Text
                    
Ю. Ё. Аврутип
Е. И Кричевская
А. И. Фоломин

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ
НРЫШИ
жилых
И ОБЩЕСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ

Ю. Е. Аврутин Е. И. Кричевская А. И. Фоломин ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КРЫШИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Москва— 1 971
УДК 69.024.1 : 624.012.36 В книге обобщен передовой отечественный и зарубежный опыт проектирования, строительства и эксплуатации железобе* тонных крыш, получивших применение в строительстве жилых и общественных зданий за последние годы. Дан анализ эксплуа- тационных качеств и экономичности конструкций крыш с учетом целесообразности их применения в отечественном строительстве. Рассмотрен тепловой и влажностный режим железобетонных крыш в зимний и летний периоды и теплозащитные качества их различных конструкций. Книга предназначена для инженеров-строителей — производ- ственников и проектировщиков, архитекторов, а также специа- листов, занимающихся эксплуатацией жилых и общественных зданий. 3—2—5 103-70
ПРЕДИСЛОВИЕ Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. преду- сматривается повышение уровня индустриализации строитель- ства и увеличение степени заводской готовности строительных конструкций и деталей. Устройство долговечных водонепрони- цаемых конструкций железобетонных крыш, выполняемых из крупных панелей заводского изготовления, приобретает теперь особую актуальность. Современные железобетонные крыши должны отвечать ос- новным требованиям строительства — простоте возведения, ми- нимальным расходам стали и бетона, удобству транспортирова- ния и монтажа, высоким эксплуатационным качествам. Кроме того, они должны соответствовать техническому уровню строи- тельства жилых и общественных зданий и быть вполне эконо- мичными. Истекший десятилетний период отечественного строительства знаменуется непрерывным развитием и техническим совершенст- вованием конструкций железобетонных крыш. С 1958 г. в Советском Союзе в массовом строительстве стали применяться совмещенные крыши с широким использованием сборных железобетонных элементов. Наиболее распространенными в то время были невентили- руемые многослойные крыши. По несущим железобетонным па- нелям укладывали пароизоляцию, рыхлый, гибкий или мелко- блочный жесткий утеплитель с последующим устройством стяж- ки и кровельного ковра. Такие крыши над пятиэтажными жилыми домами серий 1-464, 1-468, 1-439, 1-447 и других серий с уклонами от 1 до 2,5% и не- организованным отводом воды на первых этапах полносборного домостроения нашли довольно широкое применение в Москве и Московской области, Ленинграде, Киеве, Свердловске и других городах. Широкое распространение этой малоиндустриальной конст- рукции, требующей применения ручного труда на постройке, было обусловлено применением дешевых и доступных теплоизо- ляционных материалов и повсеместно освоенного промышлен- ностью многопустотного настила. В рассматриваемой конструкции крыши почти все работы по ее устройству выполнялись на строительной площадке из мате- 3
риалов с высокой влажностью и зачастую при неблагоприятных метеорологических условиях. Естественно, что крыши обладали низкими эксплуатационными качествами из-за большого началь- ного влагосодержания и повышения его в последующий период их эксплуатации. Основное направление в дальнейшем развитии конструкций железобетонных крыш — переход к крупнопанельным железобе- тонным крышам индустриального изготовления. В результате научно-исследовательских работ многих органи- заций по повышению степени заводской готовности крыш появи- лись новые, усовершенствованные проекты железобетонных крыш индустриальной конструкции, многие из которых осуществ- лены в экспериментальном и в массовом строительстве. В первую очередь это совмещенные крыши из комплексных панелей, вы- полняющие одновременно несущие и теплоизолирующие функции и монтирующиеся за один раз. К усовершенствованным конст- рукциям могут быть отнесены также крыши раздельной конст- рукции с железобетонными кровельными панелями. За последние 5—6 лет этот тип крыш занял преобладающее место в массовом строительстве жилых и общественных зданий во всех климатических районах страны. Монтаж таких крыш осуществляется за три-четыре раза. Одновременно улучшались отдельные узлы и детали крыши: карнизы, водостоки, способы крепления решетчатых ограждений, телевизионных антенн и радиостоек. Были внедрены также улуч- шенные решения сопряжения санитарно-технических устройств с конструкцией крыши. Вначале применялись карнизы в виде отдельных самостоя- тельно изготовляемых железобетонных блоков. Это решение вле- кло за собой коррозию металлических закладных частей, выпол- няющих несущие функции в карнизе. При недоброкачественном выполнении работ по утеплению карнизов возникала опасность промерзания в местах примыкания к ним панелей крыши. Совершенствование карнизов с 1963 г. пошло по пути изготов- ления кровельных панелей с консольным карнизным свесом, бо- лее надежным благодаря отсутствию стыковых соединений. Широко применявшийся вначале организованный и неоргани- зованный наружный водосток приводил к образованию наледей по периметру карнизов зданий, ледяных пробок в водосточных трубах, затеканию воды через балконы в помещения, располо- женные под крышей, и увлажнению при дождях с ветром углов и цоколей здания. Дальнейшее улучшение состояло в применении внутренних водостоков, свободных от названных недостатков. В последние четыре-пять лет московские проектные и производственные стро- ительные организации применяют исключительно внутренний от- вод воды. Усовершенствование способов крепления ограждений и раз- 4
личных стоек заключается в устранении болтов и расчалок,, при которых неизбежны многочисленные повреждения рулонного кровельного ковра. В настоящее время решетчатые ограждения с приподнятым над поверхностью крыши нижним поясом решетки устанавливают на отдельно стоящие бетонные блоки, не наруша- ющие сплошность кровельного ковра, а телевизионные антенны и радиостойки крепят к стенам вентиляционных блоков и машин- ных отделений лифтов. Повышение индустриальности конструкций железобетонных крыш может быть достигнуто переходом к монтажу крыш из комплексных панелей с предварительной безрулонной гидроизо- ляцией, устраиваемой на заводе путем нанесения холодных окрасочных битумно-полимерных составов. Этими составами можно грунтовать кровельные панели в заводских условиях, чтобы предохранить их от увлажнения во время перевозки и монтажа, пригодны они и для нанесения защитного слоя — периодической окраски кровельного ковра для увеличения сро- ка его службы. Применяя эффективные гидро- и теплоизоляционные мате- риалы с малой теплопроводностью, обеспечивая надежное ре- шение стыковых соединений и примыканий, мы вправе ожидать в ближайшем будущем создания высококачественных конструк- ций крупнопанельных железобетонных крыш. Предлагаемая книга рассматривает комплекс вопросов, свя- занных с конструированием индустриальных и долговечных кон- струкций железобетонных крыш жилых и общественных зданий. Здесь не освещены конструкции крыш общественных зданий больших пролетов, которые в силу ряда специфических особен- ностей должны явиться предметом самостоятельного рассмот- рения. В книге обобщены данные отечественного и зарубежного опы- та (в том числе зарубежных изобретений) последних лет. Предисловие, выводы и главы I, VII книги написаны Е. И. Кричевской, главы II, III, IV, VI, VIII — Ю. Е. Аврутиным, гла- ва V — А. И. Фоломиным.
Глава первая ТИПЫ КОНСТРУКЦИЙ КРЫШ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СССР 1. КЛАССИФИКАЦИЯ КРЫШ Современные железобетонные крыши жилых и обществен- ных зданий можно разделить по следующим основным призна- кам: а) по функциональному назначению — неэксплуатируемые и эксплуатируемые крыши-террасы; б) по общему конструктивному решению — совмещенные крыши и крыши раздельной конструкции с железобетонными кровельными панелями, вентилируемые (с щелевой воздушной прослойкой, каналами) и невентилируемые (однослойные и сло- истые) ; в) по способам изготовления и монтажа — крыши из крупных панелей индустриального изготовления, монтируемые за один или несколько раз, и крыши, устраиваемые на месте строитель- ства. В современном полносборном массовом жилищном строи- тельстве применяются главным образом неэксплуатируемые кры- ши. В связи со строительством зданий повышенной этажности перспективно устройство эксплуатируемых крыш-террас. Совмещенные крыши выполняют функции несущих и ограж- дающих конструкций верхнего этажа здания. Конструкция сов- мещенной крыши может состоять из следующих элементов (счи- тая от нижней поверхности): а) несущая конструкция, которая должна отвечать необходи- мым условиям прочности, жесткости и трещиностойкости во время монтажа и в эксплуатационных условиях; б) пароизоляционный слой, предохраняющий от проникания водяного пара из помещений в толщу конструкции крыши (уст- раивают в случае необходимости); в) теплоизоляционный слой, обеспечивающий требуемое сопротивление теплопередаче; г) кровельный ковер: устраивается по основанию из цемент- ных или асфальтовых стяжек или по поверхности комплексных панелей. Его защищают от механических повреждений, а также от перегрева солнечной радиацией защитным слоем. При вентилируемых крышах устраивают воздушную прослой- ку, служащую для удаления влаги из конструкции крыши или для борьбы с перегревом. Совмещенные крыши могут вентили- 6
роваться также и при помощи каналов, устраиваемых в тепло- изоляционном слое. Крыши раздельной конструкции, монтируемые за 3—4 раза, устраиваются с вентилируемой воздушной полостью и верхними кровельными панелями, по которым наклеивают рулонный кро- вельный ковер, или поверхность панелей покрывают гидроизоля- ционными составами. При строительстве зданий повышенной этажности высота воздушной полости равна необходимой высоте чердачного помещения. Как уже указывалось, крыши, устраиваемые на месте строи- тельства, неиндустриальны; устройство их зависит от благопри- ятных метеорологических условий теплого времени года. Устро- енные в холодное время года во время осадков, они содержат много влаги, и эксплуатационные качества их низки. Крыши из крупных панелей индустриального изготовления применяются в практике отечественного жилищного строитель- ства во все возрастающем объеме. В этой главе приводится опи- сание современных конструкций крупнопанельных крыш и их эксплуатационных качеств. 2. СОВМЕЩЕННЫЕ КРЫШИ, МОНТИРУЕМЫЕ ЗА ОДИН РАЗ Совмещенные крыши из крупных панелей индустриального изготовления, монтируемые за один раз, могут быть: 1) однослой- ными из легких бетонов (пенобетона, газобетона, керамзитобето- на и др.), из керамзитобетона со средним слоем беспесчаного бе- тона на пористых заполнителях, 2) из керамзитобетонных пане- лей с заполнением внутренних полостей эффективным утепли- телем, а также 3) из двух железобетонных панелей с ребрами, обращенными внутрь, и укладкой между ними утеплителя. В этом случае несущими могут быть обе плиты одновременно. Совмещенные крыши из однослойных панелей, выполняемых из легких бетонов (ячеистого бетона, керамзитобетона и др.), с вентилируемыми каналами или без них. В 1958 г. в НИИЖБ разработаны и в настоящее время применяются совмещенные крыши из ячеистого бетона и керамзитобетона для жилых домов типовых серий 1-468,1-464, 1-467 и др. Эти крыши имеют высокую степень заводской готовности и совмещают в одном монтажном элементе несущие, теплоизолирующие и вентилирующие функ- ции. Панели являются единым монтажным элементом, изготов- ленным из однородного материала на одной технологической ли- нии. Однослойные ячеистобетонные панели изготовляются из раз- личных видов ячеистого бетона автоклавного твердения объем- ным весом 700—1000 кг/м2. Для удаления производственной влаги и предотвращения на- копления эксплуатационной влаги в подкровельном слое ячеисто- бетонные панели имеют сквозные каналы, вентилируемые на- 7
ружным воздухом. Диаметр каналов 40—60 мм, шаг 180—250 мм (рис. 1.1). Вентилируемые каналы, устраиваемые в процессе формова- ния, способствуют, кроме того, лучшей тепловлажностной обра- ботке панелей, что увеличивает прочность сжатой зоны, и уско- ряют осушение панелей в процессе эксплуатации. Рис. 1.1. Совмещенная крыша из однослойных панелей, состоящих из ячеистого бетона, керамзитобетона или пенобетона автоклавного твердения с вентилиру- емыми каналами а — при продольных несущих стенах; б — при поперечных несущих стенах; 1 — кровель- ный ковер из рулонных материалов; 2 — ячеистый бетон, керамзитобетон или пенобетон, 7=800 кг/м3', 3 — вентилируемые каналы, d=40-^-60 мм с шагом 180—250 мм В случае повреждения кровельного ковра вентилируемые ка- налы предотвращают насыщение атмосферной влагой всей тол- щи панелей. Каналы в подкровельной зоне панелей образуются укладкой в форму газовых труб с извлечением их до автоклавной обработ- ки панелей или путем протягивания конусов через слегка затвер- девшую ячеистобетонную массу. Они могут быть образованы также путем высверливания с помощью специальной установки после автоклавной обработки панелей. Армируются ячеистобетонные панели сварными каркасами в соответствии с СН 287-65. Рабочая арматура выполняется из стержней 8—10 мм, укладываемых с шагом 80—120 мм, конст- руктивная арматура выполняется из проволоки диаметром 4— 5 мм и располагается с шагом 250—300 мм. Основной типоразмер ячеистобетонных панелей вместе с кар- низным свесом при укладке их на продольные несущие стены 8
составляет 1590X7000 мм. Ширина панелей варьируется в пре- делах 1200—1800 мм. Толщину панелей определяют в зависимости от объемного ве- са ячеистого бетона и климатического района строительства. При объемном весе 700 кг!м3 и расчетной температуре наружного воз- духа —30° С средняя толщина панели равна 320 мм. В 1960—1965 гг. было осуществлено в Прибалтике, Одессе и Донбассе экспериментальное строительство домов с совмещен- ными вентилируемыми крышами из ячеистобетонных панелей. Натурные исследования выявили наличие эффективного осуша- ющего режима в подкровельной зоне панелей. Опытные данные о снижении влажности материала свиде- тельствуют об эффективности вентиляционных каналов. За первый год эксплуатации влажность снизилась в среднем с 25—30 до 12—15% в Прибалтике, с 15 до 9% в Одессе и с 40 до 20% в Донбассе (при нормативной влажности по СНиП П-А.7-62 10—15%). Было установлено, что теплотехнические свойства вентилиру- емых совмещенных крыш из ячеистобетонных панелей также до- статочно надежны. В то же время следует отметить существен- ные недостатки ячеистого бетона: хрупкость, малую прочность и значительные деформации усадки. Для организации массового выпуска вентилируемых панелей для совмещенных крыш могут быть использованы все действу- ющие заводы по выпуску ячеистого бетона с автоклавами 2; 2,6 и 3,6 м без переоборудования смесительных, формовочных и дру- гих отделений. Простота технологии изготовления панелей совмещенных крыш из ячеистого бетона — их ценное преимущество. Однако при низких расчетных зимних температурах толщина панелей, определяемая по теплотехническим требованиям, значительно превышает величину, требуемую при данном пролете по усло- виям прочности или деформации. Из-за малой величины модуля упругости ячеистого бетона де- формативность изгибаемых конструкций при пролете 6 м и более весьма высока. Задачу уменьшения деформативности можно ре- шить либо увеличением толщины элементов, либо увеличением расхода растянутой арматуры в два раза и более. Можно уменьшить эти недостатки включением в сжатую зону панелей продольно расположенных железобетонных брусков с большим модулем упругости, устройством в растянутой зоне слоя тяжелого бетона с предварительно напряженной армату- рой, сваркой и замоноличиванием панелей, превращающих сбор- ные панели в неразрезную конструкцию с соответствующим уменьшением моментов в пролетах. Задачу усиления сжатой зоны можно решить также увеличе- нием числа сквозных круглых каналов в подкровельной зоне па- нелей. Некоторые из каналов оставляются открытыми для созда- 9
ния осушающего режима, а в остальные инъецируется раствор. Инъецирование возможно сделать в конце периода выдержки панелей до или после их автоклавной обработки. Совместная работа ячеистого бетона сжатой зоны и высоко- прочных армирующих брусков должна значительно снизить про- гибы панелей при длительно действующей нагрузке. Исследования ЦНИИЭП жилища установили, что в жилых домах с относительной влажностью воздуха не выше 60% и при отсутствии слоя тяжелого бетона у нижней поверхности панелей ячеистобетонные панели не нуждаются в осушающей вентиляции при помощи каналов. Время высыхания таких панелей равно времени высыхания панелей с каналами, а ячеистого бетона на них расходуется на 0,075—0,08 м21м2 меньше. НИИЖБ разработал также однослойные панели из керамзито- бетона для жилых домов типовых серий 1-464, 1-447 и др. Пре- имущество их перед ячеистобетонными панелями — меньшее во- допоглощение. Основной типоразмер панелей 6250X1190 мм, толщина от 320 до 420 мм и вес 2,88 г. Нижний слой панелей толщиной 40 мм выполняется из тяжелого бетона объемным весом 2500 кг!м\ В нем размещается растянутая арматура. Верхний слой толщиной 280—380 мм — из керамзитобетона объемным весом 900 кг/м3, рабочая арматура в виде сварных сеток укладывается в слое тяжелого бетона. В табл. 1.1 приведены толщины керамзитобетонных панелей при различных отрицательных температурах наружного воздуха. Таблица 1.1 Толщина панелей при различных отрицательных температурах наружного воздуха Толщина панелей в мм Температура наружного воздуха в град Вес 1 jh* покрытия в кг А Б 390 —26 341 420 —30 — 368 450 — —26 395 480 — —30 422 Примечание. Материал панели: нижний слой — из керамзитобетона объемным весом 1600 кг/м3, толщиной 45 мм; верхний слой — из керамзитобетона объемным весом 900 «г/лс3. Керамзитобетонные панели имеют сквозные каналы диамет- ром 50 мм, с шагом 165 мм, вентилируемые наружным воздухом. Вынос панелей величиной 540 мм позволяет избежать трудо- емкого устройства карниза из отдельных блоков. 10
Панели изготовляют в металлической форме, установленной на вибростоле. Бетонирование ведут в два этапа. Сначала уплот- няют нижний тяжелый слой, а затем — верхний. Сразу же после уплотнения из керамзитобетона извлекают все пустотообразова- тели, выполненные из газовых труб. Термообработка производится в ямных камерах по режиму 3+10 + 3 ч с выдержкой при температуре 80—85°С. Верхнюю поверхность панелей обрабатывают затирочной ма- шиной. В зимнее время панели покрывают на заводе битумно- полимерной мастикой, предохраняющей их от увлажнения и улучшающей поверхность. Керамзитобетонные панели укладывают на наружные и внут- ренние стены на слой цементного раствора марки 100 и крепят между собой и с наружными стенами здания сваркой закладных деталей. В течение двух лет НИИЖБ совместно с ЦНИИЭП жилища и НИИ строительной физики проводил в Туле и Алексине натур- ные обследования крыш. Обследования показали отсутствие ка- ких-либо дефектов рубероидного кровельного ковра; не было и трещин на панелях. Исследование послойного влажностного режима показало также, что средняя влажность керамзитобетона при норматив- ной влажности по СНиП П-А.7-62 в 6—12% за 10 месяцев экс- плуатации снизилась на 3%, что свидетельствует об эффектив- ном действии вентилирующих каналов. Совмещенные крыши из керамзитобетонных панелей и сред- ним слоем из беспесчаного бетона на легких пористых заполни- телях. Куйбышевским инженерно-строительным институтом предложены панели, изготовляемые из двух составов бетона — плотного мелкозернистого в наружных слоях и крупнозернистого тяжелого в середине, выполняющего функции утеплителя (рис. 1.2). Сплошные панели позволяют использовать не только несущую способность и теплозащитные качества легких беспесчаных бе- тонов, но также внутреннюю крупнопористую структуру утепли- теля для осушения и стабилизации влажности в покрытии. Панели изготовляются двух видов — шириной 120 см для кирпичных и крупноблочных зданий с пролетом между продоль- ными несущими стенами 6 м и крупные панели на комнату двух типоразмеров шириной 3,2 и 2,6 м для крупнопанельных зданий с несущими поперечными стенами. Вес панелей — в пределах 5 т. Нижний несущий слой плотного мелкозернистого бетона тол- щиной 40—60 мм марки 100—200 содержит рабочую арматуру. Средний слой беспесчаного бетона марки 15—35 на легких по- ристых заполнителях толщиной по теплотехническому расчету служит утеплителем. Кроме того, он является несущим мате- риалом, участвующим в статической работе конструкции. 11
Верхний слой плотного бетона толщиной 20—30 мм служит выравнивающей стяжкой и основанием для кровельного ковра. Он содержит конструктивную арматуру, обеспечивающую тре- щиностойкость панелей при их транспортировании. Верхний и нижний слой выполняются обычно из бетона оди- накового состава. Карнизы образованы выпуском панелей за грань наружной стены на 150—550 мм. Рис. 1.2. Совмещенная крыша из керамзитобетонных панелей — средний слой из беспесчаного бетона на легких пористых заполнителях 1 — кровельный ковер из рулонных материалов; 2 — керамзитобетон толщиной 80 мм, т=1200 кг/м3-, 3 — крупнопористый керамзитобетон, 7=700 кг[м?\ 4 — ке- рамзнтобетон толщиной 70 мм, 7=1300 кг[мг На выступающих торцах панелей на толщину верхнего и ниж- него слоев из плотного бетона предусмотрена декоративная об- лицовка из асбестоцементных листов или стеклопластика. Торец панелей на толщину среднего слоя из беспесчаного бетона, рав- ную 30—50 мм, не облицовывается, чем обеспечивается цирку- ляция наружного воздуха. Крупнопористый утеплитель приготовляется согласно СН 60-59 из фракционированных пористых заполнителей (туф, пемза, керамзит, аглопорит и т. п.) вяжущего и воды без приме- нения мелкого заполнителя. Он содержит равномерно распре- деленные сквозные поры и обладает фильтрующей способностью, низкой теплопроводностью и достаточной прочностью. Отсутст- вие мелкого заполнителя (песка) и ограниченное количество вяжущего создает структуру, обладающую малой гигроскопич- ностью и влагоемкостью. Суммарная площадь поперечного сечения сквозных пор на 1 пог. м крыши приведена в табл. 1.2. Как видно из табл. 1.2, живое сечение сообщающихся пор пре- вышает требуемое сечение отверстий и продухов, установленное СН 51-64 для вентилируемых покрытий. Относительно небольшие размеры пор величиной 3—5 мм с хаотичной структурой их расположения при достаточно высоком коэффициенте воздухопроницаемости ограничивают теплопере- дачу конвекцией и переохлаждения не возникает. Характерная особенность крупнопористых бетонов при наличии в них некоторо- 12
Таблица 1.2 Площадь живого сечения пор в зависимости от крупности заполнителя Крупность запол- нителя в мм Межзерновая пори* стость бетона в % Живое сечение пор в см* при толщине слоя в см [18 20 22 25 5—10 25 450 500 550 625 10—20 31 558 620 682 775 20—40 38 684 760 836 950 го количества влаги — образование при отрицательных темпера- турах внутри пор инея. При этом заполнитель теряет влагу, со- держащуюся в его внутренних микропорах. Поскольку иней име- ет коэффициент теплопроводности, более низкий, чем лед и вода, сопротивление теплопередаче покрытия повышается. Образова- ние инея, а не льда, который разрушает структуру обычных бето- нов, уменьшает теплопотери через покрытие в зимнее время. Все слои панели изготовляются совместно в горизонтальной опалубке. Данные панели могут опираться на продольные стены, а в случае устройства их размером на комнату целесообразно опира- ние их на продольные и поперечные стены. Укладка панелей производится на цементном растворе состава 1 :3. Теплозащитные качества покрытия определялись в течение двух лет на жилом доме в г. Отрадном Куйбышевской области. Исследования показали, что общее сопротивление теплопередаче в зимнее время на 8—10% выше расчетного, температурный пе- репад у поверхности потолка не превышает допускаемого, влаго- содержание подкровельного слоя зимой не превышает 15%. Ре- зультаты обследования экспериментальной совмещенной крыши позволили установить, что за пятилетний срок эксплуатации об- щее состояние крыши вполне удовлетворительное. Несущие и теплоизолирующие керамзитобетонные панели — в хорошем со- стоянии; трещин, отслоений и других дефектов на их поверхности не обнаружено. Рулонный кровельный ковер также в хорошем состоянии, на нем нет вздутий и отслоений (не считая отдельных повреждений, вызванных установкой индивидуальных антенн). В связи с тем, что конструкция крыши была осуществлена в порядке лишь не- большого по объему опытного строительства, окончательное суж- дение о ее эксплуатационных свойствах преждевременно. Совмещенные крыши из керамзитобетонных панелей короб- чатого сечения с заполнением внутренних полостей эффектив- ным утеплителем. Научно-исследовательским институтом строи- тельной физики Госстроя СССР разработаны керамзитобетонные 13
панели коробчатого сечения размером на комнату с заполнением пустот эффективным утеплителем. Конструкция панелей коробчатого сечения с поперечным рас- положением пустот получила в 1966 г. распространение в Вол- гограде и других городах. Данные о поведении совмещенных крыш из керамзитобетон- ных панелей коробчатого сечения свидетельствуют, что после од- ного-двух лет эксплуатации на нижней поверхности панелей, явля- 6430 Рис. 1.3. Совмещенная крыша из керамзитобетонных панелей с за- полнением внутренних полостей эффективным утеплителем 1 — кровельный ковер нз рулонных материалов; 2 — минеральная вата, толщи- ной 170 мм, 7 = 150 кг!м? или керамзитовый гравий фракции 40 мм, 7 до 40Э кг!м3-, 3 — вентиляционные каналы ющейся потолком, во многих случаях появлялась сетка трещин с раскрытием их до 1 мм. Появление и раскрытие трещин вызывалось усадочными явле- ниями при интенсивной сушке бетона нижней полки в начальный период и температурными деформациями в разных направлени- ях во время эксплуатации здания. Для устранения трещин были разработаны мероприятия по увеличению жесткости конструкции и изменению состава керам- зитобетона. Расчеты по выявлению температурных полей в пане- лях коробчатого сечения показали, что в местах теплопроводных включений в зимнее время возможно появление конденсата. В 1968 г. ЦНИИЭП жилища разработал другую конструкцию» совмещенной крыши из керамзитобетонных панелей с продоль- ным расположением пустот и с утолщенными нижними и верхни- ми полками. Эта конструкция предназначена для строительства, жилых зданий в г. Тольятти. Высота панелей переменная — 365—425 мм для создания уклона. Толщина нижней полки 80 ммг в ней устраиваются каналы диаметром 20 мм для скрытой про- водки, укладываемой выше арматуры; толщина верхней полки 35—52 мм. Панель имеет девять пустот, разделенных продольны- ми ребрами; толщина ребер 50 мм, расстояние между ними 560 мм. В местах сопряжения продольных ребер с нижней и верх- 14
ней полками предусмотрены вуты (рис. 1.3). В продольных реб- рах под верхней полкой имеются вентиляционные каналы 50X Х100 мм с шагом 500 мм, назначение которых — вентилирование конструкции крыши. Панели опираются по контуру. Они выполняются из керамзи- тобетона марки 150 объемным весом до 1400 кг!м2 с крупностью фракций керамзитового гравия до 10 мм. Для заполнения пустот панелей применяются теплоизоляци- онные минераловатные вкладыши объемным весом не более 150 кг/м2. В качестве теплоизоляции может быть применен ке- рамзитовый гравий размером фракций 10—40 мм, объемным ве- сом до 400 кг/м2. Требуемая толщина теплоизоляции получается путем засып- ки в отдельную полость короба керамзитового гравия, отмеряе- мого объемным или весовым дозатором. Ребра панелей армируются плоскими сварными каркасами, нижняя и верхняя полки — сварными сетками. Панели формуются из жесткой керамзитобетонной смеси в горизонтальном положении на пустотообразующей машине с си- стемой съемных пустотообразователей. Уплотнение смеси достигается работой вибростола, на кото- ром устанавливают форму с изготовляемым изделием или вибри- рованием пустотообразователей, оснащенных виброэлементами. Уплотнение керамзитобетонной смеси сверху достигается с помощью виброщита, создающего пригруз 40—50 кг!см2. Утеп- ляют панели на специальном посту после их термообработки путем ввода в пустоты утеплителя. Если в качестве утеплителя берут керамзитовый гравий, применяют кантовальную раму для перевода панелей из горизонтального положения в наклонное под углом 60° к горизонту и обратно, с отверстиями для приема керамзита и его засыпки в пустоты. При формовании панелей с вырезом в плане для вентиля- ционных блоков и люков в формы устанавливают соответствую- щие вкладыши. При заполнении пустот утеплителем сверху ос- тавляют воздушную прослойку не менее 70 мм для обеспечения вентиляции крыши. При утеплении керамзитом с торца панелей в каждой пустоте на растворе устанавливают деревянную или асбестоцементную заглушку, предохраняющую керамзит от вы- сыпания. Необходимая толщина утеплителя в пустотах в зависимости от расчетных зимних температур указана в табл. 1.3. Гидроизоляция верхней поверхности панелей осуществляется в 'заводских условиях в виде одного-двух слоев рубероида или в виде одного-двух слоев битумно-полимерной эмульсии для пред- охранения панелей от увлажнения во время транспортирования и монтажа. Остальные слои ковра наклеивают на стройке. Для предотвращения увлажнения утеплителя при транспор- тировке и монтаже торцы панелей заклеивают на заводе одним 15
Таблица 1.3 Толщина слоя утеплителя в зависимости от расчетных зимних температур Расчетные зимние темпера- туры в град Толщина слоя утеплителя в м керамзитовый гравий у = 400 кг/м3 минераловатные вкладыши, у = 150 кг/м3 —20 0,16 0,10 —30 0,22 0,15 —40 0,28 0,20 слоем пергамина, который снимается перед монтажом панелей. Монолитность покрытия достигается путем заделки стыков тя- желым бетоном, керамзитобетоном или цементно-песчаным рас- твором. Для этого в боковых гранях панелей предусмотрены впадины для образования бетонных и растворных шпонок, обес- печивающих совместную работу на сдвиг в вертикальном и го- ризонтальном направлении. В продольном направлении панели соединяются металлическими накладками, привариваемыми к закладным деталям. Крайние панели крепятся к стенам анкера- ми из полосовой стали. Прочностные испытания керамзитобетонных панелей коробча- того сечения на кратковременную нагрузку, проведенные ЦНИИЭП жилища, показали, что панели обладают достаточной прочностью, жесткостью и трещиностойкостью. Теплозащитные качества крыш из этих панелей по проекту соответствуют нормам и требованиям СНиП. Как и в панелях с пористым беспесчаным бетоном в середи- не, значительная паропроницаемость и малая теплопроводность и влагоемкость утепляющего материала обусловливает (даже при определенной вентиляции) возможность выпадения влаги в виде инея на нижней поверхности верхней полки панелей и об- разования весной мокрых пятен на потолке. Осушающая вентиляция более эффективна при направлении ребер, разделяющих полости панелей поперек здания. При про- дольном расположении ребер с вентилирующими отверстиями в их верхней части эффективность вентиляции резко снижается из- за значительных аэродинамических сопротивлений, возникающих в результате многочисленных сжатий и расширений воздушного потока при прохождении его через 20 ребер. Совмещенные крыши из двух железобетонных панелей с реб- рами, обращенными внутрь, и укладкой между ними утеплителя. ЛенЗНИИЭП совместно с домостроительным комбинатом № 2 в Ленинграде предложил конструкцию совмещенной крыши из двух железобетонных панелей с ребрами, обращенными внутрь, 16
и укладкой между ними легкого утеплителя. Эта конструкция нашла широкое применение в Ленинграде при строительстве жилых домов серии I-ЛГ-602. Применение двух ребристых железобетонных панелей с при- веденной толщиной бетона 8,5—9 см и легких утеплителей поз- воляет изготовлять эти панели размером на комнату. Совмещенная крыша с вентилируемой воздушной щелевой прослойкой состоит из двух железобетонных ребристых панелей с ребрами, обращенными внутрь (рис. 1.4). Панели выполняют- ся из тяжелого бетона марки 200 с толщиной плиты 30 мм и вы- сотой ребра 140 мм. Утеплитель толщиной 140 мм выполняется из фибролитовых плит объемным весом 350 кг 1м2, которые укладывают на нижние панели при их формовании. Одновременно плиты фибролита служат опалубкой при формовании ребер. Нижняя панель с уложенным между ребрами утеплителем и верхняя кровельная панель соединяются в комплексную панель совмещенной крыши размером на комнату при помощи соедини- тельных бетонных брусков размером 185X210X160 мм. Требуе- мый уклон панелей в 1 % к продольной оси здания создается ук- ладкой брусков на разные грани. Нижнюю и верхнюю панели соединяют сваркой сквозных мон- тажных петель с закладными деталями на ребрах панелей и брусках. Осушающая вентиляция обеспечивается щелевой прослойкой, соединяемой с наружным воздухом отверстиями во фризовых панелях. Панели совмещенной крыши укладываются на внутренние стены на асбестовые прокладки, на наружные стены — на рас- твор марки 100. В 1967 г. домостроительным комбинатом была применена эф- фективная теплоизоляция из заливочного фенольного пенопласта марки ФЛ, получаемого на основе резольной фенолформальде- гидной смолы В НАМ. Объемный вес теплоизоляции 100 кг)м?, ее укладывают слоем 7—8 см; предел ее прочности на сжатие не ме- нее 3 кГ/см2. Опытными работами установлено, что качество теплоизоля- ции на основе фенольного пенопласта хорошее. Впервые на сов- мещенных крупнопанельных крышах с высокой степенью завод- ской готовности в массовом масштабе применен организованный отвод воды по внутренним водостокам. Наблюдения за поведени- ем в эксплуатации описанных конструкций крыш, устроенных в количестве 385 тыс. м2 над жилыми домами серии 1-ЛГ-602, сви- детельствуют об их удовлетворительных эксплуатационных каче- ствах. КиевЗНИИЭП разработал для жилых домов серии IV-438A и других домов с продольными несущими стенами комплексные вентилируемые панели пространственного типа. 17
00 Рис. 1.4. Совмещенная крыша из двух железобетонных панелей с ребрами, обращенными внутрь, и укладкой между ними утеплителя 1 — кровельный ксвср из рулонных материалов; 2 — верхняя ребристая панель; 3 — утеплитель — фибролит толщиной 140 мм; 4 — нижняя реб- ристая панель
Конструкция, изображенная на рис. 1.5, аналогична предыду- щей, но отличается тем, что верхняя и нижняя ребристые плиты, сваренные между собой, представляют собой единую составную конструкцию и работают совместно. Благодаря жесткой связи прогибы панелей получаются незначительными. Рис. 1.5. Совмещенная крыша из двух железобетонных панелей и утеплителем из минеральной ваты (для домов с продольными несущими стенами) 1 — кровельный ковер из рулонных материалов; 2 — верхняя железобетонная панель с плитой толщиной 30 мм и ребрами высотой 140 мм; 3 — полужесткие минераловатные плиты толщиной 100 мм, 7=200 кг{м3; 4— нижняя железобетонная панель толщиной 30 мм; 5 — свариваемые закладные детали Верхняя панель имеет наклон и соединяется с нижней гори- зонтальной панелью выступами из ребер. Полости между пане- лями заполняются минеральной ватой. Совместная работа верхней и нижней железобетонных пане- лей как единой пространственной конструкции обусловливает ее экономичность. Собственный вес покрытия в результате применения эффек- тивного утеплителя и пространственной конструкции снизился почти в 2 раза по сравнению с типовыми вентилируемыми покры- тиями. В результате исследований установлено, что эта конструкция допустима для районов с зимней расчетной температурой до —23° С, т. е. практически для всех районов Украины. Во всех описанных выше типах крупнопанельных совмещен- ных крыш, монтируемых за один раз, очень важно предусмотреть конструктивные мероприятия по компенсации температурных деформаций панелей в вертикальном и горизонтальном направ- лении. Во избежание появления трещин в наружных стенах панели должны иметь свободу перемещения в пределах 2—4 мм. Особое внимание надо уделить устройству стыков между продольными сторонами панелей. Расширение в летнее время верхней поверх- ности утепляющих панелей может вызвать образование трещин, в первую очередь в торцовых стенах дома, как удаленных одна 19
от другой на более значительное расстояние, чем наружные про- дольные стены. Поэтому швы между панелями над поперечными стенами следует заделывать не бетоном или раствором, а мяг- ким теплоизолирующим материалом. 3. СОВМЕЩЕННЫЕ КРЫШИ, МОНТИРУЕМЫЕ ЗА ДВА РАЗА В жилых домах типовой серии 1-464 устраивают совмещен- ные крыши из утепляющих панелей, уложенных на несущие. В качестве панелей, выполняющих только теплоизоляционные Рис. 1.6. Совмещенная крыша из утепляющих панелей, изго- товленных из ячеистого бетона, уложенных на плоские или мно- гопустотные несущие панели 1 — парапетные железобетонные плиты по периметру здания; 2— ру- лонный кровельный ковер; 3 — за- бор воздуха; 4 — герметик; 5 — ми- иераловатный войлок; 6 — ячеистый бетон т=800 кг{м\ 7 —плоская или многопустотная несущая панель; 8 — наружная продольная стена функции, применяются панели из ячеистого бетона или керамзи- тобетона, а в качестве несущих — плоские или многопустотные (рис. 1.6). В г. Калинине возведено 25 тыс. м2 жилых домов с совмещенными крышами такой конструкции. В табл. 1.4 приведены данные по толщинам утепляющих па- нелей из ячеистого бетона и керамзитобетона объемным весом 800 кг!м2 при различных отрицательных температурах наружного воздуха. Таблица 1.4 Толщина панелей при различных отрицательных температурах наружного воздуха Материал утепляющей панели Толщина утепляющей панели в мм Температура наружного воздуха в град Вес 1 м* покрытия в кг А Б J 270 —22 491 Ячеистый бетон . . . t 450 —42 635 J 240 —20 467 Керамзитобетон .... 1 420 —38 611 20
4. КРЫШИ РАЗДЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ С КРОВЕЛЬНЫМИ ПАНЕЛЯМИ, МОНТИРУЕМЫЕ ЗА ТРИ-ЧЕТЫРЕ РАЗА С рулонным кровельным ковром. Крыши раздельной кон- струкции с кровельными панелями, монтируемые за три-четыре раза, имеют в настоящее время повсеместное распространение и преобладают при строительстве крупнопанельных домов раз- личных серий. Рис. 1.7. Крыша раздельной конструкции с железобетонными кровельными па- нелями и рулонным кровельным ковром 1 — трехслойный рулонный кровельный ковер из рубероида; 2 — кровельная прокатная панель; 3 — стропильная балка; 4 — металлическая скрутка; 5 — опорная плита; 6 — кир- пичный столбик 380 X 380 мм-, 7 — известково-песчаная корка; 8 — утеплитель; 9 — несу- щая железобетонная плита На рис. 1.7 изображена сборная железобетонная крыша раз- дельной конструкции с внутренним водостоком, широко приме- няемая в практике московского строительства. В качестве несущей конструкции применены сплошные желе- зобетонные плиты толщиной 140 мм, по которым укладывают двухслойный плитный утеплитель. Нижний слой утеплителя вы- полняется из стилита толщиной 50 мм у=100 кг1м?\ верхний — из цементно-фибролитовых плит толщиной 75 мм и у =300 кг/м?. Проклейка швов между плитами осуществляется полосками ру- бероида шириной 30 см. По периметру наружных стен уклады- вают дополнительный слой цементно-фибролитовых плит шири- ной 500 мм. Кровельные прокатные панели одной стороной опираются на фризовые панели, а в середине здания — на кирпичные столби- ки 380x380 мм. 21
