ТЕМА 9. ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ

1. Понятие о покрытии здания. Основные виды покрытий

2. Несущие конструкции покрытий

3. Большепролетные покрытия

4. Кровли

5. Технико-экономические сведения

1. Понятие о покрытии здания. Основные виды покрытий. Покрытие – ограждающий конструктивный элемент сверху здания. Покрытие состоит из крыши и чердачного перекрытия. Крыша состоит из несущей конструкции и кровли. Назначение покрытия – обеспечение защиты здания от атмосферных осадков, потерь тепла и перегрева здания. На покрытие действуют давление ветра, нагрузки от снежного покрова, работающих людей на покрытии, от собственной массы покрытия. Оно нагревается от солнечной радиации, на покрытие действуют также химические вещества, содержащиеся в воздухе. Для несущих конструкций покрытия используют дерево, сталь, бетон и железобетон. Предпочтение отдают сборным конструкциям. Форму крыши принимают с учетом быстрого и полного стекания воды и возможности снижения снеговых нагрузок. Поэтому покрытия делают с уклоном. У = h/l, где h – высота подъема крыши, l – заложение крыши. Уклон зависит от материала кровли и климатических условий.

Существует 2 вида покрытий: раздельные и совмещенные. Раздельное покрытие возводят над чердаками и вентиляционными прослойками. Оно представляет собой крышу, верхний слой которой – это кровля с основанием, а нижний – несущая конструкция. Совмещенные покрытия объединяют кровлю и верхнее перекрытие сооружения. Низ такого покрытия – это потолок, а верх – кровля. Несущая конструкция у них общая.

Деревянные несущие конструкции делают из круглого леса, брусков и досок. Железобетонные – из сборных деталей двух видов: панелей, которые укладываются по скату, - это детали крупной массы, и стоек, балок-стропил и плит средней массы.

Теплоизоляционные материалы применяют в совмещенных кровельных покрытиях. Кровли делают по жесткому основанию. Поэтому теплоизоляционный слой укладывают из достаточно твердых ячеистых, газо, керамзито- и пенобетонов или собирают из блоков (пеностеклянных, например). В зданиях невысокой степени капитальности используют фибролит и др. плитные материалы на органической основе.

2. Несущие конструкции покрытий. Конструкции раздельных и совмещенных покрытий различаются своими несущими элементами. Раздельные покрытия делают чердачными или бесчердачными. Чердачные крыши бывают скатными и плоскими. Наиболее разнообразны скатные крыши. Делают одно-, двух-, трех- и четырехскатные крыши, вальмовые, полувальмовые, многоскатные и мансардные.

Щипец – верхняя часть торцовых стен здания, ограждающая чердак при 2-х- и 3-х-скатной крыше.

Ендова – лоток для сброса воды в месте стыка двух смежных скатов крыши, образующих входящий угол.

Конек – ребро двухгранногро угла, образованного двумя скатами крыши.

Спуск – верхняя часть ската.

Обрез – нижняя часть ската.

Фронтон – если скаты крыши выступают за торцевую стену.

В чердачных покрытиях между крышей и чердачным перекрытием образуется помещение – чердак. Чердак используется для устройства инженерного оборудования, а при крутых уклонах крыши – как жилое помещение (мансарда).

Скатные чердачные покрытия устраивают в виде наклонных плоскостей – скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов. Формы крыш принимаются в зависимости от формы здания и от их архитектурного решения.

Односкатные крыши устраиваются в зданиях небольшой ширины.

У двухскатных крыш сток воды осуществляется на две стороны по двум скатам.

Четырехскатные (вальмовые) имеют треугольные наклонные скаты-вальмы, которые под углом срезают торцы 2-х-скатной крыши.

Полувальмовые крыши имеют наклонные торцевые скаты-полувальмы, которые срезают не весь торец 2-х-скатной крыши, а только верхнюю частью

Шатровые крыши имеют несколько наклонных треугольных скатов, сходящихся в верхней точке покрытия.Слуховые окна делают не только для освещения и выхода наружу, но и как вентиляционные отверстия, через которые проветривают чердаки.

Кровли делают с организованным и неорганизованным водостоком. В первом случае воду собирают у карнизов в настенные желоба и по ним направляют в водосточные трубы. Кровли с неорганизованным водостоком настенных желобов и труб не имеют, вода со скатов стекает по всему обрезу карнизов.

Плоские чердачные крыши делают по образцу бесчердачных. При этом получаются холодные чердаки, которые называют техническим этажом. Эту конструкцию применяют редко, т.к. в климатических зонах с устойчивой отрицательной t^о зимой лучше такой этаж утеплить. Для этого применяют совмещенные покрытия.

Конструкции чердачных крыш называют стропильными системами. Эти системы бывают наслонными и висячими. Наслонные стропила – это раскосная система. Она состоит из стропильных ног, подкосов и промежуточных опор – стоек.

Мауэрлат укладывается по верхнему обрезу стен. Он воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки от стропил. Деревянные стропильные системы собирают на врубках – узлах соединения.

Применяют и железобетонные системы. Панели скатов укладывают на две опоры или собирают из отдельных деталей (стропильных ног и стоек) стропила.

Висячие стропильные системы – это фермы с затяжкой, воспринимающей распор. Их употребляют в зданиях, у которых нет внутренних стен, на которые можно опереть стойки наслонных стропил. Вначале фермы делами деревянными, затем стальными, а сейчас – железобетонными.

Бесчердачные крыши – это плоские конструкции с пологими скатами. Из поверхность иногда используют как прогулочные площадки. Поэтому уклоны принимают минимальными, но не менее 1%. Водостоки делают наружными и внутренними.

Наружный водосток – неорганизованный. Эти крыши могут быть раздельными и совмещенными.

