ЖКХ в России

ЖКХ в России

Крыша. Факторы, влияющие на разрушение кровли.

Кровля крыши и для чего нужен уклон кровли.

Главная задача крыши — это защита от дождя и жары летом, а зимой от холода и снега. От атмосферных осадков нас защищает самый верхний слой крыши – кровля. Для того чтобы дождевая вода и снег не скапливались на поверхности кровли ее выстраивают под уклоном. Мягкие кровли, выполненные из герметичного ковра рулонных и мастичных материалов, полимерных мембран обладают хорошей способностью не пропускать воду в нижние слои кровельного ковра.

При незначительных уклонах мягкой крыши выполненных из других кровельных материалов, осадки, особенно при сильном ветре могут попадать под покрытие. Для предотвращения подобных ситуаций устраивают дополнительных гидроизолирующий слой.

Снег и кровля

Помимо всего прочего снег оказывает на крышу дополнительную нагрузку. Нагрузка так же зависит от уклона крыши . Поэтому ее необходимо учитывать при общих расчетах конструкции крыши. Для того чтобы снег на крыше не задерживался ее выстраивают под уклоном. В более снежных районах уклон делают больше. Однако необходимо учитывать, что для обеспечения безопасности людей обязательно нужно устроить снегозадерживающие элементы. Кроме того, из-за образовывающихся наледей и сосулек вода не может стечь вниз по желобу. В случае, если на кровле примыкания соединены негерметично, то могут возникнуть протекания.

Влияние ветра на крышу

Сильный урон крыше здания может нанести ветер. Потоки ветра встречая на пути здание как препятствие обходят его. В результате образуются области положительного и отрицательного давления. Сила ветра может нанести значительный ущерб крыше – может произойти отрыв части покрытия. Образование вздутий и т.д. Через неплотности в конструкции самой крыши, и при открытых окнах и дверях под основание кровли проникает наружный воздух, — давление внутри здания усиливается. При этом отрывающая сила ветра значительно возрастает. Для того, чтобы исключить возможные последствия, необходимо устранить все неплотности и восстановить герметичность крыши. Кроме того, необходимо усилить крепления кровельного материала.

Воздействие солнечной радиации на кровлю

Все виды кровельных материалов имеют разную степень чувствительности к воздействию солнечной радиации. Наиболее стойкие из них – это керамическая и цементно-песчаная черепица, а так же кровли их металла. Самые нестойкие к воздействию солнечной радиации это материалы на основе битума. Под воздействием солнечных лучей они быстро приходят в негодность, процесс старения значительно ускоряется. Для защиты кровельного покрытия, используют защитный слой из минеральных посыпок.

Кроме того, от воздействия солнечной радиации многие материалы теряют свой первоначальный цвет, особенно это касается металлических крыш с некоторыми полимерными покрытиями.

Кровельные материалы поглощают часть солнечной энергии. При этом верхние слои нагреваются значительно сильнее. Вследствие чего, материалы на основе битума размягчаются, и могут сползать с поверхности крыши. Следует отметить, что нижние слои кровли имеют температуру близкую к температуре жилых помещений, в то время как температура наружных слоев имеет значительный диапазон от низких (в зимний период) до близких к 100о С в летний период. Помимо этого, из-за неоднородной освещенности поверхность крыши имеет так же различную температуру.

Влияние температуры на кровлю

Под воздействием температур все материалы подвержены растяжению и сжатию . Чтобы избежать деформации и разрушения кровельных материалов, необходимо чтобы применяемые материалы имели близкий коэффициент температурного расширения. Разработан целый ряд технических решений для защиты крыши от воздействия солнечной радиации и температурных колебаний.

Одно из самых серьезных воздействий на крышу оказывают ежесуточное температурные колебания от минуса к плюсу. Здесь важную роль играет такое свойство кровельных материалов как водопоглощение. Если материал обладает высоким водопоглощением, то при положительных наружных температурах влага попадает и накапливается внутри материала, а при отрицательных температурах влага замерзает и деформирует сам материал. В результате материал разрушается, образуются трещины.

Образование и воздействие водяного пара

В процессе жизнедеятельности человека (от готовки, уборки, стирки и т. д.) постоянно образуется водяной пар. Образовавшийся пар поднимается вверх и охлаждаясь ниже точки росы конденсируется на внутренней поверхности крыши. Чем выше разница между наружной и внутренней температурой, тем большее количество влаги образуется на строительных конструкциях крыши. Влага оказывает негативное воздействие как на деревянные так и на металлические конструкции крыши. Кроме того, при избыточном количестве влаги она может протечь в жилые помещения. Для предохранения крыши от протечек используют специальных пароизоляционный материал. Однако даже он не может в полной мере изолировать кровельное пространство от поднимающейся из жилых помещений влаги. Необходимо чтобы крыша постоянно вентилировалось в любое время года. Для этого устраивают вентиляционные зазоры, устанавливают аэраторы, вентиляционные решетки и т.д.

Источник:
http://www.xn--b1ahhahznja9a.xn--p1ai/statii/poeznaya-informacziya/118-krysha-faktory-vliyayushhie-na-razrushenie-krovli

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши и чем опасен неверный подбор угла

25.01.2017 4,786 Просмотров

Двухскатная крыша — одна из наиболее часто используемых конструкций кровли, имеющая две наклонные плоскости, разделенные ребром — коньком.

Скаты могут быть как одинаковые, создающие в поперечном сечении равнобедренный треугольник, так и разные, имеющие различные углы наклона и площадь.

Кроме того, распространена мансардная конструкция двухскатной крыши, когда скаты состоят из двух плоскостей с разным углом наклона.

Такая конструкция позволяет более эффективно использовать чердачное пространство в хозяйственных или жилых целях.

Основным преимуществом двухскатных крыш считается простота сооружения и надежность в эксплуатации, отсутствие или малое число ендов или разжелобков, способствующих скоплению воды или снега.

Конструкция в целом обеспечивает оптимальное распределение веса стропил и кровли на стены, способствуя максимальному сроку службы крыши.

