XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Крыша является одним из главных элементов здания. Функции ее многообразны: защита от дождя, снега, жары, мороза, солнечного излучения, вредных веществ, пыли и так прочее. Однако во многих случаях роль крыши не ограничивается защитными функциями.

Ее можно сравнить с головным убором, который не только защищает человека от непогоды и солнца, но и является элементом имиджа ее владельца.

Основа этого колорита - разнообразные по конструктивному решению кровли: одно- и двускатные, шатровые, вальмовые, мансардные и др., выполненные в архитектурных традициях региона и из традиционных материалов. Архитектурное решение крыши (форма, уклон) очерчивает круг возможных материалов для устройства кровельного покрытия. Оба фактора (конструкция и материал) в свою очередь определяют технологические и эксплуатационные свойства кровельного покрытия: трудоемкость устройства, долговечность и простота ремонта, а также его декоративные качества (цвет, фактура поверхности). При выборе конкретного типа материала для скатных кровель, характерных для коттеджного строительства, во главу угла ставятся эстетические требования. Одна из причин этого в том, что в совокупное понятие «эстетические требования» входит и так называемая престижность материала. Например, к числу наиболее престижных материалов относится керамическая черепица. Дом с черепичной крышей - олицетворение надежности, солидности и даже некой «аристократичности». Это обстоятельство в настоящее время используют фирмы, производящие кровельные материалы. Вот почему появилось много материалов, которые имитируют керамическую черепицу. Даже в их названии присутствует слово «черепица»: мягкая черепица, металлочерепица, цементно-песчаная черепица. К началу XXI века в России все еще основными кровельными материалами оставались простейшие рулонные материалы типа рубероида либо волнистые шиферные листы. Доля их в общем балансе кровельных материалов - более 90%. Причина этого - сборное домостроение с плоскими крышами (главный потребитель рулонных материалов) и сельское строительство, где господствовал шифер. Сегодня на рынке строительных материалов появилось большое количество разнообразных зарубежных и отечественных кровельных материалов. Такое обилие материалов дает в руки архитекторов-проектировщиков огромные возможности, но это же и затрудняет выбор оптимального для конкретной крыши материала. Чтобы сделать обоснованный выбор, необходимо знать все свойства предлагаемых кровельных материалов (эстетические, технические и экономические). Сильно затрудняет выбор существование большого количества различных фирменных названий по сути идентичных материалов.

Вне зависимости от конкретных особенностей и технических характеристик, все кровельные материалы имеют общие критерии оценки:

- максимальные суммарные нагрузки (они должны выдерживать снеговой покров, порывы ветра, вес строителей);

- эксплуатационные параметры (к ним относится долговечность, простота установки и обслуживания, оригинальные дизайнерские решения);

- стоимость (принимать во внимание следует не только цену самого материала, но и доборных элементов, специальных узлов стропильной системы, требования к обрешетке и пр. условия); 

- сложность установки (от нее зависит величина оплаты труда кровельщиков).

В связи с тем, что кровля постоянно подвергается воздействию многочисленных негативных факторов, она должна быть устойчивой к механическим нагрузкам, деформациям, жесткому воздействию ультрафиолетовых лучей, большим температурным перепадам. При этом длительный период времени сохранять герметичность и презентабельный внешний вид крыши, не требовать много времени для обслуживания, быть ремонтопригодной и заменяемой.

Рассмотрим наиболее популярные виды кровли в настоящее время.

1. Металлочерепица. На сегодняшний день самый используемый материал для кровель строений различного назначения. Изготавливается из тонколистового проката, имеет несколько слоев защиты от коррозии. На специальном оборудовании формуется профиль со сменными размерами. Внешнее покрытие – особо прочные полимерные краски различных цветов. Гарантия 5–15 лет, на практике эксплуатируется до 30 лет. Может иметь глянцевую или матовую лицевую поверхность, на глянцевой меньше задерживается пыль. Пример металлочерепицы изображен на рисунке 1.

Недостатки — на сложных кровлях количество отходов возрастает до 15%. Велика вероятность приобретения некачественных покрытий из-за сложности проверки качества потребителями. Самостоятельно узнать толщину и равномерность цинкового слоя невозможно, сложно определить и параметры покраски. Еще одна проблема — противопожарные правила требуют на всех металлических кровлях устанавливать молниеотводы, что усложняет монтаж кровли.