Воздушное пространство под такими крышами делают высотой до 1,2 м. В самом низком месте оставляют только щели для воздуха. Для проветривания делают продухи – отверстия в наружных стенах.

Несущие конструкции бесчердачных крыш выполняют по типу междуэтажных перекрытий балочной панельной системы. Утеплитель на них не укладывают. Чаще всего применяют железобетонные панели, которые с одной стороны опираются на наружные стены, а с другой – на выложенные на перекрытии столбики из кирпича.

Совмещенные покрытия бывают вентилируемые и невентилируемые. Выбор типа зависит от климатических условий и условий эксплуатации. Невентилируемые совмещенные покрытия – это сплошная конструкция, которая устраивается только над помещением с сухим и нормальным влажностным режимом. Вентилируемые покрытия имеют между кровлей и утеплителем вентилируемую воздушную прослойку – зазор или каналы в толще железобетонной плиты. Воздушная прослойка содействует удалению влаги из утеплителя. Это улучшает его теплотехнические свойства. Влага может попадать из-за нарушения герметичности покрытия. Индустриальный тип вентилируемых покрытий – крыши из ребристых железобетонных плит с утеплителем. Плиты изготовляют из материалов, не поглощающих влагу. Их обрабатывают водоотталкивающими составами, поэтому они не гигроскопичны и морозостойки. Попадающие на конструкцию осадки стекают по гидроизоляции и по поверхности слоя утеплителя, но это ему не вредит. Расположение утеплителя сверху кровли предохраняет покрытие от перегрева. Поэтому не устраивается пароизоляция. Совмещенные покрытия выполняют с наружным и внутренним водостоком.

3. Большепролетные покрытия. Большепролетные покрытия бывают плоскими, пространственными и пневматическими. Эти покрытия применяются в общественных и промышленных зданиях. Плоские конструкции выполняются из балок, ферм, рам, арок, которые изготовляют из клееной древесины, стального проката, монолитного и сборного железобетона.

Железобетонные балки применяют для перекрытия пролетов до 24 м. Балки используют таврового и П-образного сечения.

Фермами и рамами (бесшарнирными и шарнирными) из дерева, стали и железобетона перекрывают пролеты до 60 м.

Бесшарнирные рамы жестко заделываются в фундамент. Они очень чувствительны к неравномерным осадкам. Поэтому их применяют на прочных и однородных грунтах. Шарнирные рамы менее чувствительны к неравномерным осадкам грунтов. Бывают одно-, двух- и трехшарнирные рамы. Одношарнирные – шарнир в середине пролета. Двухшарнирные – шарниры в опорах.

Арки – эффективные конструкции для перекрытия больших пролетов, т.к. их очертания можно приблизить к кривой давления и за счет этого оптимально использовать материал. Горизонтальные усилия (распор), возникающие в арочных конструкциях, уменьшаются при увеличении радиуса очертания арки. При этом увеличивается стрела подъема арки, а, следовательно, и строительный объем здания. Это ведет к увеличению затрат на отопление и приведенных затрат. Арки широко распространены в покрытиях спортивных зданий больших пролетов.

Пространственные конструкции – перекрестные покрытия, купола, оболочки, висячие покрытия. Перекрестные покрытия бывают складчатые и сетчатые. Для покрытий больших пролетов применяют складчатые покрытия из железобетона (до 50 м) и армоцемента (до 60 м). Они образуются плоскими взаимопересекающимися элементами поперек пролета. Складки бывают: прямоугольные и цилиндрические; пилообразные; в виде треугольных плоскостей; призматического типа; трапециевидного профиля и т.д.

Сетчатые покрытия из железобетона проектируют при пролетах до 50 м, а из стальных элементов – до 100 м. В этих покрытиях пересекаются железобетонные и стальные треугольники. Элементы работают в двух направлениях поэтому их высота меньше, чем балочных, - это уменьшает объем здания.

Перекрестные конструкции и системы с плоскими фермами и рамами делают открытыми внутрь помещений. Часто делают подвесные потолки, которые укрепляют к низу ферм.

Купол – наиболее древняя конструкция. Его применяли, т.к. можно подобрать такие очертания, при которых в элементах свода не возникают растягивающие усилия. В залах, где желательно создать большое воздушное пространство (рынки, спортзалы) и где нет больших текущих затрат на отопление, применяют различного вида купольные конструкции из монолитного или сборного железобетона, куполы-мембраны из стального листа толщиной 3 мм с подклеенным снизу утеплителем. Во временных залах выставок – из клеенопластиковых конструкций.

Висячие покрытия перекрывают пролеты до 100 м. Основные элементы этих покрытий работают на растяжение и передают нагрузки от покрытия на анкеры. Они имеют криволинейные очертания и представляют собой гибкие или жесткие нити, мембраны или висячие фермы. По конструктивным особенностям различают висячие покрытия: однопоясные; двупоясные; гипары (гиперболические параболоиды) и вантовые. В висячих покрытиях несущими элементами являются стальные тросы. Они натягиваются через какую-либо опорную конструкцию и укрепляются растяжками. Достоинства висячих конструкций – экономия металла и более эффективное использование несущих элементов по сравнению с балочными и рамными конструкциями, т.к. тросы работают на растяжение. Недостатки: у висячих покрытий низкая жесткость, поэтому кровельный настил часто деформируется; трудно обеспечить отвод атмосферной влаги.

