Современные работы по постройке крыши и настилу кровли Назарова Валентина

Невозможно представить себе нормальное жилище без крыши. И не зря выражение «есть крыша над головой» означает, что у человека есть дом. Но функциональная ценность крыши не уменьшает и не заслоняет ее декоративные достоинства, особенно для дачных домиков. Часто крыша составляет почти половину дома, а если взять домик типа «шалаш», то это – одна сплошная крыша.

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. 1. Наклонные стропила в зданиях (в плане): а – с одной внутренней опорой; б – с двумя внутренними опорами; в – общий вид шпренгелей для опирания накосных стропильных ног: 1 – прогон; 2 – стропильная нога; 3 – подкос под прогон; 4 – нарожники; 5 – накосная (диаго нальная нога)

Диагональные стропильные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку. Поэтому их поддерживают в пролете промежуточной опорой в виде подкоса или поставленной в углу здания шпренгельной конструкцией. Нижним концом диагональную стропильную ногу опирают на подстропильные брусья в углу, в месте их сопряжения или на балку, уложенную наискось на подстропильные брусья на некотором расстоянии от угла. При наличии одного прогона верхний конец диагональной ноги опирается на его консоль, а при двух прогонах – на пробоины, прикрепленные гвоздями к концам стропильных ног. Консоли прогонов используют как промежуточные опоры на косых ногах. На рис. 3 показаны детали узлов деревянных брусчатых стропил. В местах сопряжения стропилы усиливают металлическими креплениями: гвоздями, болтами, скобами.

Рис. 2. Конструктивные схемы деревянных наклонных стропил: а – общий вид; б – для двускатных крыш: 1 – чердачное перекрытие; 2 – кобылка; 3 – обрешетка; 4 – лежень; 5 – стропильная нога; 6 – верхний прогон; 7 – стойка; 8 – подкос; 9 – мауэрлат; 10 – верхний прогон; 11 – ригель; 12 – распорка

Рис. 3. Детали узлов деревянных брусчатых наклонных стропил А—Е

В зданиях, не имеющих внутренних опор, невозможно устраивать наклонные стропила. Поэтому в качестве несущих конструкций крыши применяют строительные фермы, к которым подвешивается чердачное перекрытие. Расположенные по верхнему контуру фермы, стержни образуют верхний пояс строительной фермы, по нижнему контуру – нижний пояс. Стойки – вертикальные стержни и раскосы – наклонные стержни, расположенные между верхним и нижним поясами, образуют решетку фермы. Стропильные фермы изготовляют деревянные, стальные и железобетонные. В продольном направлении фермы устанавливают на расстоянии 4–6 м друг от друга. Простейшим видом деревянной строительной фермы являются шпренгельные фермы. Шпренгельные фермы для пролетов от 10 до 12 м изображены на рис. 4. Фермы состоят из стропильных ног, затяжки, воспринимающей распор, вертикальной подвески – бабки, к которой подвешена затяжка, и подкосов.

Рис. 4. Деревянные шпренгельные фермы: а – со стальными подвесками; б – с деревянными подвесками; в – детали узлов: 1 – бабка; 2 – гвозди; 3 – стропильная нога; 4 – затяжка; 5 – аварийный болт; 6 – болты; 7 – болтовые нагели

Ввиду большой ширины здания при установке шпренгельных и строительных ферм чердачное перекрытие недопустимо перекрывать балками, опирающимися на стены. Конструкцию чердачного перекрытия подвешивают на стальных хомутах к затяжке стропил или к нижнему поясу фермы, образуя подвесные перекрытия.

При наличии подвесного чердачного перекрытия подвески или бабки висячих стропил, работающие на растяжение, иногда выполняют из стальных тяжей. На рис. 5 изображены детали узлов подвесного чердачного деревянного перекрытия. К затяжке деревянных висячих стропил подвешены в перпендикулярном к ней направлении на хомутах из полосовой стали деревянные прогоны. Перпендикулярно к прогонам подвешены деревянные балки, между которыми уложено облегченное межбалочное заполнение. Для уменьшения нагрузки на висячие стропила или стропильную ферму следует выбирать конструкцию для подвесного перекрытия, имеющую небольшой собственный вес.

Рис. 5. Детали узлов подвесного чердачного перекрытия: 1 – прогон; 2 – балка подвесного перекрытия; 3 – затяжка; 4 – болты; 5 – уголки 6060; 6 – уголки для прогонов; 7 – балка; 8 – хомут для прогонов

В стальных фермах подвесное чердачное перекрытие изготовляют несгораемым по стальным балкам. Между балками укладывают сборные железобетонные плиты, по ним – легкий утеплитель и армопенобетонные или армопеносиликатные плиты. При устройстве утепления подвесного чердачного перекрытия необходимо предусмотреть защиту стальных балок от охлаждения, поскольку вследствие конденсации водяных паров будет происходить ржавление нижней полки балок, и возможно образование нежелательных желтых полос. В целях повышения огнестойкости и долговечности несущие конструкции скатных крыш целесообразно выполнять из железобетона, а железобетонные несущие конструкции скатных крыш рекомендуется выполнять бесстропильными из крупноразмерных панелей заводского изготовления.

