«Крыша – верхняя ограждающая конструкция здания. Состоит из несущей части (стропил, ферм, прогонов, панелей и т. п.), передающей нагрузку от снега, ветра и собственного веса крыши на стены и отдельные опоры и наружной оболочки – кровли. Крыши устраивают чердачные и бесчердачные. Чердачная крыша бывает утепленная или холодная. Холодная крыша защищает здание только от атмосферных осадков; теплозащита помещений верхнего этажа обеспечивается чердачным перекрытием. В бесчердачных крышах последняя выполняет одновременно и функции чердачного перекрытия; в этом случае крыши называют покрытием, или совмещенной крышей».
«Кровля здания, сооружения – верхнее ограждение (оболочка) крыши или покрытия здания (сооружения), непосредственно подвергающееся атмосферным воздействиям. Состоит из водоизолирующего слоя и основания (обрешетки, сплошного настила, стяжки), укладываемого по несущим конструкциям либо по утеплению (в совмещенных покрытиях). Кровля должна быть легкой, долговечной, экономичной в изготовлении и эксплуатации, отвечать условиям пожарной безопасности».
Большая советская энциклопедия.
Итак, крыша – важнейшая часть здания, которая защищает и само здание, и людей, находящихся в нем от негативных воздействий окружающей среды.
Понятно, что
требования, предъявляемые к крыше, определяются характером этих негативных воздействий.
Но основным требованием является безопасность людей. В России произошло несколько трагедий, приведших к многочисленным человеческим жертвам: обрушение крыш бассейна в Чусовом (Пермский край) (04.12.2005) и здания Басманного рынка (23.02.2006), причем одна из главных причин обрушения последнего – негерметичность гидроизоляционного покрытия, что в итоге привело к разрушению несущей части крыши.
При строительстве зданий различного назначения необходимо обеспечить полную водонепроницаемость кровли. Огромный выбор систем гидроизоляции кровли, начиная от «простых» гаражей и балконов и заканчивая системами для жилых, общественных зданий и сооружений (включая кровли с озеленением), требуют системного подхода и профессионализма специалистов, т. к. качество крыши в равной степени зависит и от архитекторов-конструкторов, и от проектировщиков ВК (ВиВ), и от строителей, и от кровельщиков, и от производителей кровельных материалов. В настоящее время на российском рынке только гидроизоляционных материалов используется более 300 различных марок и типов.
Ошибки при выборе материала и/или его укладке исправить довольно затруднительно, они требуют больших временных и материальных затрат. Поэтому уже на стадии проектирования необходимо устанавливать критерии, определяющие долговечность гидроизоляционного покрытия и особенно узлов прохода через крышу различных инженерных коммуникаций, в данном случае речь идет о системе внутренних водостоков. Плоской кровле часто не достает уклона для быстрого отвода дождевых вод.
В связи с этим необходимо обеспечить надежное отведение воды с гидроизоляции. Следовательно, одним из важнейших элементов в составе покрытия зданий является водосточная воронка, от конструкции которой, места ее расположения и сопряжения с водоизоляционным ковром (воронка находится в самом низком месте кровли) зависит надежность покрытия и безопасность расположенных ниже помещений.
В СНиП II-26–76 «Кровли» и ряде руководств по кровлям из различных материалов рекомендуются чугунные воронки. В связи с применением новых материалов, проектированием и вводом в эксплуатацию большого количества комбинированных, инверсионных, эксплуатируемых кровель и увеличением сроков безремонтных работ на кровлях, применение чугунных воронок не всегда возможно и экономически не оправдано. Фирма HL Hutterer & Lechner GmbH (Австрия) производит большую номенклатуру кровельных воронок и комплектующих изделий для отвода воды с кровель, которые начали применяться в России с начала 2000 года. В помощь архитекторам, проектировщикам ВК и кровельщикам было разработано «Руководство по применению в кровлях воронок "HL" фирмы HL Hutterer & Lechner GmbH (Австрия)» МДС 12-36.2007 ОАО «ЦНИИПромзданий».
Дополнительно фирмой HL разработана компьютерная
программа по подбору кровельных воронок, отвечая на вопросы которой, вы получаете эскиз узла в двух форматах: .dxf (AutoCAD) и .pdf (Adobe Reader).
Причины, приводящие к протечкам, проще всего рассмотреть на примере типового узла установки чугунной воронки на традиционной кровле (рис. 1).
Причина № 1. Воздействие температуры окружающего воздуха. Летом кровля может
нагреваться до +80 °С, а зимой может охлаждаться до –35 °С (в Москве). Перепад температуры составляет больше 100 °С. Любые гидроизоляционные материалы – это полимеры. Коэффициент линейного расширения у полимеров в 20 раз больше, чем у чугуна. Поэтому гидроизоляция, прижатая чугунным фланцем к корпусу воронки, всегда находится под напряжением.
При высокой температуре – гидроизоляция упирается во фланец (ей некуда расширяться), а при низкой – гидроизоляцию вырывает из-под фланца. Если взять стальной лист и сгибать/разгибать его – он сломается. Тоже происходит и с гидроизоляцией. По статистике 95 % протечек происходит в месте примыкания гидроизоляции к фланцу
чугунной воронки.