Однопоясные покрытия применяются чаще других, т.к. они технологичны в изготовлении, просты в монтаже. Ими можно придавать сооружению самую разную форму. Однопоясные покрытия состоят из системы радиальных или перекрещивающихся растяжек, которые передают горизонтальные усилия на жесткие рамы, рамы-стойки или балки-затяжки замкнутого контура. На растяжки навешивают плиты, и под этой нагрузкой нити-растяжки растягиваются. В это время между плитами омоноличивают швы, стыки заваривают. За счет упругих деформаций нитей происходит обжатие плит, и конструкция начинает работать как монолитная оболочка. В цилиндрических покрытиях создают небольшую кривизну покрова в направлении, перпендикулярном осям нитей. Это делается для отвода дождевых вод. С параболических систем в форме перевернутого купола вода поступает к центру покрытия и ее отводят внутренним водостоком. Стояки устраивают по периметру зала, а горизонтальные разводящие трубопроводы прячут в подвесном потолке. Самый простой отвод воды – с шатровых покрытий. В двупоясных покрытиях применяют два вогнутых пояса, соединенных напряженными нитями. Наиболее распространены циркульные в плане конструкции. Нити по периметру крепят к внешнему кольцу, а в центре – к внутреннему. В зависимости от высоты центрального кольца систему можно делать вогнутой или выпуклой. Выпуклая система позволяет поднять центральную часть покрытия и за счет этого отвести воду к наружным стенам, не прибегая к горизонтальной разводке водостоков, и применить складчатую систему покрытия.

Гипары (гиперболические параболоиды) – это седловидные висячие покрытия. Они формируются в решетчатые мембраны двумя видами нитей. Одни нити несущие, а вторые – напрягающие. По периметру нити заделывают в замкнутый контур. По нитям укладывают плиты или диски. Их омоноличивают, предварительно подгружая балластом или натягивая несущие тросы домкратами. После этого напрягающие нити получают наибольшее напряжение и стыки плит, перпендикулярные этим нитям раскрываются. Их заделывают раствором на расширяющемся цементе. В результате конструкцию превращают в жесткую оболочку. Гипарами перекрывают сооружения, имеющие циркульное очертание плана.

Вантовые покрытия состоят из растянутых элементов – вант; конструкций, работающих на сжатие, - стоек и изгиб – балок, ферм, плит и оболочек. Эти покрытия могут иметь не только пространственную конструктивную схему, но и плоскую. В них используют прямолинейные стержни – ванты. Поэтому вантовые конструкции жестче, кинематические перемещения их элементов меньше, чем у других висячих покрытий.

Оболочки - одинарной и двоякой кривизны. Одинарной кривизны – цилиндрические или конические поверхности. Двоякой кривизны – выполняется в виде купола, эллипсоида. По структуре оболочки бывают: гладкие, ребристые, волнистые, сетчатые, монолитные и сборные.

Применяются еще пневматические перекрытия для перекрытия пролетов до 30 м. Они используются для временных сооружений. Бывают трех видов: воздухоопорные оболочки; пневматические каркасы; пневматические линзы. Воздухоопорные оболочки – это баллоны из прорезиненных или синтетических тканей. Внутри них создается избыточное давление воздуха. Применяются для спортивных сооружений, выставок. Пневматические каркасы – это удлиненные баллоны в виде отдельных арок с избыточным давлением воздуха. Арки соединяются в непрерывный свод с шагом 3-4 м. Пневматические линзы – это большие подушки, надутые воздухом, которые подвешиваются к жестким каркасным конструкциям. Используются для устройства летних цирков, театров.

4. Кровли. Кровли делают из листовых, штучных, рулонных материалов и мастик.

Листовые материалы – кровельная сталь, асбестоцементные волнистые листы и плиты на основе полимеров. Из кровельной стали изготовляют картины покрытий скатов кровель, карнизные сливы, желоба, разжелобки, воронки и водосточные трубы. Асбестоцементные листовые материалы по сравнению со сталью имеют преимущества: они мало теплопроводны, стойки против атмосферных и химических воздействий.

Покрытия на основе полимеров не нуждаются в антикоррозионной защите, высокопрочные и легкие.

Штучные материалы – это плоские плитки и черепица.

Рулонные материалы – рубероид, фольгоизол (лицевая сторона из металлической фольги), стеклорубероид, гидроизол, толь, толь-кожа, пергамин – в качестве пароизоляции), резинобитумный изол.

Мастики применяют самостоятельно как обмазочное покрытие кровли и для приклеивания рулонных материалов. В зависимости от вида вяжущего: битумные, резинобитумные, дегтевые, гидрокамовые, гидрокам-полимерные и полимерные.

Выбор кровельного материала – один из самых важных факторов, влияющих на внешний вид, комфортабельность и срок эксплуатации дома. Крыша выполняет множество функций: является верхней несущей и ограждающей конструкцией здания, предохраняет внутренние помещения от воздействий окружающей среды, создает эстетический вид строения и играет ведущую роль в архитектурном оформлении. На формирование облика крыши оказывают влияние климатические условия, ландшафт, национальные традиции и даже вероисповедание. Кровельные материалы делятся на мягкие и жесткие. К жестким относятся: шифер, кровельное железо, металлочерепица, керамическая и бетонная черепица. К мягким относятся: рубероид, кровля на основе битума, покрытия из композиционных и полимерных материалов на основе каучуков и термопластов. От использования шифера давно отказались во всем мире, т.к. асбест – сильный канцероген. В нашей стране шифер еще широко применяется в связи с низкими ценами на него. Отличной заменой шиферу является экологичный ондулин. Это легкий, прочный листовой материал, имеющий волнообразный профиль. Ондулин водонепроницаемый, влагоотталкивающий, устойчивый к грибкам, химикатам, перепадам t^о и сильным морозам. Кроме того, он способен подавлять шумы извне. На смену рубероиду приходят такие материалы как изопласт, гидростеклоизол, бикропласт, филизол и т.п. они более прочны. Эти полимерные материалы отличаются др. от друга сроками службы и допустимыми перепадами температур.

Для скатных крыш используется рулонный кровельный металл различного вида (герметичность, долговечность, срок службы – 100 лет). Вид кровли и конструкцию подстилающего слоя предопределяет материал покрытия.

