Традиционные узлы кровель

В настоящее время, в связи с появлением не просто новых материалов, а целых СИСТЕМ ограждающих конструкций (состоящих из разнородных материалов), огромное внимание должно быть уделено пониманию физических процессов, происходящих в верхних ограждающих конструкциях — крышах. Без этого невозможно грамотное их проектирование и возведение.

Крыши подвергаются воздействию целого ряда сил, тесно связанных с процессами как вне здания, так и внутри него (рис. 1). К числу этих факторов, в частности, относятся: атмосферные осадки; водяной пар, находящийся в наружном и внутреннем воздухе здания; ветер; солнечная радиация; перепады температур; химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе, а также некоторые другие составляющие процессов.

Влияние атмосферных осадков и ветра

Ветер с силой бросает воду или снег на крышу, что, при недостаточно продуманной конструкции кровли и крыши в целом или отдельных ее узлов, может привести к протечке кровле в результате попадания воды или снега в швы стыкования кровельных материалов. Помимо дождя, на кровлю оказывает воздействие подтаивающий снег. Самыми уязвимыми для протечек местами кровли являются обрамления дымовых и вентиляционных труб и примыкания кровли к различным вертикальным поверхностям: стенам, фронтонам, слуховым окнам.

Традиционное техническое решение присоединений кровель к стенам и парапетам как фронтальное, так и боковое, предусматривает изготовление в стенах (парапетах) ниш и штроб по всей длине примыкания и установки в них фартуков из кровельной оцинкованной стали. Допускается установка фартуков из черной кровельной жести, два раза обработанной с двух сторон горячей олифой и окрашенной не менее двух раз. Установка фартука без ниши или штробы путем плотного прижатия к стене не обеспечивает должного примыкания, и узел протекает. Этому есть как минимум две причины: во-первых, стены не настолько ровные, чтобы удалось плотно прижать к ним фартук; во-вторых, солнце нагреет фартук и он вследствие температурного расширения удлинится и выгнется между крепежами с отходом от стены (рис. 2).

Монтаж верхней части фартука в нишу или штробу устраняет эту проблему, здесь неплотности прикрыты сверху материалом стены, что надежно закрывает их от дождевой воды, однако не защищает от снега. Поэтому при установке фартука в нишу рекомендуется делать верхнюю часть высотой не менее 100 мм, а при установке в штробу — желательно заделать ее цементно-песчаным раствором. Необходимо сразу добавить, простая заделка раствором высокой ниши практически бесполезна, раствор оттуда со временем выкрошится, помогут зимние морозы и ветер, но 5–10 лет он все-таки прослужит. Защита фартука раствором не позволит ветру задувать снег в штробу, где он растает и талая вода затечет под железо. Крепление фартуков осуществляют гвоздями к деревянным антисептированным пробкам, предварительно уложенным в стену, например, при возведении кирпичной кладки. Шаг установки пробок около 1 м. Если к пробкам перед установкой фартука прикрепить деревянные бруски треугольного сечения, то пробки можно устанавливать реже, а кромка фартука прижмется плотнее. Закрепление фартука вторым треугольным бруском сделает узел практически непромокаемым. Штробу можно заштукатурить и забыть о ней до тех пор, пока не сгниет железо фартука.

По длине элементы фартуков монтируются внахлест по направлению ската воды. Нахлест делается не менее 10 см. Если стыкование фартуков сделать не внахлест, а лежачим фальцем, то узел получится надежнее.

Для защиты узла примыкания кровли к парапетам, на последние устанавливается «крыша» из кровельной стали, оборудованная капельниками (загнутыми «крючком» кромками). Парапетный фартук с выпущенными за стены капельниками защищает парапет от дождя: вода по капельникам отводится от стен, происходит отрыв капель и падение их прямо на кровлю либо на фартук узла примыкания. Воды, стекающей непосредственно по стенам, становится меньше. Фартук парапета закрепляется натягиванием на Т-образные костыли, установленные с шагом около 1 м и прикрепленные, в свою очередь, гвоздями к деревянным антисептированным пробкам. Для того чтобы фартук парапета не сорвало сильным ветром, допускается его верхнее крепление винтами (саморезами в деревянную пробку) сквозь кровельную жесть с установкой резиновых шайб под головку винта.

Аналогично решаются узлы примыканий кровель к дымовым трубам и вентиляционным шахтам. Кирпичные трубы обрамляются фартуками из оцинкованной или обработанной черной жести. Нижние и боковые части фартука укладываются поверх кровли, а верхняя часть заводится под нее. Сверху фартуки прикрываются напуском кирпичной кладки. При изготовлении фартука рекомендуется придерживаться размеров, приведенных на рис. 3, они обеспечивают защиту от талого снега. При обильных зимних снегопадах, снег попадает под внутреннюю сторону железа, указанные размеры фартука не дадут талой воде проникнуть под кровлю. Она, преодолевая длинный путь, попросту высохнет.

В трубах, особенно дымовых, установка деревянных пробок недопустима, поэтому крепление фартука осуществляют на лежачих фальцах, соединяя вокруг трубы все кровельное железо в единое целое. Если делается кровельная разделка вокруг вентиляционных шахт, то фартук можно крепить гвоздями к деревянным антисептированным пробкам. Разделки вокруг круглых, например, асбестоцементных или ПВХ-труб, зажимаются другой трубой большего диаметра. Щель между трубами заливается расплавленной битумной мастикой или каким-либо другим герметиком. Большая щель, перед заливкой герметика, зачеканивается волокнистым материалом, например, льняными прядями либо веревкой, пропитанных масляной краской или битумным праймером. После зачеканивая щель заливают герметиком или замазывают жирным цементно-песчаным раствором.