Кабельная система против обледенения крыш заключается в том, что по периметру крыши протягивают электрический кабель, который работает при температурном режиме воздуха от 0 °C до -15 °С и при наличие воды или льда на крыше. Система снабжена температурным и влажностным датчиками, которые устанавливают по краю крыши с южной стороны. С помощью датчиков регулируют включение и отключение кабельной системы.

Более дорогие системы управления позволяют не только включать и отключать нагрев, но и задавать время работы в зависимости от температуры: крыша прогревается тем дольше, чем сильнее мороз.

Перед установкой системы следует обратить внимание на качество кабеля. Кабель должен иметь мощную внутреннюю оплетку и надежный слой изоляции из стойкого материала для обеспечения механической прочности кабеля и электробезопасности системы.

Строение крыши

Крыша имеет следующие элементы (рис. 6):

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

• скаты – (наклонные плоскости);

• конек – самый высокорасположенный внешний угол крыши;

• наклонные ребра – внешние наклонные углы, образующиеся в результате пересечения скатов вальмовых или многощипцовых крыш;

• разжелобки или ендовы, которые также образуются на стыках скатов, но в отличие от ребер имеют внутренне-угловой характер;

• карнизные свесы – горизонтальные свесы по бокам дома;

• фронтонные свесы – наклонные свесы над фронтонной поверхностью;

• система водостока, представленная горизонтальными желобами и вертикальными водосточными трубами;

• 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

Кровля – важный элемент здания, от надежности ее службы зависит не только долговечность здания, нормальная его эксплуатация, сохранение отделки помещений и оборудования, но и создание в помещениях хороших, комфортных условий для человека. Нельзя при этом не учитывать, что конструкции кровли должны учитывать и противостоять природным воздействиям и процессам – атмосферным осадкам (дождь, град, снег и лед), выветриванию, воздействию высоких и низких температур, ультрафиолетовых лучей, озона, «кислотных дождей», механических воздействий при эксплуатации и ремонте, напряжениям, передаваемым конструкциями самого здания.

Выход этой книги неслучаен. Несмотря на то, что за последние годы в печати появилось много литературы в помощь индивидуальному застройщику, кровельным работам в ней уделяется незначительное внимание и отводится очень мало места. Это десять-пятнадцать страниц, большая часть которых занята схемами и рисунками. С другой стороны, есть и немало профессиональных изданий, в которых изложена технология кровельных работ, но они предназначены для обучения профессионалов, работающих в строительных организациях и имеющих различное необходимое оборудование.

В этой книге сделана попытка рассказать о кровельных работах и применяемых материалах, о технологических особенностях и инструментах в форме, доступной для большинства людей, имеющих умелые руки, голову и желание работать.

Основные термины

Согласно Строительных Норм и Правил – 11-26-76 «Кровли» принято выделять следующие элементы: крыша – верхняя несущая и ограждающая конструкция здания, предохраняющая его от воздействия окружающей среды;

покрытие – верхнее ограждение здания для защиты помещений от внешних климатических факторов и воздействий. При наличии пространства (проходного или полупроходного) над перекрытием верхнего этажа покрытие именуется чердачным;

кровля – ерхний элемент покрытия (кровельный ковер), предохраняющий здание от проникновения атмосферных осадков и механических воздействий;

основание под кровлю – поверхность теплоизоляции, несущих плит или стяжек, по которой наклеивают слой гидроизоляционного ковра (рулонного или мастичного). В кровлях из листовых материалов – (опоры для закрепления листов) прогоны и обрешетка. Если кровля имеет теплоизоляционное основание, она называется «теплой»;

основной водоизоляционный ковер (в составе рулонных и мастичных кровель) – слои из армированных мастик или рулонных материалов, выполняемые без усиления основного водоизоляционного ковра в ендовах, на карнизных участках, в местах примыкания к стенам, шахтам и другим конструктивным элементам;

защитный слой – элемент кровли, предохраняющий основной водоизоляционный ковер от механических повреждений, непосредственного воздействия атмосферных осадков, солнечной радиации и распространения огня на поверхности кровли;

По степени воздействия воды и атмосферных осадков принято выделять кровельные материалы, а также гидроизоляционные материалы.