Стальные кровли настилают, собирая листы в картины лежачими фальцами (одинарным и двойным). Между собой картины соединяются стоячими фальцами (одинарным и двойным). Лежачие фальцы располагают поперек уклона, а стоячие – вдоль. Картины укладывают так, чтобы лежачие фальцы размещались вразбежку.

В едновах, у карнизов и на скатах с малым уклоном, где вода, образуемая при таянии снега, может задерживаться, листы стыкуют двойными фальцами, а в остальных местах – одинарными. Фальцы должны быть промазаны суриковой замазкой.

Основание кровли – обрешетка из деревянных брусков сечением 0,05 на 0,05 м, настилаемых с шагом 0,25 м. В ендовах и на карнизах делают сплошной настил шириной 0,5-0,7 м. К брускам обрешетки прибивают кляммеры – узкие полоски кровельной стали. Их заводят в стоячие фальцы и загибают вместе с ними и так крепят кровлю. Свесы карнизных листов закрепляют к настилу с помощью Т-образных костылей.

Стальные кровли металлоемки. Поэтому в целях экономии их заменяют другими материалами, но и в этом случае из стали делают ендовы и примыкания к вертикальным конструкциям крыши. Когда применяют кровли и организованным водостоком, из стали выполняют свесы с настенными желобами, водосточные воронки и трубы – при кровлях из плиток или рулонного ковра. Черную кровельную сталь предварительно один раз окрашивают для предохранения от коррозии. Второй раз окрашивают готовую кровлю. Срок технического износа хорошо содержащейся кровли 18-30 лет. Масса кровли из не оцинкованной стали 12 кг/м², из оцинкованной – 15 кг/м², уклон 16-22^о.

Кровли из волнистых листов. Обрешетка как для стальной кровли. Сплошные настилы – в тех же местах. Под асбестоцементные листы бруски располагают так, чтобы каждый лист опирался на 3 бруска (шаг ~0,4 м). Кровли из волнистого стеклопластика устраивают по обрешетке с шагом 0,585 м. Листы крепят к обрешетке оцинкованными гвоздями с широкими шляпками или шурупами. В асбестоцементных листах под гвозди сверлят отверстия на 2-3 мм больше диаметра гвоздя. В листах стеклопластика сверлить отверстия не нужно, т.к. он хорошо гвоздимый. Нижний ряд листов на карнизе или свесе дополнительно крепят к доскам настила скобками из кровельной стали, чтобы листы не оторвало ветром.

Листы из асбестоцемента напускают на предыдущий ряд не менее чем на 0,12 м, а листы стеклопластика – на 0,07 м. Стыки сметных рядов нахлестывают на ½ волны. Зазоры в стыках заделывают мастикой или раствором с добавлением асбестового волокна.

При неорганизованном водостоке рядовые волнистые листы спускают за карнизную доску не менее чем на 0,1 м. При организованном водостоке кровель из асбестоцементных листов настенные желоба, карнизы, трубы и ендовы выполняют из стали. Кровли из стеклопластика выполняют из однородного материала, т.к. промышленность выпускает элементы специального профиля: карнизные свесы, настенные желоба, воронки водосточных труб, уголковые примыкания и детали покрытий коньков. Кровли из этих материалов устраивают с уклоном 25-45^о. Чем круче крыша, тем надежней эксплуатация, но тем и дороже. Чтобы не задувало снег под отдельные листы асбестоцемента в зарубежной практике укладывают под настил кровли строительный картон или пергамин. Долговечность асбестоцементных кровель 30-40 лет, а масса – 25-30 кг/м².

Кровли из плитки укладывают по сплошному настилу. Каждую плитку крепят двумя оцинкованными гвоздями с широкой шляпкой, а также противоветровыми скобами или кнопками. В асбестоцементных плитках для гвоздей сверлят отверстия, в плитках из полимерного материала – нет. Плитки укладывают рядами, параллельными карнизу с нахлестом не менее 0,1 м. коньки, ребра и ендовы разделывают фасонными деталями, если их нет, - оцинкованной сталью или рулонными гидроизоляционными материалами. Т.к. у плиточных кровель много швов, в которые может задувать снег, под плитки по настилу укладывают слой гидроизоляционного материала, чтобы вода и снег не попадали на чердак.

Кровли из черепицы. Основание – обрешетка из деревянных брусков с шагом 310 мм. Пазовая черепица с обратной стороны имеет шипы с отверстиями. За эти шипы черепицу навешивают на обрешетку, зацепляя за бруски и укрепляя с помощью кляммер или мягкой проволоки. Кляммеры ставят через ряд, в ряду крепят каждую вторую или третью черепицу. Черепицы карнизного ряда крепят все. Для отвода воды с кровли желоба подвешивают под свесом карниза. Пазовую ленточную черепицу укладывают в один слой с напуском на 0,07-0,08 м. Смежные ряды стыкуют на ширину продольного паза. Пазовую штампованную черепицу также укладывают в один слой с продольным и поперечным напуском только на ширину пазов (фальцев). Плоскую ленточную черепицу укладывают в два слоя. Долговечность черепичных кровель до 60 лет, масса – 60-70 кг/м², уклон 25-45^о.