Высота вентилируемой воздушной полости у карниза 1270 мм, в середине здания — 1080 мм. Ограждение крыши решетчатое, закрепленное на свободно уложенных бетонных блоках. Без рулонного кровельного ковра. В Новосибирске на строи- тельстве крупнопанельных жилых домов серии I-464A, 1-468 и др. с 1962 г. применяются запроектированные СибЗНИИЭП Рис. 1.8. Крыша раздельной конструкции с железобетонными кровель- ными панелями без рулонного кровельного ковра / — кровельная железобетонная панель с ребрами, обращенными вверх, без рулон- ного кровельного ковра; 2 — керамзитовый гравий толщиной 190 мм, 7—600 кг[м\ 3 — многопустотный настил сборные железобетонные крыши раздельной конструкции с кро- вельными панелями без рулонного кровельного ковра (рис. 1.8). Крыши имеют полупроходной чердак. В качестве утеплителя применен керамзитовый гравий. Водосток — неорганизованный, по свесам карниза. Главное преимущество отдельных кровельных панелей — возможность обеспечить необходимые уклоны крыши, не увели- чивая расход бетона. Панели имеют обращенные вверх ребра высотой 150 мм, ко- торые перекрываются накладными железобетонными плитами швеллерного сечения. Верхняя поверхность кровельных панелей на заводе-изгото- вителе окрашивается за два раза гидроизоляционными состава- ми (состав I: полистирол — 20%, ксилол — 65%, алюминиевая пудра — 8%, дибутилфталат — 7%; состав II: поливинилацетат- ная эмульсия — 60%, ксилол — 30%; пигмент — алюминиевая пудра — 10%). Стыки между обращенными вверх ребрами соседних кро- вельных панелей заполняются герметиком. Кровельные предварительно напряженные железобетонные ребристые панели изготовляются четырех основных типоразме- ров. Длина панелей 6870 мм, ширина 3180, 2980, 2580 и 880 мм. 22
Натяжение арматуры производится электротермическим спо- собом. Панель формуется верхними продольными ребрами вниз и после термовлажностной обработки кантуется в рабочее поло- жение, благодаря чему верхняя поверхность панели, непосред- ственно подвергающаяся атмосферным воздействиям, получает- ся более высококачественной. Марка бетона панелей 300. Обследованием СибЗНИИЭП были выявлены конструктив- ные недостатки описанной конструкции крыши. Шов по коньку и поперечные швы между панелями имели трещины. Зафиксиро- ваны были также усадочные трещины в зоне сопряжения плиты у ребер. Для устранения трещин и повышения водонепроницае- мости было решено устроить гибкие стыки, заделав их пороизо- лом с мастикой, а также увеличить длину накладных железобе- тонных плит до длины ската крыши. Для того чтобы свести к минимуму усадочные трещины в зо- не сопряжения плиты и ребер, целесообразно применить пред- варительное натяжение поперечной арматуры. Предотвратить дополнительное охлаждение в зоне карниза при инфильтрации холодного воздуха в утепляющий материал можно, утеплив прикарнизную зону на ширину 0,5—1 м по пери- метру здания минераловатными вкладышами, обернутыми в ру- лонный материал. Рыхлый утеплитель возможно дополнительно защитить от инфильтрации, покрыв его вдоль наружных стен строительной бумагой или пергамином шириной 1 м. Целесообразность применения безрулонной кровли обуслов- лена возможностью отказа от рулонного ковра, устройство кото- рого в течение длительной сибирской зимы крайне затруднено. Кроме указанных выше целесообразно применить и ряд дру- гих гидроизоляционных окрасочных составов, разработанных ВНИИНСМ. Главное внимание следует обратить на повышение водоне- проницаемости бетона для кровельных панелей. Следует приме- нять жесткие бетонные смеси, что позволит уменьшить усадоч- ные явления в бетоне и повысить его морозостойкость, а также использовать водостойкий бетон марки 600—700, покрытый гид- роизоляционным составом. 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАССМОТРЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ КРЫШ Все рассмотренные типы крыш имеют единую технико-эко- номическую оценку (табл. 1.5). При предварительной оценке эффективности применения различных конструкций индуст- риальных крыш показатели заводской себестоимости определя- лись по «Методике и нормативам для определения расчетной стоимости и трудоемкости сборных железобетонных конструк- ций на стадии проектирования» (серии 2-27-Ш Гипротис) с кор- 23
Технико-экономические показатели различных | Номер схемы Тип Конструкция Схема Толщина В JUI 1 2 3 4 5 Из однослойных пане- лей, состоящих из ячеи- стых бетонов, у = =800 кг/м3, толщиной 360—390 мм с вентили- руемыми каналами Из керамзитобетон- ных панелей, состоящих из керамзитобетона, у = =900 кг/м3, толщиной 345 мм и железобетона, У=2500 кг/ж3, толщиной 40 мм с вентилируемыми каналами 3 Из керамзитобетонных панелей, состоящих из керамзитобетона, у = =900 кг/м3, толщиной 290 мм и железобетона у=2500 кг/м3, толщиной 40 мм без вентилируемых каналов Из керамзитобетонных панелей со слоем пори- стого утеплителя (верх- ний слой — керамзитобе- тон, у =1200 кг/м3, тол- щиной 30 мм-, средний слой — керамзитобетон, у =700 кг/м3, толщиной 230 мм- нижний слой — керамзитобетон, у = = 1300 кг/м3, толщиной 50 мм) 360—390 385 330 310 24
конструкций крупнопанельных крыш 1 Таблица 1.5 Вес 1 ж* в кг Стоимость в руб/м* Затраты труда в чел.-день/м* Расход материалов на 1 ж* на заводе на строи- тельной площадке пол- ная на заводе на строи- тельной площадке пол- ная бетон в ж3 сталь в кг утеп- лите- ли в л» тяже- лый лег- кий 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 360 7,91 5,77 13,68 0,33 0,11 0,44 — 0,385 5 — 420 12,91 7,28 20,19 0,51 0,11 0,62 0,04 0,345 4,5 — 381 11,62 7,10 18,72 0,45 0,11 0,56 0,04 0,29 6 — 262 11,32 6,37 17,69 0,48 0,11 0,59 — 0,31 6,5 — 25
1 Номер схемы Тип Конструкция 1 2 3 5 6 7 Тип II Совмещенные крыши с вентилируемой щелевой воздушной прослойкой (монтаж за один раз) Из керамзитобетонных панелей с заполнением внутренних полостей эф- фективным утеплителем (керамзитобетон, у = = 1500 кг/л3, утепли- тель — минеральная ва- та, у = 150 кг]м3, толщи- ной 170 мм) Из двух железобетон- ных панелей с ребрами, обращенными внутрь, и утеплителем из фибро- лита толщиной 150 мм Из двух железобетон- ных панелей и утепли- телем из минеральной ваты, у =150 кг]м\ тол- щиной 100 мм 8 Тип III. Крыши раздельной конструкции с кровельными панелями и вентилируемой воздушной полостью (мон- таж за три-четыре раза) С верхней кровельной панелью, ребрами, обра- щенными вверх, без ру- лонного кровельного ковра, с вентилируемой воздушной полостью, утеплителем из керамзи- тового гравия и много- пустотным настилом Схема Толщина в мм 5 365—425 500—550 400—415 1260 Примечание. В качестве кровельного ковра принят трехслойный ковер из рубероида, 26
Продолжение табл. 1.5 Бес 1 Л* в кг Стоимость в руб./м* Затраты труда в чел.-день/м* Расход материалов на 1 м* на заводе на строи- тельной площадке пол- ная на заводе на строи- тельной площадке пол- ная бетон в м3 сталь в кг утеп- лите- ли в м3 тяже- лый лег- кий 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 266 10,4 6,16 16,56 0,38 0,11 0,49 0,11 — 5,8 0,17 312,5 12,1 6,8 18,9 0,29 0,11 0,4 0,11 0,093 7,2 0,15 233 9,32 5,88 15,2 0,43 0,11 0,54 0,11 0,08 8,2 0,1 642 в качес 9,26 :тве безр 7,27 'улонной кр< 16,53 эвли npi 0,29 вменена 0,19 окраска по; 0,48 шмерны 0,23 м состав ЮМ. 12,3 0,19 27
ректировкой стоимости материалов в связи с введением новых оптовых цен. Полная расчетно-сметная стоимость конструкции в здании Сп определена как сумма затрат на изготовление, транспортирование и монтаж с учетом заготовительно-склад- ских расходов, накладных расходов и плановых накоплений па формуле Сп = 1,196(1,02 (Ск + Ст + Ск + См)], где 1,196 — коэффициент накладных расходов и плановых на- коплений строительства; 1,02 — коэффициент, учитывающий заготовительно-склад- ские расходы строительства; Ск— расчетная стоимость изготовления одной конструк- ции; Ст— стоимость транспортирования; См— стоимость монтажа. Расчетная стоимость изготовления сборных железобетонных конструкций в рублях Ск определялась по формуле Ск = (Сб 4~ Сет + Си.а 4* Си.д + Сф) 1,144, где Сб — стоимость бетонной смеси; Сст—стоимость стали всех видов на изготовление арма- туры и закладных деталей; Си.а— стоимость изготовления арматуры; Си,д— стоимость изготовления стальных закладных дета- лей; С*—сумма затрат на формование и термообработку; 1,144 — коэффициент, учитывающий плановые накопления. Стоимость транспортирования сборных конструкций опреде- ляли по ценнику № 3, часть 1 «Автомобильные перевозки». Рас- стояние перевозки принято равным 15 км. Стоимость монтажа сборных конструкций определена по еди- ничным расценкам первого территориального района. Заготови- тельно-складские расходы приняты в размере 2% стоимости кон- струкций и материалов франко-строительная площадка. Из табл. 1.5 видно, что стоимость 1 м2 различных типов крыш колеблется в пределах 13—20 руб., а затраты труда — в преде- лах 0,4—0,62 чел.-день!м2. Минимальную стоимость имеет крыша из однослойных па- нелей, состоящих из ячеистых бетонов (схема 1). По затратам труда наиболее экономична совмещенная крыша из двух же- лезобетонных панелей с обращенными внутрь ребрами и утеп- лителем из фибролита (схема 6). Из табл. 1.5 видно, что керамзитобетонные панели более сложны в изготовлении, поэтому их стоимость на 9% и завод- ская трудоемкость на 26% выше, чем панелей из ячеистых бе- тонов. 28
Экономические расчеты показали, что продолжительность строительно-монтажных работ по устройству совмещенной кры- ши из двух железобетонных панелей с обращенными внутрь ребрами и утеплителем из фибролита сокращается примерное два раза по сравнению с крышей, имеющей отдельную кро- вельную панель. По весу, затратам труда на монтаж и изго- товление, полной себестоимости изготовления, а также по едино- временным затратам на оборудование эта крыша экономичнее, чем совмещенная крыша из двухслойных керамзитобетонных панелей, вентилируемых через осушающие каналы. Установлено, что замена теплоизоляции из стекловолокни- стых матов теплоизоляцией из заливного фенольного пенопла- ста марки ФЛ снижает себестоимость теплоизоляции в делена 1 р. 53 к. на 1 м2. Такими экономическими преимуществами крыши и удовлет- ворительной службой в эксплуатации объясняется широкое ее применение в Ленинграде. Экономическая оценка рациональности применения совме- щенной крыши с верхней кровельной панелью ребрами, обра- щенными вверх, без рулонного кровельного ковра (схема 8) показала, что безрулонная кровля для 60-квартирного дома се- рии 1-468-2 на 1574 руб. дешевле совмещенной крыши из двух- слойных панелей с рулонным кровельным ковром. Кроме того, трудовые затраты на устройство безрулонной крыши уменьша- ются на 109 чел.-дней по сравнению с устройством крыши с ру- лонным кровельным ковром. Все это подтверждает экономическую целесообразность при- менения крыш без рулонного кровельного ковра в условиях Сибири.
Глава вторая КРОВЛИ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ 1. ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ КОВЕР Основными гидроизоляционными материалами для кровель железобетонных крыш в настоящее время являются мягкие рулонные битумные материалы — рубероиды, наклеиваемые на нефтебитумных мастиках. Применение для этой цели дегтевых рулонных материалов в виде толя или толь-кожи на дегтевых мастиках в настоящее время сокращается. К битумным рулонным материалам относятся кровельные рубероиды следующих марок: а) рубероид кровельный с крупнозернистой посыпкой мар- ки РК-420; б) рубероид кровельный с чешуйчатой посыпкой марки РЧ-350; в) рубероид с мелкой минеральной посыпкой марки РМ-350; г) рубероид подкладочный марки РП-250. Все рубероиды изготовляются по ГОСТ 10923—64 и пред- ставляют собой картон, пропитанный нефтяным кровельным битумом, с последующим покрытием с обеих сторон тугоплав- ким нефтяным битумом с посыпкой. Безосновный материал — изол (ГОСТ 10296—62) предна- значен для нижних слоев кровельного ковра. Верхний слой кровельного ковра в этом случае делают из рубероида марки РК-420. Фольгоизол (ТУ 21-27-06-68) рекомендуется к применению в качестве верхнего слоя кровельного ковра плоских эксплуа- тируемых крыш. Фольгоизол вырабатывается Московским ру- бероидным заводом. Рубероид наклеивают на горячих кровельных мастиках, предварительно подогретых до температуры 180° С. Мастики приготовляются из кровельных битумов и содержат наполни- тель, применяемый в виде известнякового, доломитового, мело- вого порошков, трепела крупностью не более 1 мм, угольной пыли или асбеста. Влажность наполнителя при погружении его в котлы не должна превышать 3%. Для повышения био- стойкости гидроизоляционного ковра в мастику добавляют ан- тисептик (СНиП Ш-В. 12-69). Согласно ГОСТ 2889-67, имеют- ся следующие марки кровельных мастик (табл. II.1): 30
Таблица ПЛ Марка мастик Температуроустойчивость на уклоне 45е в град МБК-Г-55 55 МБК-Г-65 65 МБК-Г-75 75 МБ КТ-85 85 МБК-Г-100 100 При температуре +18° С мастики должны быть твердыми» однородными, без частиц наполнителя, не покрытых битумом. Рекомендуются следующие марки кровельных мастик в зави- симости от уклона кровли и района строительства (табл. II.2): Таблица П.2 Район строительства Уклон кровли в % гост 0 2.5 | 5 10 | 15 | 25 Севернее географиче- ской широты 50е для ев- ропейской части и 53° для азиатской части СССР Южнее этих районов МБК-Г-55 МБК-Г-65 МБК-Г-65 МБК-Г-75 МБК-Г-75 МБК-Г-85 2889—67 2889—67 Помимо горячих мастик при температурах воздуха выше + 5° С применяются в ограниченных размерах холодные при- клеивающие мастики. Холодные мастики изготовляются с ра- створителями (лигроин, керосин, соляровое масло). Применя- ется также в опытном порядке холодная мастика на гудрока- ме, продукте окисления нефтяного гудрона и каменноугольных дегтей. В табл. П.З даются показатели холодных мастик. Таблица П.З Мастика Состав Марка Температуро- устойчивость на уклоне 45е в град Время твер- дения в ч, не более Битумная Нефтебитум, разбави- тель, наполнитель, пла- стификатор МБК-Х-1 70 48 Гудрока- мовая Гудрокам, нефтеби- тум, разбавитель, напол- нитель МГ-Х-70 70 24 Использование холодных мастик допускается лишь при строгом техническом надзоре заводской лаборатории за соблю- дением рецептуры и способа применения. 31
ма б лиц а 11.4 Уклон в % Количество слоев, не менее От 0 до 2 5 » 2 > 5 4 » 5 » 7 3 Перед наклейкой рубероида на мастике поверхность цемент- ной стяжки покрывают грунтовкой, представляющей собой ра- створ битума в растворителе-бензине (15% битума и 85% бен- зина). Расход грунтовки на 1 м2 200 г. Стяжки под гидроизоляционный ковер выполняются цемент- ными и асфальтовыми. Цементные стяжки по жесткому утеп- лителю выполняются неармированными толщиной 20—25 мм из цемента марки 100. По мягкому утеплителю стяжка армируется сет- кой диаметром 4 мм, ячейкой 20X Х20 см, толщина ее принимается 40 мм. При влагоемких утеплите- лях цементную стяжку укладывают по слою рулонного материала. Устройство цементной стяжки в зимних условиях трудновыполнимо. Поэтому асфальтовые стяжки по- лучили применение при строитель- стве крыш в зимних условиях по плитным утеплителям. Для устройства стяжек применяется литой асфальт из смеси песка, битума и минерального наполнителя. Прочность асфальта на сжатие — не менее 8 кГ!см2 при температуре 50° С. Асфальт должен быть удобоукладываемым в горячем состоянии (при температуре 160—180°С). В то же время он не должен сползать на уклонах 45° при температуре в районе строительства в 2 раза большей наивысшей температуры воздуха летом в тени. Асфальтовая стяжка при рыхлом утеплителе армируется проволокой диаметром 2 мм. При всех видах утеплителя стяж- ка должна разрезаться на квадраты со стороной 4—5 м, с за- ливкой швов эластичной битумно-полимерной мастикой. По теплой асфальтовой стяжке можно клеить первый слой рубе- роида. При тщательном изготовлении панелей в заводских ус- ловиях с минимальными допусками и при условии точного их монтажа получается ровная и гладкая поверхность под гидро- изоляционный кровельный ковер без устройства стяжки. Это значительно уменьшает трудоемкость работы по устройству крыши. Рубероидный ковер в зависимости от уклона кровли дол- жен иметь следующее количество слоев (табл. II.4). При отсутствии бронированного рубероида можно приме- нять для покровного слоя рубероид с мелкозернистой посып- кой, покрытый мастикой слоем не менее 3 мм, в которую втап- ливают гравий крупностью 5—8 мм или крупный песок. В зимних условиях допускается наклейка лишь одного слоя рубероида, а остальные слои гидроизоляционного ковра на- клеивают летом. Карнизные свесы, места примыкания рулонного ковра к па- рапетам, выступам, сливам, деформационным швам необходи- 32
Рис. II.1. Стык кровельных панелей 1 — слои рулонного ковра; 2 — полоса стеклоткани шириной 100 мм, приклеенная к одной из пане- лей; 3 — заводская гидроизоляция; 4 — кровельная панель; 5 — заливка расширяющимся цементом; 6 — заливка битумом; 7 — гернитовый шнур; 8 — расшивка цементным раствором мо оклеивать двумя дополнительными слоями рубероида или двумя слоями стеклорубероида. Полотнища гидроизоляционного ковра располагают перпен- дикулярно направлению стока воды, укладывая их внахлестку с разбежкой стыков в смежных слоях. Величина нахлестки во всех слоях ковра должна быть не менее 100 мм. Рулонный ковер в местах примыканий к выступающим эле- ментам над кровлей должен плавно подниматься по наклон- ному борту или по вы- кружке на высоту не ме- нее чем на 150 мм в юж- ных районах (при сохра- нении снега не более 15 дней) и не менее чем на 300 мм в снежных районах. Край ковра в примыканиях к повышен- ным элементам крыши заводится в выдру, на- дежно закрепляется и за- щищается парапетными плитками. Стыки между панеля- ми заделывают цемент- ным раствором с про- кладкой теплоизоляционных материалов — пороизола, мине- ральной ваты и герметика — гернита или тиоколовой мастики (рис. II.1). Сверху стыки панелей оклеивают полосками стекло- ткани (приклеиваются только с одной стороны), а затем уже наклеивают остальные слои гидроизоляционного ковра. 2. ДЫШАЩИЙ КОВЕР Гидроизоляционный ковер находится в тяжелых условиях. Сверху он подвергается переменам температуры и влажности наружного воздуха, обледенению и перегреву поверхности кровли, обдуванию ветром. Снизу он воспринимает деформа- ции кровельных панелей и подвергается действию пара в под- кровельном слое. Применение перфорированных кровельных материалов и то- чечная приклейка ковра избавляют его от этих напряжений. Такая приклейка позволяет удалять водяной пар из-под кро- вельного ковра и тем самым исключает образование вздутий. Перфорация осуществляется путем устройства отверстий диаметром от 12 до 20 мм в шахматном порядке с шагом 8— 10 см. При этих данных общая площадь перфорации всей по- верхности крыши составляет около 1/2000. Применение перфорации и точечная приклейка сокращают расход приклеивающей мастики и уменьшают трудоемкость 33
работы по наклейке ковра. Наклейка ковра производится через 30—35 см, что вполне достаточно для сопротивления ковра от- сосу при сильном ветре. 3. РУЛОННЫЙ КОВЕР В 1967 г. промышленностью было освоено производство стеклорубероида (ТУ 21-27-02-68)—рулонного битумного ма- териала на основе стеклохолстов с эластичным битумом, в со- став которого вводится антисептик. В зависимости от назначе- ния стеклорубероид подразделяется на три марки: С-РК и С-РУ (для верхнего слоя кровельного ковра) и С-РМ (для нижних слоев кровельного ковра). Стеклорубероид состоит из пластифицированного битумно- го вяжущего и армирующей незагнивающей стекловолокнистой ткани. Кровельный материал на стекловолокнистой основе эласти- чен, биостоек, обладает незначительной способностью поглощать влагу, сохраняет способность к деформации (удлинению, изги- бу) до температуры —20° С. Способность его поглощать влагу незначительна (до 1%). Основа стеклорубероида—холст ВВК из водонерастворимых волокон нещелочного стекла. Новизна стеклорубероида состоит в использовании для про- питки стекловолокнистой основы пластифицированного битум- ного вяжущего. В качестве пластификатора применяется неф- тяной дистиллят в количестве 15—20% в северной полосе, 10% в средней полосе, 5—7% в южной полосе СССР. Применение стеклорубероида целесообразно также и пото- му, что его долговечная стекловолокнистая основа не содержит органических компонентов. Основные преимущества стеклорубероида перед известны- ми, выпускаемыми в СССР битуминозными гидроизоляционны- ми и кровельными материалами — биологическая стойкость и повышенная эластичность благодаря применению теплостой- кого битумного вяжущего. Эти качества вдвое или даже втрое повышают долговечность гидроизоляционного ковра. Стеклорубероид рекомендуется применять в качестве кро- вельного ковра в эксплуатируемых плоских крышах, а также в совмещенных неэксплуатируемых крышах.- В 1967 г. завод в Минеральных Водах освоил промышлен- ное производство этого материала, и в ближайшие годы он бу- дет выпускаться предприятиями. Можно считать, что целесообразной конструкцией кровель- ного ковра в неэксплуатируемых совмещенных крышах будет трехслойный ковер из двух нижних слоев стеклорубероида и верхнего слоя рубероида РК-420, защищенного гравийным сло- ем, втопленным в горячую нефтебитумную мастику. 34
4. БЕЗРУЛОННЫЕ КРОВЛИ Основное преимущество безрулонных кровель перед кров- лями из рулонных материалов — возможность комплексной ме- ханизации производственного процесса, сокращение трудоем- кости и стоимости в 1,5—2 раза. С 1953 г. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева в Ленинграде разра- батывает составы холодных асфальтовых мастик для устрой- ства безрулонных кровель на сборных железобетонных крышах. Исследования ВНИИГ не дали удовлетворительных резуль- татов при применении этих мастик в качестве постоянной кровли. В то же время было установлено, что в заводских ус- ловиях холодные асфальтовые мастики обладают способно- стью прочно сцепляться со свежеуложенным бетоном и твер- деть при совместной тепловлажностной обработке железобе- тонных кровельных панелей. Это дает возможность готовить на заводе безрулонные кровли, которые одновременно можно использовать в качестве предварительного гидроизоляционно- го слоя, защищающего панели от увлажнения при транспор- тировании и монтаже. Необходимо расширить и углубить исследования безрулон- ных кровель, чтобы достигнуть улучшения их конструкций и повышения трещиностойкости, а также добиться улучшения свойств мастик. Целесообразно развивать заводской способ устройства без- рулонных кровель по свежеотформованному бетону крупных панелей — по методу совместной термообработки в пропароч- ных камерах, и разрабатывать заводские механизированные способы устройства безрулонных кровель. 5. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОСТОЙКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА Чрезвычайно заманчив отказ от гидроизоляционного ков- ра на основе применения водостойкого железобетона. Для бетона высоких марок (600, 700) характерна повышен- ная морозостойкость и водоустойчивость. Получить бетон вы- соких марок можно лишь на основе использования высокока- чественного цемента таких же марок и при соответствующем подборе состава, плотности, жесткости бетона на чистом реч- ном песке, гранитном щебне, с малым расходом воды. В настоящее время цемент марки 600 выпускается во все увеличивающемся количестве. Это подсказывает возможность осуществлять экспериментальные кровельные панели из водо- стойкого железобетона. Примером практического применения водостойкого желе- зобетона могут служить железобетонные тюбинги метро, изго- товляемые на основе технических условий Минтрансстроя с при- менением вибрирования. Конструкция кровельных панелей может быть принята с разным профилем, но обязательно с возвы- 35
шающимся над поверхностью крыши стыком панелей (рис. II.2). Приведенная толщина бетона может достигать 4—5 см, а уклон кровли принимается 12—15%. Для повышения водостойкости железобетона применялось также покрытие его поверхности жидким стеклом, водостойки- ми красками, лаками. Однако этот способ положительных ре- зультатов также не дал. Например, выполненная в Ереване кровля с покрытием из этиленового лака и битума через 2 го- да эксплуатации покрылась сеткой трещин. Отсюда ясна необ- ходимость дальнейших исследований, направленных на улуч- шение рецептуры и способов нанесения гидроизоляционных красочных составов. Гидрофобизация бетона с добавлением в его состав церези- та, жидкого стекла, алюмината натрия не получила развития в связи с недостаточной надежностью во времени. В Москве в 1959 г. при строительстве домов Можайского въезда кровельные железобетонные панели из бетона марки 300 погружали на 12 ч в ванну с горячим битумом при темпера- туре 180° С. За это время глубина пропитки битума составила лишь около 1 см, и эффективных результатов это мероприятие не дало. Армоцемент с бетоном марки 400, с армированием двойны- ми сетками из высокопрочной проволоки диаметром 0,8— 1,2 мм, с шагом 8—12 мм применялся в Ленинграде в конст- 36
рукциях сводчатых покрытий рынка. Вскоре из-за появления на этих конструкциях многочисленных трещин пришлось накле- ить рулонный гидроизоляционный ковер. Торкретирование позволяет получить плотный, водостойкий бетон. Таким образом, изготовление кровельных панелей под давлением перспективно, особенно при применении водостой- кого расширяющегося цемента (ВРЦ). Целесообразно исследовать формы кровельных панелей, ра- ботающие преимущественно на сжатие, например сводчато-вол- нистые. Перспективно применение для этой цели также напря- женного армирования панелей, что повышает их плотность и улучшает гидроизоляционные качества. Для повышения долговечности гидроизоляционного ковра необходимо устройство защитного слоя. Он должен предохра- нять ковер от механических повреждений при ходьбе и произ- водстве ремонтных работ и хорошо защищать от атмосферных воздействий. В южных и юго-восточных районах СССР защит- ный слой необходим также для защиты от солнечной радиации, влияние которой особенно вредно для ковра, так как она вы- зывает старение рубероида и улетучивание компонентов биту- ма; ковер становится хрупким, ломким, на нем появляются тре- щины, он теряет эластичность и водостойкость. Благодаря за- щитному слою снижается перегрев кровли. Обычно для верхнего слоя рубероидного ковра применяет- ся бронированный рубероид с крупнозернистой посыпкой свет- лого тона, имеющей защитное назначение. Хорошим защитным слоем служит также гравий размером 5—8 мм, втопленный в горячую битумную мастику, нагретую до 180° С, с толщиной слоя 3 мм. '* Для южных районов, где кровля нагревается до 80—90° С, необходима дополнительная защита ковра. На капитальных зданиях такая защита устраивается из железобетонных или ке- рамических плиток, предохраняющих ковер от перегрева и разрушения. Хорошей защитой гидроизоляционного ковра служат полы эксплуатируемых плоских крыш, защищающие ковер от. вред- ных атмосферных воздействий. ’ 6. ПОЛЫ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПЛОСКИХ КРЫШ Эксплуатируемые железобетонные плоские крыши долж- ны иметь ровный, горизонтальный и удобный для эксплуата- ции пол. Такие полы могут быть устроены на дренирующем слое или на отдельных опорах. Дренирующий слой из гравия служит для отвода воды к во- доспускам; он препятствует отслоению краев верхнего слоя ру- бероидного ковра, прижимая его к основанию. Гравий приме- няется размером 5—15 мм, слоем 50—80 мм. По нему уклады- 37
вают железобетонные плиты размером 40X40 см, толщиной 4—5 см, облицованные морозостойкими керамическими плит- ками (рис. П.З,а). Размер плит 40x40 или 50 X 50 см наиболее удобен, так как более мелкие плиты при нажиме ногой на край легко выворачи- ваются, а плиты больших размеров тяжелы и неудобны при руч- ной укладке. Дренирующий слой следует выполнять из чистого, промыто- го и отсортированного гравия, не допуская применения песка, Рис. П.З. Защитные слои эксплуатируемых крыш я — на дренирующем слое; б — на отдельных опорах; 1 — керамические плитки; 2 — железобетонные плиты; 3 — дренирующий слой; 4 — гидроизоляционный ковер; 5 — несущая конструкция крыши; 6 — водосточная воронка; 7 — отдельные опоры тем более заиленного, замусоренного или с глинистыми фрак- циями. Определенным недостатком крыш такого типа является за- иливание дренирующего слоя, присутствие в нем застойной воды, с последующим понижением гидроизоляционных качеств ковра. Заиленный дренирующий слой начинает плохо про- пускать воду, она замерзает, многократно оттаивает, и ковер разрушается. В данных условиях особенно целесообразно при- менение стеклорубероида. Другой вид полов эксплуатируемой крыши — полы на отдель- ных опорах. Они выполняются из железобетонных плиток или решетчатых деревянных щитов на железобетонных или на кирпичных опорах. При этом отпадает необходимость в устрой- стве дренирующего слоя (рис. П.З,б). Размеры железобетонных плит могут быть увеличены до 80—90 см. 38
Приемные решетки воронок внутренних водостоков устраи- вают в уровне кровельного ковра. Полы в эксплуатируемых плоских крышах служат защитой ковра от механических повреждений и от перегрева. Значение эксплуатируемых крыш трудно переоценить с точ- ки зрения климатотерапии для детей и лиц пожилого возраста. Их наличие в санаторных, учебных зданиях, профилакториях и других учреждениях совершенно необходимо. Защита людей от инсоляции, сильного ветра и резких колебаний температуры до- стигается на таких крышах простейшими средствами, поэтому применение у нас эксплуатируемых крыш из года в год воз- растает. 7. ВОДОНАПОЛНЕННЫЕ КРЫШИ Водонаполненные крыши-ванны имеют большое значение в южных районах страны: они предохраняют от перегрева поме- щения верхнего этажа здания. Помимо этого кровельный ковер находится на таких крышах в постоянных условиях, под сло- ем воды и не подвергается воздействию солнечной радиа- ции, что значительно повыша- ет долговечность ковра при устройстве его из кровельного толя. Горизонтальность крыши затрудняет вытекание и спол- зание мастики, на которой на- клеивается ковер. Толщина слоя воды в зави- симости от требований солнце- защиты кровли составляет от 3 до 10 см. По внешнему периметру крыши устраивают защитный борт, высота которого на 10 еле должна превышать уровень воды (рис. II.4). Защитный Рис. II.4. Деталь борта водонаполнен- ной совмещенной крыши 1 — расчетный уровень воды; 2 — защитный слой из гравия, втопленного в мастику; 3 — дополнительный слой гидроизоляции; 4 — гидроизоляционный ковер; 5 — тепло- изоляция; 6 — пароизоляция; 7 — железо- бетонная панель; 8 — сборные детали из легкого бетона; 9 — сборные железобетон- ные плиты на гидроизоляционной мастике борт должен иметь страховоч- ные выпуски шириной 25—30 см, отметка которых должна быть на 30—40 мм выше проектного уровня воды, определяемого верхом переливного патрубка в воронке водостока. Наклейку ковра надо вести весьма тщательно, с нахлестом слоев не менее 15—20 см. Примыкания к бортам оклеиваются дополнительно двумя слоями ковра на -стеклоткани, так же как и в местах установки водосточных воронок и примыканий к вер- тикальным плоскостям. 39
Поверхность ковра должна иметь защитный двойной слой толщиной 20—25 мм из мелкого гравия крупностью 5—15 мм, втопленного в горячую мастику. 8. ДЕТАЛИ КРЫШ 1 — панель покрытия; 2 — заделка герметиком; 3 — теплоизоляция; 4 — полоса рулонного мате- риала. приклеенного с одной стороны; 5 — гид- роизоляционный ковер Стыки кровельных панелей. Во время эксплуатации стыки кровельных панелей раскрываются при понижении наружной температуры, а также из-за прогиба панелей под нагрузкой. Осо- бенно сильно эти деформации «сказываются в легкобетонных па- нелях, где раскрытие стыков может достигать суммарно 3—4 мм. Кровельный ковер, прочно склеиваемый с панелями, над стыками рвется и протека- ет. Поэтому решение стыка должно учиты- вать это положение, и, кроме того, стык должен быть выполнен герметичным, паро- водонепроницаемым. В настоящее время основными материа- лами для гидроизоляции стыков являются тиоколовая мастика марки У-35м и про- кладки из гернита. Тиоколовая мастика изготовляется на основе синтетического каучука, и ее консистенция может быть из- менена путем введения растворителя, на- пример ацетона. Прокладки из гернита — пористый, эла- стичный, материал, изготовляемый из по- лихлоропренового каучука; выполняются они круглыми и овальными. При введении в стыки гернит обжи- мается до 40—50% его первоначального объема. Возникающая опасность разрыва приклеенного к панели рубероидного ковра определяется небольшой величиной возможного удлинения ру- бероида при низких температурах. Для ликвидации этой опас- ности стыки между кровельными панелями следует перекрывать, как правило, двумя полосами рулонного материала. Нижняя полоса шириной 150—200 мм укладывается насухо и выполняет роль компенсатора, увеличивающего базу возмож- ного удлинения кровельного ковра при деформациях стяжки или панелей от колебаний температуры наружного воздуха. Верхняя полоса шириной 300—350 мм наклеивается на нижнюю полосу с нахлесткой по обеим сторонам шва на 75 мм. Аналогично следует решать стыки между кровельными пане- лями в коньке и ендове, а также стыки между плитами карниза и торцами панелей. На рис. II.5 показано решение стыка при легкобетонных кровельных панелях. Коньковые узлы принципиально не отличаются от обычного стыка кровельных панелей и решаются с простейшими компен- саторами из кровельной стали или рулонного материала. Часто 40
этот узел используется как вытяжной канал вентилируемых сов- мещенных крыш. Карнизы и борты. Крыши с наружными водостоками имеют наружные карнизы для стока воды. Наружные водостоки устра- иваются организованными с отводом воды по лоткам и трубам или свободными неорганизованными, с непосредственным стоком по карнизу. Уман й S Рис. П.6. Карнизы при наружном водостоке а — консольный выпуск кровельной панели; б — консольный выпуск па- нели покрытия; / — гидроизоляционный ковер; 2 — кровельная панель; 3 — теплоизоляция; 4 — многопустотный настил; 5 — панель покрытия с вентилирующими каналами; 6 — ограждение; 7 — пароизоляция Решение консольных карнизов, заделываемых в стены и не связанных с панелями перекрытий, себя не оправдало в связи с промерзанием заделок и трудоемкостью добавочных работ. Оказалось малоцелесообразным и устройство порога карниза с изломом ската кровли для увеличения уклона, что влечет за собой усиление обледенения и скопление снега на пороге. Лучшим решением надо считать кон- сольный выпуск кровельной или комп- лексной панели за плоскость наружной стены крыши (рис. II.6). При свободном стоке воды вылет Рис. П.7. Карниз при внутреннем водостоке / — гидроизоляционный ковер; 2 — выдренный ка- мень; 3 — фартук из оцинкованной стали; 4 — за- делка гернитом и тиоколовой мастикой; 5 — борто- вой камень 41
Рис. 11.8. Примыкание к вертикальной плоскости 1а — с выдренным камнем; б — с железобетонной плиткой; /—панель покрытия; 2 — гидроизоляционный ковер; 3 — теплоизоляция; 4 — за- » делка гидроизоляционного ковра; 5 — карнизная плитка; 6 — два до- слоя ковра; 7 —фартук из оцинкованной стали; наклейки ковра; 9 — гернитовый шнур и тиоколовая мастика; 10 — выдренный камень карниза должен быть не менее 60 см, а при организованном стоке он может быть меньшим, с устройством сборного желе- зобетонного подвесного жело- ба с трубами. Крыши с внут- ренними водостоками имеют наружные борта, и вода с них удаляется в водосточные стоя- ки внутреннего водостока. При кровле с внутренними водостоками по наружным сте- нам ные укладывают железобетон- бортовые плиты, под ко- Рис. лексного П.9. Установка комп- сантехнического блока / — железобетонная плитка; 2 — минеральный войлок; 3 — желе- зобетонный комплексный блок; 4 — гернитовый шнур и тиоко- ловая мастика; 5 — панель кры- ши; 6 — вентиляционная панель; 7 — выдренный камень 220у> -190 42
Рис. 11.10. Сопряжение ка- нализационного стояка с крышей 1 — защитный слой; 2 — гидро- изоляционный ковер; 3 — панель крыши; 4 — стальной конус; 5 — наклейка по конусу двух дополнительных слоев гидроизо- ляционного ковра; 6 — защит- ный колпак из оцинкованной стали; 7 — стальной хомут на резине; 8 — канализационный стояк торые (по плавной выкружке) заводят гидроизоляционный ко- вер. Бортовые плиты выполняются из плотного морозостойкого бетона марки 400 кг/см2\ они свариваются между собой, а швы между плитами расчеканиваются цементом ВРЦ — водонепро- ницаемым расширяющимся цементом (рис. II.7). Другим реше- нием является применение в этом случае и специального борто- вого выдренного камня. При наружных водостоках стойки ограждения во избежание нарушения сплошности гидроизоляционного ковра крепятся к стенам либо (что весьма целесообразно) звенья оградительной решетки крепятся к бетонным блокам размером 50x50x20 cjw, укладываемым сверху на ковер. На крышах с внутренним водостоком, где есть ограждающий борт высотой не менее 35—40 см, добавочных ограждений не требуется. Примыкания к вентиляционным блокам и различным над- стройкам. Сопряжение гидроизоляционного ковра с вертикаль- ными плоскостями, которые пересекают крышу и возвышаются над ней, осуществляется по плавным выкружкам, выполняемым Рис. II.I1. Темпе- ратурно-осадоч- ный шов / — выдренный ка- мень: 2 — компенса- торы из оцинкован- ной стали (верхний компенсатор —• с фар- туком); 3 — пакля, пропитанная биту- мом; 4 — гернитовый шнур на тиоколовой мастике; 5 — утепли- тель; 6 — железобе- тонная плитка 43
при укладке стяжки. На борт, имеющий выкружку, наклеивают два дополнительных слоя гидроизоляции, не считая основного ковра. Край ковра надо защитить и надежно зажать. Для этой цели применяется зажимная железобетонная плитка или спе- циальный выдренный бетонный камень (рис. II.8). Такие камни изготовляются в Москве, Ленинграде, Киеве в достаточном ко- личестве. Размещение на крыше антенн и вытяжных канализационных стояков. Обычное крепление антенн и вытяжных стояков на крышах неприменимо при кровельном ковре, в котором прихо- дится пробивать для этой цели отверстия. Гидроизоляция стоек и вытяжных стояков на сопряжениях с кровлей оклейкой рубе- роидом и битумной мастикой эффекта не дает. Чем больше от- верстий в ковре, тем вероятнее протекание или повреждение кровли в этих местах. Весьма рационально применение комплексных кровельных блоков, в которых предусмотрены вентиляционные шахты, шах- ты мусоропровода и отверстия для стоек антенн. Комплексный блок устанавливают на крыше до наклейки гидроизоляционного ковра. Ковер наклеивают на наклонные грани нижней части блока и край его заводят в выдренный ка- мень, заделывают гернитовым шнуром и тиоколовой мастикой (рис. II.9). Сопряжение канализационного стояка с крышей можно вы- Рис. 11.12. Выход на крышу 1 — шарнирное крепление; 2 — откидной крюк полнить с применением ко- нуса из кровельной оцинко- ванной стали, оклеенного затем двумя дополнитель- ными слоями рулонного ма- териала (рис. 11.10). Деформационные швы. Температурно-осадочные швы здания должны разре- зать все слои кровельного нокрытия и обеспечить воз- можность независимых де- формаций одной части по- крытия относительно дру- гой. Для этого кровельный ковер прерывается и накле- ивается на два выдренных камня на обе стороны шва. Сверху и снизу ставят ком- пенсаторы из оцинкованной стали и укладывают желе- зобетонную плиту (рис. 11.11). Выходы на крышу. Вы-
ход на железобетонную крышу осуществляется че- рез лазы или специальные блоки выходов на крышу. В этом случае возможно для верхнего марша лестницы выхода приме- нить стальную стремянку. Стремянка делается откидной на шарнирах к стене, что удобнее (рис. 11.12). При эксплуатируемых крышах выходы на них должны быть удобными для пользования; обычно марши основной лестничной клетки удовлетворяют этому требованию. На крышу дома долж- ны иметься два выхода, и лишь для домов высотой не более пяти этажей, при неэксплуатируемой крыше, одним из двух выходов на нее может служить наружная пожарная лестница. Выходная площадка и порог выходной на крышу двери долж- ны быть на 15—18 см выше отметки верха крыши. * * * Детали водоудаления — водостоки будут подробно описаны в третьей главе. В различных конструкциях крыш эти детали носят характер, специфический для данного рода крыш, но вез- де сохраняются описанные выше принципы конструирования. Сюда относятся герметичность и надежная гидроизоляция сты- ков, хорошая теплоизоляция деталей, учет заводского изготов- ления элементов и технологичность выполнения работ на объек- те. Особо следует указать на обязательность заводского выпус- ка выдренных камней, водосточных воронок и других деталей, без которых нельзя выполнить доброкачественную, современ- ную и долговечную крышу.