Подробно о том, как сделать двускатную крышу самому вы прочитаете здесь.

Какие силы воздействуют на стропила и кровельное покрытие

В течение срока эксплуатации крыша постоянно испытывает нагрузки разного рода. Проблема состоит не в их наличии — этот вопрос легко решается усилением стропильной системы. Дело в разнообразии и в неравномерности этих нагрузок.

Постоянная и неизменная — вес кровельного пирога и собственно кровли, они создают непрерывное давление на элементы стропил за счет своего веса. К дополнительным относится ветровая нагрузка и вес выпадающих осадков.

Если в регионе преобладают умеренные ветра определенного направления, то разовый порыв ураганной силы может причинить значительный урон или вовсе сорвать крышу. В зимнее время при аномально большом количестве выпавшего снега нагрузка на кровлю может превысить допустимые значения, что чревато деформациями или нарушением целостности покрытия и образованием протечек.

Бороться с такими природными проявлениями можно только профилактическими мерами:

  • Созданием запаса прочности при расчетах.
  • Учетом преобладающих в регионе ветров, их силы и направления.
  • Учетом среднегодового количества осадков, их состава и качественных показателей.
  • Правильным выбором угла наклона скатов.

Выбор правильного угла наклона скатов — один из самых действенных приемов нейтрализации вредных воздействий на стропильную систему. Он позволяет снизить давление снега за счет исключения его скапливания, отрегулировать ветровую нагрузку за счет уменьшения парусности кровли и обеспечить сток дождевой воды, исключая ее замерзание в ночное время в осенний период.

Ветровые нагрузки на стропильные системы

Зависимость угла наклона от выбора кровельного материала

С точки зрения экономии материала и снижения парусности кровли, угол наклона скатов должен быть минимален.

При этом, слишком пологая крыша будет удерживать большие массы снега или препятствовать эффективному оттоку воды.

Но самым главным критерием выбора угла наклона является кровельный материал.

Его характеристики определяют оптимум, основываясь на таких показателях:

  • Жесткость. Величина, определяющая допустимый вес или давление на поверхность без вызывания деформаций.
  • Пластичность. Способность материала менять форму под воздействием нагрузок без разрушения.
  • Водонепроницаемость. Впитывание воды способствует быстрому разрушению материала.
  • Качество поверхности. Снеговые массы легко сходят с гладких поверхностей, освобождая кровлю от давления. При этом, сход больших объемов может причинить определенный вред людям или имуществу, оказавшимся в зоне падения снега.

Исходя из этих параметров, для каждого типа кровельного материала существуют свои пределы наклона скатов. Несколько упрощая, можно сказать, что материалы с более гладкой и водонепроницаемой поверхностью допускают наименьший угол наклона, а более шероховатые и впитывающие воду — требуют более крутого наклона. В основном, преобладают значения от 20° до 45°.

Зависимость угла от угла и кровельного материала

Как измерить угол наклона двухскатной крыши

Прежде всего, следует определиться, что такое угол наклона. Это угол между плоскостью ската и горизонталью.

Наклон скатов принято измерять в градусах или в процентах. Если с градусами все понятно, то проценты получаются из отношения высоты конька над перекрытием верхнего этажа к половине ширины здания.

Использование процентов введено для простоты — сложные тригонометрические расчеты чреваты ошибками, а разделить одну величину на другую проще и точнее. Тем не менее, часто прибегают к помощи таблиц Брадиса, чтобы узнать точное значение в градусах.

При расчетах угла наклона ломаного ската используются значения, относящиеся к определяемым участкам. Это относится как к ширине — учитывается та часть, которая накрывается участком кровли, так и к высоте над перекрытием.

Это касается как определения нагрузок и мощности несущих элементов, так и расчета необходимого количества материала.

Как измерить угол двускатной крыши

Минимальный угол наклона двухскатной крыши

Необходимо сразу определиться с правильным пониманием термина «минимальный». Имеется в виду наименьшее допустимое значение угла наклона кровли с учетом ветровой и снеговой нагрузки.

Именно в этом моменте кроются многие сложности: указанные величины в разных регионах сильно отличаются друг от друга, поэтому необходимо знать среднегодовое количество осадков, объемы снега и его качественный состав (мокрый снег гораздо тяжелее сухого и может стать причиной разрушения неправильно рассчитанной крыши).

Кроме того, следует иметь представление о преобладающих ветрах, их силе и направлении и, что особенно важно, о наличии в регионе периодических порывов ветра ураганной силы.

Учитывая эти обстоятельства, минимальный угол может быть определен как наименьшее значение, заявленное в СНИПах с поправкой на климатические условия. Специалисты однозначно рассматривают для скатных крыш минимум в 20°, который применяется лишь для нежилых или неиспользуемых чердаков.

Поиск минимального угла

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Угол правильной двускатной крыши лежит в пределах 20°-45°, что соответствует разбросу значений свойств материала и усредненных климатических параметров.

Следует иметь в виду, что рекомендуемые значения могут быть непригодны для данной местности или проекта, поэтому всякий раз надо рассчитывать угол двускатной крыши по конкретным имеющимся данным.

Угол наклона двухскатной крыши — важный показатель, влияющий на долговечность и целостность всей постройки, и относиться к нему как ко второстепенному фактору нельзя.

Учет всех возможных нагрузок, как постоянных, так и разовых экстремальных, поможет обеспечить сохранность и комфорт вашего дома.

Более точные значения выбираются исходя из таких факторов, как::

  • Назначение чердака.
  • Используемое кровельное покрытие.
  • Климатические условия.

Оптимальный угол наклона двускатной крыши

Полезное видео

Рекомендуем просмотреть видео-инструкцию по установке двускатной крыши:

Источник:
http://expert-dacha.pro/stroitelstvo/krysha/vidy-krysh/dvuskatnaja/optimalnyj-ugol.html

Физика крыши

К числу этих факторов, в частности, относятся:

  • атмосферные осадки;
  • ветер;
  • солнечная радиация;
  • температурные вариации;
  • водяной пар, содержащийся во внутреннем воздухе здания;
  • химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе;
  • жизнедеятельность насекомых и микроорганизмов;
  • механические нагрузки.