Кровельные материалы предназначены для защиты от атмосферных осадков (дождь, снег, град), т. е. от кратковременного (периодического) воздействия осадков.

Гидроизоляционные материалы призваны защищать строительные конструкции от постоянного воздействия воды, чаще всего под давлением.

Кровельные материалы подразделяются по виду исходного сырья на:

• металлические (из стали, алюминия, меди и других металлов и их сплавов);

• керамические, получаемые обжигом глиняного сырья (черепица);

• цементно-волокнистые (асбестоцементные, стеклоцементные);

• пластмассовые (стекловолокнистый пластик, органическое стекло);

• цементно-песчаные (бетонные) черепицы;

• битумные (на основе битума, полимеров и их смесей).

По конфигурации кровельные материалы делятся на плоские, волнистые, пазогребневые и гребневые.

По форме – на рулонные (основные и безосновные), листовые, штучные изделия (панели, плиты) и мастичные.

Мастиками называются искусственные смеси органических вяжущих, в том числе битумов с тонкодисперсными минеральными или органическими наполнителями.

Для устройства защитного гидроизоляционного и пароизоляционного покрытия, грунтовок основания под покрытие рулонными и штучными кровельными материалами, применяются и эмульсии.

Эмульсии – это двухфазные дисперсные системы, в которых чаще всего дисперсной средой является вода, а дисперсной фазой – органические жидкости, в том числе битумы. Для уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела двух фаз вводят эмульгаторы (мыла, концентраты, сульфито-спиртовый щелок и другие). Эмульсии готовятся в гомогенизаторах.

Выбор того или иного кровельного материала зависит от многих факторов: типа здания, конструкции несущих элементов крыши, традиций и климатических особенностей региона строительства, желания и финансовых возможностей заказчика.

Данные табл. 1 говорят, что покрытия из рубероида недолговечны и сгораемы. Керамическая кровля имеет очень большую массу. Покрытия из оцинкованной стали характеризует небольшая масса, но они требуют регулярной покраски.

Кровли из листовой стали имеют гладкую поверхность, обеспечивающую хорошее стекание воды даже при небольших уклонах кровли, позволяют индустриализировать строительство предварительной механизированной заготовкой элементов покрытия, малую массу, позволяющую устраивать более легкие стропила и обрешетки. Гибкость кровельной стали позволяет выполнять крыши сложной формы. Кроме того такие кровли невоспламеняемы и их ремонт сводится к замене отдельных листов.

Можно отметить, что за последние годы появились новые кровельные материалы, такие как относительно дешевая полимерпесчаная и сверхплотная прокатная цементно-песчаная черепица и дорогие – черепица алюминиевая и металлочерепица, а также мягкие битумные самонаклеивающиеся плиты типа «Роки» и «Кепал», кровельные плитки «Plano Natur», «Plano Tema» и «Plano Nova», кровельные листы «Ондулин», битумно-латексная эмульсионная кровельная и гидроизоляционная мастика БЛЭМ-20 и мастика системы «Гекопрен». В ряде торговых залов, в зимний садах и оранжереях, в фонарях верхнего света промышленных зданий все чаще применяются светопрозрачные покрытия из акрилового, бикарбонатного стекла, стеклопластика, кварцевого (закаленного) стекла.

Анализ направления развития в производстве и применении кровельных материалов говорит об устойчивой динамике роста производства современных материалов типа цементно-песчаной черепицы, металлопластиковых кровельных листов «под черепицу». Изделия «мягкой кровли» типа изопласт, филиизол, рубимакс на основе стеклоткани, полиэстера и модифицированные битумы вытесняют традиционные рубероид, пергамин, толь. Особенность современного кровельного строительства в России – возврат к традиционно применявшимся ранее медным кровельным покрытиям.

По сравнению с широко применяемыми сегодня кровельными материалами на нефтебитуме (рубероиды, пергамины), современные материалы на модифицированном битуме служат в несколько раз дольше (20–30 лет без ремонта).

Изменилась и основа рулонных кровельных материалов (РКМ). На смену бумажному картону пришел стеклохолст – стеклоткань или полиэстер (в ряде случаев упроченный стеклотканью). Такие материалы имеют значительно большую массу, чем традиционные (3–6 кг/м² против 1–2 кг/м²).

Стоимость современных кровельных материалов, изготовленных с применением высококачественных компонентов, растет. Однако, увеличивается и срок службы кровли. Вместо нескольких слоев традиционных материалов кладется один (максимум два) слоя. В результате сокращаются трудозатраты, а увеличение значительных первоначальных затрат на покупку материалов наплавляемой мягкой кровли окупаются за счет длительной безремонтной эксплуатации.

