Валентина Ивановна Назарова
Современная крыша и кровля
Оригинальные идеи, новейшие материалы и технологии работ
Устройство крыши
Крыша здания имеет несущую и ограждающую части. Несущая часть состоит из деревянных или железобетонных стропил, деревянных, стальных строительных ферм или железобетонных панелей. Несущая часть передает нагрузку от снега, ветра и собственного веса крыши на стены и отдельные опоры. Ограждающая часть крыши состоит из следующих элементов: кровли – верхней водонепроницаемой оболочки крыши, и основания под кровлю в виде обрешетки из деревянных брусков, дощатого настила или цементного слоя по железобетонной основе.
Кровли в зависимости от материала устанавливают деревянные, из глиняной черепицы, металлочерепицы, кровельной листовой стали. Кровли из волнистых асбестоцементных листов (шифера), плоских асбестоцементных плиток, рулонных материалов – толи и рубероида в настоящее время применяются редко.
Несущая часть крыши должна обладать необходимой прочностью и устойчивостью, ограждающая часть – легкостью, устойчивостью к химическим и атмосферным воздействиям, водонепроницаемостью, малой теплопроводностью.
Крыши в домах устраивают бесчердачные и чердачные. Для проветривания и освещения чердака в крыше устраивают чердачные окна.
При устройстве бесчердачной крыши элементы чердачного покрытия и крыши совмещают в одной конструкции – покрытии, предохраняющем здание от охлаждения в зимнее время и атмосферных осадков.
Для обеспечения стока атмосферной воды поверхность из разных материалов должна иметь соответствующий уклон, который выражается отношением высоты подъема h к половине перекрываемого пролета L или в градусах угла наклона крыши к горизонту L. Например, при L=27 отношение H: L=1:2. При пологих крышах уклон иногда выражают в процентах, для этого отношения H: L умножают на 100.
В зависимости от уклона крыши бывают плоские и скатные. Плоские крыши имеют малый уклон – не более 3 %. Скатные крыши представляют собой системы пересекающихся наклонных плоскостей – скатов. Пересечения скатов крыши образуют двухгранные углы, из которых обращенные кверху называются ребрами, а обращенные книзу – разжелобками или ендовами. Верхнее горизонтальное ребро пересечения скатов крыши называется коньком.
Уклон скатных крыш принимают в зависимости от вида кровли, например, для глиняной черепицы уклон крыши составляет 1:1–1:2, для кровельной листовой стали 1:3,5 (L=16).
Скатные крыши с уклоном до 15° называют пологими, с уклоном более 15° – крутыми.
В строительстве применяют разнообразные формы крыши, которые выбирают с учетом общей конфигурации здания в плане, возможного направления отвода воды, а также индивидуальных архитектурных возможностей. Односкатные крыши в настоящее время применяются редко, их устраивают над зданиями сравнительно небольшой ширины и в случаях, когда отвод воды можно организовать только к одной из продольных стен.
Двускатная, или щипцовая крыша состоит из двух скатов, направленных в противоположенные стороны. Образующиеся треугольники в верхней части торцовых стен называют щипцами или фронтонами.
Четырехскатная крыша имеет скаты на четыре стороны. Скаты, направленные к торцовым стенам, называются вальмами, отсюда название крыш – вальмовые. Щипцовые стены в этом случае отсутствуют.
Вариантом вальмовой крыши является полувальмовая или полущипцовая крыша. Боковые скаты срезают только часть щипца и имеют вследствие этого по линии уклона меньшую, чем основные скаты, длину. Полувальма, расположенная вверху, имеет форму треугольника.
Выбор материала и типа конструкции крыши зависит от расположения в здании внутренних опор, величины перекрываемых пролетов, уклона кровли и требований, предъявляемых к крыше: огнестойкости, теплотехнических свойств и долговечности.
Простейшим типом несущей конструкции скатных крыш являются наклонные деревянные стропила. Наклонные стропила двускатной крыши опирают нижними концами на подстропильные брусья – мауэрлаты, а верхними – на горизонтальный брус, называемый верхним коньковым прогоном. Верхний прогон поддерживается стойками, установленными на внутренние опоры. Расстояние между стойками, несущими коньковые прогоны, принимают от 3 до 5 м.
