклона кровли. Рекомендуемый уклон кровли при применении фальцовочной технологии – более 14°. При уклонах кровли от 7 до 14° необходимо устройство сплошного основания, а также применение двойного фальца, уплотненного силиконовым герметиком.
При монтаже нужно четко соблюдать требуемый (расчетный) шаг обрешетки, иначе может возникнуть прогиб металлических листов. В свою очередь, это ведет к ослаблению и возможной деформации швов между листами металла фальцевого покрытия, а в дальнейшем часто становится причиной протечек и коррозии металла, особенно в местах соединений фальцевых панелей-картин.
Полностью мобильное оборудование позволяет собирать кровлю и на земле, и на крыше. Традиционная технология устройства кровли из листового металла нуждается в высокой квалификации мастеров. Работы по монтажу производятся в несколько этапов. Во время первого этапа нужно изготовить картины для рядового покрытия скатов крыши, карнизных свесов, настенных желобов, разжелобков. Эта работа производится прямо на стройплощадке. Сначала для картин надо сделать заготовки нужных форм и размеров по чертежам будущей кровли. С помощью измерительных приборов и инструментов разметить металлические листы на детали, нанести на металл все необходимые отметки. Затем лист металла разрезать различными видами ножниц, подобрав нужный инструмент в зависимости от толщины листа. Вырезанные детали соединить лежачим фальцем в картины, длина которых равна длине ската. Затем загнуть боковые кромки, т. е. подготовить заготовки для выполнения стоячих фальцев.
На втором этапе поднять картины на крышу и соединить между собой их боковые стороны стоячим фальцем. Выбор крепления в виде одинарного или двойного фальца зависит от местных климатических условий, обычно этот выбор делают на стадии проектирования. После того как картины подняты на крышу, их нужно крепить к обрешетке узкими стальными полосками – кляммерами, один конец которых должен быть заведен в стоячие фальцы при их изгибе. Другим концом крепить металлические картины к брусу обрешетки.
Кляммер – это полоса металла размером примерно 3x15 см, необходимое для монтажа число кляммеров нужно рассчитать так, чтобы один кляммер приходился примерно на каждые 50 см длины полосы фальцевой кровли. Так получается качественное кровельное покрытие без каких-либо технологических отверстий. Вентиляционные отверстия, а также отверстия возле дымовых и газовых труб, необходимо закрыть фартуками из того же металлического листа, что и весь материал кровли.
Те, кто своими силами покрывает крышу при помощи фальцевого соединения, могут выполнить эту задачу немного по-другому, не собирая на земле полностью металлическую картину. Однако этот метод подходит для кровли из относительно недорогого стального оцинкованного листа. Первый лист надо закрепить на краю крыши саморезами сквозь лист – это одно из немногих мест, где кровля будет иметь технологические отверстия. Кроме того, первый лист должен иметь кромки равной высоты – по 2,5 см. Но перед креплением первого листа нужно закрепить на обрешетке кляммеры для второго листа. Впоследствии точку крепления кляммеров закроет первый лист.
Работу следует производить в такой последовательности. Сначала рассчитать положение первого листа фальцевой кровли и закрепить кляммеры для следующего ряда так, чтобы их закрыл уложенный первый лист. Саморезами закрепить край первого листа, одновременно загнуть кляммеры под прямым углом к обрешетке. Рядом с первым листом наложить на обрешетку следующий лист и загнуть в два приема фальц вместе с кляммерами. Выполняя эту работу, нужно помнить о следующей линии кляммеров. Перед укладкой второго листа надо рассчитать их положение и закрепить на обрешетке (рис. 62).