Рулонные кровли выполняют по жестким основаниям: двухслойному диагональному настилу из досок, цементной стяжке, асфальтобетону, железобетонным плитам и панелям с тщательно отделанной поверхностью, загерметизированными швами и наклеенными на них полосками гидроизоляции шириной 0,1-0,12 м. В недолговечных постройках полотнища рулонного ковра укладывают насухо и крепят прижимными планками. В постройках с большим сроком службы ковер наклеивают на мастике перпендикулярно скату (уклон не больше 8^о) или вдоль ската при больших уклонах. Полотнища перепускают через конек на соседний скат на 0,25 м, стыкуют в продольном направлении на 0,1-0,12 м, а в поперечном (на стыках рулонов) – на 0,15-0,2 м. Приклеенный рулонный ковер хорошо держится, если уклон кровли не больше 8^о. Если больше – может сползти. Чтобы этого не произошло его крепят гвоздями с резиновыми шайбами. Первый слой кровли делается из пергамина, который прибивается гвоздями. Остальные слои приклеиваются. Рулонные гидроизоляционные материалы, изготовляемые на дегтевой основе (толь, толь-кожа), приклеивают к основанию дегтевой мастикой. Гидроизоляционные материалы, изготовляемые на битумной основе, приклеивают битумной мастикой. Количество слоев кровли устанавливают в зависимости от уклона. При уклоне 2,5-10% кровельный ковер может состоять: из трех слоев толь-кожи на дегтевой мастике, или из двух слоев стеклорубероида, или из трех слоев рубероида на битумной мастике. При уклоне более 10% допускается укладывать один верхний слой рубероида или стеклорубероида и два слоя подкладочного рубероида или пергамина на битумной мастике.

На кровлях с организованным водостоком карнизы выполняют из оцинкованной стали, а при неорганизованном – край ковра прижимают стальной полосой к торцу крайней доски настенного настила карниза. В ендовах, местах примыкания к парапетам и др. вертикальным элементам на крыше ковер усиливают, укладывая 2-3 дополнительных слоя изоляции. В этих местах основание скругляют по радиусу менее 0,1 м, чтобы изоляция не ломалась в месте перехода на стену. Ковер поднимают на стену не менее чем на 0,25 м и закрепляют к бруску, проложенному в штрабе. Место примыкания защищают стальным фартуком. Между ним и ковром оставляют воздушную прослойку 0,01-0,03 м. для вентиляции в фартуке через 1,5-2 м прорезают отверстия. Это понижает температуру ковра и предохраняет мастику от сползания. На скатных кровлях верхний слой ковра покрывают декоративным рулонным материалом с посыпкой из крупного песка и слюдяной крошки и т.п.

Плоские (с уклоном до 2,5%) рулонные кровли с внутренним водостоком представляют собой водонепроницаемые ванны. Их гидроизоляционный ковер выполняют из 4-5 слоев. В местах примыкания к трубам и водосточным воронкам ковер прорезают отверстиями и прижимают съемным фланцем. У водосточной воронки ковер разделывают. Чашу воронки оклеивают двумя слоями стеклоткани размером 1х1 м. Ее пропитывают мастикой. По ткани наклеивают 2 дополнительных слоя рулонного материала. После наклейки основного ковра его защищают третьим слоем стеклоткани, затем устанавливают прижимной фланец. Плоские крыши делят на неэксплуатируемые и эксплуатируемые, которые используются в качестве соляриев, площадок отдыха и т.д. Плоские неэксплуатируемые кровли устраивают из 4-5 слоев толь-кожи на дегтевой мастике, из 3-х слоев стеклорубероида или 4-х слоев биостойкого рубероида, приклеиваемого битумной мастикой, и из 4-х слоев гидроизола на битумной мастике. Сверху укладывают слой гравия толщиной 20-25 мм. В плоских эксплуатируемых кровлях на слой мелкого гравия укладывают дренирующий слой из крупного гравия. Толщина дренирующего слоя 60-70 мм. Он предназначен для отвода воды, проникающей через верхнее покрытие. На дренирующий слой укладывают бетонные плиты размером 400х400 мм, керамическую плитку или слой асфальта.

В совмещенных плоских покрытиях рекомендуется в качестве утеплителя применять пено- или газобетон. По верху утеплителя накладывают армированную сеткой стяжку толщиной 25-30 мм из цементного раствора и наклеивают кровлю. Затем, как и в плоских раздельных покрытиях, укладывают слой мелкого гравия, дренирующий слой крупного гравия и покрытие из асфальта, бетонных плит или керамических плиток.

Безрулонные монолитные кровли – это мастичные и эмульсионные. Составы наносят на жесткое основание, и они, твердея, образуют водоизоляционный ковер без швов. Применяются два вида монолитных кровель: неармированные и армированные.

Неармированные – 3-4-х-слойные кровли. У ендов, воронок, карнизов и мест примыкания кровлю усиливают дополнительным слоем и стеклотканью, пропитанной мастикой. Швы между плитами сборного основания тщательно разделывают. Чтобы покрытие отражало солнечные лучи, в состав включают металлическую пудру (алюминий). В ответственных конструкциях применяют эмульсии и мастики с добавлением армирующего материала - рубленого стелкловолокна. Это повышает надежность покрытия, препятствует появлению трещин.

Основной ковер армированных кровель выполняют в 3-5 слоев эмульсии. После нанесения каждого слоя раскатывают стеклосетку. Последующим слоем сетку тщательно пропитывают. Последний слой делают блестящим.

Отвод воды с крыш устраивают наружный и внутренний. Наружный может быть неорганизованный, со свеса карнизов без желобов, и организованный – с настенными или подвесными желобами, водосборными воронками и водосточными трубами.