Инструменты, применяемые в кровельных работах

Подготовительные работы при устройстве кровли складываются из множества различных по характеру и сложности производственных операций. Для их выполнения требуются специальные инструменты, приспособления и механизмы. Чем удобнее применяемая оснастка, тем выше производительность труда и легче труд рабочих.

Для резания кровельной стали при изготовлении небольших деталей применяют обычные ручные ножницы для правой и левой резки (рис. 7), фигурные ножницы с заостренными губками (для вырезки кругов при изготовлении дефлекторов и флюгарок). Полукруглые режущие части ножниц усиливаются приваркой пластин из победита, что значительно увеличивает срок их службы.

При небольших объемах кровельных работ применяют стуловые ножницы (рис. 7), позволяющие за счет удлинения ручки значительно снизить усилия при резке листов кровельной стали. Для ускорения резки кровельных листов стали могут применяться электровиброножницы или стационарные ножницы с ручным приводом (рис. 8).

Рис. 7. Инструменты для кровельных работ по металлу: 1 – кронциркуль; 2 – нутромер; 3 – электровиброножницы; 4 – циркуль для разметки; 5 – ножницы для резки листов и асбестоцементных плит; 6 – шпатель; 7 – правые ножницы; 8 – левые ножницы; 9 – ножницы с изогнутыми ножами; 10 – стуловые ножницы

Рис. 8. Стационарные ножницы с ручным приводом: 1 – подвижной нож; 2 – неподвижный нож; 3 – опора; 4 – ось; 5 – корпусная станина; 6 – передаточный рычаг; 7 – рукоятка

Для кровельных работ используют различные молотки: большой и малый, фигурный, специальный, слесарный и деревянный. Молотки имеют деревянные ручки, закрытые со стороны рабочей части жестяным футляром длиной 10–12 см.

Малый и большой молотки (рис. 9), имеющие в сечении форму квадрата, используют при формировании лежачих и стоячих фальцевых соединений: большой – в качестве передвижного упора, малый – в качестве подсекальника и бойка, а также для равнения стоячих гребней и забивки кляммер. Фигурный молоток применяют для выполнения сферических поверхностей на заготовках из кровельной стали, а также для правки водосточных труб и желобов. Специальный молоток с загнутым концом позволяет обрабатывать соединения кровельной стали в труднодоступных местах, при соединении флюгарок с основанием, при обработке внутренних кромок и др. Деревянный молоток (киянку) используют для подготовки и соединения рядового покрытия кровли лежачими и стоячими фальцами.

Рис. 9. Инструменты для кровельных работ: 1 – молоток-подсекальник; 2 – молоток-ручник; 3 – слесарный молоток; 4 – киянка; 5 – молоток-правильник со сменным бойками; 6 – чертилка; 7 – рейсмус; 8 – кернеры; 9 – каток; 10 – молоток-кирочка; 11 – молоток-топорик; 12 – кельма овальная; 13 – кельма остроугольная

Рис. 9. Инструменты для кровельных работ (продолжение): 1 – зубила; 2 – ножовка; 3 – кромкогибщик; 4 – щетки для на несения горячей мастики; 5 – гребнегиб для формирования фальцев

При заготовке кровельных листов для рядового покрытия кровель используют для формирования фальцев верстаки или фальцегибочные станки (обычные или универсальные).

При монтаже металлических покрытий крыш кровельщику приходится загибать края кровельных листов. Обычно эту работу выполняют при помощи слесарных плоскогубцев. Применение для этой цели специальных клещей позволяет повысить производительность труда и качество заготовок. Специальные кровельные клещи бывают полукруглые, кривые и прямые (рис. 10).

Рис. 10. Кровельные клещи: а – полукруглые; б – кривые; в – прямые

При наклейке рулонных кровельных материалов и небольших объемах работ, когда невозможно применить машины, используют ручной инструмент, приспособления и инвентарь: шпатель металлический, шило шорное, щетку для нанесения мастики, гребок с резиновой вставкой, молоток штукатурный, бачок емкостью 20 л для мастики, ведро транспортное емкостью 15 л, каток для прижатия рулонных полотнищ (рис. 11).

Рис. 11. Ручной инструмент для кровельных и изоляционных работ: а – шпатель металлический; б – шило шорное; в – щетка для нанесения мастики; г – гребок с резиновой вставкой; д – молоток штукатурный; е – бачок для мастики емкостью 20 л; ж – ведро вместимостью 15 л; з – термос емкостью 25 л

При больших объемах кровельных работ могут применяться комплекты машин и механизмов: автогудронаторы, котлы-термосы, передвижные установки для подачи горячего битума на крышу, удочки для нанесения мастики, прикатывающие катки и другие.

Классификация кровельных материалов

Свойства кровельных материалов