Для увеличения продольной жесткости конструкции стропил и уменьшения сечения коньковых прогонов укрепляют парные продольные подкосы, расположенные у каждой стойки или через одну при небольших пролетах. Для уменьшения свободного пролета стропильных ног устанавливают поперечные подкосы, опираемые на лежень внизу и подпирающие стропильные ноги вверху. В случае смещения внутренней опоры от центральной оси здания не более, чем на 1 м, стойку, поддерживающую прогон, устанавливают наклонно.
При имеющихся в здании двух капитальных продольных стен или двух рядов внутренних столбцов укладывают два верхних прогона. Стропильные ноги в этом случае по длине могут быть составными. Для увеличения жесткости конструкции необходимо устанавливать ригели.
В четырехскатных вальмовых крышах в местах пересечения скатов необходимо располагать диагональные накосные стропильные ноги (рис. 1), в некоторые врубают укороченные стропильные ноги – нарожники.
Рис. 6. Строение крыши: 1 – скаты; 2 – конек; 3 – наклонное ребро; 4 – разжелобок; 5 – карнизный свес; 6 – фронтонные свесы; 7 – желоб; 8 – водосточная труба; 9 – дымовая труба
Карнизные свесы, как правило, образуются стропильными ногами. Существует несколько форм карнизных свесов: свес заподлицо со стеной; карнизный вынос; подшивной свес; кирпичный свес (карниз); свес со сборной железобетонной плитой.
Водосточная система в малоэтажном здании бывает с наружным организованным и неорганизованным водоотводом. В районах с суровыми зимними морозами, когда существует угроза замерзания воды в наружных водосточных системах, может быть рекомендован внутренний водоотвод, когда вертикальные водосточные трубы располагаются внутри здания, вдали от наружных стен, а отвод стоков производится в сеть дворовой канализации.
Конструкции крыш
Чердачные скатные крыши
Чердачная скатная крыша состоит из несущих конструкций и кровли. Между такой крышей и чердачным перекрытием находится чердак, который может использоваться для размещения каналов вентиляции и различных трубопроводов (при больших объемах чердаков, там могут встраиваться помещения и иного назначения). Несущие конструкции скатных крыш могут быть выполнены из железобетона, стали, дерева в виде стропил, стропильных ферм и панелей.
Зимой в чердачное помещение через перекрытие верхнего этажа (чердачное перекрытие) из расположенных ниже помещений проникают тепло и влага. Чем теплее чердак и чем теплопроводнее материал кровли, тем больше образуется конденсата. Весьма важным и эффективным мероприятием против переувлажнения чердачного пространства является его проветривание через вентиляционные отверстия под карнизом (приток) и в коньке (вытяжка), а также через слуховые окна.
Бесчердачные крыши
Бесчердачные крыши подразделяются на невентилируемые, частично вентилируемые и вентилируемые наружным воздухом. Невентилируемые крыши применяют в тех случаях, когда исключается накопление влаги в покрытии в период эксплуатации. Основными элементами совмещенной крыши являются настил, утеплитель, пароизоляция и кровля. Частично вентилируемые крыши имеют в материале верхней части панелей поры или каналы.
Вентилируемые крыши имеют сплошные воздушные прослойки высотой 200–240 мм.
Устройство теплоизоляции крыши
Как правило, в домах с чердачными крышами кровля является защитой здания от атмосферных воздействий, чердачные помещения не используются как жилые и, не требуют для эксплуатации в зимнее время создания в них положительных температур. Исключение составляют только дома с мансардами, где весь объем чердака утепляется и он используется как обычные жилые помещения. В домах с холодными чердачными крышами утепляется только чердачное перекрытие являющееся полом чердака и потолком жилых помещений. Если чердак или мансарда используются в качестве жилых (или рабочих) помещений, то по скатам крыши прокладывается теплоизоляционный материал.
Дома с плоскими крышами, не имеющие чердаков, или имеющие скатные крыши, где жилые или служебные помещения расположены непосредственно под крышей (так называемые совмещенные покрытия), обязательно имеют теплоизолированные крыши, чтобы не допустить слишком больших теплопотерь, т. к. через потолки помещение может терять до 50 % тепла.
Чердачное перекрытие (чердачные полы) утепляются изнутри чердака. Утеплять скаты сложнее. При новом строительстве дома теплоизоляционный материал можно уложить либо поверх обрешетки, либо между стропильными ногами со стороны чердачного помещения. Первый способ – более надежен, во втором случае ваш дом будет быстрее прогреваться и дольше сохранять тепло. Если дом эксплуатируется, то первый вариант сразу исключается и остается только один вариант – утепление изнутри.