Глава третья УДАЛЕНИЕ ВОДЫ С КРЫШ Удаление талых и дождевых вод с железобетонных крыш — задача, решаемая для каждого здания в зависимости от климати- ческих условий и конструкции крыши. 1. ТАЯНИЕ СНЕГОВОГО ПОКРОВА Снег на кровле является добавочным утеплителем, и поэтому общее сопротивление теплопередаче кровли со снегом больше, чем без него. При увеличении толщины слоя снега нулевая темпе- ратура будет придвигаться ближе к поверхности кровли. При не- которой толщине слоя снега нулевая температура будет на по- верхности кровли и в талой воде. Дальнейшее повышение темпе- ратуры поверхности кровли произойти не может, так как снег начнет таять. Талая вода удаляется в водостоки, а частично стремится впи- таться в верхние слои снега, но, встречая там температуру ниже 0°, замерзает, превращаясь в лед, который снизу продолжает подтаивать вместе с находящимся на нем снегом. Обозначая минимальную толщину снега на кровле, при кото- рой начинается таяние, %, коэффициент теплопроводности его Хсн , получаем общее сопротивление теплопередаче кровли со снегом: Яо = *о + ?-. (HL 1) лсн где 7?о — сопротивление общей теплопередаче кровли без снега. По формуле (IV.9) определяется температура поверхности кровли под снегом, равная 0° — из условия таяния снега. Тогда: «о откуда X = (Я, - «„) - R. ] К», (Ш.2) где/?н —сопротивление теплоотдаче наружной поверхности. 46
Отсюда видим, что минимальная толщина снега на кровле, при которой начнется его таяние, зависит от температур внутрен- него и наружного воздуха /в и ZH, от сопротивления общей тепло- передаче кровли Ro и от коэффициента теплопроводности снега Хсн =0,20, а для снега, уплотненного или начавшего таять, Хси ® = 0,50. Тепловые характеристики снега и льда следующие (табл. III.1): Таблица III.1 Тепловые характеристики снега и льда Наименование Удельное термическое сопротивле- ние R Коэффициент теплопровод- ности Z. Объемный вес у Удельная теплоем- кость S Лед 0,5 2 900 0,5 Снег, неуплотненный и не подвергнувшийся тая- нию 5 0,2 300 0,5 Снег, начавший таять или уплотняться . . . 2 0,5 500 0,5 Значения величины % при температуре внутри помещения 4 =18° С в зависимости от температуры наружного воздуха tH и при различных значениях Ro даны на рис. II 1.1. Здесь графики построены при Хсн=0,2 и Хсн=0,5. Оба графика показывают, что при понижении температуры наружного воздуха tn, а также, по мере увеличения 7?0 кровли минимальная толщина снега уве- личивается. В зимнее время при низких наружных температурах снег ложится сухим, рыхлым слоем и расчет ведется в этом случае по графику рис. III.1, а при Хсн=0,2. В конце зимы и весной тем- пература наружного воздуха колеблется в течение суток, снег подтаивает и подмерзает не только снизу, но и сверху, уплот- няется и увлажняется, и тогда расчет ведется по графику рис. III.1,6 при Хсн = 0,5. Оба графика показывают, что при R=2 таяние рыхлого снега происходит обычно при температуре выше —15° С и лишь при толщине снежного покрова свыше 20 см подтаивание снега может происходить при более низких температурах. ; Таким образом, если на кровле толщина снега превышает или равна %, то начинается подтаивание снега и на кровле появ- ляется под снегом талая вода. О вероятности таяния снега на совмещенных крышах в неко- торых характерных географических пунктах СССР можно ори- ентироваться по метеорологическим данным, которые были вы- числены по Москве за 15 лет (1947—1961 гг.), по Кишиневу за 9 лет (1947—1955 гг.), по Свердловску за 14 лет (1945—1958 гг.) и по Иркутску за 11 лет (1949—1959 гг.). 47
слоя снега, х 8 см Толщина, слоя снега х 8 см О ~5 -ю ~15 -20 -25 -30 -35 -40 Температура наружного воздуха t„ в град Рис. Ш.1. Графики начала таяния снега а — при рыхлом снеге; б — при уплотненном снеге 48
Согласно этим данным в зависимости от климатических усло- вий среднесуточные температуры наружного воздуха между О и —10° С наблюдаются за зиму в течение следующего числа су- ток: в Москве — 89, Кишиневе — 61, Свердловске — 75, Иркут- ске — 63. Таким образом, на совмещенных крышах в перечисленных географических пунктах зимой весьма часто складываются тем- пературные условия, при которых происходит подтаивание све- жевыпавшего снега. С увеличением толщины слоя снега его под- таивание должно происходить еще чаще. Талая вода по уклонам кровли удаляется в наружные или внутренние водостоки. 2. НАРУЖНЫЕ ВОДОСТОКИ Наружные водостоки могут быть организованными — с устройством надстенных или подвесных желобов и наружных водосточных труб и неорганизованными — по наружным кар- низным свесам. Крыши с наружными водостоками до настоящего времени имеют значительное распространение. Это объясняется прежде всего тем, что они могут быть выполнены независимо от наличия сети ливневой канализации, некоторым удешевлением по срав- нению с внутренним отводом воды и особенно традиционностью и привычностью их выполнения. Наружные водостоки — допустимое решение при строитель- стве двух-четырехэтажных зданий в южных районах страны. В северных районах недостатком крыш с наружными водостока- ми является обледенение свесов, водостоков, вызывающее не- обходимость их частого ремонта и замены. Кроме того, такие крыши надо периодически очищать от снега. В зимних условиях при наличии снегового покрова на совме- щенных крышах часто имеется талая вода. Стекая в более хо- лодную зиму над карнизом, она замерзает и образует ледяные пороги, наледи на свесах крыши и ледяные пробки в водосточ- ных трубах. Эти же явления усугубляются при кратковременных оттепелях, поскольку таяние снега на крыше при этом усилива- ется, а температура в зоне у наружных стен еще остается отри- цательной, что разрушает крышу. Ледяные пороги удаляют металлическими лопатами, что ве- дет к порче крыши, карнизов и фасадов здания, увеличивает эксплуатационные расходы. Стальные наружные водосточные трубы быстро подвергаются коррозии и деформируются под влиянием расширения воды при замерзании и образования ле- дяных пробок. Для борьбы с обледенением целесообразен метод размыва- ния ледяных порогов и пробок струей горячей воды температу- рой + 50—60° С из водоснабжения дома. Этот метод дешев, не по- 49
вреждает поверхности кровли, но требует соответствующей орга- низации работы. Возможно также применение электрообогрева. Меры борьбы с обледенением и коррозией в местностях с су- ровым климатом, по существу, не разработаны. Все еще широко распространенный в практике строительства организованный отвод воды по наружным водостокам с настенными или подвес- ными желобами из оцинкованной стали при рулонном гидроизо- ляционном ковре сложен, трудоемок и ненадежен в эксплуата- ции. Система водоотводящих устройств из кровельной стали в средней и северной полосе Союза недолговечна и требует за- мены через короткое время. Неорганизованные наружные водостоки по наружным кар- низным свесам не имеют водосточных желобов и труб, но кар- низная зона у них также подвержена обледенению и последую- щей порче с частыми ремонтами. Стены домов намокают, балко- ны и входы в дом заливаются стекающей водой. При такой системе водоотвода крышам с нулевым или малым уклоном присущи все недостатки наружного организованного отвода воды. Опыт строительства пятиэтажных домов с неорга- низованными водостоками в кварталах Фили — Мазилове, Хо- рошево—Мневники в Москве убедительно доказал это. Требует дальнейшей экспериментальной проверки и приме- нение крыш-столов, т. е. горизонтальных крыш с нулевым укло- ном с наружными водостоками. Наблюдения показали, что на таких крышах большая часть снега сдувается ветром, и талых вод образуется немного. Плоскость кровли здесь должна быть выполнена тщательно, без обратных уклонов, с учетом прогиба кровельных панелей. 3. ВНУТРЕННИЕ ВОДОСТОКИ Удаление воды с крыш при помощи внутренних водосто- ков— решение, наиболее целесообразное, пригодное для всех типов конструкций железобетонных крыш жилых и обществен- ных зданий почти во всех районах Советского Союза. При кры- шах с внутренними водостоками создаются хорошие условия для удаления дождевой и талой воды в северных и южных рай- онах. Водостоки проходят через теплые помещения, и в них соз- дается постоянное движение теплого воздуха кверху.' Поэтому, несмотря на низкие отрицательные температуры наружного воз- духа, при внутренних водостоках всегда обеспечивается таяние льда и снега у воронки и отвод через нее талых вод. Совмещенные крыши с внутренними водостоками — весьма ответственная конструкция; при их выполнении должно быть обеспечено высокое качество работ и применяемых материалов. Отсутствием чердачного пространства определяются повы- шенные требования к гидроизоляции сопряжения водосточной воронки с покрытием. 50
Профиль крыши. Поперечные уклоны кровли направлены к оси здания, по которой располагаются водосточные воронки. Между воронками образуются треугольные наклонные скаты кровли, называемые конвертами, направляющие воду непосред- ственно в воронки. При малом поперечном уклоне кровли с внутренними водо- стоками решение водоспуска в виде конвертов может привести к его чрезмерному увеличению в размерах и повышению трудо- емкости устройства кровли. Поэтому решение водоспуска в ви- де сборного желоба-лотка с небольшим (1—1,5%) уклоном или нулевым уклоном может явиться более экономичным решением. Кровля с внутренними во- достоками имеет обычно дву- сторонний уклон к централь- ной оси здания от 1,5 до 3%. При сплошных панелях кры- ши чем меньше уклон, тем меньше расход материалов при горизонтальном потолке. Если нужно, воронки можно расположить не по оси здания, а ближе к одной из продоль- Рис. II 1.2. Схемы внутренних во- достоков а — конверты; б — желоба ных стен. При односкатной кровле конверт устраивают вдоль продоль- ной стены. Решение односкатной кровли хуже, так как увеличи- вается высота парапета на высокой стороне кровли, увеличива- ется выравнивающий слой и усложняется устройство кровли. План кровли с внутренними водостоками, а также попереч- ные сечения по конвертам и желобам показаны на рис. Ш.2. Водосточные воронки. Системы внутренних водостоков со- стоят из водосточных воронок, стояков, отводных (подвесных или подпольных) трубопроводов и выпусков. На крышах жилых зданий водосточные воронки размеща- ются обычно по одной на каждую секцию, с уста- новкой их по продоль- ной оси здания, но не менее двух воронок на здание. Максимальная пло- щадь водосбора на од- ну водосточную воронку не должна превышать величин, указанных в табл. III.2. Таблица III.2 Максимально допускаемые площади водосбора в м2 на одну водосточную воронку Тип крыши Площадь водо- сбора в ж* на одну воронку Скатная ...... Горизонтальная . . . Горизонтальная, за- полненная водой . . . 800 1200 1000 51
Наибольшая длина пути движения воды к водосточной во- ронке на горизонтальной крыше не должна превышать 30 м. Для скатных крыш расстояние между воронками в ендовах не должно превышать 48 м. Рекомендуется на каждую воронку иметь свой отдельный стояк, в крайнем случае на один стояк иметь не более двух во- ронок, располагая их симметрично по отношению к стояку. Рис. II 1.3. Водосточная ворон- ка Моспроекта / — приемная решетка; 2 — прижим- ное кольцо; 3 — патрубок воронки; 4 — хомут; 5 — зажимное кольцо сальника; 6 — чаша сальника; 7 — резиновая прокладка; 8 — чеканка; 9 — уплотнение Ф250 Рис. III.4. Водосточная воронка Вр7м для жилых зданий / — сливной патрубок; 2— приемная решетка; 3 — колпак; 4 — глухая гайка для крепления решетки; 5 — патрубок из асбестоцементной трубы для совмещенных крыш; 6 — фланец; 7 — прижимное кольцо Нельзя присоединять к одному стояку или общему подвесному трубопроводу воронки, расположенные на разных уровнях. Важнейший элемент внутреннего водостока — водосточная воронка и узел ее сопряжения с крышей. Водоприемник — чугунный, состоит из воронки с патрубком и решетки. Патрубок -служит для присоединения воронки к стоя- ку. Воронка соединяется с кровельным ковром и имеет приемную решетку, предохраняющую стояк от засорения. Воронки внутренних водостоков работают круглогодично. Талая вода в зимнее время всегда свободно удаляется с крыши по внутренним водостокам. Обычно слой снега на такой крыше 52
не превышает 10—15 см. Например, на кровлях корпусов в квар- тале 60 Фили — Мазилово в Москве за восемь лет эксплуатации очистка снега с кровель не производилась. Сопряжение водосточной воронки с конструкцией совмещен- ной крыши — весьма ответственный узел. Воронка должна быть расположена на 2—3 см ниже поверхности кровельного ковра для образования водоприемной чаши диаметром около 80 см и должна герметично соединяться с гидро- изоляционным ковром. В настоящее время есть несколько типов водоприемников. Боль- шое распространение за последние годы по- лучила водосточная воронка конструкции института Моспроект. Она предназначена для совмещенных не- эксплуатируемых крыш жилых зданий и со- стоит из приемного колпака, прижимного кольца и чаши ворон- ки с патрубком диа- метром 100 мм (рис. ТП.З). Глухая крышка воронки способствует улучшению ее тепло- технических качеств, препятствуя обмерза- нию приемных отвер- стий воронки, благода- ря распределению по Рис. II 1.5. Водосточная воронка Вр8 для во- донаполненных кровель / — колпак; 2 — приемная решетка; 3 — регули- рующий патрубок; 4 — глухая гайка; 5 — прижим- ное кольцо; 6 — хомут; 7 — сливной патрубок периметру решетки теплого воздуха, поступающего из водосточного стояка. В НИИСантехники разработаны усовершенствованные кон- струкции водосточных воронок, которые следует принимать со- гласно указаниям СН 264-63 в зависимости от назначения зда- ния и конструкции кровли. Для жилых зданий с плоской неэксплуатируемой крышей ре- комендуется применять воронки типа Вр7м с условным прохо- дом патрубка 80 мм (рис. III.4). Для общественных зданий с горизонтальной и скатной кров- лей рекомендуется применять воронки типа Вр9, аналогичные воронкам Вр7м, с условным проходом патрубка 100 м. Для зда- ний с плоской заполняемой водой крышей применяются воронки типа Вр8 (рис. III.5). Эта воронка предназначается для отвода 53
воды и поддержания заданного уровня воды, охлаждающей кровлю в летнее время. При крышах-ваннах, заливаемых водой слоем 5—15 см, в чашах водоприемных воронок устанавливают переливные патрубки, с помощью которых регулируется уровень воды на крыше. Вода на отсеки кровли подается от водопровод- ной сети. Переливные патрубки устанавливают только на летний период, когда требуется охлаждение крыши, особенно в районах с жарким, сухим климатом. Для спуска воды переливные пат- рубки вынимаются из воронок. На эксплуатируемых крышах следует устанавливать воронку с плоской решетчатой крышкой, в которой за основу принята воронка Вр7м. Установка внутренних решеток в патрубках уменьшает пропускную способность воронки и потому не реко- мендуется. Водосточные воронки должны допускать периодическую очистку и защищать стояки от засорения. Соединение воронки с покрытием должно быть водонепроницаемым и обеспечить плотное соединение гидроизоляционного ковра с чашей воронки и колпаком. В этом месте ковер снизу должен иметь дополни- тельный слой из стеклоткани, пропитанной битумом. Для гидро- изоляции следует применять резинобитумную мастику «изол». Воронку внутреннего водостока подвижно соединяют со стоя- ком при помощи сальникового компенсатора для восприятия и погашения температурных и осадочных деформаций стояка. При присоединении водосточных воронок к отводным подвесным трубопроводам применения компенсационных раструбов не тре- буется. Стояки. При высоте стояков менее 12 м допускается приме- нение чугунных канализационных или пластмассовых труб. При высоте стояков более 12 м нужно применять только водонапор- ные чугунные или полиэтиленовые трубы. В пределах каждого этажа в основании стояков, а также в местах их присоединения к ливневой канализации или к открытым выпускам устанавли- вают ревизии. Ревизии ставят также при наличии отступов в стояках — над ними. Водосточные стояки целесообразно сопрягать с водосточны- ми воронками вертикально, избегая отводных труб и поворотов. Во избежание появления конденсата на наружной поверхно- сти водосточных стояков, проходящих через теплые помещения, в верхнем этаже они должны быть тщательно утеплены. В пре- делах холодных чердаков стояки обязательно утепляются. Раз- мещать водосточные воронки и стояки в толще или у наружных стен нельзя: возможно их промерзание. Водосточные стояки нельзя замоноличивать в стеновых пане- лях жилых и общественных зданий; их надо прокладывать от- крыто у стен или перегородок с обязательным устройством у ре- визий открывающихся дверок. В жилых зданиях прокладка водосточных стояков у стен 54
жилых комнат не допускается. Их следует располагать в лест- ничных клетках у стен, не смежных с жилыми комнатами. В общественных зданиях прокладку водосточных стояков следует предусматривать в коридорах, лестничных клетках, под- собных помещениях. Отводы. Отводные трубопроводы могут быть подвесными — для подключения водосточных воронок, и подпольными — для отвода воды от стояков. Подвесные линии выполняют из чугун- ных и пластмассовых канализационных труб. Подпольные тру- бопроводы выполняются, в зависимости от конструкции водо- сточных систем и высоты здания, из чугунных, асбестоцементных напорных или из полиэтиленовых труб. Устройство подвесных линий для водосточных воронок вооб- ще нежелательно: гораздо предпочтительнее непосредственное присоединение водосточной воронки к стояку. При необходимо- сти устройства подвесных линий прокладка их ведется на черда- ке или в лестничных клетках с длиной отводов не более 6—8 м и уклоне не менее 6—8%. На отводе обязательно ставится ре- визия. Отводные подпольные линии для подключения стояков мож- но прокладывать под полом на расстоянии не менее 0,1 м от низа перекрытия до верха трубы, в подвалах. На подпольных линиях назначается минимальный уклон — 0,005 при диаметре труб 125 м и более и 0,008 при трубах диаметром 100 мм и менее. На подпольных трубопроводах надлежит предусматривать установку ревизий на прямолинейных участках на расстоянии не более 20—25 м, а также в местах изменения направления бо- лее чем на 15°. Для обслуживания ревизий на трубопроводах в полу подвала следует предусматривать устройство ревизион- ных колодцев. Ревизии и прочистки устанавливают в местах, удобных для их обслуживания. Выпуски. Наибольшую длину выпуска от стояка или про- чистки до оси смотрового колодца принимают для труб диамет- ром до 100 мм— 15 м, а для труб диаметром 150 мм и более — 20 м. При пересечении выпуском фундамента здания или стен подвала в них предусматривают проемы. Расстояние от верха трубы до верха проема должно быть не менее 0,15 м. При рас- положении уровня грунтовых вод выше выпуска пересечение вы- пуском стены подвала следует предусматривать в гильзе с саль- никовой набивкой. Выпуск и отвод воды из систем внутренних водостоков надо осуществлять в наружные сети дождевой или общесплавной ка- нализации. Постоянный отвод воды в системе производственной или хозяйственно-бытовой канализации, как правило, не допу- скается. До последнего времени применение водостоков лимитирова- лось наличием городских ливнестоков: для устройства кровли здания необходимо было, чтобы к этому времени городской 55
ливнесток функционировал. Часто ливнестоки в районе строи- тельства отсутствовали или вводились в эксплуатацию несвое- временно, поэтому внутренние водостоки для зданий в этих районах применять не удавалось. Строительство квартальных сетей ливнестоков удорожает общую стоимость жилищного строительства. Поэтому большин- ство городских кварталов ливнестоками не располагает. Рис. Ш.6. Разрез по открытому выпуску водостока с круглогодичным вы- бросом воды наружу / — труба стояка, d=100; 2 —муфта; 3 —сварка; 4 — прочистка; 5 — стальная бес- шовная труба, d=100; 6 — стальные фланцы; 7 — штукатурка по металлической сетке; 8 — утепление минеральным войлоком Сейчас имеются решения, позволяющие осуществлять внут- ренние водостоки в жилых домах с открытыми надземными вы- пусками, без строительства или использования городских ливне- стоков. Открытые выпуски. В ряде новых районов строительства в Москве и других городах внутренние водостоки осуществлены с открытыми выпусками. На рис. III.6 показано решение откры- того выпуска водостока через цокольную стену, примененное в ряде кварталов Фили — Мазилово в Москве. На рис. III.7 приведен температурный график оголовка от- крытого выпуска при температуре наружного воздуха —8° С. Из графика следует, что температура воздуха выпуска близка к 0°С. Восьмилетний опыт эксплуатации открытых выпусков при температурах до минус 25—30° показал отсутствие образо- вания льда в выпусках. Стояк водостока и воронку водоприемника нужно предохра- нить от охлаждения. Для этой цели устраивается гидравлический затвор, располагаемый у основания стояка. Высота гидравличес- кого затвора должна быть не менее 100 мм, он должен нахо- диться в теплом помещении. В месте пересечения с наружной стеной выпуск должен быть изолирован минеральной ватой сло- ем не менее 50 мм с заделкой отверстий с внутренней и наруж- ной стороны стены цементным раствором. Возможно для применения в северных районах с сильными ветрами устройство дополнительного обогрева внутреннего во- 56
достока и воронки путем пуска в стояк теплого воздуха из отап- ливаемых помещений через специальный клапан. Во избежание подъема воды по стояку в случае образования в зимнее время ледяных пробок в выпускной трубе в ряде до- мов в Москве вначале была использована канализационная сеть. Рис. II 1.7. График распределения температуры по длине открытого выпуска внутреннего водостока в Москве (Хорошево — Мневники) 20—25 мм, соединявшие внутренние водостоки со стояками фе- кальной канализации (рис. III.8). Зимой в Москве количество выпадающих осадков в ноябре — марте составляет от 20 до 40 мм в месяц. Если все эти осадки удаляли бы в фекальную канализацию, это не превышало бы 2—3% расчетного количества канализационных стоков. На са- мом деле в течение зимы туда будет попадать только часть та- лой воды. При таком решении в зимнее время воду с кровли спускают в канализационную систему, а наружный выпуск пере- крывают. При малом расходе зимой талой воды, поступающей равномерно в небольшом количестве, переполнение канализа- ционной сети исключается, и система внутренних водостоков ра- ботает нормально. Летом канализационная сеть не может принять ливневые во- ды с кровли здания из-за большого их расхода, поэтому присое- динение водостоков к канализационным стоякам перекрывается и выброс воды происходит наружу. В настоящее время основным решением является непосред- ственный выпуск воды из водостоков круглогодично без присое- динения внутренних водостоков к системе канализации на зим- ний период. Это решение было показано на рис. II 1.6, из которо- го видно, что выпуск непосредственно утепляется эффективным утеплителем с установкой на нем отопительного конвектора, змеевика или радиатора, присоединенного к системе отопления. 57
Обязательно устройство только гидравлического затвора для предотвращения доступа холодного воздуха в водосток. Для того чтобы вода не проникала в подвалы, против каждо- го выпуска делают отводные лотки из бетонных полутруб длиной 2,5 м с уклоном 3—5%. Эти решения были впервые осуществлены в 1960 г. на пяти- этажных домах в кварталах Фили—Мазилово в Москве, и в те- чение восьми лет никаких дефектов системы обнаружено не бы- Рис. II 1.8. Открытый выпуск водостока с переливом воды в зимнее время в канализационные стояки 1 — натяжной муфтовый кран; 2 — стальные фланцы; 3 — стальная бесшовная труба, d=>108 jhjm; 4 — стальная водогазопроводная труба; 5 — опорные полу- фланцы; 6 — гильза из кровельной стали; 7 — сифон ло. Зимой открытый выпуск талых вод наружу обмерзаний не давал и функционировал бесперебойно. ( Расчет внутренних водостоков следует производить в соответ- ствии с «Указаниями по проектированию внутренних водостоков зданий» (СН 264-63) (см. также книгу: Ю. Е. Аврутин и др. Сборные железобетонные крыши для массового строительства. Госстройиздат, 1965). 4. СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ ВОДОСТОКОВ Ниже приводится таблица примерной строительной и экс- плуатационной стоимости и металлоемкости крыш с различными типами водостоков на 100 м2 площади крыши для пятиэтажных домов (табл. III.3). Из табл. Ш.З видно, что наиболее экономична система внут- ренних водостоков с открытым выпуском, поскольку при этом не расходуются средства на устройство подземной сети ливнесто- ков. Стоимость этой системы примерно равна стоимости обыч- ных наружных водостоков с водосточными трубами. 58
Стоимость водостоков Таблица III.3 Тип водостоков Строительная стоимость в руб. Расход металла в кг Эксплуатационные расходы за 1 год эксплуатации в руб. Наружные организованные водостоки 34 650 18 Внутренние водостоки, при- соединенные к ливневой кана- лизации: из чугунных труб . . . 134 2720 5 » асбестоцементных труб 110 970 7 То же, с открытым выпус- ком: из чугунных труб . . . 31 1470 4 » асбестоцементных труб 12 130 5 Применение для внутренних водостоков напорных асбесто- цементных или полиэтиленовых труб еще более снижает ее стои- мость и расход металла. Эксплуатационные расходы для систем внутренних водостоков примерно в 3—4 раза меньше, чем при наружных водостоках. Отсюда следует, что для всех районов Советского Союза самое широкое распространение должна по- лучить система водоотвода с железобетонных крыш внутренними водостоками. Отсутствие ливневой канализации не может быть тормозом для этого решения. Система открытых выпусков уже сейчас поз- воляет во всех случаях полноценно применять внутренние водо- стоки. Можно быть уверенным, что дальнейшая работа в этой области приведет к признанию этого способа основным для уда- ления дождевой и талой воды с крыш зданий.