Атмосферные осадки

Функция предохранения здания от атмосферных осадков возлагается на самый верхний элемент крыши — кровлю. Для стока дождевой воды поверхности кровли придают уклон. Задача кровли — не пропускать воду в нижележащие слои.

Читайте также  Построить забор из профнастила с бетонированием столбов своими руками

Мягкие кровельные материалы, образующие на поверхности крыши сплошной герметичный ковер (рулонные и мастичные материалы, полимерные мембраны), хорошо справляются с этой задачей. При использовании других материалов атмосферные осадки при небольших уклонах крыши, особенно при неблагоприятных погодных условиях (дождь или снег, сопровождаемые сильным ветром) могут проникать под кровельное покрытие. В таких случаях под кровлей устраивают дополнительный гидроизоляционный слой, являющийся вторым рубежом защиты от атмосферных осадков.

Важной задачей является организация системы водоотвода — внутреннего или внешнего.

Снег оказывает на крышу дополнительную статическую нагрузку (снеговая нагрузка). Она может быть достаточно велика, поэтому ее обязательно учитывают при расчете общей нагрузки на конструкцию крыши. Эта нагрузка зависит от уклона крыши. В снежных районах уклон, как правило, делают больше, чтобы снег не задерживался на крыше. В тоже время на скатных крышах, желательно устанавливать снегозадерживающие элементы, которые не позволяют сходить снегу лавинообразно, угрожая тем самым здоровью прохожих, часто деформируя фасад здания и выводя из строя систему наружного водоотвода.


рис.1

Одной из значительных проблем в снежных районах является образование на крышах наледей и сосулек. Часто наледи становятся барьером, не позволяющим воде попасть в желоб, водяную воронку или просто стечь вниз. При использовании негерметичных кровельных покрытий (металлические кровли, все виды черепиц) вода может проникать сквозь кровлю, образуя протечки. Подробно механизм образования наледей и способы борьбы с эти явлением рассмотрены в разделе Системы антиобледенения для кровель.

Потоки ветра, встречая на пути препятствие в виде здания, обходят его, в результате, вокруг постройки образуются области положительного и отрицательного давления (рис. 2).


рис.2

Величина возникающего отрицательного давления, оказывающего на крышу отрывающее действие, зависит от многих факторов. Наиболее неблагоприятен в этом плане ветер, дующий на здание под углом 45 0 . План крыши здания, на котором показано распределение отрицательного давления при направлении ветра 450, изображен на рис. 3.


рис.3

Отрывающая сила ветра может оказаться достаточной для повреждения кровли (образования вздутий, отрыва части покрытий и т.п.). Особенно она возрастает, когда усиливается давление внутри здания (под основанием кровли) из-за проникновения воздуха через открытые двери и окна с подветренной стороны или через щели в конструкции. В этом случае отрывающая сила ветра обуславливается двумя составляющими: как отрицательным давлением над крышей, так и положительным давлением внутри здания. Поэтому, чтобы исключить риск повреждения крыши, ее основание делают как можно более герметичным (рис. 4). Часто делают дополнительное механическое крепление кровельного материала к основанию.


рис.4

Для уменьшения отрицательного давления устраивают парапеты. Однако следует иметь в виду, что они могут не только уменьшать, но и увеличивать отрицательное давление. При слишком низких парапетах отрицательное давление может быть даже выше, чем при их отсутствии.

Различные кровельные материалы обладают разной чувствительностью к солнечной радиации. Так, например, солнечное излучение практически не оказывает влияние на керамическую и цементно-песчаную черепицу, а также на кровли из металлов без нанесенных на них полимерных покрытий.

Весьма чувствительны к солнечной радиации материалы на основе битума: от воздействия ультрафиолетового излучения у них ускоряется процесс старения. Поэтому, как правило, они имеют верхний защитный слой из минеральных посыпок. Для защиты современных материалов от старения в состав битума вводят специальные добавки (модификаторы).

Ряд материалов под действием ультрафиолетового излучения со временем теряют первоначальный цвет (выцветают). Особенно чувствительны к этому излучению металлические кровли с некоторыми типами полимерных покрытий.

Солнечная лучистая энергия, попадая на крышу, частично поглощается материалами кровли. При этом верхние слои кровли могут значительно нагреваться (иногда до 100 0С), что также влияет на их поведение. Так, например, материалы на основе битума при достаточно высоких температурах размягчаются и в ряде случаев могут сползать с наклонных поверхностей крыши. Чувствительны к высокой температуре и металлические кровельные материалы с некоторыми видами покрытий. Поэтому, выбирая кровельный материал для применения в южных районах, следует удостовериться, что он обладает достаточной теплостойкостью.

Как ограждающая конструкция, крыша функционирует в довольно жестком температурном режиме, испытывая как пространственные, так и временные температурные вариации. Как правило, ее нижняя поверхность (потолок) имеет температуру, близкую к температуре в помещении. В тоже время температура наружной поверхности меняется в достаточно широких пределах — от весьма значительных отрицательных величин (в зимнюю, морозную ночь) до величин, близких к 100 0С (в летний, солнечный день). Температура наружной поверхности крыши в то же время может быть неоднородной из-за неодинаковой освещенности солнцем разных ее участков.

Но, 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. Для повышения сопротивляемости крыши термическим нагрузкам применяют также целый ряд технических решений. В частности, в плоские крыши, для ограничения эффекта горизонтальных подвижек и излишних внутренних напряжений, закладывают специальные деформационные узлы.

Серьезную опасность практически всем кровельным материалам (кроме металлических покрытий) представляют 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 для кровельных материалов как водопоглощение. При высоком водопоглощении влага при положительных температурах 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.