Причина№2. Так как воронка имеет только один фланец, то герметично соединить с ним мы можем либо гидроизоляцию, либо пароизоляцию. Таким образом, соединение пароизоляции с воронкой негерметично. Пары воды из теплого помещения проникают в утеплитель и увлажняют его. В качестве утеплителя на традиционных кровлях применяется минвата, стекловата и даже керамзит. Эти материалы гигроскопичны, т. е. обладают способностью накапливать в себе воду. Намокший утеплитель теряет теплоизоляционные свойства, что приводит к промерзанию кровли в холодный период. Температура внутренней поверхности несущего основания опускается ниже точки росы и уже на этой поверхности начинается конденсация паров воды. Все видели, как «потеет» летом стояк с холодной водой. Итог: крыша «потекла», хотя гидроизоляция не нарушена!
Причина№3. Влага, которая конденсируется в утеплителе, зимой замерзает. Объем, который занимает вода в виде льда больше, чем в жидком состоянии. Это приводит к тому, что кровельную воронку «выпирает» из кровли, т. е. воронка уже не является нижней точкой водосбора. Таким образом, вода не отводится с гидроизоляции и со временем проникает в ниже лежащие слои (диффузия), т. е. в утеплитель.
Утеплитель намокает, площадь намокшего утеплителя увеличивается, воронку поднимает еще выше над гидроизоляцией, площадь «лужи» вокруг воронки увеличивается и т. д. – процесс повторяется снова и снова… Если в качестве утеплителя используются негигроскопичные материалы (например, экструзионный пенополистерол), то влага скапливается под гидроизоляцией.
В теплую погоду пары воды расширяются, что приводит к отслаиванию гидроизоляции от основания и образованию «пузырей», зимой – лед (замерзшие пары воды) приводят к тому же результату.
В заключение надо сказать, что ремонт кровель – латание дыр или даже полная замена
гидроизоляции на протекающей кровле – эффекта не дают!
Причины, проводящие к протечкам, не устраняются. Стоимость проведения капитального ремонта кровли, как правило, вдвое дороже новой, т. к. надо снять все слои вплоть до несущего основания, утилизировать эти материалы и только потом делать кровлю заново!
Как же решаются эти проблемы с использованием воронок HL?
Во–первых, кровельные воронки и все дополнительные элементы к ним производятся из ПП (полипропилен).
Коэффициенты линейного удлинения ПП и гидроизоляционных материалов близки.
Во–вторых, кровельная воронка всегда устанавливается на уровне пароизоляции, при этом чаша воронки жестко крепится к несущему основанию в соответствии с п. 4.6. СНиП II-26–76 «Кровли» (рис. 2). Воронки выпускаются трех типов под разные виды гидроизоляционных материалов (полимербитумное полотно, ПВХ-фланец
и обжимной фланец для EPDM-мембран), поэтому воронка выбирается в зависимости от материала пароизоляции.
Пароизоляция герметично соединяется с чашей воронки.
В–третьих, в воронку устанавливается надставной элемент с таким расчетом, чтобы его
чаша оказалась на уровне гидроизоляции. Принцип выбора надставного элемента такой же, как при подборе воронки, т. е. в зависимости от типа гидроизоляции, которая герметично соединяется с чашей надставного элемента.
В–четвертых, надставной элемент герметично соединяется с воронкой при помощи уплотнительного кольца.
В последнее время большое распространение получили бесчердачные кровли и, если место установки воронки попадает над жилыми помещениями, воду с такой кровли чугунными воронками отвести невозможно (см. п. 17.10. СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»). Для водоотведения с таких кровель рекомендуется применять воронки с горизонтальным выпуском.
Воронка жестко крепится к стяжке под водоизоляционный ковер, а отводящий трубопровод прокладывается (как правило) в утеплителе до какого-либо технического помещения, где можно уйти вниз канализационным стояком. Тип воронки выбирается в зависимости от материала гидроизоляции, как было указано ранее.
В связи с тем, что отводящий трубопровод проходит в утеплителе, необходимо учитывать глубину промерзания в зависимости от климатических условий в месте будущего строительства. Надо заметить, что вода на кровле есть всегда, при любых температурах (меняется только ее количество).
Поэтому фирма HL рекомендует руководствоваться следующими правилами.
1. Горизонтальный трубопровод от воронки до вертикального стояка рекомендуется выполнять O 75 мм, т. к. ее легче разместить в кровельном пироге, а переходник 75/110
устанавливать в месте присоединения к вертикальному стояку. Причем максимальная пропускная способность воронки DN75 составляет 7,83 л/с, а воронки DN75/110 – 7,8 л/с.
2. Если выпуск кровельной воронки находится выше границы промерзания, то для предотвращения образования ледяных пробок в выпускном патрубке необходимо применять воронки с встроенным электрообогревом. Если расстояние от воронки до теплого помещения превышает 1 м, то рекомендуется обогревать и горизонтальный трубопровод.