Глава четвертая ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ КРЫШ Ясное представление о тепловом воздействии на конструк- цию совмещенной крыши и точный учет этого воздействия необ- ходимы для правильного выполнения такой конструкции. Железобетонные чердачные крыши имеют менее напряжен- ный тепловой режим работы благодаря промежуточному чердач- ному объему над жилыми помещениями; в конструкциях совме- щенных крыш, соединяющих функции чердачного перекрытия и кровельного покрытия, температурный перепад весьма значи- телен. В дальнейшем мы рассмотрим в основном теплотехнические качества совмещенных крыш, лишь в необходимой мере касаясь особенностей чердачных крыш. Совмещенная крыша в теплотехническом отношении должна выполнять ряд функций. Она должна обладать достаточными теплозащитными качествами, т. е. оказывать необходимое сопро- тивление прохождению тепла через нее. На внутренней поверх- ности крыши устанавливается температура, отличающаяся от температуры внутреннего воздуха не более чем на заданный тем- пературный перепад. Это условие обеспечивает помещению хоро- ший санитарный режим, ограничивая в соответствии с требова- ниями гигиены воздействие на человека отрицательной радиации от поверхности ограждения с низкой температурой. Крыша должна обладать достаточной теплоустойчивостью, чтобы режим колебания наружной температуры и перегрев кровли солнеч- ными лучами не сказывался отрицательно на внутренней по- верхности ограждения. Совмещенная крыша должна сохранять свой тепловой ре- жим, так как при понижении или, наоборот, повышении темпе- ратуры нижней ее поверхности ухудшаются ее теплотехнические- качества; это влечет за собой равно недопустимые промерзание или перегрев крыши. 1. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ КРЫШ Для теплотехнического расчета совмещенной крыши необ- ходимо знать теплотехнические качества строительных материа- лов, входящих в конструкцию крыши, определяя ее тепловой режим. 60
Подавляющее большинство строительных материалов — по- ристые, т. е. содержат поры, заполненные воздухом. Пористость материала выражается в виде процентного отношения объема пор в материале к его объему и в наибольшей мере определяет его объемный вес. Если для гранита пористость приближается к 0, то для некоторых сортов пенобетона она достигает 70—90%. Теплопроводность материала характеризуется величиной его коэффициента теплопроводности X. С повышением объемного веса (уменьшением пористости) повышается коэффициент теплопроводности материала, и, на- оборот, при уменьшении объемного веса (увеличении пористо- сти) коэффициент теплопроводности уменьшается. Коэффи- циент теплопроводности воздуха, заполняющего поры, имеет очень незначительную величину, зависящую от размеров и фор- мы пор, и составляет отХ =0,02 для пор размером около 0,1 мм до Х=0,03 для пор размером около 2 мм, т. е. теплопроводность пор ничтожна по сравнению с теплопроводностью основного ве- щества. Для сыпучих материалов коэффициент теплопроводности уменьшается с уменьшением объемного веса и величины их зе- рен. Чем мельче зерна, тем меньше воздушные полости между ними, тем больше их количество и соответственно меньше тепло- проводность. При измельчении частиц уменьшается объемный вес материала. Например, для доменного шлака при крупности зерен 2—5 мм X =0,088, а при крупности зерен 30 мм Х=0,120, т. е. ко- эффициент теплопроводности повысился на 36%. Важным свойством строительных материалов является их теплоемкость — способность поглощать тепло при повышении температуры. Для строительных материалов удельная теплоем- кость изменяется от с=0,2 для бетонов до с=0,6 для дерева; наибольшей теплоемкостью обладает вода, для которой с=1. Поэтому с повышением влажности материала повышается и его теплоемкость. Другое важное свойство материалов — способность интенсив- но воспринимать тепло при колебании температуры на поверх- ности материала. Это качество характеризуется коэффициентом теплоусвоения материала S в ккал!м2град при периоде коле- баний температуры 24 ч. Теплоизоляционные материалы и изделия, употребляемые в конструкциях железобетонных крыш, различаются по харак- теру строения: они бывают жесткие — плиты, панели, сборные щиты; гибкие — маты, листы, рулоны; рыхлые — волокнистые, зернистые, порошкообразные. Использование пористых пластмасс допускается по согласо- ванию с органами пожарной охраны. Рыхлые материалы для теплоизоляционных засыпок в совме- щенных крышах следует применять только неорганические 61
и лишь при отсутствии плитных теплоизоляционных материалов. Засыпная теплоизоляция может явиться только вынужденным решением, поскольку она связана с большой трудоемкостью ра- бот, последующей просадкой засыпки и обычно с ее большим влагонасыщением. К рыхлым материалам относятся: шлаки и золы топливные с объемным весом 700 кг!м1 2,0,165 ккал!м'Ч' град, при влаж- ности до 10%; гранулированные шлаки с объемным весом 400— 700 кг!м\ X =0,105 —0,15 ккал!м*Ч'град при влажности до 10%; пемза, вулканические шлаки и туфы с объемным весом 400— 600 кг!м\ %=0,12 — 0,15 ккал1м*ч*град при влажности до 12% - Применение этих материалов в конструкциях крыш связано с обязательным устройством поверх засыпки армированных це- ментных стяжек под гидроизоляционный ковер. При применении сырых теплоизоляционных материалов дол- жно быть обеспечено их высушивание в процессе эксплуатации при помощи вентилируемых каналов, прослоек и др. Повышение влажности материалов резко сказывается на увеличении их теплопроводности. Так, например, для шлакобетона на 1% по- вышения влажности коэффициент теплопроводности увеличи- вается на 4%. Для пенобетона с объемным весом 600—800 кг!мг на 1 % повышения влажности % увеличивается до 10%. Общей для разных материалов зависимости между измене- нием их влажности и изменением коэффициентов теплопровод- ности установить нельзя; при этом оказывают значительное влияние форма и строение пор материала *. При увеличении влажности материала в пределах до 10— 15% повышение его теплопроводности идет очень интенсивно. По мере приближения к насыщению влагой материала этот про- цесс замедляется. Объясняется это явление тем, что во влажном материале его поры заполняются водой, вытесняющей находя- щийся в них воздух. Так как вода имеет коэффициент тепло- проводности Х= 0,5, т. е. в 20 раз больший, чем воздух в порах, то эта замена и увеличивает коэффициент теплопроводности материала. 2. РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ Теплотехнические показатели для наиболее часто встреча- ющихся материалов в совмещенных крышах — значения коэф- фициентов теплопроводности и коэффициентов теплоусвоения — даны в СНиП П-А.7-62 для условий эксплуатации А и Б в зави- симости от влажностного режима помещений и на основе тер- риториальной карты влажностного зонирования. Пользуясь этими данными, можно принять условия эксплуатации А и Б для 1 В книге А. У. Франчука «Таблицы теплотехнических показателей» приводятся коэффициенты теплопроводности различных материалов в зависи- мости от их влажности. 62
каждого конкретного случая. Отсюда видно, что влажностный режим внутреннего и наружного воздуха для теплоизоляцион- ного материала крыши имеет большое значение. Следует иметь в виду, что в СНиП все теплотехнические по- казатели приведены при нормальной эксплуатационной влаж- ности материала. Основными данными для теплотехнического расчета совме- щенных крыш, представляющих собой верхние ограждения жи- лых помещений, являются расчетные зимние и летние темпера- туры наружного воздуха и установленные расчетные темпера- туры внутреннего воздуха помещений. Расчетом должно быть обеспечено отсутствие как недопусти- мого охлаждения, так и перегрева нижней поверхности совме- щенной крыши. Расчетные зимние температуры наружного воздуха tH в гра- дусах для проектирования и теплотехнического расчета совме- щенных крыш принимают равными: а) для массивных конструкций совмещенных крыш — сред- ней температуре воздуха наиболее холодных пятидневок из вось- ми зим за 50-летний период; б) для легких конструкций — средней температуре воздуха наиболее холодных суток за тот же период; в) для конструкций средней массивности — средней из ука- занных в пунктах «а» и «б» температур. Степень массивности кровельных конструкций устанавли- вается по величине характеристики их тепловой инерции Z), вы- числяемой по формуле D = + R2S2 + ••• + RnSn, (IV.l) где Rlf R2,.., Rn — термические сопротивления отдельных слоев кровельного ограждения в м2 •ч- град!ккал\ 51, 52, ..., —коэффициенты теплоусвоения материалом слоев при периоде 24 ч в ккал! м2 -ч^ град, принимаемые по СНиП II-A.7-62. Для материалов, не приведенных в СНиП, величину коэф- фициентов теплоусвоения следует вычислять по формуле S' = 0,51KM. (IV.2) где 1 — коэффициент теплопроводности материала в ккал!м2Х Хград; с — удельная теплоемкость материала в ккал) кг • град', у—объемный вес материала в кг/м?. Кровельные ограждения считаются: легкими при D сред- ней массивности при 4<D<^7; массивными при Z)>7. Чем массивнее конструкции крыши, тем больше будет ее теп- ловая инерция. При увеличении тепловой инерции уменьшается отражение на внутренней поверхности ограждения температур- ных колебаний наружного воздуха, что весьма важно. еа
Пример 1. Установим степень массивности кровельного ограждения по грис. IV.1 (для условий эксплуатации по графе Б), пользуясь СНиП: для железобетонной плиты 8 см: 0,08 Rr = —- = 0,057 град-м2'Ч1 ккал; 1,4 Si = 13,4 ккал{м2 • ч • град; для пароизоляции 0,5 см: п 0,005 а „ Rz = —— = 0,03 град'М3-ч/ккал; 0,15 S2 = 2,85 ккал!м2 • ч • град; Рис. IV. 1. Конструкция совмещенной крыши для под- счета массивности /—железобетонная плита толщиной 8 см, 1 = 1,4; 2 — паро- изоляция 0,5 см, 1=0,15; 3— пенобетон толщиной 18 см, 7= =400 кг/м?, 1=0,11; 4 — цементная стяжка слоем 2 см, ). = =0,8; 5 — рубероидный ковер 1,5 см; X =0,15 для пенобетона, у=400 кг!м\ толщина 18 см: 0,18 Ra= jj-yj = 1,03град-м2»ч/ккал; S3 = 1,58 ккал!м2 • ч • град; для цементной стяжки 2 см: 0,02 «1=^=0-025: S4 = 8,65 ккал]м2 • ч • град; для рубероидного ковра 1,5 см: 0,015 Rz = q =0,1 град -мг-ч/ ккал; S5 = 2,85 ккал!м2 • ч • град; D = 0,057 • 13,4 + 0,03 • 2,85 + 1,63 • 1,58 + 0,025 • 8,65 + 0,1 • 2,85 = 3,65. Это кровельное ограждение — легкое, так как D<4. Расчетные зимние температуры принимаются по данным и таблицам, приведенным в СНиП II-A.6-62 «Строительная кли- матология и геофизика». Для расчета теплоустойчивости крыш и определения их тре- буемой тепловой инерции, нужной для защиты от воздействия *64
солнечной радиации на совмещенные крыши, необходимо опре- деление расчетной летней температуры наружного воздуха, принимаемой равной средней температуре в 13 ч самого жар- кого месяца. Эти данные также имеются в таблицах СНиП. Расчетные температуры и влажности внутреннего воздуха /в и фв для жилых помещений принимаются: а) для жилых комнат, передних, уборных, коридоров, лест- ничных клеток, вестибюлей: tn = +18° С; фв = 55%; температура точки росы тр=8,8°С; б) для ванных, душевых, совмещенных санузлов, кухонь: tn = +25° С; фв = 75—80%; температура точки росы тр=15,4°С. 3. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ стороны имеет тем- Рис. IV.2. Распределе- ние температуры в совмещенной крыше из однородного мате- риала Изменение температуры при прохождении теплового потока через однородную конструкцию совмещенной крыши графически показано на рис. IV.2. Воздух с внутренней пературу /в, а с наружной стороны tH . Этот график показывает, что падение температуры происходит не только в толще самой крыши, но и у ее поверхности, так как температура внутренней поверхности крыши тв </в и температура наружной по- верхности тн>/и- Так как падение температуры вызывает- ся наличием термических сопротивлений, то видно, что сопротивление теплопередаче кровельного ограждения состоит из трех сопротивлений: 1) сопротивления тепловосприятию внут- ренней поверхности Яв, вызывающего тем- пературный перепад —тв; 2) термического сопротивления ограж- дения R, вызывающего температурный пе- репад тв„ — тн; 3) сопротивления теплоотдаче наружной поверхности Ян, вы- зывающего температурный перепад тн—tH. Таким образом, сопротивление теплопередаче ограждения выражается как сумма этих сопротивлений: Яо = Яв + Я + Ян. (IV.3) Для многослойных ограждений эта формула принимает вид: Яо = Яв + Я1 + Яг + ••• + Ян» (IV.3a) где Я1, Я2,... — термические сопротивления отдельных слоев ограждения в м2 • град {ккал. 65
Термическое сопротивление однослойного ограждения или каждого слоя, входящего в состав многослойного ограждения; R в м2 • ч • град!ккал вычисляется по формуле * = -£-. С™-4) где 6 — толщина слоя в м; X — коэффициент теплопроводности материала. Таблица IV.1 Значения сопротивления тепловосприятию А? в № п. п. Род поверхности м*ч- град/ккал 1 Внутренние поверхности ограждений, имеющих гладкую поверхность или слабо выступающие, редко расположенные ребра, отношение высоты h которых к расстоянию а между гранями соседних ребер составляет: h — <0,2 а 0,133 2 Ограждения, имеющие ребристую поверхность, h при отношении — =0,2-т-0,3 а 0,143 3 Ограждения, имеющие выступающие, часто рас- h положенные ребра, при отношении — >0,3 а 0,154 4 h Ограждения с кессонами с отношением — >0,3 (где а — меньшая сторона кессона) 0,167 Значения RB — сопротивления тепловосприятию внутренней поверхности в м2-ч> град! ккал принимаются по табл. IV. 1 в за- висимости от характера внутренней поверхности кровельного ограждения. Значения RB —сопротивления теплоотдаче наружной поверх- ности в м2 • град!ккал принимаются по табл. IV.2 в зависимости от расположения наружной поверхности кровельного ограж- дения. Таблица IV.2 Значения сопротивления теплоотдаче Расположение наружных поверхностей Кровельные поверхности, соприкасающиеся непосред- ственно с наружным воздухом....................... Поверхности, выходящие в вентилируемые продухи совмещенных крыш.................................. м*ч-град/ккал 0,05 0,1 66
Для поверхностей, соприкасающихся с наружным воздухом, сопротивление теплоотдаче RH меньше, чем для поверхностей, выходящих в закрытые продухи и щели. Пример 2. Определить сопротивление теплопередаче Ro конструкции сов- мещенной крыши по рис. II 1.1. Пользуемся для определения коэффициента теплопроводности материалов табл. 1 и 2 СНиП П-А.7-62, условия эксплуата- ции по графе Б: Ro = *в + Ri + R2 + R3 + R4 + Rs + Rb‘, Rb =0,133 град • м2 • ч/ккал (по табл. IV.1); 0,08 = - = 0,057 0,005 /?’=tl?=0’033 Ri град-м^-ч/ккал [по формуле (IV.4)}; 0,18 0,020 % = ^80=°’025 л °»015 Л , *‘ = БЛ? = 0’‘ градккал [по формуле (IV.4)]; Rh = 0,05 град (по табл. IV.2); Ro = 0,133 + 0,057 + 0,033 + 1,64 + 0,025 + 0,1 + 0,05 = = 2,03 град • м2 • ч/ккал. Конструкции совмещенных крыш могут быть приняты в ви- де ограждений, в которых материал неоднороден как в направ- лении, параллельном тепловому потоку, так и в направлении, ему перпендикулярном. К этой категории конструкций относятся железобетонные пустотелые панели перекрытий, прокатные па- нели с ребрами вверх, с заливкой пенобетоном, разного рода вкладыши и др. по рис. IV.3. Термическое сопротивление таких кровельных ограждений надлежит определять следующим образом: а) плоскостями, параллельными направлению теплового по- тока, ограждение разрезается на характерные ском отношении участки, состоящие из одного слоев. Термическое сопротивление ограждения формуле „ + Fn + f ш н— Fin , ’ *1 *11 *111 в теплотехниче- или нескольких вычисляется по (IV.5) где*1, — термические сопротивления отдельных характер- ных участков по поверхности ограждения, вычис- ленные по формулам (IV.4) или (IV.3), но без со- противлений тепловосприятию и теплоотдаче; Fp F11 — площади отдельных участков по поверхности ограждения; б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового 67
потока, ограждение разрезается на слои, из которых одни могут состоять только из одного материала, а другие — из участков с различными материалами. Термические сопротивления одно- родных слоев вычисляются по формуле (IV.4), а термические сопротивления слоев неоднородных — по формуле (IV.5). Тер- мическое сопротивление всего ограждения Ri получается как сумма термических сопротивлений отдельных слоев. После получения величин /?ц и Ri действительное термиче- ское сопротивление кровельного ограждения вычисляется по формуле (IV6) Термическое сопротивление ограждений, у которых Ru бо- лее чем на 25% превышает R{, должно определяться специаль- ным расчетом температурного поля. •) О booocj bQCj Рис. IV.3. Кровель- ные панели из разно- родных материалов а — панель с круглыми пустотами; б — панель с овальными пустотами; в — прокатная панель с заливкой пенобетоном; г — панель с термовкла- дышами Пример 3. Подсчитаем термическое сопротивление Ro утепленной прокат- ной панели по рис. IV.4 (условия эксплуатации — по графе Б). По СНиП П-А.7-62: для пенобетона с объемным весом 600 кг{м3 Х=0,18; для железобетона Х=1,4. а) Плоскостями I и II, параллельными направлению теплового потока, разрезаем ограждение на два характерных участка. Подсчитываем для них термическое сопротивление: 0,28 0,02 = 0~18 Т~4 = 1 *57 гРад’м2'ч!ккал> 0,21 0,09 Л"=0—8+М=1’24 Подсчитываем площади соответствующих участков, принимая среднюю толщину ребра прокатной панели 4 см, тогда: Fj = 0,262 = 0,068 м\ Fn = 0,02-0,28.4 = 0,022 м\ Fj+Fn 0,09 Яп = ~~с----р— = п ---------- =1,47град-м^ч!ккал. । —Е 0.068 0,022 н 1,57 + 1,24 68
б) Пересекаем ограждение плоскостями, перпендикулярными направле- нию теплового потока, и получаем слои 1, 2, 3, для которых подсчитываем термические сопротивления: для слоя 1 7?! = -L— =«0,015 град'М* >ч/ккал; 1 для слоя 2 подсчет ведем по формуле (IV.5): площадь пенобетона: Г? = 0,068 ж2; R? = — = 2 2 0,18 = 0,39 град • м2 -ч/ккал; площадь железобетона: F? = 0,022 л2; R* = — = 2 2 1,4 = 0,05 град-м2*ч1ккал\ 0.09 /?2 =----------------= 0,068 0,022 0,39 + 0,05 = 0,15 град -м2-ч/ккал\ для слоя 3: 0,21 /?з = —- =1,17 град-м2-ч/ккал-, 0,18 Я, = 0,015 + 0,15 + 1,17 = = 1,33 град • м2 -ч/ккал. Рис. IV.4. Конструкция утепленной про- катной панели / — пенобетон. 7 = 600 кг{м2, а =0,18; 2 — же- лезобетон, Х=1,4 ^Действительное термическое сопротивление крыши определяем по форму- Яп + 27?г 1,47 + 2-1,33 оо а , = —L------L =------------------=1,38 град-м2-ч/ккал. Общее сопротивление теплопередаче кровельного покрытия из таких па- нелей: Яо = 0,133 + 1,38 + 0,05 = 1,56. Совмещенные крыши могут быть выполнены не только из разнородных материалов по отношению к направлению тепло- вого потока, но и из одного материала с замкнутыми воздушны- ми пустотами в нем. Ячейки и поры в теплоизоляционных материалах и замкну- тые воздушные прослойки в конструкциях совмещенных крыш имеют большое значение. Они резко поднимают термическое со- противление крыши и в то же время экономят материал. 69
В замкнутых воздушных прослойках кровельных конструкций величину их термического сопротивления /?в.п следует прини- мать в зависимости от толщины прослойки, ее расположения и направления теплового потока по табл. IV.3. Таблица IV.3 Термические сопротивления замкнутых воздушных прослоек RB.n Толщина прослойки в мм ЯВ.П’ м* ч град!ккал для горизонтальных прослоек при потоке тепла снизу вверх и для вертикальных прослоек для горизонтальных прослоек при потоке тепла сверху вниз лето зима лето зима 10 0,15 0,17 0,15 0,18 20 0,16 0,18 0,18 0,22 30 0,16 0,19 0,19 0,24 50 0,16 0,2 0,2 0,26 100 0,17 0,21 0,21 0,27 150—300 0,18 0,22 0,22 0,28 Таким образом, увеличение толщины воздушной прослойки сверх 50 мм практического увеличения термического сопротив- ления не дает, зато может способствовать экономии материала. Вместе с тем ясно, что весьма целесообразно располагать узкие прослойки в несколько рядов друг над другом. Окружающий ограждение воздух не должен сообщаться с воздушной прослойкой. Если необходимо воздушную прослой- ку совмещенной крыши соединить с наружным воздухом, на- пример для защиты конструкции крыши от конденсации в ней влаги (вентилируемая прослойка), то это необходимо учесть в расчете в зависимости от условий вентиляции и конструкции вентилируемой крыши. Обычно температура вентилируемой про- слойки принимается равной температуре наружного воздуха. При проектировании совмещенных крыш необходимо знать значения их сопротивления теплопередаче 7?0, при которых эти ограждения будут удовлетворительны в теплотехническом отно- шении. Эти нормативные значения 7?JP зависят от внутреннего температурного режима здания, наружной расчетной темпера- туры и характера конструкции крыши. Величина сопротивления теплопередаче конструкции крыши должна быть не менее требуемого /?JP, определяемого по фор- муле /?JP= , (ГУ.7) где /в— расчетная температура внутреннего воздуха, принимае- мая по п. 2 этой главы; tH—расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая по СНиП П-А.6-62; 70
RB—сопротивление тепловосприятию, принимаемое для гладких потолков равным 0,133; Д/н—нормируемый температурный перепад между темпера- турой внутреннего воздуха и температурой внутрен- ней поверхности кровельного ограждения, принимае- мый для жилых помещений, больниц, детских садов, яслей, спортивных залов равным 4,5°, а для театров, кино, школ, клубов — 5,5°. Эти значения температурно- го перепада Д/н установлены с учетом санитарно-тех- нических требований к температурному режиму внут- ри помещений определенного назначения; п—коэффициент, зависящий от положения наружной по- верхности ограждения по отношению к наружному воздуху, принимаемый для глухих совмещенных крыш равным 1, а для вентилируемых крыш — 0,9; b—коэффициент качества теплоизоляции кровельного ограждения, принимается равным: а) при утеплении материалами, подверженными уплотнению, деформации или усадке (например, стиро- пор, минераловатные плиты, войлок и т. п.), независи- мо от их объемного веса 6 = 1,2; б) при утеплении материалами с объемным весом менее 400 кг/м3, за исключением материалов, указан- ных в п. «а», 6= 1,1; в) для всех прочих утеплителей 6=1. Требуемые величины Rjp сопротивления теплопередаче для совмещенных крыш над жилыми помещениями при расчетной температуре внутри помещений +18° исчислены по формуле (IV.7) при различных расчетных температурах наружного воз- духа для глухих невентилируемых крыш при различном утепли- теле и приведены ниже, в табл. IV.4. Таблица IV.4 Значения 7?JP д-',я совмещенных крыш Расчетные темпера- туры наружного воздуха в град Глухие совмещенные крыши объемный вес утеп- лителя более 400 кг/№ объемный вес утеп- лителя менее 400 кг/м* деформируемый утеплитель —5 0,68 0,75 0,82 —10 0,83 0,91 1 —15 0,97 1,07 1,17 —20 1,12 1,23 1,36 —25 1,27 1,4 1,53 —30 1,42 1,56 1,7 —35 1,57 1,73 1,88 —40 1,71 1,88 2,05 71
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В КОНСТРУКЦИИ КРЫШИ Температура на внутренней поверхности кровельного ог- раждения должна быть выше точки росы, так как в противном случае возможно образование конденсата на потолке, что совер- шенно недопустимо. Кроме того, должен быть выдержан задан- ный температурный перепад Д/н между температурой воздуха в помещении и температурой внутренней поверхности ограж- дения. Необходимо также иметь возможность определить значение температуры в любом слое крыши. Для определения температуры внутренней поверхности кро- вельного ограждения служит формула Тв = 4-'-5±и^в. (IV.8) Ко Для определения температуры внутренней поверхности лю- бого слоя ограждения расчет ведется по формуле (IV.9): т„ = 4-^н(Лв + 2Л), (IV.9) где 27?— сумма термических сопротивлений слоев крыши ниже рассматриваемого слоя. Пользуясь этой формулой, можно подсчитать температуры на границах всех слоев ограждения. Внутри каждого слоя изме- нение температуры изобразится прямой, причем падение темпе- ратуры будет более интенсивным в слоях, где материал имеет меньший коэффициент теплопроводности. Пример 4. Определим температурный график для совмещенной крыши по рис. IV.5 для условий Москвы для внутренней температуры помещения +18° С. По степени массивности ограждение легкое (см. пример 1). По формуле (IV.3) сопротивление теплопередаче ограждения: 0,08 0,005 0,18 0,02 0,015 «. = 0,133+—+—+ — + — +—+0,05 = 2,03. Температура внутренней поверхности кровли по формуле (IV.8): тв= 18—0,133 = 14,8 °C. 2,03 Температура внутренней поверхности пароизоляции — по формуле (IV.9): 49 / 0,08\ т°. = 18-^з(°’133+м) = 13’4СС- То же, для пенобетона, у=400 кг/м3-. «.(о, 133 + °^ + °-^ = 2,03\ ’ 1,4 0,15/ То же, для цементной стяжки: 49 /л . °’08 , °.005 . 0,18\ ----10,133 4- —I- —I—-------I = 2,03\ ’ 0,4 0,15--0,11/ тв = 18 — = 18 — 12,7 °C. — 26,7 °C. 72
То же, для рубероидного ковра: 0,02\ + м) = _27,8С тв = 18 — 49 /а , °.°8 , °-005 . °»18 2,03 V’1 + 1,4 + 0,15 + 0,11 ти = 18- Температура верха рубероидного ковра: 49 / ____ 0,08 0,005 , 0,20 2.03 \0,1 + 1,4 + 0,15 + 0,11 1 — рубероидный ковер 1.5 см, Х=0,15; 2— це- ментная стяжка 2 см, X—0.8; 3 — пенобетон тол- щиной 18 см, ( =400 кг[м\ Х=0,11: 4 — пароизо- ляция 0.5 см, Х=0,15; 5 — железобетонная плита толщиной 8 см, Х=1,4 Нулевая точка находится на расстоянии 5,8 см от низа пенобетона. Из формулы (IV.8) следует, что для повышения температуры внутренней поверхности крыши необходимо повышать значе- ние Rq. Температура внутренней поверхности совмещенной крыши в местах более теплопроводных включений должна проверять- ся по формуле < = tB - R. (<в - tH), (IV. 10) *0*0 где Rq—сопротивление теплопередаче конструкции крыши в месте более теплопроводного включения; Ro— сопротивление теплопередаче конструкции крыши при отсутствии в ней более теплопроводного вклю- чения; т]—коэффициент, принимаемый по табл. IV.5 и завися- „ а щии от отношения-------размера поперечного сече- д ния включения а, измеренного параллельно поверх- ности ограждения, к полной толщине ограждения 6 (рис. IV.6): tb= 18° С; /н = —31°с. 73
Таблица IV.5 Коэффициент т) Схемы теплопро- водных включений по рис IV. 6 Коэффициент 7) при —. равном 0,02 | 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,5 0,12 0,25 0,07 0,24 0,50 0,15 0,38 0,96 0,26 0,55 1,26 0,42 0,74 0,83 1,27 1,21 0,62 0,73 1,16 1,10 0,81 0,85 0,95 1,00 0,94 а б в Рис. IV.6. Схемы теплопроводных включений в кон- струкциях совмещенных крыш а — стык панелей; б — теплопроводное включение в средней зоне; в — теплопроводное включение в нижней зоне При -у->1,5 О теплопроводное включение должно рассматри- ваться как самостоятельная часть ограждения и иметь сопротив- ление теплопередаче, удовлетворяющее требованиям формулы (IV.7). Если площадь включений по поверхности ограждения превы- шает 15%, то их надлежит учитывать при определении термиче- ского сопротивления такого ограждения, как ограждение, в ко- тором конструктивное решение отдельных слоев неодинаково. Пример 5. Подсчитаем по формуле (IV. 10) для прокатной панели, утеплен- ной пенобетоном, у =600 кг]м\ по рис. IV.4 температуру внутренней поверх- ности в местах включения ребер: 0,28 0,02 _ а в , /?j = ^-j^4--j—~ 1 ,&7 град*м2-ч/ккал; *11 0,21 0,09 0,18 + 1,4 1,24 При Яо = 1,57 + 0,133 + 0,05 = 1,75; /?о= 1,24 4-0,133 4-0,05 = 1,42. = 18_1.42 + I,O5(1,^42)o133(18 + 3|) = 133cc> 1 1,75*1,42 что выше точки росы Тр = 8,8° С. 74
5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ КРОВЕЛЬНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ По санитарно-техническим требованиям в помещениях жи- лых зданий в зимнее время при наличии центрального отопления колебания температуры воздуха не должны превышать ±1,5°. Это требование определяет и теплоустойчивость кровельного ограждения, которая в зимних условиях должна проверяться по формуле л = —— о — 1 в (IV. 11) где ф— коэффициент теплоустойчивости ограждения; tn— коэффициент неравномерности отдачи тепла отопитель- ным прибором, принимаемый для центрального отоп- ления 0,1; YB—коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения в ккал/м2 • ч • град. Для жилых зданий величина коэффициента теплоустойчиво- сти ф кровельных ограждений должна быть не менее следующих значений (табл.IV.6). Таблица IV.6 Коэффициент теплоустойчивости ф при температуре наиболее холодной пятидневки в град не менее 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 Величину коэффициента теплоусвоения внутренней поверх- ности кровельного ограждения Ув, входящую в формулу (IV. 11), вычисляют следующим образом: а) если первый слой ограждения, непосредственно прилега- ющий к поверхности ограждения, обращенной в помещение, име- ет величину характеристики тепловой инерции Z) > 1, то Ув =Si, где Si — коэффициент теплоусвоения материала первого слоя в ккал]м2 • ч• град\ б) если первый слой имеет < 1, но £4 +^2 > 1 (где D2— характеристика тепловой инерции второго слоя), то величину Y„ вычисляют по формуле 7?! Sj 4- S2 в“ l-f-/?^ ’ где /?1—термическое сопротивление первого слоя в м2-чХ Хград!ккал; 75
Sx—коэффициент теплоусвоения материала первого слоя в ккал/м2 • ч •град\ S2— то же, второго слоя в ккал[м2 • ч • град. В обычных конструкциях совмещенных крыш большей частью' бывает достаточно ограничиться подсчетом Ув по этому значе- нию, так как в них требование D\ + D-2 > 1 удовлетворяется. Колебания температуры воздуха в жилых помещениях зда- ний, возводимых в южных районах СССР, вызванные перегре- вом кровельных ограждений, не должны превышать 1,5° в рай- онах с летней расчетной температурой +30°С и выше и 2,5° в районах с летней расчетной температурой от +25 до +29°С. Поэтому для обеспечения теплоустойчивости кровельных ог- раждений в отношении воздействия на них солнечной радиа- ции в летнее время в южных районах с расчетными летними температурами наружного воздуха 25° С и выше сквозное за- тухание в них суточных колебаний температуры наружного воз- духа v должно быть не менее следующих величин (табл. IV.7). Таблица IV.7 Значение величин v при летних температурах в град От 25 до 29 30 и выше не менее 25 | 35 Это требование не распространяется на кровли-ванны, кров- ли, заливаемые периодически водоиспарителем, и другие кон- структивные решения, при которых обеспечивается защита кров- ли от перегрева. Величина затухания колебаний температуры наружного воз- духа в кровельной ограждающей конструкции представляет со- бой отношение амплитуды суточного колебания температуры на- ружного воздуха (с учетом солнечной радиации) к амплитуде колебания температуры внутренней поверхности ограждения и вычисляется по формуле р v _ q 9е^2 У*) * * У”-1) (в” (IV 12) ’ (51 + У1)(52 + У2)---(5я + Ул)ая ’ где е=2,718—основание натуральных логарифмов; D—характеристика тепловой инерции ограждения, определяемая по формуле (IV. 1); Si, S2—коэффициенты теплоусвоения материалов от- дельных слоев ограждения в ккал]м2 • ч • град', Vlt У2—коэффициенты теплоусвоения наружных поверх- ностей отдельных слоев ограждения в ккал/м2^ X ч • град, определяемые ниже; 76
ав = —!---коэффициент тепловосприятия в ккал/м2 • ч • град, R. принимаемый по СНиП II-A.7-62; ан= —-----коэффициент теплоотдачи, принимаемый рав- R* у0-8 ным: ан = 3 + 5 где v — расчетная летняя 1мин скорость ветра за июль месяц, принимается по СНиП II-A.6-62; /мнн —наименьший размер по- крытия в плане в м. Коэффициент теплоусвоения У наружных поверхностей от- дельных слоев ограждения, в зависимости от величины харак- теристики тепловой инерции D слоя определяют так же, как и Ув, , по формуле (IV.11). Толщину утеплителя, независимо от результата подсчета по формуле (IV. 12), следует принимать увеличенной не более чем в 1,5 раза по формуле (IV.7). При наличии в ограждении воздушной прослойки коэффи- циент теплоусвоения ее наружной поверхности исчисляют, при- нимая для воздуха S=0. Расчет величин коэффициентов теплоусвоения наружных по- верхностей слоев ограждения делается последовательно, начи- ная с первого слоя считая от внутренней поверхности. Пример 6. Подсчитаем величину затухания колебаний температуры на- ружного воздуха v в кровельной конструкции по рис. IV.7 (для условий экс- плуатации по графе Б): для железобетонной плиты: по формуле (IV.1) 0,10 Di =-4- 12,5= 1,04 >1; 1,2 h = Sj = 12,5; для пеностекла: 0,15 D2 = o—01-44 = 2’,6>1: У2 = s2 = 1,44; для гидроковра: 0,015 D3 2,85 = 0,28 < 1; 0,1-2,85а + 1,44 1+0,1-1,44 Рис. IV.7. Схема конструкции по- крытия 1 — железобетонная плита 10 см; 2 — пеностекло 15 см; 3 — гидроизоляцион- ный ковер 1,5 см = 1,98; для всего ограждения: D = 1,04 + 2,16 + 0,28 = 3,48; «я —определяем, принимая условно v — расчетную скорость ветра — 3 м!сек, а /мин —наименьший размер покрытия в плане — 11 л; 30»8 = 3 + 5 ^- = 11,25; 77
тогда по формуле (IV. 12) 3,48 v= 0,9-2,718 /Г X (12,5 + 7,5) (1,44 + 12,5) (2,85 + 1,44) (11,25 + 1,98) _ 5 (12,5+ 12,5) (1,44+ 1,44) (2.85+ 1,98) 11,25 ’ ’ что превышает нормируемую величину затухания 35 для района с летней рас- четной температурой 30° и выше. При недостаточной величине количества затуханий v пришлось бы для повышения теплоустойчивости кровельного ограждения повысить тепловук> инерцию за счет либо увеличения слоя утеплителя, либо применения более эф- фективного теплоизоляционного слоя. Возможно также применение для этой* цели кровельных защитных материалов с большой величиной теплоусвоения. Специальные конструктивные мероприятия рассматривают- ся ниже. 6. ЗАЩИТА ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ На территории Советского Союза южные районы с расчет- ной летней температурой 25° С и выше занимают очень значи- тельную площадь. К ним могут быть отнесены среднеазиатские- республики, Азербайджанская, Грузинская, Армянская ССР, южные части РСФСР и Украины. В этих районах важным кли- матическим фактором является солнечная радиация в летнее- время, могущая вызвать резкий перегрев крыши. При недостаточной защите от этого воздействия температура воздуха может повыситься в помещениях настолько, что станет тяжелой для пребывания в них людей. Кроме того, сильный на- грев поверхности крыши вызывает ее большие деформации, на- рушающие непрерывность гидроизоляционного ковра, особенно в местах его примыкания к вертикальным поверхностям. Таким образом, для южных районов СССР необходимо учи- тывать тепловой режим совмещенных крыш для летних условий при воздействии на них солнечной радиации. Действие солнечной радиации на совмещенную крышу в юж- ных районах значительно больше, чем на стены, так как прямые солнечные лучи действуют на стены непродолжительное время дня и в зависимости от их ориентации. Солнечная радиация на крышу тем больше, чем выше будет стоять солнце над горизонтом и чем ближе к 90° будет угол па- дения солнечных лучей на крышу. Помимо прямой солнечной радиации от солнечных лучей, падающих на крышу, имеется еще рассеянная в воздухе солнечная радиация, также воздействую- щая на поверхность крыши. На табл. IV.8 показана величина солнечной радиации, пада- ющей на поверхность крыши в зависимости от географической широты места в пределах границ СССР. 78
Таблица IV.8 Солнечная радиация Географиче- ская широта в град Сумма тепла в ккал/м1, поступающего в июне при безоблачном небе от солнечной радиации прямой на горизонтальную поверхность кровли рассеянной за сутки максимальной за час за сутки максимальной за час 38 5940 711 1180 108 42 5870 696 1280 108 4Ь 5790 658 1310 108 50 5760 645 1350 114 54 5780 615 1320 111 58 5830 597 1280 103 62 5920 554 1220 90 66 6070 540 — 90 Из табл. IV.8 видно, что получаемое поверхностью кровли тепло от солнечной радиации является весьма существенной ве- личиной и его максимальные суммарные значения в жаркие ме- сяцы составляют в зависимости от широты места от 630 до 819 ккал!м2'Ч. Эти данные показывают, что назначение совме- щенных крыш — защита помещений верхнего этажа от охлаж- дения зимой — в южных районах дополняется необходимостью защиты их от перегрева летом. Летом температура наружного воздуха подвержена резким изменениям. Величина теплового потока, проникающего через конструкцию крыши, зависит от разности температур на ее по- верхности (tB —/н) и от термического сопротивления крыши. В течение суток тепловой поток будет изменяться в зависимости от температуры наружной поверхности крыши. Количество тепла солнечной радиации, поглощаемое кров- лей, зависит от материала ее поверхности и оценивается коэф- фициентом поглощения солнечной радиации р. Для обычного рубероида этот коэффициент равен 0,88, для рубероида, брони- рованного светлым гравием, — 0,65, для бетона — 0,65. Темпе- ратура рубероидного покрытия в этих условиях в южных райо- нах может достигнуть 80—85° С. Снижение коэффициента по- глощения солнечной радиации достигается окраской рубероид- ного ковра светлыми красками и бронезащитой из малопогло- щающих солнечную радиацию материалов, таких как, напри- мер, светлая керамика и бетонные плитки. Целесообразно применять в конструкциях крыш для южных районов недорогостоящие легкие утеплители для повышения тепловой инерции крыши и материалы, обладающие большой величиной теплоусвоения (рис. IV.8). Конструкция крыш, по рис. IV.8, а, без утеплителя может применяться при расчетной 79
зимней температуре не ниже—ГС; при расчетной температуре более низкой должна применяться конструкция с утеплителем снизу (см. рис. IV.8, б). При применении водозаполненных кровель с регулируемым переливом воды в воронках, например по рис. IV. 9, или при оро- -Г шении кровель периодиче- v ски водой в летнее время также можно резко пони- зить их перегрев. Рис. IV.8. Конструкция крыш для южных районов а — без утеплителя; б — с утеплителем; 1 — не- сущая плита; 2 — гидроизоляционный ковер; 3 — кровельная защитная плитка; 4 — сыпучий материал с большим коэффициентом тепло- усвоения (Ь — по расчету); 5 —плитный утеп- литель (Ь —по расчету) Рис. IV.9. Конструкция крыши- ванны 1 — бортовой камень; 2 — защита гид- роизоляционного ковра; 3 — слой воды; 4 — защитный гравийный слой; 5 — гид- роизоляционный ковер; 6 — стяжка; 7 — пеностекло; 8 — пароизоляция; 9 — несущая плита Расход воды для орошения сравнительно небольшой — около 5 л на 1 м2 ковра в час; вода, испаряясь, снижает температуру поверхности кровли. Рис. IV.10. Вентилируемая крыша с усиленной циркуляцией воз- духа 1 — гидроизоляционный ковер; 2 — прокатные панели; 3 — вентилируемая прослойка; 4 — утеплитель; 5 — пароизоляция; 6 — вентиляционная шахта; 7 — сборный вентиляционный короб; 8 — вентиляционные отверстия из лестничной клетки в воздушную прослойку крыши 80
Хорошим средством уменьшения влияния солнечной радиации на температуру нижней поверхности крыш является применение чердачных и совмещенных крыш с вентилируемым продухом. Воздушная прослойка должна отводить тепло, идущее сверху, от перегретой солнечной радиацией наружной поверхности крыш за счет постоянной циркуляции воздуха в прослойке. Однако для того чтобы продух действительно интенсивно вентилировался, должны быть предусмотрены определенные конструктивные мероприятия. Имеется ряд примеров, когда вентилируемые продухи в конструкции крыш в летнее время почти не работали. Это объ- яснялось недостатками конструкции продухов — их малыми размерами, недостаточностью перепадов по высоте притока и вы- тяжки, засором и забивкой каналов и др. Высота продухов в таких крышах не должна быть менее 20—25 см. Вполне целесо- образно применение побудительных установок в сборных венти- ляционных шахтах, вентилирующих воздушную прослойку. Пло- щадь поперечного сечения приточных отверстий не должна от- личаться от площади сечения прослойки более чем на 20%. Практика среднеазиатского строительства подсказывает ис- пользование для лучшей вентиляции воздушной прослойки лест- ничных клеток в качестве приточных шахт. Для этого в перекры- тиях над лестничными клетками устраивают большие приточные отверстия, соединенные с воздушной прослойкой. При этих ус- ловиях воздух из лестничных клеток через отверстия устремится в воздушную прослойку, откуда он через вытяжные вентиляци- онные шахты будет удаляться наружу. Благодаря этому в воз- душной прослойке будет обеспечена хорошая циркуляция возду- ха (рис. IV. 10). 7. ПРИМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА В КРОВЕЛЬНОМ ОГРАЖДЕНИИ Потолочное лучистое отопление в междуэтажных перекры- тиях и покрытиях нашло широкое применение за рубежом. У нас построен ряд больничных зданий в Москве и других городах с закладкой в толще перекрытия отопительных регистров в виде гладких стальных труб. Эта система отопления обладает высо- кими санитарно-гигиеническими данными и вполне себя оправ- дала на опытных объектах.