Крыша должна не только быть устойчивой к значительным температурным вариациям, но и надежно ограждать от них внутренние помещения здания, защищая зимой от холода, а летом от жары. Роль теплового барьера в конструкции крыши принадлежит слою теплоизолятора. Чтобы теплоизоляционный материал выполнял свою функцию, он должен быть как можно более сухим. При увеличении влажности всего на 5% теплоизоляционная способность материала уменьшается почти в два раза.

Водяной пар постоянно образуется во внутренних помещениях здания в результате жизнедеятельности людей (приготовления пищи, стирки, купания, мытья полов и т.д.). Особенно высокая влажность наблюдается в недавно построенных или отремонтированных зданиях. В процессе диффузии и конвективного переноса водяной пар поднимается вверх, и, охлаждаясь до температуры ниже точки росы, конденсируется в подкровельном пространстве (рис. 5). Количество образующейся влаги тем выше, чем больше разница температур снаружи и во внутренних помещениях здания, поэтому в зимнее время влага довольно интенсивно накапливается в подкровельном пространстве.


рис.5

Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке. К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что, как уже говорилось, резко снижает его теплоизоляционные свойства.

Существенным барьером на пути проникновения пара в подкровельное пространство является специальная пленка с низкой паропроницаемостью, которую в конструкции крыши помещают непосредственно под теплоизоляцией. Однако никакой пароизоляционный материал не в состоянии полностью исключить поток пара изнутри здания в подкровельное пространство. Поэтому, для того чтобы крыша год от года не теряла свою теплоизолирующую способность, необходимо чтобы вся влага, накапливающаяся в теплоизоляционном материале зимой, летом выходила наружу.

Эта задача решается конструктивными мерами. В частности, для плоских крыш рекомендуется не сплошная, а частичная приклейка кровельных материалов к основанию.

В скатных крышах устраивают специальные вентиляционные зазоры (рис. 6). Как правило, их два — верхний зазор и нижний. Через верхний зазор (между кровельным покрытием и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (контробрешетка и обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность. Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель из внутреннего помещения. Качественное обустройство пароизоляции со стороны внутреннего помещения и наличие достаточного нижнего вентиляционного зазора, исключают переувлажнение конструкции крыши.


рис.6

Отметим, что при применении в качестве гидроизоляционных материалов дышащих мембран необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает.

Для обеспечения хорошей циркуляции воздуха многие фирмы, производящие кровельные материалы для скатных крыш, как правило, предлагают в качестве доборных целый ряд вентиляционных элементов: аэраторы для свеса, аэраторы для конька, вентиляционные решетки, а для черепичных кровель — специальные вентиляционные черепицы.

Наиболее надежная защита от водяного пара особенно необходима в крышах над помещениями с большой влажностью: бассейны, музеи, компьютерные залы, больницы, некоторые производственные помещения и т.д. Защите от пара необходимо уделить также особое внимание при строительстве в районах с экстремально холодным климатом, даже при нормальной влажности внутри помещений. При анализе условий окружающей среды и температурно-влажностного режима внутри помещений можно сделать предположения о возможности конденсации влаги и ее накопления, и, используя различные комбинации компонентов крыши, попытаться предотвратить эти явления.

Химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе

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 конструкции крыш и, особенно, для кровель в таких районах необходимо применять материалы, стойкие к химическим веществам, присутствующим в воздухе.

Жизнедеятельность насекомых и микроорганизмов

Существенный ущерб конструкции крыши, особенно деревянным элементам, способны нанести различные насекомые и микроорганизмы. Особенно благоприятной средой для их жизнедеятельности является повышенная влажность. Для защиты деревянных конструкций используют специальные пропитки, защищающие материал от микроорганизмов.

Конструкция крыши должна сопротивляться механическим нагрузкам, как постоянным (статическим) — от насыпки и элементов монтажа, так и временным — снеговым, от движения людей и техники и т.д. Нагрузки, связанные с возможными подвижками между крышей и узлами здания, также относятся к временным.

Итак, для того, чтобы крыша надежно выполняла свои функции и была устойчивой к различного рода воздействиям (перечисленным выше), необходимо: во-первых, достаточно корректно выполнить расчет несущей части; во-вторых, найти оптимальный вариант конструкции; и, наконец, в-третьих, обеспечить оптимальное сочетание конструкционных материалов.

Из всего сказанного следует, что в конструкции крыши могут присутствовать следующие основные слои (рис. 7):


рис.7

  • кровельный материал, на который при необходимости наносится дополнительный слой (посыпка, балласт и т.п.);
  • гидроизоляционный слой (на пологих крышах) — дополнительно изолирует внутренние слои крыши от проникновения атмосферной влаги;
  • теплоизоляция — обеспечивает достаточно стабильную температуру воздуха в помещениях;
  • пароизоляция — препятствует проникновению водяного пара изнутри здания в конструкцию крыши;
  • основание.

В конструкции крыши должны быть предусмотрены меры для свободной циркуляции воздуха (вентиляция).

Необходимость тех или иных слоев и их расположение зависят от типа здания и тех воздействий, которым оно будет подвергаться. При выборе необходимо также учитывать технические характеристики применяемых материалов: коэффициенты температурного растяжения и сжатия; пределы прочности при растяжении, сжатии и сдвиге; характеристики паропроницаемости и абсорбции влаги; характеристики старения, в т.ч. увеличения хрупкости и потери термического сопротивления; эластичности; огнестойкости. Степень важности всех выше перечисленных технических характеристик определяется каждым конкретным случаем.

Источник:
http://www.wikistroi.ru/wiki/krovelnye-materialy/fizika-kryshi

Какие силы воздействуют на кровельное покрытие

Какие силы воздействуют на кровельное покрытие

В последнее время климатические факторы становятся все более изменчивыми. Увеличиваются перепады температур, больше осадков выпадает за один раз, сильнее порывы ветра. Сильные грозы и ураганы теперь обычные погодные явления и в условиях умеренного климата. В случае же комбинации неблагоприятных климатических воздействий и открытой местности ветер может являться причиной сильных повреждений и разрушения крыш.