Рис. 62. Схемы крепления металлических листов на кровле: 1) первый лист; 2) второй лист; 3) кляммер
Кляммеры следует загибать поверх внешнего фальца. На крыше с малым уклоном их надо обязательно зафиксировать от разгибания. Можно просверлить кляммер и стянуть заклепкой на обрешетке. В неустойчивую зиму на крыше после оттепелей образуется ледяная корка. Весной, при наступлении теплой погоды, ледяная масса начинает сползать вниз. Цепляясь за кляммеры, она может их развернуть. Этот эффект не столь ярко выражен на крутой крыше. Если же кляммеры фиксировать заклепками к обрешетке, то проблема будет решена.
Конек крыши придется закрывать стандартным способом – уголком стального листа, загнув в этом месте стоящий фальц. Поскольку нет другой возможности иначе закрепить коньковый элемент, как только через кровлю. Это будет второе место, где на крыше появятся технологические отверстия. Вальмы, ендовы, примыкания кровли и прочие элементы нужно закрывать желобами и уголками.
Покрытие из стекла
Удивительные крыши из стекла в наши дни активно используются в строительстве стильных офисов и иных помещений или их отдельных частей: холлов, кабинетов, студий, мансард, террас, бассейнов и т. п. Стеклянная крыша позволяет использовать открытые площадки перед домом даже в плохую погоду. Такая крыша – это прекрасное дизайнерское решение и хороший способ для равномерного освещения помещений внутри здания от естественного источника, наполнения этих помещений воздухом.
Стеклянная крыша – достаточно сложная конструкция, к ней предъявляют множество требований, связанных с эксплуатацией и безопасностью. Она должна выдерживать большую нагрузку, выстоять при порывах сильного ветра, иметь несколько уровней отвода воды, иначе последняя может стать причиной разрушения кровли.
Современные кровли, изготовленные из стекла или поликарбоната, функциональны и прочны. Они позволяют легко воплотить любые архитектурные идеи, уменьшить расходы, связанные с эксплуатацией помещения, за счет снижения объема потребляемой электроэнергии и сокращения потерь тепла.
Стекло как материал для кровли
Стекло – это старейший художественный материал, оно появилось более пяти тысячелетий назад. По мере развития технологии его производства, стекло начали использовать для архитектурно-строительных целей: застекления окон, создания стеклянных фасадов, полов и кровель. Основой конструкции любых стеклянных кровель служит каркас с рамами. Размер ячейки стекла должен обеспечить максимальный пропуск света при безопасности применения кровли.
Прочность стекла должна отвечать следующим параметрам:
✓ не ломаться под действием собственного веса при горизонтальном или наклонном положении;
✓ выдерживать ветровую и снеговую нагрузки;
✓ выдерживать вес человека, который будет заниматься покрытием;
✓ выносить нагрузку ремонтных и эксплуатационных работ на крыше с применением приспособлений;
✓ ограничивать перегрев помещений при солнечной погоде;
✓ снижать потери тепла в холодное время года. Соблюдение равновесия между этими противоречивыми требованиями всегда зависело от состояния стекольного производства. Сначала рамная сетка для крыш была рассчитана на применение стекол малых размеров, поскольку листовое стекло было тонким.
В наше время архитекторы и проектировщики приобрели широкие возможности для свободного применения стекла в кровельных системах. Сравнительно недавно появились такие виды более толстого и безопасного стекла, как закаленное, многослойное стекло, которое обладает прекрасными эксплуатационными качествами.
При монтаже крыши из стекла рекомендуется применять только закаленное стекло толщиной от 6 до 15 мм. Стекло в ходе закалки получает редкостную прочность, его можно спокойно использовать в тех местах, где требуются надежность и ударопрочность. Разбившись, закаленное стекло не дает осколков, поэтому оно не нанесет вреда людям, находящимся невдалеке.
Сооружение внушительных размеров из стекла и металла впервые в мировой практике началось в 1851 г., когда гарден-мастер Джозеф Пакстон соорудил в Гайд-парке выставочный павильон для Лондонской выставки – «Хрустальный дворец». Именно с этой даты можно отсчитывать историю стеклянных кровель.