Рис.1. Металлочерепица

2. Битумная (гибкая) черепица. По популярности занимает второе место после металлических покрытий. Изготавливается из прочного битумного рубероида на полимерной основе. Гидрозащитный слой – модифицированный инновационными добавками. Искусственный битум, новые технологии изготовления увеличивают пластичность материала даже при отрицательных температурах, повышают механическую прочность и устойчивость к солнечным лучам. Пример битумной черепицы изображен на рисунке 2.

Пластичность основания позволяет без проблем  компенсировать  незначительные температурные колебания элементов крыши. Верхний слой покрывается каменной крошкой – улучшается внешний вид, повышаются показатели устойчивости к различным повреждениям, увеличивается время эксплуатации.

Угол наклона крыши должен быть не менее 12°, материал можно использовать на крышах сложной геометрии. Отличные технологические характеристики минимизируют количество непродуктивных отходов (не более 5%).

Рис.2. Битумная (гибкая) черепица

Недостатки – восприимчивость к УФ-лучам, со временем на поверхности появляется плесень и мох, что существенно ухудшает внешний вид кровли. В связи с тем, что технология укладки требует сплошной обрешетки и не предусматривает естественную вентиляцию, во время строительства стропильной системы нужно применять самую дорогую водостойкую ОСП плиту, что почти вдвое повышает сметную стоимость кровли.

3. Композитная полимерпесчаная черепица. Довольно сложный, с технологической точки зрения, кровельный материал, изготавливается из песка (до 70%), полимеров (до 25%) и красителей (до 5%). Устойчива к негативным влияниям внешних факторов,  способна  выдерживать существенные механические нагрузки. Вес до 21 кг, срок службы до 50 лет, гарантия до 15 лет. Пример композитной полимерпесчаной черепицы изображен на рисунке 3).

 

Рис. 3. Композитная полимерпесчаная черепица

Материал не боится статических и динамических нагрузок. По этим показателям значительно превышает показатели натуральной керамической черепицы. Имеет небольшую теплопроводность, что уменьшает объем конденсата при колебаниях температуры. Отсутствие пор увеличивает устойчивость к замораживаниям/размораживаниям, некоторые виды могут выдерживать до 200 циклов. Недостатки – высокая стоимость, сложность монтажа, покрытие умеренно воспламеняемое. Главная проблема – недобросовестные производители. Такие компании применяют вторичный полимер, он получается после переработки отходов. Вторичный пластик по качеству значительно уступает первичному, соответственно, фактические эксплуатационные характеристики полимерной черепицы не отвечают заявленным.

4. Цементная черепица. Штучное кровельное покрытие, изготавливается из цементно-песчаной смеси. Для улучшения внешнего вида добавляются различные красители. Пример цементной черепицы изображен на рисунке 4).

Рис.4. Цементная черепица

Цементная черепица имеет большой вес, что требует специальной подготовки стропильной системы. Это единственный кровельный материал, который со временем увеличивает прочность. Максимальные значения физической прочности цементный раствор набирает через сто лет. Кровля долговечна, неплохо держит нагрузки, в том числе и ударные. Выдерживает примерно 50 циклов замерзания/размерзания, не боится солнечных лучей. Изготавливается из кварцевого песка и цемента. Для изменения цвета добавляются минеральные красители.

Недостатки – сложность укладки, требуются кровельщики высокой квалификации. Со временем на поверхности появляются мхи и плесень. Цемент боится кислых сред, в связи с этим применять цементную черепицу для покрытия домов, расположенных в больших промышленных городах, категорически не рекомендуется.

5. Натуральная черепица. Один из самых дорогих и имеющий трудности при установке материал. К монтажу допускаются только самые опытные кровельщики. Изготавливается из натуральной глины путем прессования и обжига. Технология сложная и дорогостоящая, требует большого количества специального промышленного оборудования и близости карьера с подходящей по анализам глиной. Срок эксплуатации 70 лет, но есть много примеров старинных зданий с сохранившимися кровельными покрытиями. Крыша из натуральной черепицы изображена на рисунке 5.

Рис.5. Натуральная черепица

Натуральная черепица считается  эксклюзивным  материалом,  используется на престижных строениях или во время реконструкции исторических зданий. Может ремонтироваться, замена вышедшей из строя по различным причинам черепицы не представляет больших трудностей. Главный недостаток – высокая стоимость. Цена завышена искусственно, производство материала не требует таких больших финансовых вложений. Сложность монтажа увеличивает стоимость стропильной системы примерно на 10–15%, кровля может монтироваться только на скатах с большим углом наклона. Еще один недостаток – даже незначительные нарушения технологии укладки обязательно дадут о себе знать во время эксплуатации здания. Проверить качество сразу после окончания работ сложно, необходимо поджиматься на крышу.