Глава пятая ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ СОВМЕЩЕННЫХ КРЫШ 1. МИГРАЦИЯ ВЛАГИ В ТОЛЩЕ МАТЕРИАЛОВ СОВМЕЩЕННЫХ КРЫШ Влажностный режим покрытий определяется начальной влажностью, т. е. влажностью материалов, с которой покрытие было сдано в эксплуатацию, и протекающими в дальнейшем про- цессами увлажнения или высыхания конструкций; при этом име- ет значение не только изменение общего (среднего) влагосодер- жания, которым определяется теплоизолирующая способность покрытия, но также перераспределение влаги по отдельным сло- ям конструкции, например локальное накопление влаги под кро- вельным ковром. Мы рассмотрим только такие случаи эксплуатации, когда на нижней поверхности покрытий не выпадает конденсат, и кро- вельный ковер из рулонных материалов вполне водонепроница- ем. В этих условиях как влагообмен материалов покрытия с ок- ружающей средой, так и перемещение влаги в толще конструк- ций происходит исключительно под действием градиентов пар- циального давления водяного пара. Парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе определяется температурой воздуха и его относительной влаж- ностью. Парциальное давление в толще материала зависит от температуры и влагосодержания материала в данной точке или слое. По влагосодержанию материала с помощью кривой сорб- ции им влаги и с учетом температуры находим соответствующее давление водяного пара. Водяной пар входит в покрытие из помещения в тех случаях, когда давление пара в воздухе помещения превышает давление в элементарном тонком слое материала покрытия, образующем поверхность потолка. Если давление водяного пара в воздухе помещения окажется ниже давления в указанном слое, то будет происходить потеря влаги в сторону помещения. Например, в помещении с температурой воздуха 18° С и относительной влаж- ности ср =55% парциальное давление водяного пара рв=15,48Х X0,55 = 8,51 мм рт. ст.; если покрытие запроектировано по ука- заниям СНиП П-А.7-62 для жилых помещений, то при расчет- ной зимней температуре наружного воздуха температура ниж- ней поверхности покрытия равна: 18—4,5= 13,5° С и давление во- дяного пара в порах материала у этой поверхности при влажности его не ниже предельной гигроскопической составляет 82
11,6 мм рт. ст. В этих условиях (11,6>8,51) происходит потеря влаги в сторону помещения; этот процесс продолжается до тех пор, пока давление водяного пара в поверхностном слое (рм) не упадет до 8,51 мм рт. ст., т. е. пока влагосодержание материа- ла не спустится до равновесия с относительной влажностью воз- ДУха Ф=^-ЮО»/о=73,4%. 11* UV При <р = 73,4% влагосодержание ячеистого бетона с объем- ным весом 600—700 кг!м3 составляет около 4% ( по весу). Пере- нос влаги происходит медленно, и по этой причине во влажност- ных расчетах следует ориентироваться не на пиковые условия (которыми можно признавать, в частности, моменты времени с расчетной температурой наружного воздуха), а на среднюю температуру более длительного периода, например месяца или зимы. Это вносит заметное изменение в условия влагообмена, которые мы рассмотрим на примере Москвы. Средняя температура наружного воздуха за зиму в Москве близка к —7° С, и соответственно средняя температура нижней поверхности покрытия с 7?О=1,28 м2-ч- град!ккал равна 15,4°С. Давление насыщения при этой температуре составляет 13,15 мм рт. ст. Выделение влаги из покрытия в помещение прекратится после снижения в порах нижнего слоя давления водяного пара до 8,51 мм рт. ст.\ при этом относительная влажность оказывает- 8 51 ся равной <р =——100% = 64,7% и соответствующее равновес- 13,15 ное влагосодержание того же ячеистого бетона снижается до 3,2% (по весу). Примерно такая влажность и наблюдается в действительности после ряда лет эксплуатации газобетонных од- нослойных панелей. При меньшем влагосодержании нижнего слоя этого бетона происходит обратное явление — влага поступает в покрытие из помещения. Размер влагообмена между воздухом помещения и покрыти- ем определяется формулой q = гг/м2^ Rn где рв и ры—давления водяного пара в воздухе помещения и в материале поверхностного слоя в мм рт. ст.; Rn — сопротив- ление переходу пара из воздуха в материал или обратно, при- нимаемое равным 0,2 м2'4'мм рт. ст/г и z— число часов. Влагообмен покрытия с наружным воздухом происходит че- рез верхнюю поверхность, оклеенную кровельным ковром. Представление о возможной здесь величине перепада давле- ний водяного пара получается из следующих данных. По мате- риалам СНиП II-A.6-62 среднее давление • водяного пара за зимние месяцы в Москве составляет 2,4 мм рт. ст. Среднюю за те же месяцы температуру под кровельным ковром можно при- 83
нить равной —3°С с давлением насыщения 3,56 мм рт. ст. При влажности верхнего слоя бетона панели не ниже предельной гиг- роскопической получается перепад 3,57—2,4=1,17 мм рт. ст., под действием которого небольшие количества водяного пара выде- ляются через ковер, имеющий большое сопротивление паропро- ницанию (при трех слоях рубероида — около 24,5 м2-ч*мм рт. ст/г). Возможность автоматического регулирования поступления и удаления влаги при изменении влажности воздуха в помещении ограничивается условием, чтобы влажность нижнего слоя пане- ли покрытия не превышала предельной гигроскопической влаж- ности. Любое увеличение влагосодержания материала сверх это- го предела уже не изменит в нем давления водяного пара. Если давление водяного пара в воздухе помещения будет превышать 13,15 мм рт. ст., —величину, соответствующую давлению насы- щения в сыром материале у нижней поверхности рассмотренной выше панели, — то поступление водяного пара в нее будет про- исходить без уменьшения интенсивности, сколь высоко ни увлаж- нилась бы панель. Поэтому, безусловно, опасным в отношении влажностного режима рассматриваемых панелей было бы повы- шение относительной влажности воздуха в помещении выше <р = 13 15 = —100=85% (здесь 15,48 мм рт. ст. — давление насыщения, 15,48 соответствующее температуре воздуха в помещении 18°С). Далее, найденная критическая влажность воздуха в помеще- нии непосредственно зависит от перепада между температурой воздуха в помещении и температурой нижней поверхности по- крытия, т. е. от величины теплового потока, определяемого раз- ностью между внутренней и наружной температурой и сопро- тивлением конструкции теплопередаче (табл. V. 1). Таблица V.1 Критическая относительная влажность воздуха в помещении в зависимости от величины перепада температур Температура в °C воздуха в помещении нижней поверхности покрытия Критическая относительная влажность воздуха в поме- щении в % 18 16 88 18 14 77,5 18 12 68 18 10 59,5 С понижением температуры воздуха в помещении при тех же разностях температур критическая относительная влажность воздуха в помещении дополнительно снижается, но незначи- тельно. Основы кинетики изменения влажности отдельных слоев па- нели покрытия выявляются из рассмотрения кривой распределе- 84
ния давлений водяного пара в толще покрытия в зимнее время (рис. V. 1). Здесь для простоты показаны давления насыщения, соответствующие тому, что влажность материала каждого слоя превышает предельную гигроскопическую. Материал данной па- нели однороден, и толщины слоев равны. Поскольку перемещение влаги в толще материала вызывается градиентом парциального давления водяного пара и в данном случае пропорционально 851 мирт, ст-внутренний воздух. Рис. V.I. Кривая давлений водяного пара в толще панели из однородного сырого материала зимой в Москве ему, то в представленной схеме должно происходить движение влаги из первого — девятого слоя в следующий, вышележащий; из десятого слоя влага выделяется наружу. Из первого слоя во- дяной пар выделяется в помещение под действием перепада дав- лений 12,79—8,51 мм рт. ст. Теряя влагу в двух направлениях, влагосодержание первого слоя быстро снижается и, когда умень- шится до определенного значения ниже предельной гигроскопи- ческой влажности, давление водяного пара в нем окажется ниже давления водяного пара во втором слое. С этого момента вто- рой слой начинает терять влагу как вверх, так и вниз. При условиях, показанных на рис. V.1, процесс потери влаги в обе стороны заканчивается максимально на четвертом слое, если потеря им влаги в сторону наружного воздуха до этого мо- мента не снизит его влагосодержания ниже предельной гигро- скопической влажности. В верхних слоях возникают два мак- симума влагосодержания. Первый из них —в верхнем подкро- вельыом десятом слое, в связи с тем что сопротивление паропро- 85
ницанию кровельного ковра раз в 25 превышает сопротивление паропроницанию на пути из девятого в десятый слой, в то время как перепад давления водяного пара из десятого слоя наружу менее чем в два раза превышает перепад давления между девя- тым и десятым слоями. Второй максимум, правда, значительно меньший по абсолютной величине, расположится в пятом слое, Рис. V.2. Послойное распределение влаги в однослойной панели из ячеистого бетона после 1—9 лет эксплуа- тации в Москве при №н=2О°/о, Фв=55% и /В = 18°С а — в апреле; б — в августе если первоначальное давление в четвертом слое удержится до- статочно долго, и вследствие этого пятый слой будет длительно получать влагу из четвертого под действием перепада давлений 1,1 ммрт. ст. и отдавать ее в шестой слой при перепаде давлений 0,97 мм рт. ст. Если же влажность и давление водяного пара в четвертом слое упадут быстрее, то второй максимум, что вероят- нее, возникнет в шестом слое, в который влага прибывает из пя- того слоя под действием перепада давлений 0,97 мм рт. ст. и от- дает в седьмой слой при перепаде 0,85 мм рт. ст. (разность 0,12 мм рт. ст.). В вышележащих слоях разности давлений ока- зываются еще меньшими и соответственно этому должны быть меньшими накопления влаги. 86
Характер распределения влаги по слоям панели из ячеисто- го бетона с начальной влажностью 20% в процессе эксплуата- ции в Москве с достаточной точностью показан на рис. V.2*. Дальнейшее увеличение точности расчета может быть свя- зано с учетом того, что отмеченное выше накопление влаги в ма- териале вблизи кровельного ковра влечет за собой увеличение теплопроводности этих слоев. В этой связи градиенты темпера- туры и давления водяного пара здесь уменьшаются и соответст- венно уменьшается интенсивность перемещения влаги в них; в результате влага, прибывающая из нижних слоев с прежней ин- тенсивностью, в большей мере задерживается не под самым ков- ром, а в некотором удалении от него. Это особенно относится к проницаемым пористым материалам, в которых коэффициент па- ропроницаемости в меньшей степени увеличивается с повышени- ем их влажности, поскольку влага в них не встречает необходи- мости мигрировать через капилляры, заполненные водой. С наступлением лета характер процесса изменяется в ре- зультате того, что перепад температур меняет свой знак. В свя- зи с этим наблюдается отгон влаги вниз с повышением влаго- содержания нижних слоев и задержкой поступления влаги из помещения. Весьма существенно влияет на влажностный режим покры- тий увеличение отношения коэффициента паропроницаемости материала к коэффициенту его теплопроводности т] =-^- . Чем X меньше, тем меньше толщина теплоизоляции и соответственно больше в ней градиент температуры и градиент давления водяно- го пара. Увеличению значения т) соответствует усиление факто- ра, вызывающего перемещение водяного пара, либо уменьшение сопротивления его движению, либо то и другое вместе. В итоге при прочих равных условиях с ростом величины т] возрастает интенсивность перемещения влаги в толще покрытия и, в част- ности, увеличивается сезонное (к концу зимы) накопление влаги в холодной зоне конструкции. Характерный пример — сплошная конструкция из трех слоев: нижний и верхний тонкие — из плот- ного керамзитобетона, а средний — из крупнопористого керамзи- тобетона— имеет более значительную толщину по теплотехни- ческому расчету. В этой конструкции наблюдается лишь медлен- ное уменьшение начального влагосодержания, но в то же время очень большие колебания влажности верхнего слоя (максимум в конце зимы и минимум в конце лета) и нижнего слоя с обрат- ным чередованием экстремальных значений влажности. В целом картина сводится к тому, что почти постоянное коли- чество влаги, заключающееся во всем покрытии, попеременно собирается то в верхнем, то в нижнем слое. Аналогичное явление происходит и в панелях коробчатой конструкции, утепленных * Рис. V.2—V.8 выполнены по расчетам инж. Л. А. Кузиной. 87
весьма паропроницаемым материалом (минеральный войлок, засыпка керамзитовым гравием и т. п.). Отсюда выявляется недостаточная удовлетворительность расчета влажностного режима по стационарному методу, преду- смотренному СНиП II-A.7-62. По этому расчету в приведенном выше примере было бы найдено увеличение за зиму влагосо- держания панели на количество влаги, притекающей в десятый слой под влиянием разности давлений водяного пара (8,51— 3,57 мм рт. ст.). В действительности же, как показано выше, в данном случае происходит сушка, весьма интенсивная в сторо- ну помещения и менее значительная наружу. Расчеты влажностного режима с помощью электронно-вычис- лительных машин по составленному автором1 алгоритму дают ответ на важнейшие вопросы влажностного режима покрытий, эксплуатируемых в различных конкретных условиях, а именно: не будет ли прогрессировать накопление влаги в покрытии, сколько времени потребуется для его высыхания до той или иной влажности, каковы накопления влаги в отдельных слоях, в част- ности в подкровельном, и т. д. 2. ПРОЦЕСС ВЫСЫХАНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ КРЫШ С НЕСУЩЕЙ ПЛИТОЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА На рис. V. 3 показаны в качестве примера результаты расче- та влажностного режима покрытия из керамзитобетонных пане- лей с объемным весом у = 900 кг!м\ лежащих на плитах из тя- желого бетона толщиной 100 мм\ эти плиты могут рассматри- ваться в качестве своеобразной пароизоляции. Сопротивление плит паропроницанию составляет 25 м2 • ч • мм рт. ст/г. Сопро- тивление же паропроницанию традиционного слоя рубероида, приклеиваемого к верхней поверхности такой плиты, не превы- шает 8—8,5 м2 • ч • мм рт. ст/г, сопротивление так называемой окрасочной пароизоляции еще ниже — около 2 м2-ч-мм рт. ст/г. Отсюда видно, что сплошные слои оклеечной или окрасочной па- роизоляции намного менее эффективны, чем достаточно толстые железобетонные плиты, и поэтому далеко не всегда требуются. В тех случаях когда необходимости в этих слоях нет, следует обязательно заделывать битумными материалами только швы между несущими плитами; последние в этом случае используют- ся в качестве пароизоляции. Если несущие плиты и утепляющие панели монтируются по- рознь, следует предвидеть вероятность увлажнения покрытия дождями до того, как будет устроена кровля. В целях предуп- 1 Ю. Е. Ав рутин, Е. И. Кричевская, Е. П. Левитан, М. С. Ту- полев, А. И. Ф о л о м и н. Сборные железобетонные крыши для массового строительства. Стройиздат, 1965. 88
/ 2 3 4 5 6 Т 3 9 V. 11 1? 13 14 15 16 П 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Рис. V.3. Кинетика процесса высыхания керамзитобетона в двухслойной конструкции покрытия над жилым до- мом в Москве / — средняя весовая влажность керамзитобетона в %; 2— весовая влажность подкровельного (16-го) слоя в %; 3 — весовая влаж- ность 15-го слоя в %; 4 — весовая влажность нижнего (6-го) слоя керамзитобетона в %; 5 —удаление влаги через потолок нара- стающим итогом в а/л2; 6 — удаление влаги через трехслойный кровельный ковер нарастающим итогом в г!нг
реждения промачивания потолка верхнюю поверхность несущих плит целесообразно оклеить слоем рубероида, который в этих условиях служит временной гидроизоляцией, а не постоянной па- роизоляцией. Для расчета, положенного в основу рис. V. 3, общая толщина утепляющих панелей (280 мм) была определена для Москвы в соответствии с нормами при коэффициенте теплопроводности керамзитобетона X =0,275 ккал/м* ч-град. Коэффициент паро- проницаемости р для керамзитобетона принят 0,0215 г/м-ч-мм рт. ст., а для тяжелого бетона — 0,004 г/м • ч • мм рт. ст. Началь- ная влажность керамзитобетона принята равной 20% и тяжело- го бетона — 5%. Температура и влажность воздуха под покры- тием в течение отопительных периодов — нормальные по СНиП (/в-18° С, <рв =55%). Для расчета толщина керамзитобетонной панели была разбита на 11 слоев, а плита тяжелого бетона на 5 слоев. За начало эксплуатации принято 1 ноября. Из рис. V.3 видно, что средняя влажность керамзитобетона (точечная кривая 1) уменьшается очень медленно и достигает 8% только к концу 11-го года, равновесное же влагосодержание наступает через 22 года. После первой зимы влажность подкро- вельного слоя к весне поднялась до 34,3%, а к первой осени по- низилась до 12,2%. В последующие 13 лет весенние максимумы продолжали оставаться выше 20%. После достижения конструк- цией равновесного влажностного состояния влажность подкро- вельного слоя колеблется в пределах от 2,7% в конце лета до 5,3% в конце зимы. Влажность нижнего слоя керамзитобетона также колеблется, но только с максимумом после лета и с мини- мумом после зимы. По достижении равновесия она меняется в пределах 2—3%. Потеря влаги через ковер наружу тесно свя- зана с влажностью подкровельного слоя; эта потеря остается практически постоянной примерно 14 лет, пока влагосодержа- ние подкровельного слоя не обнаружит интенсивного падения. В последующем интенсивность потери влаги через ковер посте- пенно уменьшается и достигает постоянного минимума. Высы- хание покрытия в сторону помещения сначала идет с замедле- нием. После прекращения выделения влаги вниз возникает постепенно усиливающееся поступление влаги из помещения. Интенсивность этого поступления достигает максимума, когда влагосодержание конструкции стабилизируется. В этом состоя- нии количество влаги, поступающей за год из помещения в кон- струкцию, равно количеству влаги, удаляющемуся за то же время через кровельный ковер. Ниже излагаются результаты исследования процесса высы- хания керамзитобетона в той же конструкции при некоторых характерных вариантах условий. С уменьшением начальной влажности керамзитобетона вре- мя до достижения конструкцией равновесного влажностного состояния уменьшается. Средняя влажность керамзитобетона 90
снижается до 8% и до равновесного состояния через периоды времени, указанные в табл. V.2. Таблица V.2 Длительность высыхания керамзитобетона в невентилируемых конструкциях по рис. V.3 Начальная влажность керамзитобетона в % Длительность эксплуатации, пока керамзитобетон высохнет До 8% | до равновесного состояния 25 15 лет 25 лет 20 11 » 22 года 15 7 » 18 лет 10 3 года 13 » 5 — 7 » Изменения относительной влажности воздуха в помещении в течение отопительных периодов с 25 до 65% на интенсивность высушивания керамзитобетона в рассматриваемой конструкции оказывают менее существенное влияние. Как видно из рис. V.4, средняя влажность керамзитобетона уменьшается с 20 до 8% при <рв = 65% через 13,5 года, а при <рв=25% через 10,5 года. Усиление паропроницаемости кровельного ковра путем уменьшения числа слоев рубероида способствует ускорению вы- сыхания керамзитобетона (рис. V.5). Естественно, что это меро- приятие уменьшает также переувлажнение подкровельного слоя. Непосредственно использовать это положение не представляется возможным, поскольку определенное число слоев рубероида при- знается необходимым для обеспечения исправной службы кров- ли. Однако принцип уменьшения сопротивлений удалению влаги в наружный воздух использован в ряде мероприятий, предло- женных для ускорения высыхания и описываемых ниже. В целях уменьшения теплопотерь, вызываемых повышенной влажностью теплоизолирующего бетона, иногда предлагали уве- личивать толщину утеплителя. Результаты проверки изменения длительности высыхания утолщенных теплоизолирующих панелей приведены на рис. V.6; здесь показаны кривые высыхания керамзитобетона в той же конструктивной схеме, но при увеличенном сопротивлении тепло- передаче на 25 и 50%. Длительность высыхания значительно увеличивается. Главная причина — в увеличении абсолютного количества влаги, подлежащей удалению из более толстых пане- лей; в то же время несколько уменьшается интенсивность отда- чи влаги в связи с уменьшением градиентов давления водяного пара, которыми определяется приток влаги к нижней и верхней поверхности конструкций. Отмеченное уменьшение градиентов давления водяного пара в утолщаемых конструкциях из того же материала способству- ет уменьшению накопления влаги под кровельным ковром. 91
ъ,7* В особо холодных районах последнее явление обусловливается также очень малым (соответ- ственно низкой температуре) давлением водя- ного пара под кровельным ковром. Например, в конструкциях по типу, показанному на рис. V.3, с нижней плитой из тяжелого бетона тол- щиной 100 мм в Якутске совсем не наблю- дается накопления влаги под кровельным ков- ром, но вместе с тем высыхание таких пане- лей до достижения равновесного состояния там затягивается на чрезвычайно длительное время — 50 лет и более. 20 12 10 2 3. СПОСОБЫ УСКОРЕНИЯ ВЫСЫХАНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ КРЫШ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ заводское панелей крыш близкой к является С 0 2 4 6 8 10 12 14 16 ,3 20 22 24 годы Рис. V.4. Уменьшение средней влажности керамзитобетона при различной относитель- ной влажности воздуха в помещении в тече- ние отопительных периодов /, 2, 3, 4 — относительная влажность воздуха в помещении, равная соответственно 65, 55, 45 и 25% Несомненно, было бы наиболее целесообразно организовать производство совмещенных влажностью, той, которая равновесной в намечае- мых условиях эксплуата- ции. Поскольку такая за- дача еще не решена, при- ходится принимать меры к ускорению высушива- ния покрытий уже после заселения зданий. Прин- ципиальное ускорение высыхания покрытий может быть достиг- нуто путем устранения или, по крайней мере, уменьшения пре- пятствий к влагообмену между конструкцией и наружным и внутренним воздухом, если влажность воздуха в помещении до- статочно низка. Конкретные способы: отказ от панелей или слоев из плотного бетона, отделяющих теплоизоляцию от воздуха помещения; устройство дышащей кровли, в которой предусматривается образование сообщаемой с наружным воздухом полости между утепляющим материалом и кровельным ковром; устройство вентилирующих каналов в толще утепляющих па- нелей или между утепляющими блоками, плитами; устройство щелевых вентилируемых прослоек между тепло- изолирующим материалом и кровельными панелями. 92
Кинетика высыхания однослойных панелей. В целях увеличе- ния сборности покрытий оказалось целесообразным, если это только возможно по мощности кранов, отказаться от конструк- ций по рис. V.3, требующих монтажа за два раза, и перейти к Рис. V.5. Уменьшение средней весовой влаж- ности керамзитобетона при разном числе' слоев рубероида в кровельном ковре /, 2, 3 и 4 — соответственно 4, 3. 2 и 1-й слой рубероида 20 18 16 14 12 10 О 2 4 6 8 10 12 /♦ 16 18 20 22 24 26 28 годы Рис. V.6. Уменьшение 20 18 16 14 12 10 средней весовой влаж- ности керамзитобетона при разном термическом сопротивлении (толщи- не) конструкции /, 2 и 3 — соответственно ЛовЛТр. 1,25^Тр и 1,57?тр 0 2 4 6 8 W 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 годы комплексным панелям, где теплоизолирующий бетон исполняет также несущие функции. Из опасения коррозии рабочую арматуру помещали в тяже- лый бетон (толщиной 30—45 мм), образующий нижний слой комплексной панели. Из опыта эксплуатации таких конструкций над жилыми помещениями было выявлено, что они высыхают значительно быстрее и что, кроме того, влажность бетона в зо- 93
не рабочей арматуры вскоре понижается настолько, что никакой опасности коррозии не возникает (см. рис. V. 2). Это наблюдение открывает возможность применять однослойные панели из бе- Рис. V.7. Кинетика процессов переноса влаги в однослойных комплексных па- нелях из керамзитобетона объемным весом у=900 кг/м2, эксплуатируемых в климатических условиях Москвы при температуре 18° С и относительной влажности воздуха в помещении в течение отопительного сезона 55%; мате- риал— керамзитобетон с начальной влажностью 20% / — средняя весовая влажность керамзитобетона в %; 2— весовая влажность подкро- вельного слоя толщиной 15 мм в %; 3 —весовая влажность нижнего слоя керамзнто- бетона; 4 — удаление влаги через потолок нарастающим итогом в г/м2; 5 — то же. через кровлю тонов на легких заполнителях или из автоклавного газобетона. Панели из пенобетонов приходится снабжать слоем из тяжелого бетона, поскольку в его отсутствие возникают нежелательные от- слоения у нижней поверхности этих панелей. 94
На рис. V.7 показаны результаты расчета влажностного ре- жима однослойных панелей из керамзитобетона с начальной влажностью 20%, эксплуатируемых в климатических условиях Москвы при температуре 18 С и относительной влажности воздуха в помещении в тече- ние отопительного сезона 55%. Снижение средней влажности панелей по сравнению с кон- струкцией, показанной на рис. V.3, ускоряется в несколь- ко раз, а именно высыхание с начальной влажностью 20% до 8% в однослойной панели происходит за 4 года против 12 лет у конструкции с отдель- ной несущей плитой толщи- ной 100 мм. Гораздо быстрее падает и влагосодержание подкровель- ного слоя, максимум которого не превышает начальных 20% уже на третьем году эксплуа- тации. Особенно быстро высы- хает нижний слой панели. Все эти благоприятные показатели обусловлены увеличением ин- тенсивности выделения влаги в помещение, что не ведет, одна- Рис. V.8. Абсолютное количество влаги, выделяющейся в помещение (нарастающим итогом) из одно- слойной конструкции по рис. V.7 и из двухслойной конструкции по рис. V.3. В обоих случаях началь- ная влажность керамзитобето- на 20% 1 — однослойная конструкция; 2 — двух- слойная конструкция ко, к существенному ухудше- нию микроклимата. Из рис. V. 8 следует, что наибольшая разница в интенсивнос- тях выделения влаги в помещения обнаруживается по истечении первого полугодия эксплуатации (зимний период). За это время с 1 м2 однослойного покрытия выделяется влаги около 14 кг, что примерно вдвое больше, чем в случае двухслойного покрытия. Дальнейший расчет ведется исходя из предположения, что высы- хание покрытия происходит над комнатой с площадью до 12 м2 при высоте 2,5 м (объем 30 м3); вентиляцией комнаты обеспечен нормальный однократный обмен воздуха. За полугодие в ком- нату выделяется 14-12=168 кг влаги или: 168-1000 _13 , 3 6.30.24-30 ’ ' Абсолютное максимальное влагосодержание воздуха при 18° С составляет 15,3 е/лг3; вследствие этого найденное выделение 1,3 г/м3 повышает относительную влажность воздуха в помеще- 1 3-100 нии на-2----=8,5%, а в случае двухслойной конструкции было 15,3 бы 4,25%. 95
Таким образом, повышение относительной влажности возду- ха, вызванное применением сырой однослойной конструкции вместо двухслойной, составляет около 4% и только в течение первой зимы. С уменьшением начальной влажности керам- зитобетона разница в выделениях влаги одно-и двухслойными конструкциями уменьшается, и при начальной влажности керам- зитобетона 10% эта разница приближается к нулю. Обобщая результаты произведенных расчетов влажностного режима невентилируемых покрытий, различных по конструкциям и условиям эксплуатации, можно констатировать большое зна- чение местных климатических условий: влажностный режим по- крытий тем благоприятнее и они тем быстрее высыхают, чем короче зима и продолжительнее и теплее лето. Пароизолирующие слои, располагаемые со стороны помеще- ния, требуются лишь в тех случаях, когда необходимо умень- шить количество влаги, поступающей из помещения в покрытие, до такой величины, которую может пропустить наружу кровель- ный ковер. Если нет опасности влагонакопления, пароизолирую- щие слои не только излишни, но и крайне нежелательны, пос- кольку задерживают удаление начальной влаги из покрытия. Ускорение высыхания совмещенных крыш с помощью устрой- ства дышащей кровли. Наиболее простой и надежный способ устройства дышащей кровли заключается в том, что в качестве нижнего слоя кровельного ковра используют перфорированный рубероид, раскатываемый по покрытию насухо. По этому слою сплошь намазывают мастику для приклейки к нему второго слоя; ко второму слою нормально приклеивают третий и т. д. Диаметр отверстий в перфорированном рубероиде назначается равным 18—20 мм\ отверстия в количестве около 100 на 1 jw2 рас- полагают на равных расстояниях в шахматном порядке. Масти- ка, наносимая на перфорированный рубероид, частично прони- кает через отверстия на верхнюю поверхность панелей или стяжки и немного растекается по этой поверхности, увеличивая 3 2а тем самым площадь приклейки примерно до 100——л—800 см2 4 на 1 м2 кровли. Такую площадь приклейки можно считать впол- не достаточной, учитывая, что минимальное сопротивление отрыву материала, приклеенного мастикой к бетону, составляет 1 кПсм2. Промежутки между точками приклейки образуют ще- леобразные полости, соединяющиеся с наружным воздухом по всему периметру крыши. Устройством дышащей кровли решается целый ряд задач. Впервые она была предложена как средство борьбы с образова- нием вздутий — распространенного дефекта кровельных ковров, особенно в районах с очень жарким летом. Под обычным кровельным ковром в результате нагрева (60—80° С) значительно поднимается давление паровоздушной смеси, вызывающее вздутия, размеры которых увеличиваются 96
вследствие пластификации нагретого рубероида. Фактором, обусловливающим повышение давления под кровельным ков- ром, является также газонепроницаемость основания, к которо- му он приклеен. Поэтому больше вероятность образования вздутий в ковре, приклеенном к тяжелому бетону, чем, напри- мер, к ячеистому. Аналогично этому вздутия усиливаются при высокой влажности основания; в этом случае может уменьшать- ся газопроницаемость бетона основания. Механизм действия дышащей кровли сводится к тому, что в полостях под этой кровлей давление паровоздушной смеси при нагреве не поднимается благодаря сообщению с наружным воз- духом. Относительная свобода сообщения полостей под дышащей кровлей с наружным воздухом является причиной усиления по- тери влаги покрытием через его верхнюю поверхность. Конечно, осушающая эффективность дышащей кровли меньше, чем, на- пример, вентилирующих каналов, так как в них происходит сквозное движение воздуха, в то время как из-под дышащей кровли пар удаляется в основном под действием только отдель- ных импульсов небольшого избыточного давления. Тем не менее за год в климате Москвы из покрытий с дышащей кровлей те- ряется до 5 кг влаги с 1 м2 покрытия, в то время как через трех- слойный ковер, приклеенный сплошь, выделяется влаги всего около 2,5 кг)м2. В итоге получается, что однослойные панели под дышащей кровлей могут высыхать на 20—25% быстрее, чем под обычной. Есть еще третье преимущество, достигаемое в результате устройства дышащей кровли. Она может способствовать увели- чению долговечности верхнего слоя бетона, к которому при- клеивается ковер. Как уже отмечалось (см. рис. V.3), в течение многих лет к весне при сплошь приклеенном ковре наблюдается накопление влаги в подкровельном слое. Для всей толщины (14— 15 мм) этого слоя отмечается среднее увеличение влагосо- держания сверх начального на 10—12%. Поскольку влага в этом слое фактически распределена неравномерно, приходится учитывать возможность того, что верхняя часть этого слоя мог- ла бы оказаться приблизившейся к состоянию насыщения вла- гой и ей стало бы угрожать разрушение в результате многократ- ных замораживаний. Под слоем перфорированного рубероида образуется полость толщиной около 1—1,5 мм; в нее имеет воз; можность перемещаться влага, которая при сплошной приклей- ке ковра собиралась бы в подкровельном слое. Абсолютное количество влаги, которое прибывает за первую зиму в подкро- вельный слой по рис. V.3, может быть оценено в 0,12 «0,014-900= 1,5 кг/м2. Даже в форме льда это количество влаги может поместиться в полости под дышащим ковром и в связи с этим бетон панели будет замерзать при меньшем влаго- содержании. 97
Вентилирующие щелевые прослойки. Их располагают над теплоизолирующим материалом и сверху ограничивают реб- ристыми кровельными панелями из плотного бетона. Температура воздуха, поступающего в щель, повышается по мере удаления от приточных отверстий и на некотором рас- стоянии стабилизируется. С увеличением высоты щели при тех же сечениях приточных отверстий во фризовых элементах и при той же скорости ветра скорость движения воздуха в прослойке уменьшается, и воздух, поступающий в щель, успевает согре- ваться уже вблизи приточных отверстий. Поэтому зимой повы- шается как средняя температура воздуха в щели, так и темпера- тура кровельной панели и кровельного ковра на ней. В резуль- тате происходит более интенсивное таяние снега на таких крышах и усиленное образование наледей на карнизах; этот дефект заставляет при щелевых прослойках предпочесть внут- ренний отвод воды. Это полезно также для уменьшения заносов снега и дождя в полость щели. В качестве основного возражения против широкого примене- ния покрытий со щелевой вентилирующей прослойкой до пос- леднего времени указывали на наличие лишнего монтажного элемента, увеличивающего объем работ на стройплощадке. Од- нако крупные преимущества этой конструкции — допустимость применения любых, в том числе эффективных утеплителей даже с высокой начальной влажностью, легкость придания верхней поверхности крыши любой желаемой конфигурации и целесо- образность сочетания этой конструкции с устройством внутрен- него отвода воды, причем могут быть удовлетворены также не- которые архитектурные требования — обусловили довольно широкое применение их в настоящее время особенно в домах повышенной этажности и с широким шагом поперечных стен. Вентилирующие цилиндрические каналы. Их размещают в толще панелей, возможно ближе к их верхней поверхности, к которой приклеивается кровельный ковер. Неудовлетворитель- ность расположения каналов в нижней (более теплой) зоне по- крытия выявляется из наблюдений, опубликованных канд. техн, наук И. И. Штейном !. На одной половине крыши, утепленной двумя слоями фибролита по несущей железобетонной плите, вентилирующие каналы были сделаны в нижнем слое фиброли- та, а на другой половине — в верхнем слое. За год эксплуатации средняя влажность всего фибролита в конструкции с вентили- рующими каналами в нижнем слое увеличилась на 9,3% (глав- ным образом из-за сильного переувлажнения верхнего слоя), а в конструкции с вентиляцией в верхнем слое уменьшилась на 8,4%. В общем расположение вентилирующих каналов в ниж- ней зоне утеплителя в наших климатических условиях не может быть рекомендовано: в зимнее время поднимающаяся влага, См. «Жилищное строительство», 1968, № 6. 98