«Невидимые» крыши из стекла в современных коттеджах хороши как оригинальная дизайнерская находка и практичное решение проблемы поступления дневного света в помещение. Прозрачная кровля позволяет эффективно защитить себя от негативного влияния окружающей среды, не ограничивая обзор, и осветить помещение естественным светом. Стеклянная крыша – это прекрасное решение для оформления художественной студии в доме, она позволит естественному свету свободно заполнять помещение на протяжении всего светового дня. Уместна стеклянная крыша над зимним садом, под прозрачным куполом можно расположить обычное жилое помещение – холл, гостиную, столовую. Жилой дом – это удобство и комфорт, объемы применения стекла здесь не должны быть безграничными, нужен строгий баланс между улучшением естественного освещения и уровнем тепловых потерь, важно поддержание комфортных условий для жилья.
Для жилого дома вполне подойдет стеклянный купол, который часто называют зенитным фонарем, поскольку солнечный свет с его помощью легко попадает внутрь здания через прозрачную кровлю из стекла или поликарбонатных листов. Размер светового фонаря – это совместный выбор домовладельца и проектанта, поэтому он может быть различный.
Главное назначение зенитного фонаря – это обеспечение условий для естественного освещения, поэтому его высота зависит от необходимого уровня освещенности, что определяют при проектировке с помощью светотехнического расчета. Световой фонарь может быть глухой (не открывающийся) либо открывающийся с помощью механического винтового устройства или электропривода.
Купол или зенитный фонарь обычно обустраивают на покатой или плоской крыше. Стеклянный купол, при изготовлении которого используют специальную прослойку, одновременно обеспечивает устойчивую температуру в находящихся под ним помещениях и хорошую звукоизоляцию. Если же установить светорассеивающие и светоотражающие стекла, это даст защиту от воздействия ультрафиолета, палящих лучей солнца, но не уменьшит естественное освещение помещения (рис. 63).
Рис. 63. Стеклянный купол для жилого дома
Типы стеклянных крыш
Крыши из стекла могут быть нескольких типов:
✓ викторианская в форме купола наподобие шатра или цирковой крыши, она подходит для круглых или овальных помещений;
✓ георгианская имеет вид четырех соединенных между собой скатов, увенчанных башенкой на своей вершине;
✓ проще всего в исполнении конструкция плоской стеклянной крыши, представляющая собой совокупность стеклянных элементов, уложенных на несущие балки.
Три основных типа стеклянной крыши могут приобретать различные формы: пирамиды, шарообразные и куполообразные, с прямыми или усеченными гранями, плоские односкатные и двускатные или из нескольких скатов. Расстояние между элементами каркаса не должно превышать определенной величины, иначе стекло может провисать и деформироваться.
Стеклянная крыша, установленная под небольшим (16°) наклоном, позволяет атмосферной влаге и снегу беспрепятственно скатываться вниз и тогда вода не будет задерживаться на ее поверхности. Чем круче крыша, тем лучше дождь смывает с нее грязь, тем легче съезжает снег. В то же время она будет прекрасно пропускать свет и удерживать тепло. Лучше всего удерживает солнечную энергию стеклянная крыша, расположенная под наклоном 30–40° (рис. 64).
Рис. 64. Варианты плоской наклонной крыши для галереи
Особенности возведения стеклянных крыш
Новейшие строительные технологии позволяют воплотить в жизнь любое пожелание домовладельца относительно выбора формы будущей крыши. Но форма крыши будет различаться в зависимости от того, в каком регионе производится монтаж.