Читайте также  Композитная черепица: плюсы и минусы, монтаж, а так же обзор видов покрытия - luxard, gerard, metrotile, decra и других

На крыши и другие конструкции оболочек зданий действуют нагрузки от ветра (рис. 1), которые возрастают по мере увеличения его скорости. В настоящее время строительные конструкции, в том числе крыши, рассчитываются исходя из максимальной скорости ветра, равной примерно 100 км/час. Очевидно, эту расчетную скорость пора увеличить.

Ветер воздействует на кровельное покрытие, а в особенности на его верхний слой, за счет:
— давления (подсоса);
— разрежения (отсоса);
— трения;
— комбинации вышеуказанных силовых факторов.

Самым худшим вариантом ветрового воздействия является сочетание отсоса и поддувания воздуха под водоизоляционный ковер, или, иначе говоря, комбинация отрывающей этот ковер силы ветра и парусного эффекта. Методы расчета конструкций на действие ветровых нагрузок должны в настоящее время соответствовать европейским и, разумеется, местным строительным нормам. Конечно, здесь можно привести нормативные методики по расчету кровель на воздействие ветровых нагрузок. Однако в рамках данной статьи поставлена задача разобраться с основными безрасчетными вещами, связанными с ветровыми воздействиями на здания. Ветер способен сорвать с крыши (далее в списке самый опасный вариант указан первым, наименее опасный — последним):

— все элементы, в том числе и несущие конструкции;
— водоизоляционную систему (кровельный ковер, теплоизоляцию, крепежные детали и другие элементы);
— кровельный ковер и элементы покрытия парапетов (в частности, металлические фартуки);
— только дополнительные металлические и иные элементы с поверхности крыши.

В результате ветровых воздействий происходит также ослабление креплений и соединений частей кровельной конструкции, что рано или поздно может привести к ее разрушению. Следует отметить, что существуют определенные моменты, способствующие возникновению нежелательных явлений, которые и ведут к ухудшению состояния кровельной конструкции и в конечном итоге к ее отказу. Естественно, такие моменты необходимо внимательно учитывать при проектировании, устройстве и эксплуатации кровли. Но, говоря о крышах, не нужно забывать и о фасадах в целом. Соответствующий отсос влияет не только на кровельное покрытие, но и, безусловно, на выступающие элементы фасада. Очень опасно сочетание ветрового давления и отсоса, тем более, когда величины этих силовых факторов значительны. Все «летающие» крыши и другие конструкции, которые за последние годы прошли через руки автора этой статьи, стали таковыми по причине наличия слабого места — своеобразного «центра взлета», находившегося в той или иной конструктивной детали.

Причем в большинстве случаев в полет отправлялись элементы жестяницкой работы (например, парапетные фартуки), которые или не были изначально правильно закреплены, или имели механически нарушенные в ходе эксплуатации соединения, или работали в условиях прогрессирующей коррозии. В том случае, когда водоизоляционное обустройство парапета является самостоятельным, водоизоляция тоже работает самостоятельно и с жестяницкими элементами указанного обустройства не взаимодействует (рис. 2, слева). Значит, при таком решении разрушение изоляции парапетной стенки к разрушению кровельного ковра привести не может. Если же изоляция парапета и кровельное покрытие конструктивно взаимосвязаны, то при разрушении парапетных элементов произойдет и разрушение кровельной гидроизоляции (рис. 2, справа). То же касается места сопряжения водоизоляции с жестяницким обустройством края кровли, когда имеет место наружный водоотвод (рис. 6). Различные варианты разрушений, описанных в этом абзаце, показаны на рис. 3-5 и 7.

Весьма опасен случай, приведенный на рис. 8. Здесь мы видим кровельное покрытие, уложенное на разреженную обрешетку из досок. Такое решение приводит к усилению давления на кровельное покрытие со стороны подкровельного (чердачного) пространства. В результате сложения всех сил, отрывающих водоизоляцию от обрешетки, весьма высока вероятность разрушения кровли. На рис. 11 и 12 показано то опасное состояние, когда кровельная водоизоляция подвергается действию не только ветрового отсоса, но и парусного эффекта. Вышеуказанные явления происходят, если ветер получает возможность дуть под кровлю.

На рис. 13 зафиксировано разрушение силой ветра выступающей наружу конструкции здания. Часто такие конструкции на ветровые воздействия не рассчитываются, но представляется, что соответствующие расчеты все же следует выполнять в обязательном порядке. При ликвидации последствий разрушений кровель необходимо не только заменять поврежденные и разрушенные конструктивные элементы. Следует также непременно проверять, нет ли с виду неповрежденных, но ослабленных деталей. Их, конечно, необходимо ремонтировать или, если это невозможно, заменять. Все показанные в статье разрушения и повреждения произошли при скорости ветра более 120 км/час.

Марек НОВОТНЫ, авторизованный инженер и судебный эксперт в области строительной изоляции и строительной физики
Фото: Л. НОВАК, Я. ЛИНХАРТ. Графика: K. ГОУДОВ. Перевод: В. КОРНЕШКОВ. Использованы материалы компании A.W.A.L. s.r.o. Чешская Республика

Рис. 1. Общая схема ветровых воздействий на здание.

Рис. 2. Схемы воздействия ветра на парапет: в случае фартука, не соединенного с водоизоляцией (рисунок слева); в случае фартука, соединенного с водоизоляцией через специальный угловой изоляционный элемент.

Рис. 3. Фото разрушенной конструкции парапета вследствие комбинации ветрового отсоса и давления.

Рис. 4. Фото оторванного кровельного покрытия; разрушены также и элементы жестяницкого обустройства парапета, в результате чего и произошел отрыв водоизоляции.

Рис. 5. Фото оторванной водоизоляции; в этом случае процесс ее отрыва тоже (см. рис. 4) начался после разрушения жестяницких элементов парапета.

Рис. 6. Схема разрушения кровли у жестяницкого элемента (фартука) ее края в месте его соединения с кровельным ковром.

Рис. 7. Фото последствий реализации схемы разрушения, показанной на рис. 6.