пройдя между каналами, конденсируется и остается в верхней зоне утеплителя, в летнее же время высушивающее действие каналов, расположенных внизу, оказывается меньшим; темпера- тура в этой зоне ниже, чем в верхней. Каналам придают различную форму поперечного сечения. В комплексных и утепляющих панелях из легких бетонов устраивают цилиндрические каналы; при утеплении нескольки- ми слоями фибролита плиты верхнего слоя укладывают с ин- тервалами, образующими каналы прямоугольного сечения; каналы треугольного сечения получаются путем скашивания верхних ребер мелких утепляющих блоков; в покрытиях с за- сыпными утеплителями роль вентилирующих каналов возлага- ется на волны в асбестоцементных волнистых листах, уклады- ваемых на теплоизоляцию или на песчано-цементную стяжку. Из всех перечисленных видов вентилирующих каналов толь- ко цилиндрические соответствуют конструкциям индустриально- го изготовления. С цилиндрическими каналами впервые были сделаны в 1960 г. панели из золопенобетона толщиной 320 мм для покрытия жилого дома с тремя продольными несущими сте- нами в Кураховке (Донбасс) Ч Каналы диаметром 50 мм были расположены на интервалах в 165 мм и были направлены парал- лельно продольной стороне панели, т. е. поперек здания; рас- стояние от верхней образующей каналов до верхней поверхно- сти панели составляло 25 — 30 мм. За первый год эксплуатации это покрытие потеряло влаги 38,3 кГ!м\ и этим была доказана высокая высушивающая способность вентиляции этого вида. В последующем такую же систему осушающей вентиляции стали применять в керамзитобетонных, газо- и пенобетонных комплексных и утепляющих панелях. Отношение площади внутренней поверхности вентилирую- щих цилиндрических каналов к обслуживаемой ими площади „ nd j покрытия характеризуется величиной р=—, где а — диаметр Ъ канала и b — расстояние между осями соседних каналов. Зна- чения этого показателя для каналов диаметром 5 и 6 см при возможных расстояниях между ними приведены в табл. V.3. Из табл. V.3 видно, что с увеличением расстояния между Таблица V.3 Значение показателя р при разных величинах b и d Ь. см 15 20 30 40 50 При d = 5 см 1,05 0,78 0,52 0,39 0,31 » d = 6 см 1,26 0,94 0,63 0,47 0,38 Предложение канд. техн, наук П. А. Теслера. 99
каналами быстро уменьшается их активная поверхность по сравнению со щелевыми прослойками, при которых р~ 1. Осу- шающая способность каналов еще более уменьшается тем, что отдельные участки их внутренней поверхности по отношению к основному направлению потока водяного пара ориентированы различно: более эффективен участок, обращенный вниз, менее Рис. V.9. Длины путей перемещения водяного пара в тол- ще панели с вентилирующими цилиндрическими каналами эффективны боковые участки и особенно малоэффективен уча- сток, обращенный вверх. С увеличением расстояния между каналами влажностный режим верхней зоны панелей ухудшается потому, что увеличи- вается ширина полос, куда водяной пар попадает в промежут- ках между каналами под кровельный ковер легко, а удаляется оттуда в каналы, расположенные ниже, гораздо труднее. Для обеспечения большей равномерности удаления влаги из нижней зоны панелей длина пути водяного пара а (рис. V.9) должна быть возможно ближе к размеру с. Ограничивая степень нерав- а /it номерности —<1,1, получаем уравнение с H — h — d = 1,1, откуда определяется расстояние между осями каналов, удов- летворяющее этому требованию. Принимая h=3 см и d=5 см, для панелей с более часто встречающимися толщинами находим следующие размеры Ь: Н............ 40 30 20 см b............ 30,4 20 12 » М ...... 26,7 20 13,3 > Из сопоставления полученных размеров b и 2/з Н находим, что имеющееся в нормах указание о допускаемом расстоянии юо
между каналами (b < 2/з Н) отражает объективно обоснованное требование обеспечения большей равномерности удаления вла- ги из нижней зоны панели. При проектировании размер Ь — = 30,4 см (при //=40 см) целесообразно уменьшить до 20 см, а размер 6=12 см (при //=20 см) по соображениям прочности увеличить до 15—20 см. Согласно литературным источникам, отношение площади по- перечного сечения вентилирующих каналов к площади венти- лируемого покрытия должно находиться в пределах 1 1 ^кан 1 1 --------или > , 500 1000 bL 500 1000 где FKaH—площадь поперечного сечения одного канала; b — расстояние между осями соседних каналов; L—длина канала.. При направлении каналов поперек здания L равно его шири- не, а при направлении вдоль здания L равно его длине. Факти- ческие величины указанного отношения для жилых зданий при различном шаге каналов следующие (табл. V. 4). Таблица V.4 Величины отношения площади поперечного сечения вентилирующих каналов к площади покрытия Направление канала Диаметр В ДИ Длина в см Шаг в см 50 20 30 40 50 5 1000 1/764 1/1020 1/1 529 1/2 039 1/2 549 Поперечное 5 1200 1/917 1/1223 1/1835 1/2 445 1/3 056 6 1000 1/531 1/708 1/1 062 1/1 416 1/1 770 6 1200 1/637 1/849 1/1 274 1/1 698 1/2 122 Продольное (че- 5 8000 1/6112 1/8160 1/12 232 1/16 320 1/20 392 тырехсекционный жилой дом) 6 8000 1/4248 1/5664 1/8 496 1/11 328 1/14 160 Из приведенного сопоставления следует, что рекомендуемое отношение площади поперечных сечений каналов к площади по- крытия ш ном направлении каналов над зданиями шириной всего 10 м\ не может быть осуществлено даже при попереч- совершенно же неудовлетворительным получается этот показа- тель при расположении каналов вдоль зданий. Значение размера поперечного сечения вентилирующих кана- лов выявляется из следующих соображений. С увеличением диа- метра цилиндрического канала его пропускная способность уси- ливается не только в результате увеличения площади попереч- ного сечения, но и в связи с увеличением скорости движения 101
в нем воздуха из-за уменьшения суммы аэродинамических со- противлений. Так, например, площадь поперечного сечения ка- нала с d=6 см превышает площадь сечения канала с d=5 см в 1 «44 раза, а пропускная способность канала с d=6 см оказывается в 1,73 раза больше благодаря уменьшению на 20% аэродинамических сопротивлений. В Москве однослойные пане- ли из пенобетона объемным весом у = 700 кг!м3 за шесть меся- цев отопительного сезона (ноябрь—апрель) потеряли следую- щие количества влаги: с каналами d=40 мм................... 5,53 кг/мг » » d=60 »...................10,43 » невентилируемые...................... 3,03 » Эффективность каналов диаметром 60 мм по сравнению с ка- лл 10,43—3,03 п налами диаметром 40 мм оказалась больше в-------- =2,9о ра- ОуОо— за. При этом соотношение площадей сечения каналов [ —-) = =2,25 и скорость в 60-jwjw канале из-за уменьшения аэродина- мических сопротивлений увеличивается в 1,32 раза. Из сказанного вытекает неправомерность нормирования осу- шающих каналов только по площадям их поперечного сечения, так как эффективность осушающего действия растет быстрее, чем соотношение квадратов диаметров каналов. Большое значение имеет, конечно, и форма поперечного се- чения каналов; наиболее благоприятно круговое сечение: в ка- налах прямоугольного сечения с той же площадью аэродинами- ческие сопротивления быстро растут с увеличением отношения сторон прямоугольника. Все приведенные соображения относятся только к непрерыв- ным каналам постоянного поперечного сечения и не имеют ни- какого отношения, например, к конструкциям, в которых путь движения воздуха прегражден рядом поперечных стенок с не- большими отверстиями в них. Скорость движения воздуха, а следовательно, и эффективность такого рода вентиляции может оказаться в десятки раз меньшей, чем в случае непрерывных каналов с постоянным сечением, площадь которых равна пло- щади указанных отверстий. Из сказанного следует, что рекомендуемые в литературе ве- личины отношений площади поперечного сечения каналов к пло- щади покрытия относятся к случаям устройства только непре- рывных каналов постоянного сечения и относительно небольшой длины; их следует рассматривать в качестве лишь первого гру- бого приближения. Более сложные случаи подлежат расчету по общим правилам для вентиляционных устройств. Опыт строительства жилых зданий позволяет сформулиро- вать следующие эмпирические рекомендации, выполнение кото- 102
рых может обеспечить требуемое высыхание покрытий пример- но за два года: во всех случаях направление движения вентилирующего воз- духа должно быть направлено поперек зданий; каналы должны быть постоянного сечения; южнее широты Харькова можно устраивать каналы диамет- ром 50 мм через 150—165 мм\ севернее Харькова через 200 мм диаметр каналов следует назначать увеличенным до 60 мм или устраивать щелевые вентилирующие прослойки высотой не ме- нее 50—60 мм. С учетом отмеченной выше возможности накопления влаги в верхней зоне панелей в промежутках между вентилирующими каналами по покрытиям с такими панелями целесообразно устраивать дышащую кровлю. Дополнительные данные к выбору между вентилированием каналами и щелевой прослойкой могут быть получены в резуль- тате технико-экономического сравнения. Из относящихся к это- му сравнению вопросов мы остановимся лишь на выявлении рас- хода бетонов. Если в сплошной панели сделать вентилирующие каналы и ввести в них холодный наружный воздух, то теплоизолирующая эффективность панели уменьшится. Для восстановления преж- ней теплоизолирующей способности толщины панели необходимо увеличить на определенную величину h0. В сплошной однослойной панели тепловой поток 27? где ХК=-^+Кв + Кн + ^ковра; Кв + Rh + Кковра = 0,133 + 0,05 + 0,1 = 0,283 м2 • ч • град!ккал\ Q = (^в — тв) : Кв = 4,5: 0,133 = = 33,75 ккал!м2-ч (см. СНиП II-A.7-62). По подстановке всех этих величин получаем требуемую тол- щину сплошной однослойной панели И = ---0,283Х. Итоговая толщина панели, вентилируемой цилиндрическими ка- налами, HKaH =H+h0. Размер h0 утолщения панели вследствие устройства в ней вентилирующих каналов зависит от коэффи- циента теплопроводности материала X, диаметра вентилирую- щих каналов, расстояний между ними b и положения по толщи- не панели. Для каналов с d=60 мм при расстоянии от верхней поверхности панели до верхней образующей канала 30 мм раз- мер h0 определяется из табл. V.5. 103
Таблица V.5 Размер йо в зависимости от b и X Расстояние Ь между осями соседних каналов в м Величина h0 в мм при X в ккал/м-ч-град 0,15 0.2 0,25 0,3 0,15 74 77 81 84 0,2 65 68 71 74 Как видим, размер h0 в оговоренных условиях немного пре- вышает расстояние от верхней поверхности панели до оси кана- ла (60 мм). В покрытиях с наружным отводом воды наинизшую темпе- ратуру имеет воздух в каналах у наружных стен. Значит, уже в этом сечении требуется увеличивать толщину панели на размер h0. Далее, следуя подъему крыши по направ- лению к коньку, толщину панели приходится увеличивать еще больше. При уклоне крыши 2% и при длине ската 6 м общий приведенный расход бетона на покрытия с панелями, вентили- руемыми цилиндрическими каналами, при наружном отводе во- ды получается на -|-О,О2+Ао= 13 ->14 см больше, чем требуется для невентилируемых панелей при нулевом уклоне. Кровельные же ребристые панели в конструкциях с вентилирующей воздуш- ной прослойкой требуют общего приведенного расхода бетона никак не более 60 мм. Отсюда становится ясным, что в вариан- те с наружным отводом воды покрытия с вентилирующими ка- налами по расходу бетона уступают конструкциям со щелевой вентиляцией. Толщину панелей с вентилирующими каналами над жилыми зданиями при внутреннем отводе воды надо начинать рассчиты- вать с сечения около продольной оси здания и в предположении, что панель сплошная, так как воздух, пройдя к этому сечению по каналу около 6 м, уже успевает нагреться практически до равновесия. От этого сечения панель в направлении к наружной стене в соответствии с уклоном крыши утолщается, где и дости- гает максимальной толщины. Здесь дополнительного утолщения уже не требуется, но толь- ко при условии, что вентилирующие каналы направлены парал- лельно верхней поверхности панели, а не горизонтально. В этом варианте собственно на устройство вентиляции каналами мате- риал не расходуется, и конструкция по расходу бетона может конкурировать с вариантом щелевой вентиляции.
Глава шестая СПОСОБЫ МОНТАЖА И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ 1. МОНТАЖ ОСНОВАНИЯ Способы монтажа и производства работ при сооружении сборных железобетонных крыш зависят от типа применяемых конструкций, от степени заводской готовности сборных элемен- тов крыши и принятой системы водостоков. Технология этих работ зависит от типа утеплителя — жестко- го, плитного или рыхлого, применения наружных или внутрен- них водостоков, наличия или отсутствия паро- и гидроизоляции в заводских элементах и др. Монтаж железобетонных элементов крыши, выходов на кры- шу, вентиляционных шахт, парапета, карнизных блоков, а так- же утеплителя и стяжки производится обычно теми же кранами и тем же составом рабочих, которые были заняты на возведении коробки здания. Пароизоляционные работы и устройство гидроизоляционно- го ковра требуют квалифицированных рабочих-кровельщиков и применения приспособлений и механизмов для наклейки ру- лонной изоляции. Поэтому технология этих работ описывается особо. В настоящее время на монтаже полносборных каркасных и панельных, блочных и кирпичных домов применяются краны грузоподъемностью 5 т, а во многих случаях и более — до 8 т. Этим определились и размеры сборных элементов крыш разме- ром в плане до 6X3,2 м в панельно-каркасных домах. Увели- чение размеров сборных элементов крыш уменьшает количество монтажных операций по возведению крыши, но грузоподъем- ность кранов и транспортных средств ограничивает эти воз- можности. Прочность и жесткость кровельных элементов при транспор- тировании и монтаже проверяются при проектировании соответ- ствующими расчетами, так же как размеры и прочность монтаж- ных петель элементов. При транспортировании элементов на платформах и трайлерах предусматривается их необходимое за- крепление. На объектной площадке проверяют фактические размеры 105
заводских сборных панелей, причем допускаются отклонения их от проектных размеров не более следующих величин: по длине................ +5,—10 мм > ширине . ............. Н~3,— 3 мм » толщине.................. +10 мм (минусовые допуски не разрешаются) разность длины диагоналей +10 мм (то же) На каждую партию кровельных панелей заводом выдается паспорт, в который вписывают: наименование панелей и их заводские номера; марку бетона по проекту и фактическую; отпускную прочность бетона; дату выдачи панелей. Монтаж элементов железобетонной крыши ведется так же, как монтаж перекрытия, с применением тех же механизмов зве- ном рабочих в составе: такелажника, двух монтажников, свар- щика и двух изолировщиков. Такелажник обычно работает на земле, он проверяет разме- ры панели, очищает под сварку закладные части, ведет стропов- ку элементов для подъема. Монтажники наверху монтируют панели, изолировщики расстилают раствор, заполняют им сты- ки элементов, предварительно изолируя их тепло- и пароизоля- цией. Электросварщик ведет сварку всех креплений на крыше. Безопасность выполнения монтажных работ обеспечивается креплением поясов рабочих за монтажные петли кровельных панелей. График работ составляют исходя из их совмещенного произ- водства, с одним шагом потока для всех звеньев. До начала монтажа элементов крыши проверяют разбивку всех осей здания, нивелируют отметки опор конструкций с пред- варительной очисткой их от грязи, льда, снега, выносят на сте- ны отметки на 10 см ниже опор кровельных конструкций. Кровельные панели поднимаются четырехстропным пауком, карабины которого цепляются за монтажные петли. Строповку выполняют таким образом, что панель сразу подается на место в наклонном положении, под заданный уклон кровли. Монтаж панелей начинается с торцовой стены, с установкой панелей попарно на два пролета по осевым линиям и немедлен- ной заваркой их между собой за закладные части. Места сварки защищаются от коррозии, все швы, стыки, отверстия заделыва- ются цементным раствором. При должной, четкой организации работ ведется монтаж элементов «с колес», непосредственно с автомашины, с мини- мальными простоями автотранспорта. При монтаже «с колес» завод—изготовитель панелей строго гарантирует их качество и правильность размеров. Выборочная проверка отдельных пане- лей производится на месте. 106
Практически установлены сроки продолжительности монта- жа одной кровельной панели с креплениями 12—15 мин. При монтаже конструктивных элементов крыш принимаются следую- щие допуски: Отклонения в элементах опор............±10 мм » смонтированных элементов от проекта...................................±10> Отклонения фактического уклона крыши от проектного.............................±5% Слой пароизоляции в кровельных панелях наклеивается на заводе; на месте проклеиваются только стыки панелей. Теплоизоляция при укладке ее на заводе должна быть одно- родной и непрерывной; ее фактический объемный вес не должен Рис. VI. 1. Устройство пароизоляционного слоя с уклоном / — гидроизоляционный ковер; 2 — стяжка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоля- цня; 5 — выравнивающая стяжка с уклоном; 6 — сборная железобетонная панель; 7 — парапетная плита; в —ограждение превышать проектный более чем на 3—5%. Увлажненной тепло- изоляции с влажностью сверх этих пределов в смонтированных элементах быть не должно, особенно в невентилируемых совме- щенных крышах. В чердачных и вентилируемых крышах пере- увлажнение теплоизоляции также крайне вредно, высыхает она медленно. Стяжку по теплоизоляции укладывают тщательно, с уклонами по проекту, с круговыми чашами у воронок внут- ренних водостоков диаметром 1 м. Допускаемые просветы между поверхностью стяжки и конт- рольной трехметровой рейкой — не более 5 мм. После устройства стяжки все основание проверяют на подго- товленность к наклейке гидроизоляционного ковра. Для этого необходимо соблюсти следующие условия: 1. Основание должно быть прочным и незыбким при ходьбе по нему, все переходы от горизонтальных плоскостей к верти- кальным должны быть закругленными, тщательно соблюдены уклоны. 107
2. Обязательна воздушно-сухая влажность утеплителя к мо- менту наклейки гидроизоляционного ковра. Стыки плит плотно заполняют крошкой того же материала или материала, анало- гичного по теплотехническим данным. 3. Каждый составной элемент крыши — несущую плиту, па- роизоляцию, теплоизоляцию, стяжку — принимают по акту от- дельно. Несущая плита или панель монтируется в любое время зимой и летом, пароизоляция и теплоизоляция выполняются при температуре выше —5° С. Цементную стяжку укладывают при температуре выше +4° С, а гидроизоляционный ковер наклеи- вают при температуре выше —0° С. 4. Все операции по устройству крыши следует выполнять с минимальным разрывом во времени, в короткий срок. Поэтому площадь одной захватки работ на крыше не должна превышать 250—300 л/2, с выполнением на этой захватке всех видов работ единовременно и полным их совместным окончанием. Учитывая возможность дождей во время производства работ весьма целесообразно при устройстве пароизоляции на месте укладывать ее с уклоном к водостокам, тем самым обеспечивая сток дождевых вод (рис. VI.1). Полезно также устраивать лег- кие переносные брезентовые тенты над захваткой производимых работ. 2. ВЫПОЛНЕНИЕ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОГО КОВРА После приемки подготовленного основания ведется наклей- ка гидроизоляционного ковра. Организация этих работ для че- Рис. VI.2. Примерная схема стройгенплана для уст- ройства рулонной кровли 1 — подъемник; 2 — лебедки подъемника; 3 — котлы для варки битумных мастик; 4 — кровельные материалы тырехсекционного жилого дома показана на рис. VI.2. На строй- генплане показано расположение подъемников с лебедками, кот- лов для варки мастики и кровельных материалов. Корпус раз- 108
бит на две захватки, работы на которых выполняются рабочим звеном следующего состава: кровельщики 5-го и 6-го разряда по наклейке ковра . 2 чел. » 5-го разряда по приготовлению мастики 1 » » 4-го разряда по подготовке рулонных ма- териалов .......................................... 2 » моторист подъемника..................................1 > 6 чел. Мастика Рис. VI.3. Наклейка гидроизоляционного ковра 1 — слой одностороннего рубероида; 2 н 3 — двусторонний рубероид; 4 — бронированный рубероид Рабочие-кровельщики обязаны пройти медицинский осмотр (имея в виду вредность работ) и инструктаж по технике безо- пасности. Кровельные ра- боты не производятся при снегопаде, дожде, сильном ветре и тумане. Подготовка работ включает в себя при- готовление мастик и подго- товку рулонных материа- лов. Мастики варятся в ас- фальтоварочных котлах ем- костью 0,4—0,6 м3 с крыш- ками. Температура смеси битумов доводится до 220° С. В битумную массу, переливаемую из котла в бачок-термос с крышкой, вводят при непрерывном перемешивании сухой на- полнитель, предварительно нагретый до 100° С. При наклейке рулонных материалов температура смеси должна быть не менее 160° С. В настоящее время для нанесения мастик на крышу приме- няется метод соплования. Для этого применяются автогудрона- торы с форсунками, питаемыми горячей мастикой, с производи- тельностью до 1200 м2 мастичного покрытия за смену. Вся площадь крыш разбивается на захватки площадью 200—250 jw2, на каждой из которых работа полностью заканчи- вается в течение одной смены. Работы начинаются с отдаленных участков, с потоком «на кран» для уменьшения холостых подач материалов и повреждений готового участка работ. Сначала дополнительные слои ковра наклеивают на верти- кальные плоскости, парапеты, разжелобки, шахты и все пересе- чения кровли вокруг чаш воронок (на стеклоткани). Потом на- клеивают первый основной слой по скатам, затем дополнитель- ные слои, чередуя их с основными. Наклейку полотнищ по скатам ведут параллельно коньку, снизу вверх. Нахлестку каждого последующего слоя ведут на 109
7 см вразбежку (рис. VL3). Верхний слой наклеивают внахле- стку на 10 см, так же как и по торцам полотнищ. После наклейки каждый слой ковра для предупреждения воз- душных мешков прокатывают цилиндрическим катком. Катки могут быть применены механизированные — вибрационные С-661, дифференциальные ДК-1 и ручные. Расход мастики для наклейки 1 м2 однослойного полотнища составляет 1,5—2 кг го- рячей мастики. После окончания наклейки рулонного ковра на вертикальных плоскостях ставят защитные фартуки из оцинкованной стали. Вокруг вентиляционных шахт и труб, а также радио- и телеви- зионных стоек ставят такие же защитные колпаки, припаивае- мые к воротникам из оцинкованного листа, закладываемого под ковер. Можно считать, что общая продолжительность устройства рулонного ковра на крыше площадью 1000 м2 составляет 8— 10 дней. 3. МОНТАЖ СОВМЕЩЕННЫХ НЕВЕНТИЛИРУЕМЫХ КРЫШ ТИПОВЫХ ПЯТИЭТАЖНЫХ ДОМОВ СЕРИЙ 1-464, 1605АМ Железобетонные панели перекрытия пятого этажа являют- ся несущей конструкцией невентилируемой совмещенной крыши (рис. VI.4). Рис. VI.4. Совмещенная невентилируемая крыша домов серии 1605AAY / — гидроизоляционный ковер; 2— стяжка; 3 — три слоя фибролита; 4 — паронзоляция; 5 —несущая панель; 6 — фризовая панель; 7 — парапетная плита; 8— стеновая панель При грузоподъемности монтажных кранов более 7 т кровель- ные панели выполняются размерами 3,2 X5,9 и 2,7X5,9 м в пла- не, а при кранах меньшей грузоподъемности панели разрезают- ся пополам, что влечет за собой увеличение стыков и типораз- меров кровельных панелей. Панели рассчитаны на монтажную ПО
нагрузку с коэффициентом 1,5. Монтаж крыши начинается с укладки кровельных панелей — постановки фризовых панелей,, затем устанавливаются выходы на крышу, вентиляционные шах- ты, вентиляционные стояки канализации, стойки теле-и радио- антенн. По периметру наружных стен закладывают дополнительное- утепление — фибролитовые или минераловатные плиты. После наклейки ковра на фризовые панели ставят прижимные пара- петные камни, связываемые между собой скрутками за петли в них. Стояк внутреннего водостока располагается между лестнич- ными маршами или в шкафу на лестнице и прочно закрепляет- ся в обоих случаях. Выпуск водостока открытый—на тротуар, а в пределах подвала он монтируется из чугунных водопровод- ных труб и стальных фасонных частей. Работы по устройству крыш ведутся с применением брезен- та и щитов для укрытия от атмосферных осадков. 4. МОНТАЖ СОВМЕЩЕННЫХ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ КРЫШ ТИПОВЫХ ДЕВЯТИЭТАЖНЫХ ДОМОВ СЕРИИ 11-57 Такая крыша монтируется из двух железобетонных часто- ребристых прокатных панелей размером на комнату. Между Рис. VI.5. Совмещенная вентилируемая крыша девятиэтажных до- мов серии П-57 1 — прокатные панели; 2—пароизоляции; 3 — три слоя плит из минеральной ваты на фенольной стяжке; 4 — вентилируемая прослойка; 5 — гидроизоля- ционный ковер; 6 — сборный водоприемный желоб плитами прокладываются пароизоляции и утеплитель из трех слоев минеральной ваты на фенольной стяжке или фибролита и пароизоляции из одного слоя рубероида. Кровля выполняется из пяти слоев рубероида на битумной мастике (рис. VI.5). Все ill
связи и скобы — заводского изготовления, из оцинкованной стали. Монтаж здания ведется башенными кранами КБ-160—1 м или КБ-160-2 грузоподъемностью до 7 т. Для подъема рабочих и мелких грузов применяются грузо-пассажирские подъемники ПГС-800, устанавливаемые из расчета обслуживания двух смеж- ных жилых секций. Кровельные панели устанавливаются на цементном растворе или цементно-песчаной пасте, в стыках укладывается гернито- вый шнур. Стыки утепляются изнутри пакетом из стиропора, обернутого пергамином, наклеенным на мастике. Работы по устройству сборной совмещенной крыши выполня- ются по захваткам, согласно следующим требованиям: а) панели совмещенной крыши в виде готовых блоков пода- ют краном к месту монтажа в горизонтальном положении и ук- ладывают на постель из цементного раствора марки 100 по пред- варительно выверенным маякам; при укладке не допускается образования перепада потолочных поверхностей соседних пане- лей более 4 мм\ б) монтаж панелей крыши в каждой секции начинается с ук- ладки панелей, расположенных напротив лестничной клетки, а затем от них к краям секции последовательно монтируют после- дующие панели; в) фризовые панели, расположенные в торцах здания и над лоджиями, устанавливают на постель из раствора и временно закрепляют подкосными струбцинами; струбцины снимают толь- ко после окончательного постоянного крепления панелей в соот- ветствии с проектом; г) уложенные панели крыши скрепляют между собой, а так- же с фризовыми и наружными панелями с помощью металли- ческих планок с последующей тщательной защитой связей це- ментным раствором марки 100; д) сборные элементы машинных отделений лифтов устанав- ливают на цементном растворе и временно раскрепляют подкос- ными и распорными струбцинами; е) стыки между панелями крыши, наружными и фризовыми панелями и другими элементами тщательно проконопачивают и сверху заделывают цементным раствором; в примыканиях к фризовым панелям, к стенам машинных отделений и др. устраи- вается борт из бетона, и все перепады между панелями крыши тщательно выравниваются цементным раствором; ж) наклейка рулонного ковра производится на битумной мастике после окончания монтажа вентиляционных шахт, вы- тяжек канализационных стояков и мусоропровода, установки теле- и радиоантенн; особо тщательно оклеивают сборный водо- приемный лоток, спускающий воду в воронки внутренних водо- стоков. 112
5. МОНТАЖ ЧЕРДАЧНЫХ КРЫШ 16-ЭТАЖНЫХ КАРКАСНО-ПАНЕЛЬНЫХ ДОМОВ СЕРИИ 1МГ-601 Чердачное перекрытие состоит из напряженно-армирован- ных плоских панелей толщиной 14 см с укладкой по ним паро- изоляции из одного слоя рубероида, с засыпкой керамзитовым гравием слоем 20 см. Сверху укладывают защитную цементную корку толщиной 2 см. Кровельный ковер — из четырех слоев ру- бероида. В сборном лотке из пяти слоев рубероида крыша обо- рудована внутренним водостоком. Кровельные прокатные желе- зобетонные панели уложены, по железобетонным стропильным балкам (рис. VI.6). Все соединения — на сварке, защищаются от коррозии це- ментным раствором марки 100. Монтаж домов выполняется башенным краном КБ-160-2 гру- зоподъемностью 7 т. Панели устанавливаются на слой цемент- ного раствора толщиной 10 мм марки 100. Работы по устройству крыши выполняются в таком порядке: а) до начала монтажа карнизной части здания должны быть полностью закончены все работы по устройству перекрытия верхнего этажа, включая устройство всех постоянных креплений, замоноличивание стыков и т. д.; б) монтаж сборных элементов чердачной части крыши, ма- шинного отделения лифтов и кровельных панелей должен про- изводиться согласно проекту производства работ; в) фризовые панели и панели стен машинного отделения лифтов устанавливают на слой цементного раствора марки 100 и каждая из них временно удерживается двумя подкосными струбцинами, закрепляемыми за монтажные петли плит перекры- тия из ригелей; струбцины снимают только после устройства по- стоянных креплений панелей; г) укладка утеплителя — керамзитобетонного гравия — вы- полняется до монтажа кровельных панелей; стыки между несу- щими панелями следует проклеить на битумной мастике полос- ками из рубероида шириной 30 см, после чего наклеить один слой рубероида; после разравнивания утеплителя устраивается цементная корка; д) панели крыши подают краном в горизонтальном положе- нии и укладывают по стропильным балкам на слое цементного раствора, не допуская при этом образования перепада верхних поверхностей смежных панелей; е) вслед за установкой и выверкой сборных элементов устра- ивают предусмотренные проектом постоянные крепления, которые после приемки тщательно защищают цементным раствором мар- ки 100; ж) стыки между панелями крыши и другими элементами тщательно заделывают цементным раствором, а в примыканиях к фризовым панелям, стенам машинного отделения и другим 113
элементам устраивают выкружку из раствора, и швы между кро- вельными панелями выравнивают цементным раствором; з) наклейка рулонного ковра производится на битумной ма- стике после окончания утепления вентиляционных блоков, уста- новки вытяжек канализационных стояков и мусоропровода, во- доприемных воронок, стоек теле- и радиоантенн и т. п. Рис. VI.6. Чердачная крыша 16-этажных домов серии 1МГ-601 1 — гидроизоляционный ковер; 2 — кровельная панель; 3 — цементная корма; 4 — керамзитовый гравий 22 см-, 5 — пароизоляции; 6 — панель чердачного пере- крытия 6. УЛУЧШЕНИЕ МОНТАЖА И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ Устройство железобетонных крыш с утеплителем в виде за- сыпки, выполнение стяжки, наклейка паро- и гидроизоляции на объекте приводят к значительной трудоемкости этих работ, большой затрате времени на их выполнение и сегодня уже не могут быть эффективны. Как и в элементах наземной части зда- ния, весьма целесообразно перенести на завод максимальный объем работ по устройству крыши. Панели крыш должны за- возиться на объекты в виде полностью законченного и скомплек- тованного на заводе блока, который, будучи поставлен на место, требует лишь выполнения операции по заделке стыков. К такому решению приближаются описанные выше конст- рукции крыш для домов серий 1-464 и I-1605AM, П-57. Качество работ при переносе их на завод значительно повышается, а сто- имость и затраты на транспортирование сокращаются. Но и на заводе применение засыпных утеплителей должно быть исключено и их необходимо заменить утеплителями, посту- пающими в виде плит или матов. При чердачных крышах становится целесообразным приме- нение несущих чердачных настилов из легких бетонов — керам- зито-, пено- и газобетонов объемным весом в пределах 800— 900 кг/м3. 114
Проектные решения не всегда предусматривают помимо сборности также и выполнение заводских требований для кро- вельных панелей. Таковы же условия и для других элементов крыш — выходов на крышу, машинных отделений лифтов, шахт, вытяжек и др., хотя известно, что и сборность, и заводская тех- нология обязательны для всех монтажных элементов крыш. Специализированных организаций по устройству гидроизо- ляционных ковров пока нет. Вместо специалистов-кровельщиков эти ковры зачастую наклеивают любые рабочие, освобождаю- щиеся от других работ. Битумные мастики применяются с недо- статочной теплостойкостью, различных марок и разного соста- ва на одном объекте. При наличии специализированной организации битумные со- ставы приготовлялись бы централизованно, под наблюдением специальной лаборатории и централизованно доставлялись на объект. Механизация кровельных работ в этих условиях, несом- ненно, получила бы широкое развитие.