6. Профилированный лист. Технические параметры незначительно отличаются от  металлической черепицы, срок службы 15–20 лет. По стоимости несколько ниже металлической черепицы, что делает его самым дешевым современным кровельным материалом, кроме битумных и шиферных. Но битумные покрытия очень редко применяются скатных крыш домов. Профлист имеет различную толщину и параметры профиля, цвет классифицируется по международным стандартам. (Пример крыши из профилированного листа изображен на рисунке 6.

Рис.6. Профилированный лист

Недостатки – внешний вид не отвечает современным требованиям. Этот недостаток временный, в настоящее время производители научились делать очень красивые профили с несложной геометрией. Еще проблема – большая звукопроводимость, но она проявляется только в тех случаях, когда чердачные помещения жилые. Большой шум возникает во время сильного ливня или града, такие осадки в большинстве регионов нашей страны случаются нечасто, шумность не приносит больших неудобств.

7. Ондулин. Изготавливается на основе целлюлозного полотна, в качестве гидрозащиты используется модифицированный битум, цвет изменяется пигментами. Имеет вид волнового шифера. Пример крыши из ондулина изображен на рисунке 7.

Рис.7. Ондулин

Гарантия 5–10 лет в зависимости от вида и изготовителя, но на практике может служить более 20 лет. Устойчив к ударам града, может изгибаться и принимать форму стропильной системы. Специальные покрытия угнетают развитие на поверхности грибков и плесени, не ухудшает первоначальных эксплуатационных характеристик в диапазоне температур от -40°С до +80°С. Морозостойкость не ниже 25 циклов, не боится химических соединений. По цене относится к категории бюджетных кровельных покрытий.

Недостатки: цвет поверхности под воздействием ультрафиолетовых лучей изменяется, кромки немного заворачиваются. Ондулин горит, требует безусловного соблюдения всех правил противопожарной безопасности. По суммарным показателям качества занимает последние позиции среди всех кровельных материалов.

8. Листовая оцинкованная сталь. В настоящее время используется редко и только в  фальцевых  кровлях. Устанавливается на сплошную обрешетку, за счет гибкости может копировать форму кровли. На домах применяется редко, рекомендуется для различных навесов и хозяйственных пристроек. (Пример изображен на рисунке 8).

Рис.8. Листовая оцинкованная сталь

Недостатки – дизайн не отвечает запросам современных застройщиков, требуется сплошная обрешетка под покрытие. Невысокие показатели прочности на изгиб исключают возможность обустройства естественной вентиляции подкровельного пространства. Для увеличения срока эксплуатации все деревянные элементы стропильной системы нужно несколько раз пропитывать антисептиками, при возможности использовать влагоустойчивые плиты.

9. Керамопласт. Изготавливается из специального  модифицированного  полимера с  увеличенными параметрами физической прочности и устойчивости к УФ-лучам. В состав вводятся натуральные наполнители, цвет зависит от красящих добавок. Относительно новый кровельный материал, по внешнему виду напоминает волнистый шифер. Имеет разнообразную цветовую гамму, срок эксплуатации 30 лет. Пример крыши из керамопласта изображен на рисунке 9.

 

Рис.9. Керамопласт

Не впитывает влагу, соответственно, не боится замерзания/размерзания. Пластичность позволяет гасить ударные нагрузки, кровля может использоваться в различных климатических зонах, кроме Крайнего Севера. Легко режется, во время укладки не требуются специальные приспособления  и инструменты. Технология монтажа напоминает укладку обыкновенного шифера. Недостатки – высокая стоимость не соответствует таким же высоким эксплуатационным характеристикам. Под воздействием ультрафиолетового излучения пластик постепенно теряет свои первоначальные свойства, становится хрупким и при незначительных нагрузках трескается. Ремонтировать кровлю нет смысла, физическое старение происходит на всей площади крыши. Единственный выход – полная замена кровли, что дорого и долго.