Рис. 8. Схема силовых воздействий на кровельную водоизоляцию, когда не обеспечена воздухонепроницаемость несущей конструкции крыши.

Рис. 11. Фото вздутия кровельного ковра.

Рис. 12. Фото волн на кровельном ковре; он готов взлететь.

Рис. 13. Фото разрушения выступающей конструкции силой ветра.

Ветровая нагрузка.Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш

При боковом давлении ветра воздушный поток сталкивается со стеной и крышей здания (рис. 1). У стены дома происходит завихрение потока, часть его уходит вниз к фундаменту, другая по касательной к стене ударяет в карнизный свес крыши. Ветровой поток, атакующий скат крыши, огибает по касательной конек кровли, захватывает спокойные молекулы воздуха с подветренной стороны и устремляется прочь.

Таким образом, на крыше возникают сразу три силы, способные сорвать ее и опрокинуть — две касательные с наветренной стороны и подъемная сила, образующаяся от разности давлений воздуха, с подветренной стороны. Еще одна сила, возникающая от давления ветра, действует перпендикулярно склону (нормаль) и старается вдавить скат крыши внутрь и сломать его.

В зависимости от крутизны скатов нормальные и касательные силы изменяют свое значение. Чем больше угол наклона ската кровли, тем большее значение принимают нормальные силы и меньшее касательные, и наоборот, на пологих крышах большее значения принимают касательные, увеличивая подъемную силу с подветренной и уменьшая нормальную с наветренной стороны.

рис. 1. Ветровые нагрузки, возникающие от давления воздушных масс

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки w в зависимости от высоты z над поверхностью земли следует определять по формуле: Wр = W×k(z)×c, где W — расчетное значение ветрового давления, определяется по карте приложения в «Изменениях к СНиП 2.01.07-85» (рис. 2); k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z, определяется по таблице 2; c — аэродинамический коэффициент, учитывающий изменение направления давления нормальных сил в зависимости от того с какой стороны находится скат по отношению к ветру, с подветренной или наветренной стороны (рис 3).

рис. 2. Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению давления ветра

Источник:
http://vtekb.ru/fundament/kakie-sily-vozdejstvuyut-na-krovelnoe-pokrytie.html

Жить на морском побережье – мечта для многих людей. Однако в таких регионах, как и в горной местности, вблизи озера или реки часто дуют сильные ветры. И этот фактор нельзя не учитывать при строительстве крыши дома.

Аэродинамические параметры

Угол наклона ската – важнейшая величина при расчете нагрузок на крышу. Боковое давление ветра на крутые скаты может привести к опрокидыванию.

Но слишком пологую крышу воздушный поток стремится приподнять, сорвать.

При столкновении потока с препятствием – стенами и венчающей здание конструкцией – происходит завихрение: не вдаваясь в подробности, можно сказать, что на крышу воздействуют две касательные силы и одна подъемная. От угла наклона ската зависит значение каждой из этих сил. Пологую крышу можно частично оградить от воздействия – к примеру, с помощью выложенного парапета.

Грамотный проект должен быть составлен с учетом географического положения здания, особенностей климата и рельефа местности. На ветроустойчивость влияет также парусность кровельного материала и качество закрепления элементов стропильной системы и обрешетки.

Устойчивая стропильная система

При возведении каркаса не допускается использование каких-либо подложек или иных деталей, способных деформироваться со временем.

Существуют определенные параметры крепления бруса, уложенного по периметру здания. Он фиксируется к стене различными способами, и притом на определенном расстоянии от края. Все крепления – и стропил к мауэрлату, и самого мауэрлата к стене – должны быть выполнены тщательно.

Дополнительное закрепление нижних концов стропильных ног к несущим стенам здания с помощью металлических штырей позволит усилить сопротивляемость ветровой нагрузке.

Все стропила должны быть дополнительно надежно прикручены проволочными скрутками – если в местности преобладают сильные ветры, и через одно – если ожидается умеренное ветровое давление.

Различные участки кровли испытывают различные ветровые нагрузки – жесткость каркаса должна противостоять этому давлению.

Также ветер занимается распределением снега по крыше – и распределяет он неравномерно, за счет чего на одни участки снега наметается больше, и давление снега возрастает. Поэтому во всей кровельной конструкции не должно быть слабых мест.

Еще один важный момент: прочными должны быть не только соединения – нужно, чтобы стропильные ноги были выполнены из качественной древесины.

Шатровая крыша

Такой вид оптимально подходит для квадратного в основании дома.

Однако будущий владелец жилья должен помнить о том, что мансарду в этом случае обустроить не получится.

Классическая вальма

Два трапециевидных ската и два треугольных – так выглядит вальмовая крыша, обычно венчающая прямоугольный дом и обладающая большой ветроустойчивостью.

Этот четырехскатный вариант подразумевает использование диагональных опор – накосных стропил, направляющихся от двух концов конька к четырем углам дома. Такой несущий каркас практически не подвержен деформациям.

Отсутствие фронтонов значительно уменьшает сопротивление ветру, который почти беспрепятственно «скользит» по поверхности.

Голландский тип полувальмы

Для полувальмовой крыши голландского типа характерны трапециевидные фронтоны и обрезанные снизу скаты-вальмы.

У нее нет такого острого выступа, как у двухскатной верхней конструкции здания: усеченные торцевые скаты повышают возможности полувальмы противостоять нагрузкам.

Односкатная крыша

Для обустройства подобной крыши не потребуется много материалов, а еще несложным будет ее монтаж.

Если расположить наклон в направлении преобладающих ветров, кровля будет надежной: то есть, с подветренной стороны должна быть та часть, которая находится ниже. Здесь действует то же правило: чем больше будет уклон, тем больше будет ветровая нагрузка.

Кровельное покрытие против ураганного ветра

Листовые материалы обладают множеством достоинств, однако вместе с тем – большой парусностью.

Мягкая битумная черепица

Это покрытие оптимально подойдет для верхней конструкции здания с самой сложной конфигурацией.