Безопасность жилья – это один из главных приоритетов при проектировании и строительстве. Поэтому при возведении стеклянной крыши следует учитывать все индивидуальные особенности строения, рассчитать размеры статистической нагрузки, климатические и погодные условия местности. Стеклянная кровля представляет собой сложную конструкцию с повышенными требованиями по безопасности и эксплуатации. Для того чтобы стеклянная крыша отлично удерживала тепло, нужно с особой тщательностью выполнить работы по соединению крыши со стенами и всех частей крыши друг с другом. Установка стеклянной крыши – достаточно сложный и трудоемкий процесс, требующий высокого профессионализма. Но результат будет радовать глаз на протяжении долгих лет – столь прекрасен вид плывущих по небу облаков или звезд, сияющих в ночи. Однако обладая многими достоинствами, стеклянные крыши не получили широкого распространения по причине особенностей их проектирования и монтажа. Эти факторы негативно влияют на стоимость установки крыши в сторону повышения. Для того чтобы подобрать количество и размеры стекла, нужно производить тщательные расчеты в индивидуальном порядке, поскольку не бывает двух идентичных проектов и домов.
Некоторые сложности представляет и способ крепления стеклянной крыши, зависящий от множества факторов. В качестве крепления можно использовать специально разработанную металлоконструкцию, а также подвесную или тросовую систему. Однако подвеску можно применять только в тех случаях, когда нужно перекрыть небольшие крыши и навесы.
Для монтажа стеклянной крыши в жилом доме нужен материал с прекрасной тепло– и звукоизоляцией, способный создать комфортный и мягкий микроклимат в помещениях. Обладая превосходными эксплуатационными качествами, стеклянные конструкции должны иметь привлекательный внешний вид. Несущие элементы для стеклянной кровли могут быть выполнены из различных материалов: алюминия, нержавеющей стали или сортовой оцинкованной стали, окрашенной в нужные цвета.
Стеклянную кровлю, купол или стеклянный просвет в крыше технологичней выполнить в виде каркаса из алюминиевого профиля, который дает полную свободу для воплощения фантазии дизайнера, обладая высокими показателями долговечности и надежности. Алюминий – это очень прочный и легкий металл, после специальной обработки он отлично выдерживает все атмосферные осадки и воздействие солнечный лучей, не боится коррозии, экологически чист, поэтому он представляет идеальный вариант для остекления кровли. Для обеспечения надежной защиты и безопасности важно правильно подобрать сечение профиля. Алюминиевые профили используют также при изготовлении комбинированных конструкций. Поскольку он сохраняет свои структурные свойства при перепадах температуры, алюминий можно сочетать с деревом натуральных пород.
Готовую конструкцию зенитного фонаря практичней всего застеклить или стеклопакетами, или листами из поликарбоната. Для легкой и прозрачной кровли, перекрывающей сезонную постройку, предпочтителен прозрачный шифер из поликарбоната. Стеклопакеты и стекло различны в своих формах, состав и толщину стекла рассчитывают в зависимости от нужных характеристик по прочности и светопроницаемости, учитывая возможные капризы природы. Для остекления купола можно подбирать стекло с разной степенью прозрачности, в зависимости от дизайнерского проекта, купол может быть полностью прозрачный или цветной. Можно использовать матированное стекло с нанесенным многослойным рисунком с помощью метода пескоструйной обработки.
Конструкционная особенность стеклянного купола позволяет устанавливать его на разные типы покрытий: монолитный или сборный железобетон, профилированный стальной настил. Устойчивость стеклянному куполу обеспечивает правильная геометрическая форма, она же является залогом того, что крепления прочны и сама конструкция герметична.
В 1998 г. в Москве был отреставрирован Гостиный двор. Он стал самой первой масштабной архитектурной постройкой со стеклянной кровлей в современной московской истории.
Технически световой фонарь можно сооружать различными способами, все зависит от архитектурного дизайна, поставленной технической задачи и требований, предъявляемых к конструкции. Конструкция фонаря должна сочетаться с архитектурой возводимого здания и быть герметичной, красивой, прочной и долговечной. Для устройства светового фонаря необходимо изготовить следующие основные элементы: поперечную конструкцию, продольную конструкцию для крепежа остекления, систему связей. Обычно все составляющие элементы светового фонаря изготавливают в заводских условиях (рис. 65).