10. Асбестоцементный волновой шифер. Традиционный кровельный материал, изготовлен из  цемента  и  асбестовых наполнителей. Может иметь различное количество волн, в настоящее время применяется только на непрестижных строениях. В нашей стране шифер изготавливают из  безопасного асбеста,  который не занесен в перечень канцерогенов. Листы могут иметь природный цвет или окрашиваться в различные оттенки Несмотря на большое разнообразие современных кровельных материалов, традиционный шифер и сегодня по продажам занимает высокие позиции. Гарантийный срок службы не менее 30 лет, на практике эксплуатируется более пятидесяти. Пример изображен на рисунке 10.

Недостатков несколько – большой вес и невысокие показатели механической прочности. Большой вес усложняет процесс укладки и требует специальных мероприятий по усилению стропильной системы. Шифер легко трескается при незначительных изменениях линейности крыши, покрытие приходится ремонтировать. Если в регионе выпал сильный град, то кровлю придется полностью менять.

Рис.10. Асбестоцементный волновой шифер

11. Сланец. Кровля из натурального природного камня, служит украшением  любого  престижного здания. Характеризуется отличными показателями длительности эксплуатации, устойчива к воздействию химических соединений, в том числе и агрессивных. Не подвергается негативному влиянию городского смога. Пример крыши из сланеца изображен на рисунке 11.

Недостатки – большой вес, высокая стоимость, низкие характеристики физической прочности. Эксклюзивное покрытие, встречается очень редко.  Рекомендуется изготавливать под заказ с учетом архитектурных особенностей крыши. Такой подход позволяет уменьшить количество непродуктивных отходов и положительно сказывается на стоимости кровельных работ.

 

Рис.11. Сланец

12. Алюминиевая кровля. Применяется как листовая кровля или материал для изготовления штучной черепицы. Срок эксплуатации практически неограничен. Покрытия легко принимают нужные формы, не требует дополнительной обработки лицевой поверхности. Настилается только на сплошную обрешетку. Алюминий может применяться для изготовления различных профилей, есть варианты покрытия крыши ровными листами. Алюминиевая кровля изображена на рисунке 13.

13. Медная кровля. Очень красивый, очень дорогой и очень долговечный материал. Со временем покрывается патиной – защитной антикоррозионной пленкой.  Срок эксплуатации не менее 100 лет, не боится отрицательных температур и нагрева. Медная кровля изображена на рисунке 12.

Рис.12. Алюминиевая кровля

 

Рис.13. Медная кровля

Главный недостаток – высокая стоимость. Может изготавливаться из 100% меди или сплавов с оловом и алюминием. Элитный материал, применяется только на самых дорогих домах, исторических или культовых строениях.
Недостатки – требуется полностью исключать контакт с железом, при таком контакте на несколько порядков ускоряются коррозионные процессы. Еще один недостаток – цвет патины со временем изменяется, могут появляться участки с различными оттенками. Это не всем пользователям нравится. 

14. Соломенная кровля. Традиционная кровля прошлого столетия бедных деревенских домов сегодня возвращается в моду среди самых современных застройщиков. Используется любителями натуральных экологичных домов, кровля придает строению неповторимый вид. К работам привлекаются кровельщики высшей квалификации, при выполнении всех правил покрытие может служить до пятидесяти лет. Крыша не требует дополнительной теплоизоляции, отлично гасит шумы. За счет специальной технологии укладки значительно повышаются характеристики противопожарной безопасности. (Пример соломенной кровли изображен на рисунке 14.

Рис. 14. Соломенная кровля

Таким образом, следует обратить на тот факт, что каждый вид имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому при выборе следует учитывать  множество  факторов.  Причем не все они объективные, вызванные условиями эксплуатации здания. Многие чисто субъективные, повлиять на выбор посторонние советчики не могут, окончательное решение принимает только потребитель с учетом своих предпочтений.

Библиографический список

1. Библиофонд Электронная библиотека студента [сайт]https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=667516 (Дата обращения 20.02.2019).

2. Кровля Крыши. Все о ремонте кровли и крыши. Виды, конструкция, этапы строительства. [сайт]https://krysha-expert.ru/vidy-krovli-dlya-kryshi-chastnogo-doma (Дата обращения 20.02.2019).

3. Стройка-Ремонт-Быт-Уют [сайт] https://srbu.ru/krysha/145-vidy-krovelnykh-materialov-dlya-razlichnykh-vidov-krysh.html (Дата обращения 20.02.2019).

4. Как построить.бу Строительство и ремонт дома своими руками[сайт]http://kakpostroit.by/krysha/vidy-krovelnyx-materialov-dlya-kryshi.html (Дата обращения 20.02.2019).

Код для цитирования: Скопировать