В модельном ряде присутствуют специально разработанные виды, имеющие особую форму – с усиленным сопротивлением ветровым нагрузкам. Гонты не только приклеиваются, но и прибиваются специальными гвоздями – такое крепление к основе максимально надежно, и выдерживает даже ураганный ветер – до 220 км/ч.

Читайте также  Водосточная система, классификация и особенности монтажа, материалы для водосливных систем

Натуральная черепица

Оптимальным значением уклона кровли при использовании натуральной черепицы считается 30-60 градусов.

Основные аргументы в пользу глиняной или цементно-песчаной черепицы – это ее вес и небольшие размеры. Ветру сложно справиться с тяжестью натурального покрытия, однако если все же черепица будет сорвана, в случае падения этот самый вес станет серьезной угрозой.

Повысить надежность можно, закрепив не только нижний и верхний ряды, но и черепичные плитки полностью на всем скате – с помощью скоб.

Источник:
http://okrovle.com/ustrojstvo-krysh/krysha-ustojchivaya-k-vetru.html

Какой угол наклона односкатной крыши лучше выбрать – что влияет на выбор правильного уклона кровли

На нашей планете можно насчитать тысячи разновидностей крыш, продиктованных различными архитектурными традициями. В настоящее же время архитекторами было полностью изменено представление о загородном строительстве. Теперь односкатные крыши стали идеалом для сочетания множества их исполнений с дизайном ландшафтов. В этой статье мы расскажем о том, каким должен быть угол наклона односкатной крыши, чтобы ее функциональность соответствовала требованиям самых снежных регионов России.

Расчет постоянных и динамических нагрузок

Определяясь с уклоном односкатной крыши, вначале рассчитывают нагрузки, которые могут на нее приходиться. Бывают они постоянными и динамическими. К постоянным относят массу кровельного покрытия, дымоходы, антенны, тарелки и так далее – так как они всегда являются неотъемлемой частью крыши.

К динамическим или переменным нагрузкам относят такие, которые возникают с некоторой периодичностью. К ним можно отнести: снег, град, присутствие человека со всеми ремонтными инструментами и материалами. К этому еще можно добавить ветер, который способен срывать односкатные крыши из-за парусности кровельного покрытия.

Нагрузки, вызванные снеговыми осадками

Если представить, что угол односкатной крыши будет равняться 30º, в зимнее время на каждый квадратный метр покрытия будет прикладываться усилие в 50 кг. Это все равно, что на каждом квадратном метре будет сидеть по одному человеку.

Если же сделать уклон более чем на 45º, то, скорее всего, на такой крыше снег попросту не сможет задержаться (многое, конечно, зависит от шероховатости кровельного материала). Но для регионов России, расположенных на средней полосе со снегопадами средней интенсивности, достаточно уклона односкатной кровли в 30-35 градусов.

Допустимый минимальный уклон навеса для самостоятельного схождения снега равняется 10º. Максимальный же уклон равен 60º – сооружать крышу с более крутым углом нецелесообразно.

Владельцы односкатных крыш с недостаточным уклоном нередко берутся за лопату. Спасти может лишь площадь покрытия, так как с ее уменьшением, снижается и шанс прогиба кровельного материала.

Ветровые нагрузки

Все обстоит иначе в ветреных районах – с большими углами односкатные крыши из профнастила сооружать – категорически запрещается. К примеру, односкатной крыше с уклоном в 45 градусов приходится сопротивляться силе ветра, превышающей в 5 раз ту, которая действует на скат в 11 градусов. Исходя из этого, имейте в виду, что односкатную крышу сооружать нужно таким образом, чтобы ее низкая часть располагалась к подветренной стороне.

Смешанные нагрузки

Не забудьте дополнительно рассчитать для односкатной крыши и такие показатели, как сочетание кратковременных факторов с негативными непрекращающимися нагрузками. Имеются в виду критические величины, которые могут воздействовать на систему стропил. Многие, как ни странно, довольно часто не учитывают этот фактор, руководствуясь тем, что если крыша выдержит снег, значит, выдержит и любое воздействие ветра.

А представьте, что нескольким людям придется в сильный снегопад под порывами ветра взобраться на крышу. Сможет ли она одновременно выдержать нескольких человек, снежные осадки и сильный ветер? В такие-то моменты и случаются разного рода неприятные происшествия.

Определяемся с минимальным уклоном односкатной крыши

Определяясь с тем, какой уклон должен быть у односкатной крыши, стоит отметить, что здесь присутствуют довольно широкие границы: от 6 до 60 градусов. Все определяется регионом, в котором планируется сооружать дом. Если вы не желаете из года в год страдать от тонн снега, обрушивающихся на вашу крышу, тогда сооружайте кровлю со скатом покруче. А если вы планируете защититься от ветра, то стройте крышу с более пологим уклоном. Многое, конечно же, будет зависеть и от эстетических предпочтений хозяина.

Односкатные крыши с большим уклоном

Чем выше угол такой крыши, тем меньше нужно времени для отвода воды в желоба. На ней не будут скапливаться ни листья, ни различный мусор, а значит, кровельный материал сможет прослужить намного дольше. К тому же, такая крыша внешне будет выглядеть намного эстетичнее, что для многих хозяев будет значить очень много.

Крыши односкатного типа с небольшим уклоном

Естественно, что с крыш с небольшим уклоном дождевая и талая вода уходит медленнее, в итоге она может начинать застаиваться, лед станет застревать в стоках, а также будет скапливаться грязь. Такие крыши быстро покрываются мхом, на них налипает листва. Хуже всего, если кровельный материал имеет шероховатое покрытие.

Определяясь с тем, какой угол должен быть у односкатной крыши, нужно предусмотреть такую конструкцию, чтобы осадки и талая вода на ней не задерживались, а с легкостью скатывались. При низком уклоне вода станет собираться во всех изъянах кровли. И с течением времени она сможет проникать внутрь кровли, порождая немало проблем, таких как сырость, порча утеплителя, а также ржавление металлических узлов каркаса крыши.