Пункт 2 очень важен! В случае образования ледяной пробки в выпускном патрубке воронки или горизонтальном трубопроводе утеплитель будет препятствовать поступлению тепла, т. е. выполнять роль термоса. Поэтому лед может сохраняться очень долго, вследствие чего вода с кровли отводиться не будет, что неизбежно приведет к протечкам.
Замена воронки или ремонт отводящего трубопровода дороже, например, замены воронки с вертикальным выпуском, т. к. необходимо вскрывать большую площадь кровли.
Для водоотведения с облегченных кровель применяются специальные воронки с монтажным коробом (рис. 4, 5), который позволяет жестко крепить ее к несущему основанию (п. 4.6. СНиПII-26–76 «Кровли»).
Срок службы любой крыши определяется, прежде всего, целостностью кровли, т. е. гидроизоляционного слоя, который непосредственно подвергается неблагоприятным атмосферным воздействиям: большому перепаду температур, циклам замораживания/размораживания, ультрафиолетовому излучению, ветровым нагрузкам, механическим нагрузкам и т. п.
Все это приводит к старению гидроизоляционных материалов и, в конечном итоге, к их разрушению. Для того чтобы продлить безремонтный период эксплуатации кровель была придумана так называемая «перевернутая» или инверсионная кровля, в которой основной гидроизоляционный слой укладывается на основание, а все остальные слои кровли находятся над гидроизоляцией. Что это дает? Так как гидроизоляция находится под утеплителем, то она круглый год работает при температуре 18–20 °С, ветровых нагрузок нет, механически повредить ее очень сложно, нет воздействия УФ-излучения. Но такая кровля сложнее традиционной.
Поэтому требует высокой квалификации архитекторов, строителей и тех, кто будет эксплуатировать такую кровлю; более качественных, следовательно, более дорогих материалов; новых решений при организации водоотведения, т. к. вода присутствует во всех слоях кровли и эту воду надо принять и отвести в канализацию. Выше говорилось, что капитальный ремонт вдвое дороже новой кровли, так вот: инверсионная кровля позволяет увеличить безремонтный период (посравнению с традиционной) в 5–6 раз!
В дополнение надо сказать следующее: понятие крыша включает в себя также террасы, стилобаты и другие искусственные основания.
И, естественно, что каждая крыша имеет свои, присущие только ей требования.
Для отведения дождевых вод с балконов и террас не всегда удобно и целесообразно использовать кровельные воронки, о которых говорилось выше, т. к. они имеют большие габариты и пропускную способность.
Для организации внутреннего водостока на балконах и террасах можно использовать небольшие трапы и воронки, принцип монтажа и установки которых идентичны кровельным воронкам. Для стилобатов пресуще требование по большим нагрузкам, т. е. на стилобат должен заезжать пожарный автомобиль для тушения здания. Поэтому в качестве воронок для стилобатов применяются трапы с допустимой нагрузкой до 15 т и пропускной способностью до 15 л/с.
В заключение необходимо сказать несколько слов о необходимости обогрева кровельных воронок. Единственное требование по обогреву воронок сформулировано в примечании к п. 20.1. СНиП 2.04.01–85*, которое касается__ только холодных помещений. Поэтому считаем необходимым указать здесь рекомендации фирмы HL. Итак, применять воронки с обогревом необходимо:
• если применяются воронки и трапы с горизонтальным выпуском;
• если применяются воронки для эксплуатируемых кровель, особенно которые эксплуатируются в зимнее время, т. к. снег и лед втаптываются в воронку и образуют в ней ледяную пробку;
• если применяются воронки для любых инверсионных кровель. Так как вода находится во всех слоях кровли, она будет замерзать. Оттаивание происходит сверху, и воронки эту воду должны отводить;
• во всех остальных случаях применение обогрева – на усмотрение заказчика. Но когда мы задавали этот вопрос большому числу специалистов, практически все сказали следующее: «Обогрев воронок способствует лучшему водоотведению. Поэтому, если такая возможность есть, применяйте воронки с обогревом».
Уважаемые архитекторы, конструкторы и проектировщики ВК (ВиВ), в связи с применением новых материалов, проектированием и вводом в эксплуатацию большого количества комбинированных, инверсионных, эксплуатируемых кровель и увеличением сроков безремонтных работ, фирма HL Hutterer & LechnerGmbH (Австрия) предлагает широкий ассортимент кровельных воронок и комплектующих изделий для отвода воды с кровель. В помощь архитекторам, конструкторам, проектировщикам ВК (ВиВ) было разработано «Руководство по применению в кровлях воронок “HL” фирмы “HL Hutterer & Lechner GmbH”» (Австрия) МДС 12-36.2007 ОАО «ЦНИИ- Промзданий».
Дополнительно, фирмой HL разработана компьютерная программа по подбору кровельных воронок. Отвечая на ее вопросы по наполнению кровельного «пирога» можно получить эскиз узла в двух форматах: dxf (AutoCAD) и pdf (Adobe Reader). CD-диск с программой по подбору кровельных воронок и МДС 12.36.2007 можно получить, безвозмездно обратившись по телефону 225-36-76.