При устройстве кровель из штучных материалов, например, шифера, ондулина и им подобных, величина бокового и фронтального нахлеста смежных листов должна быть такой, какой ее рекомендует делать изготовитель материала. Увеличение размера нахлеста приводит к необоснованному перерасходу кровельного материала, а уменьшение — к возможным протечкам кровли. Короткие нахлесты могут создать продуваемый стык, в который будут пробиваться снег или дождевая вода, подгоняемые ветром, либо талая вода в результате капиллярного подсоса щели стыка.

Свободный свес кровли также должен быть таким, каким его рекомендует изготовитель кровельного материала. Короткий свес не обеспечивает отвод воды с кровли. Часть воды, перекатываясь через кромку кровельного материала, будет сорвана ветром и брошена на стену, а другая часть, в результате поверхностного натяжения воды преодолевая силу земного притяжения, потечет вверх по нижней плоскости кровли и будет смачивать деревянную обрешетку и кобылки стропил. Длинный свес хорошо отводит воду, но может быть срезан или согнут (у гибких кровель) сползающим с крыши снегом (рис. 4). И хорошо, если кровля отломится в месте свободного свеса, чаще бывает наоборот, кровельный материал надламывается намного выше, прямо над помещением, которое и должна защищать крыша.

Дождевая вода и подтаявшие снеговые мешки опасны на ендовах — внутренних углах пересечений двух перпендикулярных скатов. Здесь встречаются два водяных потока, стекающих в угол, и ендова становится лотком для воды. Для предотвращения протечки кровли в ендовах, во всех случаях и для любого вида кровли, делается сплошная обрешетка и обшивается кровельной жестью (рис. 5), а уже на них укладывается кровельное покрытие. Либо в этом месте настилается специальный гидроизоляционный ковер, предусмотренный для таких узлов изготовителем конкретного кровельного материала.

Нечастые ураганы, проходящие по средней полосе России, крайне редко разрушают стропильную систему крыш, но они способны снять с дома ветхую или плохо закрепленную кровлю. Касательные силы ветра, действующие вдоль ската крыши, могут сорвать отдельные ее элементы. Чтобы этого не произошло, устанавливают противоветровые скобы для кровель из волнистых кровельных листов, Т- и Г-образные скобы для металлических кровель (рис. 6), привязывают специальный вид черепицы к обрешетке. Со стороны фронтонов здания устанавливают ветровую доску (рис. 5). Противоветровые скобы могут выполнять двоякую функцию: удерживать кровельный материал от срыва ветром и противостоять отрыву от действия сползающего снега. Особенно это актуально для мансардных крыш с большим уклоном скатов, где снег не лежит, а кровельный материал закрепляется почти вертикально, вес его частично можно переложить на скобы. Для удержания штучных кровельных элементов на крутых мансардных крышах скобы должны быть предварительно обработаны горячей олифой и окрашены не менее двух раз.

Влияние водяного пара и температуры воздуха

Тема вентилирования подкровельного пространства рассмотрена в разделе «Утепление крыш».

Солнечная радиация и перепады температур

Различные материалы обладают разной чувствительностью к солнечной радиации. Так, например, солнечное излучение практически не оказывает влияния на керамическую черепицу, а также на материалы из металлов без нанесенных на них полимерных покрытий. С другой стороны, лакокрасочные материалы подвержены значительному разрушению, что проявляется в виде растрескивания краски на металлической кровле. Ряд материалов не изменяет своих физических свойств, но теряет внешнюю привлекательность — например, выцветает (краски и некоторые полимерные покрытия). Выбирая кровельный материал, следует удостовериться, что он обладает достаточной светостойкостью.

В качестве ограждающих конструкций крыши функционируют в довольно жестком режиме, испытывая влияние перепада температур. Как известно, все материалы в той или иной степени подвержены термическому растяжению и сжатию. Поэтому во избежание деформаций и разрушения очень важно, чтобы материалы, работающие в единой конструкции, имели близкие коэффициенты температурного расширения либо для обеспечения их совместной работы применялись бы соответствующие технические решения. А другими словами, при монтаже кровли нужно придерживаться инструкций, которые предлагает изготовитель кровельного покрытия.

Химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе

Ряду материалов серьезную опасность могут нести частые, иногда ежесуточные перепады температуры от плюса к минусу. Это, как правило, происходит в районах с мягкой и влажной зимой. Поэтому в подобных климатических зонах необходимо обращать самое пристальное внимание на такую важную характеристику материалов, как водопоглощение. При высоком водопоглощении в условиях положительных температур влага проникает и накапливается в порах материала, а при отрицательных — замерзает и, расширяясь, деформирует саму структуру материала. В результате происходит прогрессирующее разрушение материала, приводящее к образованию трещин.

Как правило, в больших городах или вблизи крупных предприятий в атмосфере наблюдается достаточно высокая концентрация химически агрессивных веществ, например, сероводорода и углекислого газа. Поэтому для всех элементов ограждающих конструкций зданий в таких районах необходимо применять материалы, стойкие к химическим веществам, присутствующим в воздухе.