Но в данном случае присутствует и положительная сторона: при меньшем уклоне геометрия внутренних комнат становится все ближе к «привычному» кубу. Для многих она легче воспринимается, при этом ее можно использовать с большей отдачей. Это значит, что с меньшим углом наклона крыше потребуется больше гидроизоляции, предотвращающей попадание воды в систему стропил. Здесь нужно будет приобретать защитные покрытия, такие как мембраны, изоляция в рулонах или листах.

При минимальном угле крыши с одним скатом

Довольно часто односкатные крыши с уклоном всего в 3-5 % сооружают инверсионными. Это значит, что такая крыша сможет выдерживать дополнительные усиленные нагрузки: по ней безопасно ходить, на ней можно выращивать сад, или даже применять в виде открытой террасы. Стоит отметить, что есть определенный угол, при котором односкатная крыша может перенаправлять поток воздуха, отводя скопившиеся осадки в нужном направлении.

Какой угол наклона должен быть в том или ином случае

По своей функциональности односкатные крыши разделяют на три главных разновидности: вентилируемые, невентилируемые и смешанные. Каждый из них стоит рассмотреть более подробно.

Конструкция вентилируемого типа

Такими крышами обустраивают закрытые сооружения. В роли вентиляции выступают продухи и специально отведенные просветы между слоями изоляции, через которые воздух уносит капельки влаги за пределы утеплителя.

Без такого вентилирования влага начнет накапливаться внутри утеплительного материала, от чего он начнет отсыревать и разрушаться. Спустя некоторое время придет в негодность весь кровельный пирог. У односкатной крыши вентилируемого типа есть ряд ограничений. Угол наклона такой кровли может находиться лишь в диапазоне от 5 до 20 %, в противном случае, воздушные потоки не смогут достаточно хорошо циркулировать сквозь продухи.

Невентилируемая конструкция

Чтобы понять, какой скат должен быть у односкатной крыши, нужно рассмотреть крышу без вентиляции. Как правило, такие постройки возводят на трассах и хозяйственных сооружениях. Зачастую у таких крыш угол находится в пределах от 3 до 6%, однако, каких-либо жестких ограничений по уклону нет.

Таким крышам вентиляция по большому счету не нужна, так как воздушные массы в помещениях, в которых нет стен или в них широко раскрыты двери, и так довольно хорошо циркулируют, выводя на улицу любые водяные испарения. Хотя, в таких постройках, влага и так сама по себе практически не собирается.

Конструкция смешанного типа

Такие крыши комбинируют характеристики двух предыдущих типов конструкции. В данном случае уклон кровли придается теплоизоляцией. Выходит довольно экономично, но в зимний период потребуется довольно часто чистить кровлю от снега.

Конструкция у такой односкатной крыши несколько иная: кроме профнастила, дополнительно укладывают утеплитель в два слоя и делают качественную гидроизоляцию.

Кроме того, угол определяется типом соединения стропил с мауэрлатом или стенами.

Высчитываем точный уклон ската

Уклон односкатной крыши представляет собой угол наклона стропила и ската крыши по отношению к горизонтали потолка – исчисляется градусами или процентами.

Определяемся с кровельным покрытием

Перед тем как рассчитать угол односкатной крыши, стоит иметь в виду, что современные кровельные покрытия также предъявляют свои требования к допустимым границам уклона односкатной крыши.

У разных кровельных материалов свои допустимые границы:

  • профнастил – 8º-20º;
  • фальцевое покрытие — 18º-30º;
  • шифер — 20º-50º;
  • мягкий тип кровельного покрытия — 5º-20º;
  • металлочерепица — 30º-35º.

Для меньших уклонов вам потребуются бюджетные материалы: рубероид, профнастил и схожие с ними.

Удивительно, но даже для крыш с малым уклоном на сегодняшний день производят все те же кровельные материалы, что и для кровель с уклоном в 30 градусов.

Какую систему стропил выбрать

Тип закрепления стропил на стенах определяется величиной уклона крыши, а также нагрузками, которые будут на нее приходиться.

На сегодняшний день существуют такие виды стропил:

  • Висячие. Самый лучший вариант, если требуется получить максимально жесткое соединение, но отсутствует возможность установить дополнительный упор под боковыми опорами.

Говоря иными словами, присутствуют лишь наружные несущие стены, а перегородки отсутствуют. Можно сказать, что такая система стропил получается весьма сложной, поэтому ее изготовление должно осуществляться с достаточной ответственностью. Нюансы возникают из-за длинных пролетов и распирающего усилия, которое давит на стены.

  • Наслонные. В данном случае вся кровля осуществляет давление, как минимум, на три опоры: две наружные стены и одну, расположенную внутри. Стропила при этом должны быть, как можно плотнее, сечением, как минимум, 5×5 см – для брусков, и 5×15 см – для стропильных ног.
  • Скользящие. Такая конструкция предполагает, что одной из опор под стропила будет служить коньковая балка. А для состыковки ее со стропилами применяются специальные металлические крепежи – «скользячки». Они дают возможность стропильной системе в случае усадки стен перемещаться вперед на очень небольшое расстояние, во избежание появления трещин. Это помогает крыше с легкостью выдерживать даже значительную усадку сруба, без появления повреждений.

Высчитываем высоту крыши с одним скатом

Для определения высоты возводимой крыши можно воспользоваться одним из трех известных способов:

  • геометрическим;
  • тригонометрическим;
  • онлайн-калькулятором.

Самым простым способом, как рассчитать уклон односкатной крыши, считаются онлайн-калькуляторы. Как правило, они настроены на соответствие СНиПам – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Однако стоит учесть, что такой способ лучше использовать лишь в качестве вспомогательного.

Вот мы и разобрались с тем, как определиться с минимальным уклоном односкатной крыши. Надеемся, что вы сделаете правильные подсчеты, и ваша кровля прослужит больше запланированного срока!

Источник:
http://kryshadoma.com/montazh-i-remont-krovli/kakoy-ugol-naklona-odnoskatnoy-kryshi-luchshe-vybrat-chto-vliyaet-na-vybor-pravilnogo-uklona-krovli.html