Глава седьмая СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КРЫШ ЗА РУБЕЖОМ Типы крыш, устраиваемые за рубежом, в основном не от- личаются от применяемых в отечественном строительстве. Одна- ко при проектировании крыш и отдельных узлов используются новые принципы конструирования, что способствует повышению их долговечности. В этой главе освещается опыт устройства отдельных слоев и деталей эксплуатируемых плоских крыш. 1. ПАРО- И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СЛОИ За рубежом пароизоляционный слой устраивается обычно в невентилируемых плоских крышах. В качестве пароизоляции применяется металлическая фольга одна или со слоями битум- ного кровельного картона, полиэтиленовая пленка толщиной 0,04, 0,1; 0,2 му, поливинилхлоридная пленка, пленка из оппа- нола, металлизованная бумага и др. Плоские крыши с вентили- руемой воздушной прослойкой конструируют без пароизоляции. В ФРГ теплоизоляция устраивается из плитных и рыхлых материалов, указанных в табл. VII.1. Таблица VII.1 Материал Объемный вес в кг[м3 Коэффициент теплопровод- ности в ккал/м-ч- град Толщина слоя в см Пробковые или торфяные плиты . 200 0,04 4 Плиты из жесткого пенопласта . 30 0,035 3,5 Плиты из пеностекла 150 0,04 4 Вермикулит 100 0,04 4 Перлит 100 0,04 4 Там же в качестве теплоизоляции используется жесткий пе- нопласт на основе полиуретана под фирменным названием «тро- пения». Плиты имеют объемный вес 30—35 кг{м? и размер 1000x500x30 мм. Верхняя поверхность плит устраивается риф- леной для удаления влаги, и по ней наклеивается кровельный рулонный материал с основой из стекловолокна. 116
Применяются легкие теплоизоляционные плиты с наклеен- ным на них в заводских условиях рулонным материалом. При изготовлении плиты предварительно наносится тонкий слой це- ментной затирки. На слой затирки на горячей нефтебитумной мастике наклеивается рулонный кровельный материал, высту- пающий с двух сторон за грани плиты для перекрытия швов между смежными плитами. В последние годы в качестве теплоизоляции для слоя, созда- ющего уклон, предложен материал «термоперл», который пред- ставляет собой вспененное стекло в битумной оболочке. Материал поставляется в мешках, на площадке он подогре- вается в нагревателях, приобретая при этом необходимые клея- щие свойства. Масса в размягченном состоянии наносится на поверхность крыши. Материал обладает водонепроницаемыми свойствами, его можно укладывать на влажное основание. Ко- эффициент теплопроводности составляет 0,057 ккал[м>4‘град, объемный вес — 240—300 кг(м3. 2. ЗАЩИТНЫЕ СЛОИ, ВЫРАВНИВАЮЩИЕ СТЯЖКИ Особое внимание уделяется устройству защитного слоя эксплуатируемых крыш, который воспринимает все нагрузки, действующие на крышу. Отсутствие защитного слоя влечет за со- бой возникновение местных напряжений, отрицательно действу- ющих на гидро- и теплоизоляционные слои. При устройстве защитных слоев важнейшей задачей являет- ся предупреждение возникновения трещин, образующихся вслед- ствие температурных деформаций, напряжения от усадки и пол- зучести, а также деформации краевых зон. В процессе высыха- ния защитного слоя его верхние слои высыхают быстрее, чем нижние, которые не могут отдавать влагу вниз из-за наличия слоя кровельного ковра. Неравномерное высыхание при этом вызывает усадочные напряжения. Деформации от усадки сов- местно с температурными деформациями приводят к возникно- вению значительных напряжений в защитном слое, вследствие чего края плит отгибаются вверх на 1,5—2 см, принимая коры- тообразную форму, и при их нагружении растрескиваются. Чем больше размеры плит, тем больше величина деформаций. Для устранения указанных выше отрицательных явлений за- щитный слой должен быть уложен на скользящую разделяю- щую прокладку. При жестком сцеплении защитного слоя с осно- ванием, на которое он уложен, возникают сдвигающие напря- жения, в результате которых появляются трещины. В эти трещины в летнее время попадают грязь, песок, мелкие камни, препятствующие свободному расширению материала. Толщина защитного слоя принимается 5—8 см, при транс- портных нагрузках защитный слой армируется. 117
Представляют интерес действующие в ФРГ нормы, регла- ментирующие устройство защитных слоев. В этих нормах со- держатся указания, которые необходимо соблюдать при устрой- стве защитных слоев на плоских крышах. Вредное влияние различных линейных удлинений отдельных слоев устраняется полным отделением защитного слоя от несущей плиты, введени- ем горизонтальных скользящих разделительных слоев, путем укладки насухо склеенных и пропитанных битумом слоев рулон- ного гидроизоляционного материала и тонкого слоя мелкого пе- ска толщиной 3—5 мм, уложенного на промасленную бумагу. Благодаря названным слоям смазки, способствующим скольже- нию отдельных слоев, устраивается как бы плавающий защит- ный слой, который может свободно перемещаться независимо от несущего перекрытия. Необходимо отметить, что линейные удлинения и разница на- пряжений защитного слоя и несущего перекрытия могут увели- чиваться еще из-за различного влагосодержания и состава сло- ев и приводить к образованию трещин. Требования DIN 18853 и DIN 4109 предписывают устройство достаточно прочного, атмосфере- и морозостойкого плотного за- щитного слоя. Для плавающего защитного слоя из цементного раствора требуется прочность на сжатие после 28 дней 225 кГ{см2 и проч- ность на растяжение при изгибе 40 кГ1см2. В особых случаях устраиваются более плотные защитные слои с прочностью на сжатие от 300 до 500 кГ1см2 с соответствующей прочностью на растяжение при изгибе от 40 до 60 кГ1см2. Подсчитано, что линейное удлинение защитного слоя при дли- не сторон 5 м под воздействием атмосферных факторов (нагрев до +30° С, охлаждение до —20° С) составляет около 6 мм. Если учесть также влияние на защитный слой деформации при водопоглощении, водоотдаче, то перемещение свободно уло- женных защитных слоев составит примерно 3 мм. Нормы ФРГ предусматривают длину сторон отдельных уча- стков защитного слоя не более 2 м. При удалении дождевых и талых вод с двух уровней (с защитного и гидроизоляционного слоев) нижняя поверхность защитного слоя находится во влаж- ном состоянии, а верхняя поверхность может быстро высохнуть. Вследствие различия в нагреве и высыхании в защитном слое могут возникнуть значительные сдвигающие напряжения. При плоских крышах с уклоном 2% можно не опасаться сползания защитного слоя. При уклоне 5% рекомендуется устраивать ан- керы, перила и др. По максимальному растяжению и сжатию защитного слоя определяют минимально требуемую ширину температурного шва. Она должна быть не менее и не более 4—6-кратного коли- чества расчетного линейного удлинения сторон защитного слоя при годовом колебании температуры. Для защитного слоя с 118
длиной сторон 2 м и линейным удлинением 2,4 мм размер темпе- ратурного шва рекомендуется принимать около 1—1,5 см. Температурные швы заделывают эластичным материалом. Заполнение швов деревом, древесноволокнистыми плитами, прес- сованной пробкой и т. п. жесткими материалами не рекомен- дуется. При устройстве выравнивающих стяжек между стяжкой и теплоизоляцией должен быть проложен слой рулонного матери- ала, который предупреждает проникание влаги, выделяющейся при твердении стяжки вниз в слой теплоизоляции. Таким обра- зом, вся содержащаяся в цементном растворе влага может вы- деляться только вверх. Выравнивающая стяжка для избежания разрыва рулонного кровельного ковра разрезается температурными разделительны- ми швами на квадраты с размерами сторон 2X2 или 3X3 м. Температурные разделительные швы в стяжках, покрытых свер- ху кровельным ковром, оставляют открытыми, кровлю не накле- ивают примерно на 10 см с обеих сторон шва. Разделительные швы в стяжке можно проклеивать также двумя полосами рулонного материала, из которых нижняя, укладываемая насухо, является скользящей прокладкой. Она выполняет роль компенсатора, увеличивающего базу при растя- жении кровельного ковра вследствие деформаций стяжки от ко- лебания температуры. Верхняя полоса приклеивается на ниж- нюю и к основанию внахлестку по обеим сторонам на 50—75 жж. При защитном слое, уложенном на разделяющий скользя- щий слой поверх дышащего гидроизоляционного ковра, полость шва заполняется эластичной гидроизоляционной мастикой, ко- торая способна воспринимать без образования трещин переме- щения смежных плит до 5 мм. При защитном слое, уложенном на слой цементного раствора, только нижний слой раствора за- полняется гидроизоляционной массой. Температурный раздели- тельный шов в верхнем слое оставляют открытым. В других случаях в температурные швы внизу дополнительно укладыва- ется П-образный профиль, выравнивающий давление. Про- филь — из полимерного материала, а расположенная над ним часть температурного шва, связанная с верхней поверхностью защитного слоя, заполняется уплотняющей гидроизоляционной массой. При защитном слое из водонепроницаемого бетона по- лость шва также заполняется гидроизоляционной массой. Во Франции по периметру защитного слоя устраивают темпе- ратурный шов, заполняемый упругой герметизирующей проклад- кой. Защитный слой состоит из бетонных или керамических плит, уложенных на песчаный слой толщиной 2 см. При применении литого асфальта между ним и основанием крыши укладывается разделяющий скользящий слой из стекло- волокнистого картона или пропитанной маслом бумаги. В слу- чае устройства двухслойного асфальтового слоя между гидро- 119
изоляционным и защитными слоями асфальта также укладыва- ют разделяющий скользящий слой, назначением которого является обеспечение независимой деформации каждого слоя. Температурные швы обоих слоев асфальта, гидроизоляционного и защитного, смещаются по отношению друг к другу. Применя- ются монолитные железобетонные слои, обычно они устраива- ются в два слоя и имеют незначительное количество арматуры. При устройстве монолитного железобетонного защитного слоя применяется скользящая укладка железобетонного слоя на гидроизоляцию. Она достигается при помощи песка с уло- женными поверх него несколькими слоями промасленной бумаги или одного слоя дырчатого картона. В случае применения песка промасленная бумага, расположенная выше, препятствует про- сачиванию цементного молока во время укладки монолитного железобетонного слоя. Решающее значение для сохранности крыши имеет правильное размещение температурных раздели- тельных швов в монолитном защитном слое. Максимальные раз- меры участков защитного слоя, разделенного температурными разделительными швами, составляют 4X4 м. В подавляющем большинстве случаев защитный слой устра- ивается из свободно уложенных плит. Размеры плит выбирают- ся с учетом длины шага человека. Балластным и дренирующим слоем является песок с размерами зерен 1—3 мм или мелкий гравий с размерами зерен 3—7 мм. Слой песка толщиной 3— 5 см обеспечивает свободное перемещение плит и быструю фильтрацию атмосферных осадков к водостокам, чему способст- вуют также открытые швы. Для того чтобы в швах между пли- тами не росли травы, балластный слой пропитывают фенолами. Материалом для плит служит железобетон, искусственный или естественный камень или кирпич. При плитах, укладываемых на растворе, необходимо, чтобы раствор был уложен на гидроизо- ляцию со скользящей разделяющей прокладкой из рулонного материала. Кроме того, на расстоянии 4X4 м должны прохо- дить температурные разделительные швы. Керамические плиты укладывают с более частым расположением температурных швов в связи с тем, что коэффициенты линейного расширения цементного раствора и керамических плиток значительно раз- нятся между собой. Швы в этом случае также заполняются эла- стичным материалом. На рис. VII. 1 приведены различные виды защитного слоя из плит, выполненных из разных материалов. Применяется защит- ный слой из отдельных плит, уложенных по квадратной сетке со сквозными швами 7, с перевязкой швов 2, комбинации квад- ратных плит с ленточными 3, так называемого римского рисун- ка 4, защитный слой по рисунку Корбюзье 5, комбинация пря- моугольных и трапецеидальных плит 6, рисунок из шестиуголь- ных плит 7, защитный слой, выполненный из кирпичей, уложен- ных на ребро 5, и защитный слой из плит, облицованных гравием 120
9. Наряду со сплошным за- щитным слоем, выполнен- ным из плит, применяются комбинированные защит- ные слои, при которых от- дельные плиты укладыва- ются в гравийный слой 10. Гравий предварительно хо- рошо промывается и укла- дывается на подстилающий слой песка. Сборные железобетонные плиты обычно изготовляют- ся квадратные, прямоуголь- ной или шестиугольной формы. Верхняя плоскость плит имеет шероховатую поверхность. В защитном слое применяются железо- бетонные плиты с искус- ственным или естественным камнем, с кирпичом, плиты из необработанного камня, с полосами из обработанно- го естественного камня, бе- тон с гравием. Интересен прием устрой- ства комбинированного за- щитного слоя на крыше-са- де жилого дома в Сан- Франциско (рис. VII.2). Площадь крыши разбита квадратной сеткой на от- дельные участки. Площадь, предназначенная для хож- дения, закрыта деревянны- ми щитами, сбитыми из ре- ек, остальные участки за- полнены галькой, гравием и зелеными насаждениями. В ряде случаев поверх защитного слоя укладыва- ют решетки для хождения, расположенные на некото- ром расстоянии от кровель- ного ковра или от насыпно- го защитного гравийного слоя. Решетки могут опи- / г 5 6 7 8 9 10 Рис. VI 1.1. Различные рисунки защит- ных слоев из плит 1 — отдельные плиты, уложенные по квад- ратной сетке по сквозными швами; 2 — плиты, уложенные с перевязкой швов; 3 — комбинация квадратных плит с ленточ- ными; 4 — римский рисунок плит; 5 — ри- сунок Корбюзье; 6 — комбинация прямо- угольных плит с трапецеидальными; 7 — рисунок из шестиугольных плит; 8 — защитный слой из кирпичей, уложенных на ребро; 9 — защитный слой из плит, облицованных гравием; 10 — комбиниро- ванный защитный слой из плит, уложен- ный в гравийный слой 121
раться на наружные и внутренние стены или опоры, выступаю- щие над плоской крышей. Решетки могут быть выполнены из деревянных реек, оцинкованных стальных стержней или железо- бетонных балочек. Для обеспечения водонепроницаемости крыши на всех вы- ступающих над поверхностью крыши деталях, ограждениях, лестничных клетках защитный слой поднимается на 15—25 см. Рис. VI 1.2. Комбинированный защитный слой плоской крыши-сада жилого дома в Сан-Франциско 122
3. СЛОИ, РАСПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДАВЛЕНИЕ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ, ДЫШАЩИЕ КРОВЕЛЬНЫЕ КОВРЫ Для предупреждения отслаивания кровельного ковра от ос- нования с образованием вздутий и последующим разрушением ковра, а также для предупреждения плесени и гнилостных про- цессов устраиваются не только вентилируемые крыши с воздуш- ной прослойкой, но и плоские крыши с тепло- и гидроизоляцион- ными слоями, имеющими осушающие микропрослойки от стены к стене в поперечном направлении. В толще конструкции крыши устраивается слой, с помощью которого отводятся наружу водяные пары. Достаточно милли- метровой воздушной прослойки или системы каналов, сообщаю- щихся по периметру крыши с наружным воздухом. Вентилирую- щие микроканалы образуются фальцевыми или волнистыми листами строительного картона, приклеиваемого к нижней по- верхности теплоизоляционных плит. Вентилирующие микрокана- лы устраиваются также на нижней поверхности плит при их фор- мовании. Слои, выравнивающие давление паровоздушной смеси, устраиваются под паро- и гидроизоляционными слоями, особен- но в тех случаях, когда гидроизоляционный ковер наклеивают по цементной стяжке. Для устройства слоев применяется дырчатый картон с основой из стекловолокна с песчаной посыпкой, обра- щенной к основанию, и битумный гофрированный картон, на- клеенный полосами. Применяют также теплоизоляционные плиты с вырезанными на нижней поверхности каналами или плиты с опорными поверхностями, которые образуются загнуты- ми вниз краями. Над созданием дышащих кровель из перфорированных мате- риалов с точечной приклейкой нижнего слоя в ФРГ работают с 1950 г. Преимущество точечной приклейки кровельного ковра со- стоит в выравнивании давления водяного пара, удалении влаги из толщи конструкции крыши и возможности предотвратить образование трещин в основании. Метод точечного склеивания нижнего слоя кровельного ковра обладает преимуществами сплошной приклейки и укладки на- сухо плавающей гидроизоляции и свободен от недостатков, при- сущих каждому из этих способов. Подкладочный слой из перфо- рированного материала не требуется наклеивать на основание; таким образом экономится приклеивающая мастика и снижается трудоемкость устройства кровли. При устройстве дышащего ков- ра в качестве подкладочного слоя пытались применить порошко- образную минеральную посыпку. Опыты показали, что посыпка неравномерно распределяется по основанию и отсутствует сцеп- ление между нижним слоем ковра и основанием. Применение в качестве промежуточного слоя войлока не- экономично; механическая прочность его мала, стоимость высока. 123
На металлической фольге, применяемой в качестве основы, плохо держится кровельная мастика; кроме того, из-за различных коэф- фициентов линейного расширения мастики и фольги наблюдается коробление слоев и потеря их связи друг с другом. Наиболее полно всем требованиям удовлетворяют перфори- рованные материалы, изготовленные на стеклянной основе. В целях обеспечения равностороннего выравнивания давления в подкровельном слое не следует применять приклеивание случайными мазками, обусловливающими хаотическое распо- ложение мест склеивания по всей поверхности. Перфорация подкладочного материала осуществляется путем устройства круг- лых отверстий диаметром от 1,2 до 2 см, устраиваемых в шах- матном порядке со средним шагом 5—8 см. В табл. VII.2 приведены данные по размеру и количеству отверстий на 1 м2 подкладочного перфорированного рулонного материала, обеспечивающие прочное соединение кровельного ковра с основанием. Таблица VI 1.2 Размеры и количество отверстий на 1 м2 перфорированного рулонного материала Диаметр и площадь отверстий в см/см* Количество отвер- стий в шт. Площадь сплошной наклейки в смг/ % Площадь неприкле- енной поверхности в см2/% 1,2/1,13 114 163/1,63 9837/98,37 1,5/1,76 256 253/2,53 9547/95,47 1,5/1,76 300 531/5,31 9469/94,69 1,5/1,76 360 637/6,37 9363/93,63 1,6/2 256 512/5,12 9488/94,88 1,6/2 300 600/6 9400/94 1,6/2 360 720/7,2 9280/92,8 1,7/2,26 256 581/5,81 9419/94,19 1,7/2,26 300 681/6,81 8319/83,19 1,7/2,26 360 817/8,17 9183/91,83 2/3,14 360 1130/11,3 8870/88,7 4. КРЕПЛЕНИЕ КРАЯ КРОВЕЛЬНОГО КОВРА К ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ Представляет интерес предложенное в США в 1966 г. креп- ление края рулонного кровельного ковра к вертикальной плоско- сти с применением штампованного металлического пояска и прижимного пружинящего фартука из листового металла (рис. VII.3). Нижняя часть пояска выполнена в виде кронштей- на, крепящегося к стене при помощи гвоздей или болтов. В верхней части поясок имеет дугообразную консоль, обра- зующую канал, в который заводится пружинящий прижимной фартук. Кромки фартука имеют загнутые внутрь края. При не- обходимости замены фартука он может быть извлечен из дуго- образной части пояска. Изогнутая в форме складки поверхность 124
фартука образует воздушную полость треугольного сечения, благоприятно влияющую на снижение температуры поверхности рулонного кровельного ковра в лет- нее время года. Дано оригинальное решение при- мыкания рулонного кровельного ков- ра с применением системы металличе- ских штампованных профилей. Конструкция, представленная на рис. VI 1.4, состоит из трех металличе- ских штампованных профилей, обеспе- чивающих устройство сопряжения го- ризонтальной и вертикальной плоско- сти, надежную защиту края ковра и защиту верхнего обреза борта крыши. Нижний профиль имеет в основа- нии плавную выкружку, обеспечиваю- щую надлежащую поверхность для наклейки ковра. В верхней части профиль имеет П- образный борт, выступающий за плос- кость стены на 80—100 мм. Профиль крепится к конструкции крыши и кро- Рис. VI 1.4. Защита края кровельного ковра из рулонных материалов в примы- кании к вертикальной плоскости при по- мощи штампованных фартуков 1 — нижний фартук, образующий выкружку; 2 —деревянная пробка; 3 — прижимной ' ~ тук; 4 — верхний фартук; 5 — защитный тук, надеваемый на парапет Рис. VI 1.3. Защита края вельного ковра из рулонных материалов в примыкании к вертикальной плоскости с при- менением металлического крон- штейна и пружинящего при- жимного фартука из листового металла 1 — кровельный ковер; 2 — металли- ческий поясок — кронштейн; 3 — крепящий винт; 4 — дугообразная консоль; 5 — пружинящий металли- ческий фартук; 6 — загнутые внутрь кромки фартука; 7 — изогнутая в форме складки поверхность фар- тука фар- фар- 125
к стене при помощи гвоздей или болтов. Второй профиль, покры- вающей обрез стены снизу, имеет подобный первому П-образ- ный борт. Завершающим элементом примыкания является штампован- ный фартук, прижимающий край рулонного кровельного ковра. Форма фартука позволяет вставлять его в образовавшийся паз. Отогнутый наружу край исключает повреждение ковра, а изогну- тая в форме складки поверхность фартука образует воздушную Рис. УП.б.Крепление края кровельно- го ковра из рулонных материалов к вертикальной плоскости при помощи анкерных скоб / — паз в стене; 2 — кровельный ковер; 3 — задвижка; 4 — анкерная скоба, пред- варительно замоноличенная в стену; 5—на- кладка; 6 — арматурные стержни; 7 — за- щитная штукатурка; 8 — пропитка или по- краска гидрофобизующим составом полосового металла. В пазе накладка крепится задвижкой. Вдоль примыкания сквозь устроенные в накладках отверстия пропускаются два арматурных стержня диаметром 4 мм, которые придерживают края кровельного ковра. Данный принцип может быть использован также в примыканиях к отдельно стоящим трубам, шахтам и оголовкам вентиляционных блоков. Для улуч- шения гидроизоляционных свойств сопряжения слой защитной штукатурки пропитывают или окрашивают гидрофобизующим составом. полость треугольного сечения, защищающую кровельный ко- вер на вертикальном участке от перегрева. Приданный за- щитному фартуку уклон пре- дохраняет примыкание от про- никания осадков в виде дождя и снега. Другой принцип конструк- тивного решения, разработан- ный в Чехословакии, основан на использовании анкерных скоб, предварительно замоно- личенных в стену (рис. VII.5). Для осуществления примыка- ния в стене по периметру устраивается штраба высотой до 200 мм и глубиной 80— 100 мм. Анкерная скоба заде- лывается в стену на 200— 250 мм. При кирпичных сте- нах анкерные скобы заклады- ваются одновременно с клад- кой стены. При панельных стенах скобы закладываются при изготовлении изделия на заводе. В специально устро- енный паз в анкерной скобе вставляется накладка толщи- ной 3—4 мм, выполняемая из 126
5. КРЕПЛЕНИЕ КРАЯ КРОВЕЛЬНОГО КОВРА НА КАРНИЗЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ШТАМПОВАННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ Различные варианты крепления края кровельного ковра на карнизе с применением штампованных металлических профилей изображены на рис. VI 1.6, а—в. На рис. VII.6, а приведено крепление края кровельного ков- ра на карнизе на основании принципов, разработанных в патен- Рис. VI 1.6. Крепление края кро- вельного ковра на карнизе с при- менением штампованных метал- лических профилей а — с тремя профилями; б — с четырь- мя профилями; в — с четырьмя профи- лями и полой резиновой трубкой ns резины или пластмассы; /—металли- ческий профиль, образующий наклон- ный борт; 2 — болты крепления про- филя к конструкции крыши; 3 — рулон- ный кровельный ковер; 4 — шуруп; 5 — водонепроницаемая прокладка; 6 и 7 — фартук с отгибом; 8 — фризовый профиль; 9 — защитный профиль; 10 — упорный профиль; 11 — угловой про- филь; 12 — полая трубка, обеспечиваю- щая водонепроницаемость примыкания те США. Наклонный профиль, образующий борт, крепится бол- тами к конструкции крыши. Край рулонного кровельного ковра зажимается шурупами между наклонным профилем, водонепро- ницаемой подкладкой и фартуком. Места пропуска шурупов гид- роизолируются водонепроницаемой мастикой. Фартук верхним концом заходит в отгиб фризового профиля. На рис. VII.6, б и в приведено крепление края кровельного ковра на карнизе. Общее для этих двух решений — применение Г -образного опорного профиля, к которому крепятся остальные элементы: профиль, образующий обрамление здания, и профиль, прижима- ющий край кровельного ковра. Опорный профиль крепится к кон- струкции крыши при помощи болтов. 127
6. КАРНИЗЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ На рис. VII.7 изображен карниз с применением сборных железобетонных элементов. Принципы конструктивного решения разработаны в ФРГ и во Франции. Бортовой блок имеет паз, куда заводится край кровельного ковра с последующей заделкой 2 его гидроизоляционной мас- Рис. VI 1.7. Карниз, образованный желе- зобетонными элементами с пазом для кровельного ковра 1 — бортовой блок с пазом; 2 — фризовый Г-об- разный блок; 3 — опорный элемент из метал- лической полосы; 4 — панель покрытия; 5 — кровельный ковер; 6 — воздушный зазор ды- шащей кровли; 7 — паз для кровельного ков- ра, заполненный гидроизоляционной мастикой тикой. Сверху блок перекры- вается Г-образным фризо- вым элементом. В этом решении не на- рушается сплошность ру- лонного кровельного ковра, что улучшает его гидроизо- ляционные свойства. 7. СТЫКИ МЕЖДУ ПАНЕЛЯМИ, ТЕМПЕРАТУРНО- ОСАДОЧНЫЕ ШВЫ При устройстве сбор- ных железобетонных крыш особое внимание уделяется устройству стыковых соеди- нений и температурных швов. Представляет интерес конструкция стыка, применяемая в крупнопанельном строительстве Чехословакии. Здесь нижние несущие панели имеют скошенные вверх грани, образующие по- лость треугольного сечения, что предотвращает выпадение запол- нителя. Ширина стыка между теплоизоляционным слоем панелей в четыре-пять раз больше ширины стыка между нижними несу- щими панелями. Сверху стык заливается на ширину 12—30 см гидроизоляционной битумной или резино-битумной мастикой (рис.УП.8). Максимальное расстояние между температурно-осадочными швами в совмещенных крышах принимается равным 30 м. Шири- на температурных швов определяется главным образом конст- руктивными соображениями и составляет не менее 20 мм. При ширине шва в 20 мм допускается, чтобы та часть его, которая подвергается напряжению в результате линейного расширения панелей крыш, составляла не более 10 мм. Швы на ширину 10 мм заполняются изоляционным материалом. 128
Интересна конструкция температурно-осадочного шва, приме- няемая в ГДР на сборных железобетонных крышах с вентилиру- емой воздушной прослойкой. Водонепроницаемость покрытия до- стигается устройством бортиков из сборных деталей, выполняе- мых из легкого бетона. Поверх бортов шва уложены свободно перемещающиеся полосы из кро- вельной стали. Левая полоса, укладываемая внахлестку на Рис. VI 1.9. Конструкция тем- пературного шва в сборных железобетонных крышах раз- дельной конструкции с венти- лируемой воздушной прослой- кой Рис. VI 1.8. Конструкция стыка между комплексными панелями с теплоизоляцией из полистирола / — верхний лист из кровельной стали; 2 — полосы из кровельной стали, уложенные внахлестку друг к другу; 3 — компенсатор правую, дает возможность беспрепятственно скользить компен- сатору. Сверху температурно-осадочный шов перекрывается плоским листом из кровельной стали толщиной 0,7—0,8 мм. Слои рулонного кровельного ковра наклеиваются на наклон- ные борты шва с нахлесткой вышележащего слоя; верхний слой полностью перекрывает горизонтальную плоскость шва (рис. VII.9). 8. ВОРОНКИ ВНУТРЕННЕГО ВОДОСТОКА Конструкции воронок внутренних водостоков в зависимости от назначения крыши и условий ее эксплуатации весьма раз- личны. В ГДР (патент 1966 г.) предложена водосточная воронка (рис-VII.lO), устанавливаемая в зоне крыши из монолитного железобетона. Патрубок воронки вставляется в переходную тру- бу, которая располагается в цилиндрическом кожухе. На его нижнем конце имеется фланец с отверстиями. Кожух, устанавли- ваемый фланцем на опалубку, можно крепить к ней болтами, проволочными хомутами и т. п. В бетоне кожух закрепляют ан- керами. Одновременно к фланцу кожуха крепят патрубок ворон- ки и переходную трубу, причем патрубок — проволочными скрут- ками, пропускаемыми через скобы, а трубу — штырями, концы которых со стороны потолка фиксируют гайками. На верхнюю кромку кожуха надевают шайбу с центрирующим выступом, чем предотвращается проникание бетона в пространство между 129
кожухом и патрубком. Пере- ходную трубу легко можно удлинить, применив трубу с бортом. Между патрубком воронки и переходной трубой уклады- вают дистанционные кольца, пространство между которы- ми заполняют теплоизоляци- онным материалом. Нижнее дистанционное кольцо опира- ется на переходную трубу. На водосточную воронку надевают съемный колпак с прорезями, вокруг него прохо- дит канавка, куда заводится край кровельного ковра, защи- щаемый сверху распорным кольцом и гидроизоляционной мастикой. Во Франции и ФРГ фирма «Эссер» изготовляет водосточ- ные воронки, пользование ко- Рис. VII.10. Водосточная воронка для крыш из монолитного железобе- тона 1 — патрубок водосточной воронки; 2 — пе- реходная труба; 3 — цилиндрический ко- жух с фланцем; 4 — дистанционные кольца Рис. VII.11. Водосточная воронка из синтетического материала а — без электрообогрева; б — с электрообогревом; 1 — патрубок воронки с двойными стен- ками; 2 — теплоизоляция в пароизоляционной оболочке; 3 — прижимное кольцо; 4 — сту- пенчатый выступ-опора для прижимного кольца; 5 — колпак воронки в форме шарового сегмента; 6 — соединительная коробка; 7 — место подключения электропроводки; в—элек- трообогрев 130
торыми исключает образование конденсата в покрытии вокруг них. Воронка (рис. VII.11, а) из синтетического материала, армированного стекловолокном, имеет двойные стенки в преде- лах толщины крыши. Полость между стенками заполняется пе- нопластом, легким стекловолокном или минеральной шерстью. а —для крыш с защитным слоем нз гравия; б—для водонаполненных крыш; /—труба; 2 — уплотняющий эластичный шнур; 3 — кольцевой желоб полукруглого сечения; 4 — выступ-опора; 5 — патрубок; 6 — рас- труб; 7 — решетка; 8 — винт; 9 — рукоятка Другой вариант аналогичной по достоинствам воронки (рис.VII. 11,6) предусматривает применение электрообогрева. Электрический провод размещается по спирали или петлями вдоль патрубка воронки, при этом концы его выводятся наружу. Провод электрообогрева можно установить также между внут- ренней и наружной стенками воронки, введя после его установ- ки синтетический материал в качестве теплоизоляции. Этой же фирмой применяются чугунные водосточные воронки для крыш с защитным слоем из гравия и для водонаполненных крыш (рис. VII.12,а). Воронка состоит из патрубка, раструба в виде усеченного конуса, решетки и трубы. Патрубок воронки име- ет выступ-опору для раструба (с водосливными щелями по всей высоте гравийного слоя) и прижима края кровельного ковра, а также кольцевой желоб полукруглого сечения, заполненный уплотняющим эластичным шнуром. Установка съемной водослив- ной решетки дает возможность периодически очищать раструб. Труба вводится в патрубок воронки с зазором и имеет такой наружный диаметр, который позволяет при перемещении по вы- соте фиксироваться в кольцевом желобе на требуемом уровне 131
эластичным шнуром. Длина трубы вдвое больше высоты растру- ба. Нижняя грань трубы скошена внутрь. Соответствующая ус- тановка трубы позволяет полностью осушать поверхность кры- ши либо обеспечивать требуемый уровень воды на ней. Наиболь- шую высоту воды определяют перемещением регулировочной трубы в пределах высоты раструба. Для регулирования уровня Рис. VII. 13. Водосточная воронка с фланцами, обеспечивающими герме- тичность примыкания гидро-пароизоляционных слоев а — с одним фланцем; б — с двумя фланцами; / — кровельный ковер; 2 — при- жимное кольцо; 3 — болт; 4 — решетчатая крышка воронки; 5 — теплоизоляция из пенопласта; 6 — гндро-пароизоляционный слой; 7 — накладная муфта; в —фланец; 9 — патрубок воронки; 10 — болт, фиксирующий соединение фланца с патрубком воронки; 11 — уплотняющее резиновое кольцо воды внутрь раструба укладывают нижнее кольцо, снабженное рукояткой (рис. VII.12, б). Фирма «Пассавант-Верке» изготовляет водосточные воронки с фланцами для герметического соединения с ними гидро-и па- роизоляционных ковров крыши. При ее применении исключается возможность проникания влаги в теплоизоляционный и несущие слои крыши. Вокруг патрубка воронки размещается теплоизоля- ционный слой, что не допускает образования мостиков холода. На рис. VII.13, а показана водосточная воронка с одним фланцем, обеспечивающим плотное примыкание гидро-паро- изоляционного ковра к патрубку воронки и защиту от увлажне- ния теплоизоляционного слоя. Сверху прижимное кольцо с по- мощью болтов крепится к закраинам патрубка воронки, зажи- мая при этом край гидроизоляционного ковра. Нижний гид- ро-пароизоляционный ковер зажимается между фланцем и накладной муфтой, крепящейся к фланцу болтами На внутрен- ней стороне подвижного фланца имеется канавка для размеще- ния в ней уплотняющего резинового кольца. 132
При наличии в конструкции крыши двух гидро-пароизоля- ционных слоев применяются два комплекта фланцев с наклад- ными муфтами (рис. VII.13,б), что позволяет регулировать их положение и герметизировать сопряжение водосточной воронки вокруг патрубка. Эта же фирма изготовляет водосточные воронки с насадочны- ми кольцами, количество которых зависит от толщины теплоизо- ляционного и защитного слоев крыши. На рис. VI 1.14, а пред- ставлена схема водосточной воронки с одинарным патрубком, устанавливаемой на крыше с воздушной вентилируемой прослой- кой и без защитного слоя из гравия. Для защиты теплоизоляци- Рис. VI 1.14. Водосточная воронка с насадочными кольцами а — с одинарным патрубком; б — с двойным патрубком; / — прижимное коль- цо; 2 — болты; 3 — стандартное кольцо или бобышки из дерева; 4 — тепло- изоляция патрубка; 5 — насадочные кольца; 6 — колпак воронки оннного слоя от увлажнения при выпадении конденсата вокруг воронки укладывают бобышки из дерева. На рис. VII.14, б приведена схема водосточной воронки с двумя патрубками для совмещенных крыш с защитным слоем из гравия. Верхний патрубок утепляется кольцом из пеностекла или другого паротеплоизоляционного материала (кольцо одно- временно служит опорой для патрубка). Вокруг нижнего патруб- ка для его теплоизоляции укладывают блоки из пеностекла. На случай понижения температуры водосточную воронку снабжа- ют кольцом с вмонтированной в него электроспиралью. С помощью насадочных колец водосточную воронку можно использовать в конструкциях плоских крыш с разной толщиной защитного слоя. Колпак воронки выполняется в форме шарового сегмента или в виде плоской решетки. В ГДР устраивают водосточные воронки преимущественно с куполообразными решетчатыми крышками и колпаками в виде кольца с прорезями. В зоне расположения воронки насыпают фильтрующий слой из гравия с фракциями зерен 15—30 мм. Что- бы исключить возможность образования в патрубке воронки ледяных пробок, патрубок в пределах толщины крыши оборуду- ется муфтой с подведенной к ней электропроводкой. Она обогре- 133
Рис. VI1.15. Конструкция воронки внутреннего во- достока с электрообогре- вом патрубка в пределах толщины крыши 1 — гравий; 2 — крышка во- ронки; 3 — колпак воронки; 4 — электропроводка; 5 — две фасонные прокладки; 6 — кольцо; 7 — нижняя решет- ка; 8 — муфта с заполнением слюдой; 9 — патрубок ворон- ки вает патрубок при низких зимних температурах наружного воздуха (рис. VII.15). Утепляется патрубок теплоизоляционным материалом, заполняющим пространство между ним и шахтой. Для предотращения образова- ния льда в патрубке водосточной воронки вокруг него располагается электрическая спираль отопитель- ного элемента. От засорения водо- сточной воронки опавшими листья- ми и хвоей ее защищает выпуклый фильтр-зонт. На крышах-садах в воронках дополнительно навешива- ют грязеуловитель, длительная ра- бота которого обеспечивается лишь в том случае, если он периодически очищается. Недостатки жесткого соедине- ния патрубка воронки с водосточ- ным стояком (путем зачеканки сое- динения просмоленной пеньковой прядью и цементным раствором) Раз-реп План Рис. VI 1.16. Сопряжение водо- сточного стояка с патрубком, имеющим Г-образный фланец 1 — патрубок водосточной воронки; 2 — соединительный патрубок с фланцем; 3 — раструб водосточного стояка; 4 — уплотняющая мастика; 5 — разрезы между плоскими пру- жинами; 6 — спиральные распорные пружины; 7 — внутреннее пружиня- щее кольцо устраняются при соединении с по- мощью патрубка (патент ФРГ), на нижнем конце которого имеется Г- образный фланец, выходящий в рас- труб стояка (рис. VII. 16). Соедине- 134
ние обеспечивает водонепроницаемость сопряжения и возмож- ность перемещения водосточного стояка. Пружинящие кольца применяются двух типов: плоские и спи- ральные. Плоские пружины в пределах кольца имеют шесть раз- резов (в целях использования их для труб различного диаметра). Рис. VII.17. Сборная железобетонная крыша раздельной конструкции с опор- ным и водосборным средним прогоном — ендовой Для обеспечения плотности соединения внутренней поверхности раструба водосточного стояка придана зубчатая поверхность. Верхняя часть полости уплотняется шпаклевкой или заливкой мастикой. При сооружении сборных железобетонных крыш раздельной конструкции с вентилируемой воз- душной прослойкой и внутренним отводом воды один из основных во- просов— решение опирания пане- лей в середине ширины здания и их сопряжение с водосточной ворон- кой. Характерно оригинальное ре- шение узла, запроектированное в ГДР. Вдоль продольной оси здания укладывают на кирпичные или бе- тонные опоры сборный прогон, вы- полненный из теплого бетона. Та- кой прогон является своеобразной ендовой в которой расположены во- ронки внутреннего водостока. Кро- ме того, прогон служит опорой для кровельных (рис. VII.17). средней панелей 9. УСТАНОВКА ТЕЛЕАНТЕННЫ Телевизионные ан- тенны в Чехословакии монтируются на сталь- ных стойках диаметром 70 мм, общей высотой железобетонной^кпкпЛ На плоской сборной тенны на составив РеРеносной телеан- «ставных бетонных блоках 135
9м. Для предотвращения повреждений мягкого кровельного ков- ра на поверхности крыши антенна закрепляется на трех бетон- ных блоках весом по 300 кг, свободно лежащих на кровельном ковре. Стальная стойка закрепляется с помощью трех оттяжек, прикрепляемых болтами. Каждый блок выполняют из двух-трех частей; их соединяют на месте болтами (рис. VI 1.18). 10. УСТРОЙСТВО ОГРАЖДЕНИЙ И ОЗЕЛЕНЕНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ КРЫШ Ограждения устраиваются сплошные и решетчатые. При сплошных ограждениях из железобетона или кирпича на гидро- изоляционные и защитные слои в местах их сопряжения с ограж- дением укладывают скользящие разделяющие слои с подняты- ми вверх краями. Рис. VI 1.19. Сборный железобетонный резервуар для растений Сопряжение конструкции крыши со сплошными ограждения- ми или стеной при прокладке разделяющего скользящего слоя имеет подвижное соединение для того, чтобы независимые де- формации этих частей зданий не привели к образованию трещин. Применяются ограждения из легких материалов — сплош- ные полосы из непрозрачных листов, асбестоцемента, листового металла или пластмассы. Для обеспечения сдувания снега с крыш в большинстве слу- чаев целесообразно применять решетчатые ограждения, виды и конструкции которых весьма разнообразны. Используются глад- кие вертикальные или горизонтальные рейки из дерева или из стали, решетки из проволоки и цельнорешетчатого металла и тонкие обтянутые нейлоном проволочные тросы. Для предохра- 136
нения гидроизоляционного ковра от повреждения стойки решет- чатых ограждений заанкериваются в плоскость стены или кар- низа. Большое внимание уделяется устройству солнцезащитных ог- раждений и приемам озеленения крыши. Солнцезащитные ог- раждения на эксплуатируемых крышах устраивают в виде пере- городок или решетчатых навесов. Применяют щиты, вращаю- щиеся вокруг вертикальной оси, выполненные из деревянных жалюзийных решеток. Устанавливают также тенты из паруси- ны или другого материала на подставках из стальных труб. Простейший прием озеленения плоских крыш — размещение на них транспортабельных ваз для растений: из дерева, глины, асбестоцемента или бетона. При устройстве газонов большей ча- стью применяются резервуары из монолитного или сборного же- лезобетона. Резервуар из монолитного железобетона делается с дном и имеет в наружном борту трап для удаления влаги (рис. VII. 19). Сборный резервуар устраивают путем установки на монолит- ный железобетонный слой железобетонных бортов Г-образного сечения. Дном сборного резервуара служит гравий фракций 7— 14 мм, насыпанный на защитный слой и покрытый слоем торфа толщиной 20 мм. При озеленении стараются избегать устройст- ва углублений для насыпных слоев земли, которые усложняют конструкцию и вызывают излом слоя гидроизоляции. Для клумб применяются сборные железобетонные кольца диаметром до 2 м. Между нижней плоскостью резервуаров для озеленения и защитным слоем крыши предусматривается разме- щение разделяющего, скользящего, распределяющего давление слоя. За рубежом практикуется также засыпка крыш слоем насып- ного грунта, на котором высаживают деревья, кустарники и цветы. В отдельных случаях устраивают водонаполненные кры- ши-сады с водяными растениями. Для хождения на таких кры- шах устраивают платформы-дорожки из отдельных панелей и островки. * * * При проектировании плоских эксплуатируемых крыш над зданиями повышенной этажности следует учитывать положитель- ный опыт зарубежного строительства по применению дышащего кровельного ковра, скользящих разделяющих слоев между эле- ментами и деталями конструкции. Для предотвращения трещин в монолитном защитном слое целесообразно устраивать темпе- ратурные разделительные швы с сеткой 2X2 м, но не более 4 м. Можно рекомендовать устройство стыков с переменной ступен- чатой шириной шва, увеличивающейся кверху для удобства про- 137
изводства работ, и с треугольным сечением стыка между ниж- ними несущими панелями, исключающим возможность выпаде- ния заполнителя из стыка. Простой и индустриальной конструкцией является темпера- турно-осадочный шов, образуемый сборными железобетонными деталями трапециевидного сечения. К удачным конструктивным решениям относится устройство ограждений и установка телеантенн без нарушения сплошности кровельного ковра. Заслуживают применения в отечественном строительстве но- вые способы защиты края кровельного ковра в примыканиях и на карнизе при помощи штампованных металлических профилей из алюминия или других некорродирующихся сплавов, что от- вечает Постановлению Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему улучшению каче- ства жилищно-гражданского строительства». В связи с преимущественным применением внутреннего водо- стока заслуживают внедрения в практику отечественного строи- тельства водосточные воронки с двойными стенками, оборудо- ванные электропрогревом, с фланцами, обеспечивающими герме- тичное соединение с воронкой гидро-и пароизоляционных слоев с насадочными кольцами, а также воронки для водонаполненных крыш с кольцевым желобом и эластичным шнуром. Перспекти- вен для озеленения плоских крыш так называемый метод гидро- культур, при котором растения выращиваются не в грунте, а в субстрате — носителе питательного раствора. В качестве суб- страта могут быть использованы различные материалы — гра- вий, крупный песок и легкие пористые материалы. Следует рекомендовать также новые конструктивные реше- ния защитного слоя крыши, солнцезащитных ограждений, что сделает плоские эксплуатируемые крыши удобными для пользо- вания и эстетически привлекательными.