Неорганизованный отвод воды допускается в зданиях высотой до 5 этажей, не имеющих балконов, и отделенных от тротуаров и дорог газонами. Свес карниза при таком отводе воды должен быть не менее 550 мм. В средних и северных районах вдоль карниза образуются наледи, которые трудно счищать. Более надежное организованное удаление воды при помощи водосборных желобов, воронок и труб. Водосборные воронки устанавливаются под лотками настенных желобов или парапетных стенок. Водосточные трубы бывают обычно Æ 13 см, их количество определяют из расчета 1 см² сечения трубы на 1 м² кровли. В районах с отрицательными наружными температурами эксплуатация организованного наружного отвода воды вызывает большие трудности. В водосборных воронках и особенно в лотках парапетов образуются ледяные пробки. Поэтому на карнизах у воронок наблюдаются большие наледи. Это опасно для людей, находящихся на тротуарах. Обивка наледей и удаление льда из настенных желобов сопряжены с большими трудностями и часто приводят к повреждению кровли. Поэтому в зданиях повышенной этажности более надежно удаление воды с крыш при помощи внутренних водостоков. При этом скаты крыши делают к центральной оси здания. Чугунные трубы внутренних водостоков размещают в лестничных клетках, в туалетах или ванных комнатах так, чтобы они не мешали эксплуатации помещений и не портили внутренний вид.

Водосборные воронки размещают по центрально расположенной ендове крыши. Для стока воды к воронкам делают в ендове уклон 1-2^о. Количество водосборных воронок устанавливают из расчета 1 воронка на 300-350 м² крыши. Конструкции и форма воронок бывают самые разнообразные, но принципиально делятся на две группы: выступающие над плоскостью крыши и плоские, не выступающие над крышей. Плоские воронки быстро засоряются и требуют большего ухода, чем выступающие. Водосточные воронки состоят из 3-х основных частей – патрубка, горловины и колпака, а в плоских водосборах – из горизонтальной решетки. Патрубок в верхней части имеет воронкообразное расширение, на которое с внутренней стороны настилают кровельный ковер, прижимаемый плотно сверху горловиной, на выступы которой укладывается колпак с прорезями для воды или плоская решетка. Вода при внутренних водостоках может отводиться в канализацию дома, в ливневую канализацию или при помощи наконечника – наружу, но необходимо следить, чтобы не образовалось в наконечнике ледяной пробки.

На скатных крышах для вентиляции чердаков предусматривают слуховые окна. Они бывают треугольной или прямоугольной формы. Размещать их на крышах надо так, чтобы было сквозное проветривание чердака. При выходе дымовых труб или вентиляционных шахт надо тщательно окрывать их кожухом из кровельной стали, а сверху устраивать колпаки.

В зданиях высотой в 3 этажа и более необходимо устройство на крыше оградительных барьеров высотой не менее 600 мм из невозгораемых материалов. При наружном водостоке – решетчатых, а при внутреннем, как правило, глухих парапетов.

5. Технико-экономические сведения. При рассмотрении крыш чердачных и раздельных покрытий можно экономически сопоставлять стоимость крыш, т.к. в обоих случаях конструкция, а, следовательно, и стоимость чердачных перекрытий не меняются. Оценку проектных решений покрытий производят в сопоставимых условиях. Например, можно рассматривать и сопоставлять чердачные покрытия с малым уклоном и скатные. Эти виды покрытий не только защищают помещения от атмосферных воздействий, но они имеют и эксплуатационное назначение. Как технические этажи. Сравнивать эти покрытия с раздельными или совмещенными нельзя, т.к. они несопоставимы: раздельные и совмещенные покрытия не могут быть техническими этажами. Нельзя сравнивать раздельные покрытия с совмещенными: они качественно различны. Сравнивать эти решения можно только по конструкциям кровли.

Оценку кровель производят по типовой методике, но принимают не срок окупаемости (т.к. для всех однотипных жилых зданий он одинаковый), а срок технического износа крыши. Выводы об эффективности проектного решения покрытия делают не просто сравнивая технико-экономические показатеи различных вариантов. Решения сопоставляют в первую очередь по эксплуатационным качествам, безопасности, долговечности. Только после отбора равноценных решений с точки зрения эксплуатации рассматривают сравнительную технико-экономическую характеристику их конструкций.

ТЕМА 10. ОКНА И ДВЕРИ

1. Общие сведения об окнах и балконных дверях

2. Классификация окон и балконных дверей и их конструкции

3. Общие сведения о дверях. Их классификация и конструкции

4. Технико-экономические сведения

1. Общие сведения об окнах и балконных дверях. ОКНА И БАЛКОННЫЕ ДВЕРИ – это основные вертикальные ограждающие конструкции жилых зданий, которые предназначены для обеспечения естественной освещенности, инсоляции, вентиляции жилого помещения и для зрительной связи с окружающей средой. Они защищают помещение от внешнего шума и должны удовлетворять требованиям теплозащиты. От чередования, формы и пропорций окон зависит архитектурный облик здания. Основные требования, которые предъявляют сегодня к оконным конструкциям – надежность, долговечность, теплоизоляционные свойства, светопропускаемость и эстетика. Для постоянных домов важны энергосберегающие характеристики конструкции и ее свойства по воздухообмену. Но самым важным свойством, которым должна обладать оконная конструкция, является ее долговечность. Эта характеристика напрямую связана с материалом, из которого изготовлено окно. В жилых домах окна и балконные двери обычно делают деревянными. Применяют хвойные и лиственные породы. Древесина красива, не боится низких температур, при качественной обработке устойчива к воздействию внешней среды. Сейчас применяются рамы из современных материалов: алюминия, клееного бруса, деревоалюминий, поливинилхлорид, стеклокомпозит.

Поливинилхлорид (ПВХ) позволяет особо тонкую подгонку деталей по размерам, хорошо противостоит влаге, прочен, экологичен и долговечен. Пластиковые окна изготавливают с облицовкой под любую ценную породу дерева и различных красок.

В общественных зданиях окна часто делают металлическими. Употребляют прокатный алюминий или сталь специального профиля. Для предохранения от коррозии и придания внешнего вида конструкцию анодируют, покрывая тонким слоем чернения или стойкого к атмосферным воздействиям цветного металла.