Г лава восьмая ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КРЫШ 1. ОБЩИЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ При неправильной эксплуатации даже наилучшим образом построенные железобетонные крыши быстро выходят из строя. Лица, ведающие эксплуатацией дома (районные техники жи- лищных управлений, управляющие домами), должны быть про- инструктированы в этой части и обязаны строго соблюдать пра- вила эксплуатации железобетонных крыш. Крыши новых домов следует особенно тщательно осматри- вать в первый год их эксплуатации, т. е. в период гарантийного срока качества выполненных работ. В течение этого срока строи- тельная организация обязана быстро устранить все обнаружен- ные дефекты. Осмотр крыш и уход за ними следует производить в дальней- шем постоянно и внимательно, по определенному графику. Кро- ме того, освидетельствование крыши надо производить дважды в год: весной — после таяния снега и осенью — перед наступле- нием дождливого сезона. Результаты этих освидетельствований заносят в журнал технической эксплуатации, а выявленные не- достатки немедленно устраняют во избежание нарушения нор- мального эксплуатационного режима крыш. Кровля подлежит обязательному осмотру после сильных ливней, резких оттепелей и порывистых ветров. При осмотре и освидетельствовании крыши необходимо про- верять состояние покровного слоя, целостность гидроизоляцион- ного ковра, примыкания ковра к выступающим сверх кровли конструкциям, состояние водостоков, отсутствие конденсата на потолках и промерзания. На неэксплуатируемой крыше пребывание людей разреша- ется лишь в мягкой (резиновой или валяной) обуви и только в случае необходимости осмотра или ремонта кровли, устройства специальными монтерами теле-и радиоустановок или необходи- мости очистки кровли от снега, наледей, мусора и сорняков. При ремонте или установке мачт на кровле воспрещается разбрасывать и оставлять на ней гвозди, обрезки, строительный мусор. Поверхность кровельного ковра всегда должна быть со- вершенно чистой; при этом ни в коем случае нельзя пробивать или нарушать гидроизоляционный ковер. Очищать кровли от снега надо лишь в случаях вынужденной 139
необходимости, при больших снеговых отложениях. Сосульки по свесам своевременно удаляют. При совмещенных крышах, вследствие постоянного таяния снега, удалять его с кровли обычно не нужно, а при крышах с внутренними водостоками исключается образование наледей и сосулек. Таким образом, при этих типах крыш эксплуатация их более удобна, а гидроизоляционный ковер не страдает от меха- нических повреждений. При уборке снега с кровли и сбивании сосулек необходимо ограждать тротуар и проезд на ширину их падения и выставлять дежурных. Очищать кровли следует только деревянными лопа- тами; применение стальных лопат и ломов исключается. Рабо- тающие на кровле должны быть проинструктированы по технике безопасности. Защитный слой гидроизоляционного ковра надо периодиче- ски раз в 3 года окрашивать горячими мастиками или смесью битумов марок III и V с посыпкой крупным песком. Гидроизоля- ционный ковер нигде не должен быть обнажен от защитного слоя; при порче или повреждении этого слоя его нужно немед- ленно восстанавливать. 2. РЕМОНТ КРЫШ Ремонт крыш, как и других элементов зданий, подразделя- ется на текущий и капитальный. Текущий ремонт производится не менее двух раз в год — ве- сной и осенью, в теплое и сухое время, при температуре воздуха не менее 10° С. Это не снимает обязательного ремонта дефектов кровли в любое время, немедленно по их обнаружении. К теку- щему ремонту относятся работы по заделке пробоин, трещин, дыр в гидроизоляционном ковре и покрытие его защитным сло- ем, исправление просевшей теплоизоляции и ее просушка, ре- монт участков пароизоляции и полная ликвидация всех течей на крыше. Капитальный ремонт крыши производится раз в 6—8 лет, необходимость в нем вызывается износом элементов конструк- ции крыши. К капитальному ремонту следует отнести работы по расшивке трещин и заделке пробоин железобетонного основания, ремонт разрушенной и деформированной теплоизоляции, смена пароизоляции и гидроизоляционного ковра на большей части площади крыши, замена износившегося защитного слоя кровли. Ремонт железобетонного основания. После удаления всех элементов крыши над ремонтируемой частью несущего основа- ния все имеющиеся в нем пробоины, щели и трещины следует тщательно заделать водонепроницаемым расширяющимся це- ментом (ВРЦ). При этом трещины расшивают и разделывают трапецеидальными канавками. Заполнение цементным тестом всех отверстий и щелей производится послойно, слоями толщиной 140
3—4 см. Следует учесть быстроту схватывания водонепроницае- мого цемента (12—15 мин) \ поэтому затворение цементного те- ста ведут малыми дозами. Цементное тесто укладывают на ме- сто мастерком и увлажняют каждые 2—3 ч в течение суток. Ремонт пароизоляции. Работы по ремонту гидропароизоляци- онных рулонных слоев производятся в соответствии со СНиП Ш-В. 12-68 «Кровли, пароизоляция, гидроизоляция. Правила производства и приемки работ». Пришедшая в негодность пароизоляция заменяется новой, наклеиваемой на горячей битумной мастике на сухое несущее основание. При местном ремонте пароизоляции она удаляется с повреж- денных участков, края и поверхность под наклейку тщательно очищают от грязи и пыли. Наклейка нового материала произво- дится по краям пароизоляции и основанию. Ремонт обмазочной пароизоляции производится путем грун- товки основания и покрытия его за два раза горячей мастикой. Лучше применять для ремонта пароизоляции рулонные мате- риалы. Ремонт теплоизоляции. Теплоизоляция крыши должна быть воздушно-сухой; ее увлажнение недопустимо — оно влечет за собой промерзание покрытия. Это относится и к вновь уклады- ваемой теплоизоляции — ее влажность должна быть не выше предусмотренной СНиП. При плитном утеплителе из керамзитобетонных или пенобе- тонных плит, минеральной пробке и пр. проверяют состав и влажность плит по ГОСТ. Теплоизоляция немедленно после ее укладки должна быть защищена от увлажнения атмосферными осадками, поэтому ре- монт ее ведется небольшими участками с одновременным уст- ройством стяжки и гидроизоляционного ковра. Просушка увлажненной или промоченной теплоизоляции про- водится как открытым, так и закрытым способом. В первом слу- чае снимают гидроизоляционный ковер, обнажают теплоизоля- цию и просушивают ее на воздухе. При закрытом способе просушка теплоизоляции ведется че- рез имеющиеся или вновь устраиваемые вентиляционные каналы в толщине теплоизоляции или над ней. Новые каналы устраива- ют из металлических трубок, выводя их через карнизы наружу. Ремонт цементной стяжки. Стяжка является основанием под гидроизоляционный ковер. В местах ее просадки снимается кро- вельный ковер, и поверхность стяжки выравнивается цемент- ным раствором. Трещины в стяжке ремонтируют так же, как и в несущем железобетонном основании. Выравнивание стяжки ведется с учетом соблюдения уклонов к водостокам с примене- нием деревянной рейки-правила. Для предохранения теплоизо- ляции от увлажнения под стяжку насухо укладывается слой ру- лонного материала. 141
Ремонт гидроизоляционного ковра. Основной причиной про- течек крыш являются дефекты гидроизоляционного ковра. Ре- монтировать ковер из рулонных материалов следует в теплую, сухую погоду, при температуре выше 5° С. При низкой темпера- туре с осадками создается влажное непросыхающее основание с наледью, что мешает приклеиванию мастики к основанию. Небольшие впадины, образовавшиеся из-за просадки тепло- изоляции, вначале тщательно очищают от грязи и просушивают, затем их выравнивают, последовательно наклеивая небольшие полотнища рулонного материала, причем последнее полотнище должно перекрывать впадину по всему периметру на 20—25 см. При разрывах и пробоинах гидроизоляционного ковра ковер разрезают «конвертом», концы его отгибают в стороны, очища- ют от грязи и просушивают. На освобожденную от ковра стяжку наклеивают кусок рулонного материала, затем на него наклеи- вают ранее отогнутые концы старого ковра, сверху это место тщательно заклеивают двумя слоями рулонного материала на мастике, причем края заплат дополнительно прошпаклевывают мастикой. Размеры верхних заплат должны превышать размеры пробоин на 20—25 см. Для удаления воздушных или водяных мешков на поверхно- сти ковра его разрезают с последующим удалением скопивше- гося воздуха и воды. После просушки поврежденного места под отставший от основания рулонный ковер вводят разогретую ма- стику. При ремонте больших участков гидроизоляционного ковра поврежденную поверхность тщательно очищают от грязи, песка и просушивают. После этого поверхность окрашивают мастикой, причем по мере окраски отдельных участков старого ковра не- медленно наклеивают один слой нового рулонного материала. Полная смена гидроизоляционного ковра необходима в том случае, если на его поверхности имеются многочисленные меха- нические повреждения или загнивание. Наклеивать гидроизоля- ционный ковер надо после проверки прочности и сухости осно- вания. Ремонт воронок и примыканий. Ремонт ковра у воронок — весьма ответственная работа. Вокруг воронки в радиусе 1 м де- лают шесть радиальных разрезов ковра и отгибают его в сторо- ны. Щели между основанием и краями воронки промазывают уплотняющей мастикой, отогнутые края ковра приклеиваются на горячей мастике на прежнее место, а сверху наклеивается на мешковине дополнительно два слоя рулонного материала. Ковер должен быть плотно зажат между закраинами чаши и стаканом воронки с тщательной промазкой мастикой. При наличии в гидроизоляционном ковре трещин, пробоин на примыканиях к воронке ковер не ремонтируется на этих уча- стках, а заменяется новым. Места примыканий кровли к стенам, парапетам, стоякам ре- 142
монтируют с сохранением старого ковра. Его отгибают от стены в противоположную сторону, очищают от грязи и промазывают мастикой. На плоскость стены наносят мастику, наклеивают но- вые слои рулонного материала, заводя его на кровлю, сверху пе- рекрывают старым ковром, а затем наклеивают новый рулонный материал. В необходимых случаях ставят фартуки и зонты из алюминия или из оцинкованной стали. О всех проведенных ремонтных работах составляют акты и делают записи в техническом паспорте. 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ КРЫШ В чердачных железобетонных крышах эксплуатационное значение чердака очень велико. На чердаке всегда устанавлива- ется температура, промежуточная между наружной температу- рой и температурой помещения. Поэтому при наличии чердака температурный перепад в верхнем ограждении меньше, чем при совмещенной крыше. Железобетонные кровельные конструкции разрушаются глав- ным образом от повышенной влажности воздуха в чердачном по- мещении. Необходимо хорошо утеплять чердачное перекрытие, устро- ить высококачественную пароизоляцию и, главное, обеспечить хорошую вентиляцию и интенсивный воздухообмен в чердачном помещении. В противном случае на чердаке создается повышен- ный температурно-влажностный режим, образуется конденсат, подтаивает снег, возникают наледи и сосульки на свесах и по- верхности кровли. При температуре менее 8° С на внутренних поверхностях кровельных панелей выпадает конденсат в виде капельной влаги, с понижением температуры превращающийся в иней, а затем и слой льда толщиной 3—5 см.' Простой и достаточной системой вентиляции чердака являет- ся устройство приточных отверстий в карнизах или под карниза- ми и вытяжных — в коньке или повышенной части кровли. При этом отношение площади вентиляционных отверстий к площади чердачного перекрытия р -р = J________L в.о- ч.п 200 300 обеспечивает хорошую вентиляцию чердака. Образование конденсата на внутренних поверхностях и на- ружных наледей на свесах и карнизах крыш сводится к миниму- му при разности температур чердачного и наружного воздуха не более чем на 4—6°, а для этого и необходимо хорошее качест- во работ, обеспечивающее хорошую герметичность, паро-и теп- лоизоляцию чердачного перекрытия и всех устройств на черда- ке при наличии вентиляции, обеспечивающей не менее двукрат- ного обмена воздуха в час. 143
При малых уклонах скатов (до 1 :7) снег сдувается ветром почти полностью, при более крутых уклонах (1:5—1:4) снег лежит слоем 15—20 см, а в пересечениях кровли шахтами, сте- нами лестничных клеток, слуховыми окнами толщина снега мо- жет достигать 50—80 см. Поэтому при небольших отрицатель- ных температурах наружного воздуха наблюдается подтаивание и сползание снега, а на карнизах — обледенение и образование сосулек. Очистка карнизов от сосулек приводит к порче гидроизоляци- онного ковра. Падение талой воды с карнизов ведет к обледене- нию свесов нижерасположенных балконов, что также приводит к их повреждению. Основное «лечение» увлажненных чердачных помещений — активное проветривание независимо от погоды — жаркая она или морозная. При морозной погоде сухой холодный воздух, по- падая на чердак, быстро согревается и поглощает конденсацион- ную влагу в большом количестве. Эта влага переходит в пар и при интенсивном обмене воздуха выбрасывается наружу. В летний период чердаки также должны проветриваться. В жаркие летние дни кровля, покрытая рубероидным ковром, наг- ревается до 80° С. Поэтому воздух в чердачном пространстве также сильно нагревается и при недостаточной вентиляции пере- дает тепло в верхний этаж. Даже прохладные ночи не меняют это положение. При проветриваемом летом чердаке прохладный ночной воз- дух, поступая на чердак, охлаждает чердачное перекрытие, сни- мая с него поступающее за жаркий день тепло. Движение воз- духа на чердаке возобновляется лишь в первой половине дня, когда верхний слой воздуха нагреется от кровли. Поэтому по- ступивший за ночь прохладный воздух долгое время остается на чердаке, охлаждая через чердачное перекрытие верхний этаж. Для совмещенных крыш важнейшее значение имеет качество утеплителя. Его следует принимать биостойким, невлагоемким и легким. Он должен быть уложен в воздушно-сухом состоянии, с очень тщательной пароизоляцией со стороны помещений. Целесообразно иметь /?0 для совмещенной крыши на 15—20% больше нормативного, при этом следует учесть, что обычно утеп- литель укладывается на место с повышенным процентом влаж- ности и с уменьшенным в начале эксплуатации, а сушка его происходит медленно. При эксплуатируемых плоских крышах в течение круглого года может потребоваться быстрое удаление выпавшего снега, что легко достигается разбрасыванием снеговых отложений по крыше. При наличии внутренних водостоков может быть приня- то искусственное снеготаяние в снеготаялках на кровле, со спу- ском талых вод во внутренние водостоки. Правильная эксплуатация плоских крыш исключает возмож- ность их механического повреждения. При ремонтных работах 144
нельзя складывать на кровле строительные материалы—кир- пич, бревна, доски и пр. Прорастание травы и сорняков на крыше совершенно недопу- стимо. Их необходимо немедленно выпалывать, а швы между плитами защитного настила заполнять гидроизоляционной ма- стикой. Зеленые насаждения, цветы, кусты следует держать на крыше в вазонах на ножках высотой 20 см, обеспечивающих сво- бодный сток воды. Фонтаны на кровле устраивают исходя из тех же условий. Целесообразно снабдить эксплуатируемые крыши навесами, тентами, козырьками, перголами для затенения поверхности крыши, создания удобств для людей и предохранения их от пе- регрева прямыми солнечными лучами. Эксплуатируемые крыши можно мыть струей из брандспой- та, так же как моют уличные тротуары. Сбрасывать грязь и спу- скать ее во внутренние водостоки ни в коем случае нельзя. При правильной эксплуатации и тщательном уходе железобе- тонная крыша может служить без капитального ремонта до 20— 25 лет.
выводы В результате обобщения современного передового отечест- венного и зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатации железобетонных крыш, получивших применение в жилищном и общественном строительстве, а также исследова- тельских работ в этой области мы можем сформулировать сле- дующие выводы и рекомендации. Основное направление в дальнейшем развитии конструкций железобетонных крыш — применение крупнопанельных железо- бетонных крыш индустриального изготовления, которые отвеча- ют общей конструктивной схеме здания, технологии изготовле- ния отдельных панелей и монтажа. Благодаря изготовлению па- нелей на заводе достигается максимальная степень готовности крыши и почти полностью исключается зависимость строителей от погоды и времени года. Рекомендуется применение крупнопанельных крыш, изготов- ляемых из легких бетонов, которые выполняют одновременно несущие и теплоизолирующие функции и монтируются за один раз. Для зданий повышенной этажности рекомендуется также устройство крыш раздельной конструкции с щелевой прослойкой или с воздушной полостью. Экономичной конструкцией, достаточно удовлетворительно зарекомендовавшей себя в эксплуатации, являются совмещен- ные крыши из ребристых панелей с ребрами, обращенными внутрь, с щелевой прослойкой и легким утеплителем неоргани- ческого происхождения. Для северных районов страны целесообразны железобетон- ные крыши с вентилируемой воздушной полостью высотой 80— 120 см и отдельно монтируемой предварительно напряженной кровельной панелью из водонепроницаемого бетона без рулон- ного кровельного ковра. Для компенсации температурных деформаций стыки между панелями, укладываемыми на стены, должны быть заполнены упругим теплоизоляционным материалом. Стыки между смеж- ными панелями в пролете жестко соединяют, с тем чтобы их про- гибы не отличались друг от друга, что достигается замоноличи- ванием стыков с утеплением верхней части стыка. Основным способом удаления воды с крыш следует считать 146
внутренний водосток с наружным выпуском либо при наличии ливнестоков с подключением к ним. Наружные водостоки могут быть применены в порядке от- дельных местных решений в южных районах, где нет опасности их обледенения. Заслуживают внедрения в практику отечественного строи- тельства водосточные воронки, применяемые за рубежом, — с двойными стенками, оборудованными электропрогревом, с на- садочными кольцами и др. При изготовлении крупнопанельных железобетонных крыш можно выгодно использовать положительные свойства безрулон- ных кровель путем нанесения нижнего слоя кровли на свежеот- формованную железобетонную панель с последующей ее тепло- влажностной обработкой. Большое внимание должно быть уделено улучшению качест- ва кровельных ковров из рулонных материалов. Для этой цели необходимо расширить производство и применение стеклорубе- роида, изола, стеклотканей и полимерных материалов. Необходим весьма тщательный подход к конструкциям крыш в части определения их действительного термического сопротив- ления, принятия конструктивных мероприятий против их увлаж- нения и правильных решений стыков крупнопанельных элемен- тов крыш. Монтаж кровельных элементов с достаточной точно- стью, с герметичной заделкой стыков, а также высокое качество производства кровельных работ, обеспеченное квалифицирован- ным руководством и контролем, является гарантией водонепро- ницаемости крыши. Ближайшая задача — разработка конструкций отдельных индустриальных деталей для сборных железобетонных крыш с использованием лучших решений, применяющихся в зарубежной практике строительства. Целесообразно внедрить в отечественное строительство сбор- ные железобетонные детали специального профиля при решении карнизов, температурных швов и др., новые способы защиты края кровельного ковра в примыкании и на карнизе с примене- нием штампованных алюминиевых профилей и новые способы установки ограждений без нарушения кровельного ковра. Использование перечисленных выше рекомендаций должно способствовать улучшению конструкций крыш и повышению сро- ка их службы.
ЛИТЕРАТУРА 1. Авр у тин Ю. Е. Железобетонные крыши жилых и общественных зда- ний. Госстройиздат, 1961. 2. А в р у т и н Ю. Е. и др. Сборные железобетонные крыши для массово- го строительства. Стройиздат, 1965. 3. Богданов Б. Н. Плоские крыши в гражданском строительстве за ру- бежом. Госстройиздат, 1960. 4. Б о г д а н о в Б. Н. Совмещенные железобетонные покрытия жилых зда- ний. Госстройиздат, 1963. 5. Васильев Б. Ф. Натурные исследования температурно-влажностного режима жилых зданий. Госстройиздат, 1957. 6. Дмитрович А. Д. Теплозащитные свойства строительных материа- лов и конструкций. Минск, «Беларусь», 1963. 7. Кричевская Е. И. Опыт проектирования и устройства совмещенных крыш и жилых зданий в СССР. ЦИНИС, Экспресс-информация, 1961, № 9. 8. Кричевская Е. И. Применение новых гидро- и теплоизоляционных материалов в плоских совмещенных крышах за рубежом. ЦНИИЭП жилища, Информационный сборник, 1965. 9. Одельский А. 3. Защитные свойства вентилируемых совмещенных крыш. Минск, Ред.-изд. отд. Белорусского политехнического института, 1960. 10. Роджерс Т. С. Проектирование теплозащиты зданий. Пер. с англ. Стройиздат, 1966. 11. Сканави А. Н. Влияние режима влажности на совмещенные венти- лируемые крыши. «Строительство и архитектура Москвы», 1962, № 9. 12. Таиров В. Д. и др. Совмещенные покрытия.'Киев, Госстройиздат УССР, 1961. 13. Указания по проектированию бесчердачных крыш жилых и обществен- ных зданий СН 51-64. Стройиздат, 1965. 14. Фоломин А. И., Штейн И. И. Теплотехнические качества опытных совмещенных крыш. «Жилищное строительство», 1965, № 4. 15. Ф о л о м и н А. И., К У з и н а Л. А. Влажностный режим невентилиру- емых совмещенных крыш жилых домов серии 1-464. «Жилищное строительст- во», 1966, № 12. 16. Фр ан чу к А. У. Таблицы теплотехнических показателей строитель- ных материалов. НИИСФ Госстроя СССР, 1965. 17. Божков И. Върху изолацията на плоския покрив. «Строителство», 1964. № 4, стр. 30—32. 18. Deutsche Normen — DIN 52123, Blatt 10. Dachpappen und nackte Pap- 148
pen; Passavant-Dachablaufe. «Bitumen, Teere, Asphalte, Peche und verwandte Stoffe», 1966, H. 10, S. 400, 406. 19. E i c h 1 e г F. Fugenabstande in massiven Dachdecken. «Bauzeitung», 1965, № 7, S. 186—188. 20. G о 11 w i t z e г G., W i r s i n g W. Dachgarten und Dachterrassen. Call- wey. Munchen, 1962. 21. Tropenia-FIachdach-Dammplatten. «Deutsche Bauzeitung», 1965, № 7, S. 606. 22. К a n i s H. Das Gesims, der sichtbare Abshluss des Flachdaches. «Deut- sche Bauzeitung», 1965, № 7, S. 588. 23. Koze I uhe J. Stresni konstrukce z kompletovan^ch panelu. «Pozemni Stavby», 1966, № 5, S. 263—270. 24. Muller H. Stahlbetonfertigteildach «Hamad V» in industriellen Woh- nungsbau. «Bauzeitung», 1965, № 2, S. 58—61. 25. S c h u t z e W. Der Estrich auf Dachern und Terrassen. «Boden, Wand und Decke». 1965, № 3, S. 182—193. 26. S t a f к о S. Nova konstrukcia plochej strechy z velikorozmernych prov- kov. «Pozemni Stavby», 1967, № 3, S. 152—156.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие : ....................... 3 Главе первая. Типы конструкций крыш, применяемых в СССР 6 1. Классиф^ация крыш............................................. 6 2. Совмещенные крыши, монтируемые за один раз..................... 7 3. Совмещенные крыши, монтируемые за два раза.................... 20 4. Крыши раздельной конструкции с кровельными панелями, монтиру- емые за гри-четыре раза...........................................'21 5. Технико-зкономические показатели рассмотренных конструкций круп- нопанельных крыш.................................................. 23 Главе вторая. Кровли и конструктивные детали................. 30 1. Гидроизоляционный ковер : : :................................. 30 2. Дышащие ковер................................................. 33 3. Рулонный ковер................................................ 34 4. Безрулонаые кровли............................................ 35 5. Применение водостойкого железобетона.......................... 35 6. Полы эксплуатируемых плоских крыш............................. 37 7. ВодонапоЛненные крыши......................................... 39 8. Детали «рыш................................................... 40 Главе третья. Удаление воды с крыш . 46 1. Таяние снегового покрова...................................... 46 2. Наружное водостоки........................................... 49 3. Внутренние водостоки......................................... 50 4. Сравнение систем водостоков................................... 58 Главе четвертая. Тепловой режим крыш......................... 60 1. Теплопроводность материалов крыш.............................. 60 2. Расчетное данные.............................................. 62 3. Расчет сопротивления теплопередаче............................ 65 4. Определение температуры в конструкции крыши................... 72 5. Обеспечение теплоустойчивости кровельных ограждений.... 75 6. Защита от солнечной радиации ................................. 78 7. Применение внутреннего источника тепла в кровельном ограждении 81 Главе пятая. Влажностный режим совмещенных крыш .... 82 1. Миграция влаги в толще материалов совмещенных крыш .... 82 2. Процесс высыхания совмещенных крыш с несущей плитой из тяжело- го бетона......................................................... 88 3. Способы ускорения высыхания совмещенных крыш в процессе экс- плуатации ........................................................ 92 Глава шестая. Способы монтажа и производства работ ... 105 1. Монтаж основания.............................................. 105 2. Выполнение гидроизоляционного ковра........................... 108 3. Монтаж совмещенных невентилируемых крыш типовых пятиэтажных домов с^рий 1-464 и 1605АМ....................................... 110 4. Монтаж совмещенных вентилируемых крыш типовых девятиэтажных домов с^рии П-57................................................. 111 150
Стр. 5. Монтаж чердачных крыш 16-этажных каркасно-панельных домов се- рии 1МГ-601......................................................... 113 6. Улучшение монтажа и производства работ........................... 114 Глава седьмая. Современные конструкции железобетонных крыш за рубежом................................................... 116 1. Паро- и теплоизоляционные слои................................. 116 2. Защитные слои, выравнивающие стяжки............................ 117 3. Слои, распределяющие давление паровоздушной смеси, дышащие кро- вельные ковры..................................................... 123 4. Крепление края кровельного ковра к вертикальной плоскости ... 124 5. Крепление края кровельного ковра на карнизе с применением штам- пованных металлических профилей.................................. 127 6. Карнизы с применением сборных железобетонных элементов .... 128 7. Стыки между панелями, температурно-осадочные швы............... 128 8. Воронки внутреннего водостока.................................. 129 9. Установка телеантенны...............'.......................... 135 10. Устройство ограждений и озеленения эксплуатируемых крыш ... 136 Глава восьмая. Техническая эксплуатация железобетонных крыш 139 1. Общие правила эксплуатации................................... 139 2. Ремонт крыш.................................................. 140 3. Эксплуатация крыш............................................ 143 Выводы.......................................................... 146 Литература...................................................... 148 Аврутин Юлий Ефремович, Кричевская Елизавета Иосифовна, Фоломин Александр Иванович ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КРЫШИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ Стройиздат Москва, К-31, Кузнецкий мост, д. 9 • • * Редактор издательства Б. А. Бегак Внешнее оформление художника И. Е. Сайко Технический редактор И. В. Высотина Корректоры В. М. Залевская, В. М. Панасенко Сдано в набор 14/IX 1970 г. Подписано к печати 16/IV 1971 г. Т-07602. Бумага 60х90‘/16 д. л. — 4,75 бум. л. 9,5 печ. л. (уч.-изд. 9,51 л.) Тираж 8.000 экз. Изд. № AVI-1538. Зак. № 910. Цена 50 коп. Владимирская типография Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.