Для окон применяют оконное стекло: обычное листовое, витринное, солнце- и теплозащитное, теплопоглащающее, профильное. В строительной практике проемы остекляют стеклопакетами. Одна из разновидностей такого материала – это листы, соединенные по периметру, с замкнутой воздушной прослойкой между ними, заполненной воздухом. Другой вид стеклопакетов, стевит, также состоит из герметически соединенных по периметру листов. Между ними укладывают стеклоткань. Применяют стевит в помещениях, где необходим рассеянный мягкий свет и уменьшенная солнечная радиация, но не нужна сквозная просматриваемость.

Крепежные детали: навесы и ручки, шпингалеты и форточные завертки, остановы, замки и магнитные держатели – называют оконными и дверными приборами.

Световую площадь окон назначают исходя из необходимой освещенности помещений, в соответствии с нормами естественной освещенности помещений, в зависимости от интерьера и архитектурной композиции здания. Обычно эту площадь принимают в жилых домах в соотношении:

Т.е. F_св составляет от 1/5 до 1/8 площади пола жилых комнат. F_св – световая площадь; F_п – площадь пола. В соответствии с полученным значением назначают габаритные размеры кон по ГОСТу: h x b.

Слишком большие размеры окон зимой приводят к переохлаждению помещения (при этом увеличиваются расходы на отопление), а летом к перегреву (нужно устраивать светозащитные проемы).

2. Классификация окон и балконных дверей и их конструкции. В соответствии с ГОСТом окна и балконные двери классифицируются:

1) по назначению: для жилых, общественных, промышленных, животноводческих и птицеводческих зданий;

2) по материалу конструкций: деревянные, алюминиевые, стальные, железобетонные, пластмассовые;

3) по конструкции: одинарной конструкции с одним и двумя рядами остекления; спаренной конструкции с двумя и тремя рядами остекления; раздельной конструкции с 2-3-4 рядами остекления;

4) по количеству створок в ряду: одностворчатые, двухстворчатые, многостворчатые;

5) по направлению открывания створок: внутрь помещения, наружу, глухие, в разные стороны;

6) по способу открывания створок: распашные с поворотом вокруг крайней оси, откидные с поворотом вокруг нижней крайней оси, подвесные с поворотом вокруг верхней крайней оси, поворотно-откидные с поворотом вокруг верхней и нижней крайней оси, вращающиеся с поворотом вокруг горизонтальной или вертикальной крайней оси, раздвижные с перемещающимися створками в горизонтальной плоскости, подъемные с перемещающимися створками в вертикальной плоскости;

7) по устройствам для проветривания: с форточками, с форточками-створками, с клапанами, с жалюзи, с открывающимися створками, с фрамугами;

8) по материалу заполнения светового проема: со стеклами, со стеклопакетами, со стеклами и стеклопакетами (смешанные);

9) по влагостойкости: повышенная влагостойкость – устанавливаются снаружи и внутри помещений при влажности больше 60%, нормальной влагостойкости (меньше 60%);

10) по виду отделки: покрытые прозрачным отделочным покрытием, непрозрачным отделочным покрытием.

Заполнения оконных проемов состоят из коробки, переплета или полотна и подоконной доски. Коробки наглухо устанавливают в стены. Их делают со специальными четвертями – упорами, куда входят открывающиеся элементы. Переплеты делятся на створные, имеющие открывающиеся части-створки, и глухие, не открывающиеся.

Деревянные. Коробки делают из толстой доски или бруска. При площади оконных проемов больше 2 м² для обеспечения жесткости коробки вводят промежуточные вертикальные бруски – импосты и горизонтальные бруски – средняки. Коробки вставляют в четверть оконного проема. Для предотвращения загнивания дерево покрывают снаружи слоем гидроизоляции (битумом ли смолой и обивают одним слоем толя или рубероида). К стенам коробки крепят при помощи ершей или гвоздей, забиваемых в закладные деревянные вкладыши, по два с каждой стороны оконного проема. Зазор между коробкой и стеной законопачивают герметизирующим материалом (паклей, смоченной в цементном молоке). Откосы оконного проема покрывают цементным раствором. С наружной стороны делают отлив из кровельной стали, а с внутренней – подоконник, в жилых зданиях преимущественно из дерева. В панельных стенах коробки устанавливают на заводе. Соединение со стеной герметизируют при изготовлении.

Оконные переплеты для жилых зданий изготовляют раздельные с двойным остеклением, спаренные с двойным и тройным остеклением. Переплеты состоят из обвязок и горбыльков. В них для вставки стекол выбирают четверти (фальцы). Стекла крепят в фальцах при помощи шпилек из стальной проволоки, замазки и деревянного штапика для прижима стекла (раскладки). Более практично крепление стекол штапиками, которые укладывают на полоски из резины или из проолифленной бумаги и привертывают к обвязкам шурупами.

Горбыльки – это горизонтальные и вертикальные бруски внутри обвязки. Когда промышленность не выпускала стекол больших размеров, горбыльки использовали практически всегда. Ими создавали рисунок окна. В современных окнах для остекления применяют листы “на переплет” высотой до 1,5 м и горбыльками не пользуются. Форточки отделяют от створок. Верхняя открывающаяся или глухая часть окна – фрамуга. Для уменьшения инфильтрации воздуха через притворы створок их утепляют различными прокладками и перекрывают нащельниками. Чтобы в четверти коробки или переплета не попадала дождевая вода, делают деревянные отливы.

Употребляют раздельные и спаренные переплеты. Спаренные переплеты сплачивают друг с другом при помощи винтов или крючков. Один переплет навешивают в четверть коробки, а другой – на обвязку первого переплета. При необходимости протирки стекол винты отвинчивают и створки разъединяют. В спаренных переплетах с тройным остеклением протирка стекол в переплете с двойным остеклением затруднительна. Приходится отъединять штапик со стороны помещения и вынимать стекло. Чтобы часто этого не делать, при остеклении этих переплетов надо более плотно крепить стекла при помощи прокладок, чтобы пыль не попадала в пространство между стеклами.

Металлические блоки используют не только в жилых домах, но и для остекления витрин магазинов. Эти блоки сваривают из проката специального профиля (алюминиевого чаще всего). Во всех притворах прокладывают профили из атмосферостойкой резины чтобы не продувало. Т.к. металл имеет большую теплопроводность, - переплеты утепляют термовкладышами. Спаренные переплеты остекляют стеклопакетами, раздельные – обычным листовым стеклом.

В деревометаллических блоках термовкладыши не ставят. Их роль выполняют внутренние деревянные переплеты. Применяют два вида конструктивного решения таких блоков: наружный переплет металлический, а внутренний – деревянный; металл играет роль облицовки, которую крепят к спаренному переплету и коробке.

3. Общие сведения о дверях. Их классификация и конструкции. Двери – это ограждающие конструкции, служащие для изоляции проходных помещений друг от друга, для сообщения между комнатами, а также для входа и выхода из здания. Двери должны обеспечить: удобную связь между помещениями; безопасную эвакуацию людей. Расположение, размеры, количество дверей определяются в зависимости от интенсивности людских потоков, антропологических параметров, габаритов проносимого оборудования и высоты помещений. В жилых домах двери обычно делают деревянными. Применяют хвойные и лиственные породы. Двери изготовляют и из листовых материалов. В качестве обшивки используют фанеру и древесноволокнистую плиту. Делают также металлические и остекленные двери. Кроме стекол, применяемых для остекления окон, для дверей применяют еще армированное стекло. Дверные приборы те же, что и оконные. Навесы и ручки (как и для окон) изготовляют для правого и левого открывания створок.

Классификация дверей по ГОСТ:

1) по назначению: внутренние (глухие и остекленные); наружные (глухие и остекленные); специальные (противопожарные, звукоизолирующие, дымозащитные, утепленные, повышенной прочности); двери-лазы (для прохода на крышу); люки для прохода в подвал, на крышу, чердак;

2) по материалу конструкции: деревянные, дерево-алюминиевые, стальные, пластмассовые, из толстого закаленного стекла толщиной 10-15 мм;

3) по конструкции: из щитовой конструкции со сплошным или мелкопустотным заполнением полотна; рамочной конструкции (филенчатые); с порогом и без него; с фрамугой и без нее (окно над дверью);

4) по количеству полотен: однопольные, 2-х-польные;

5) по наличию остекления: остекленные, глухие;

6) по влагостойкости: повышенной влагостойкости (относительная влажность больше 60%), нормальной влагостойкости (влажность меньше 60%);

7) по виду отделки: с непрозрачной отделкой – обшитые листовыми материалами, окрашенные красками; с прозрачным отделочным покрытием – отделка прозрачными лаками.

Для дверных проемов применяют блоки, изготовленные на заводе. Блоки состоят из коробки и дверных полотен.

Полотна деревянных дверей изготовляют филенчатыми и щитовыми. Филенки вставляют в пазы или четверти обвязки из брусков. Обвязку делают не только по периметру, но врезают промежуточные бруски – средняки. В наружных дверях филенки утепляют (делают двухслойными), вставляя внутрь утеплитель. Щитовые двери изготовляют из дерево-плиты, обклеенной фанерой, или щитов с обвязкой из брусков и облицовкой из древесноволокнистых плит. Легкие двери делают из ДСП. Полотна красят, облицовывают шпоном ценных пород дерева, рулонным или листовым пластиком.

В общественных зданиях применяют стеклянные двери двух конструкций. Одна имеет металлическую обвязку по периметру. Другая обвязки не имеет полотном в ней является закаленное стекло толщиной 8-12 мм. На этом стекле на винтах устанавливают плинты с поворотными устройствами.

Коробки входных дверей в здание и из лестничной клетки в квартиры устанавливают в четверть дверных проемов наружных стен и стен лестничных клеток. Их крепят закрепами к заложенным в стены деревянным вкладышам – два по высоте проема. Чтобы древесина коробок не гнила, их с наружной стороны обмазывают битумом или смолой и обивают одним слоем толя или рубероида. Зазоры между коробкой и стеной проконопачивают паклей и покрывают раствором.В перегородках дверные коробки укрепляют к стойкам каркаса перегородки.

4. Технико-экономические сведения. Экономические показатели оконных заполнений представлены в табл. 6.

Таблица 6 Экономические показатели оконных заполнений

Характеристика конструкции переплетов	Единовременные затраты, %	Приведенные затраты, %	Сопротивление теплопередаче, %
Спаренные с двойным остеклением
Раздельные с двойным остеклением
Спаренные с тройным остеклением

 

Т.е. по сметной стоимости более экономичны спаренные переплеты с двойным остеклением. Эти типы переплетов требуют меньше расхода леса. Светопропускная способность их больше, чем раздельных переплетов, в которых из условия открывания наружных переплетов световой проем уменьшается. Но в оценке переплетов существенную роль играют их теплотехнические качества. Расходы на отопление обратно пропорциональны сопротивлению теплопередаче. Чем больше сопротивление теплопередаче, тем меньше расходы на отопление. По приведенным затратам более экономичны переплеты с тройным остеклением, более дорогие – раздельные с двойным остеклением. Кроме того, при проектировании переплетов надо внимательно относиться к назначению их размеров. Если вместо 1/8 назначить площадь световых проемов равную 1/5 от площади пола, то площадь световых проемов увеличится примерно на 60%. Соответственно и расходы на отопление тоже увеличатся на 60%.

Учитывая, что в северных районах световых дней в году значительно меньше, чем в средней полосе, назначать увеличенные размеры переплетов совершенно нецелесообразно. В южных районах надо учитывать опасность перегрева помещений за счет солнечной радиации.