Плоские крыши с железобетонными несущими конструкциями

Плоские крыши выполняют с несущими полносборными или монолитными железобетонными конструкциями. Такие крыши проектируют плоскими (с уклоном до 5%) в трех основных вариантах - чердачными, бесчердачными или эксплуатируемыми.

Чердачная крыша

Чердачная крыша является основным типом покрытия в жилых зданиях массового строительства.

Бесчердачyая крыша

Бесчердачyая в массовых общественных и промышленных зданиях. Бесчердачную крышу допускается применять в жилых зданиях высотой не более четырех этажей, строящихся в умеренном климате, а также на ограниченных участках покрытий многоэтажных домов - над машинными отделениями лифтов, лоджиями, эркерами, над выступающими из плоскости фасадов объемами вестибюлей, тамбуров и малоэтажными пристройками нежилого назначения (торговля, служба быта и пр.). В свою очередь чердачную конструкцию крыши иногда применяют в многоэтажных общественных зданиях, когда их конструктивно-планировочные параметры совпадают с параметрами жилых зданий, что позволяет использовать соответствующие им сборные железобетонные изделия для крыш.

Эксплуатируемая крыша

Эксплуатируемая крыша устраивается над чердачными или бесчердачными покрытиями в зданиях, возводимых по индивидуальным проектам. Она может быть устроена над всем зданием или на отдельных участках покрытия.

Тип водоотвода с железобетонной крыши выбирают при проектировании в зависимости от назначения объекта, его этажности и размещения в застройке.

В жилых зданиях средней и повышенной этажности применяют внутренний водоотвод, в малоэтажных - допускается применение наружного организованного водоотвода при размещении зданий с отступом горизонтальной проекции края в 1,5 м и более от красной линии застройки, и неорганизованный - в малоэтажных зданиях, расположенных внутри квартала. Во всех случаях применения неорганизованного водоотвода предусматривают устройство козырьков над входами в здания и балконами.

При внутреннем водостоке в жилых зданиях предусматривают по одной водоприемной воронке на планировочную секцию, но не менее двух на здание.

При наружном организованном водоотводе размещение и сечение водосточных труб назначают такими же как при скатных крышах.

Гидроизоляцию железобетонных крыш проектируют в зависимости от их типа. Для бесчердачных конструкций применяют, как правило, рулонные гидроизоляционные покрытия (за исключением бесчердачных крыш раздельной конструкции).

Гидроизоляцию чердачных и раздельных бесчердачных крыш осуществляют следующим из трех способов: первый (традиционный) - устройством многослойного ковра из рулонных гидроизоляционных материалов; второй - окраской гидроизоляционными мастиками (кремнийорганическими или др.), которые совместно с водонепроницаемым бетоном кровельной панели обеспечивают защитные функции покрытия; третий -применением предиапряженных кровельных панелей го бетонов высоких марок по водонепроницаемости, обеспечивающих гидроизоляцию крыши без окраски мастиками.

Соответственно принятому способу гидроизоляции меняются требования к характеристикам бетонов кровельных панелей (табл. 20.2).

По методу прохода и выпуска воздуха вытяжной вентиляции через конструкцию различают чердачные крыши с холодным, теплым и открытым чердаком. Для каждой из этих конструкций может быть применен при проектировании любой из выше описанных методов гидроизоляции. Таким образом конструкция чердачной железобетонной крыши имеет шесть основных конструктивных вариантов (рис. 20.13):

• А - с холодным чердаком и рулонной кровлей;
• Б - то же, с безрулонной;
• В - с теплым чердаком и рулонной кровлей;
• Г - то же, с безрулонной;
• Д - с открытым чердаком и рулонной кровлей;
• Е - то же, с безрулонной.

Бесчердачные крыши проектируют используя следующие четыре конструктивных варианта (рис. 20.14):

• Ж - раздельной вентилируемой (с кровельной панелью и чердачным перекрытием) конструкции с рулонной кровлей
• И - то же, с безрулонной кровлей
• К - совмещенной трехслойной панельной конструкции
• Л - совмещенной многослойной построечного изготовления

В процессе проектирования выбор типа конструкции плоской крыши осуществляют с учетом типа проектируемого здания, его этажности и климатических условий района строительства по рекомендации табл. 20.3.

Конструкции чердачных крыш состоят из панелей покрытия (кровельные панели и лотки), чердачного перекрытия, опорных конструкций под лотки и кровельные панели, наружных фризовых элементов (рис. 20.15). Высота сквозного прохода в чердачном пространстве должна составлять не менее 1,6 м. Допускаются местные понижения до 1,2 м вне сквозного прохода.

Чердачные крыши с холодным и открытым чердаком (типы конструкций А, Б, Д, Е) содержат в своем составе утепленное чердачное перекрытие, неутепленные тонкостенные ребристые железобетонные кровельные, лотковые и фризовые панели, в которых предусматривают отверстия для вентиляции чердачного пространства. Площадь вентиляционных отверстий по каждой продольной стороне фасада назначают в I и II климатических районах в 0,002 от площади чердака, в III и IV районах - до 0,02.

Размеры приточных и вытяжных отверстий во фризовых панелях открытых чердаков принимают существенно большими по результатам расчета вентиляции чердачного пространства.

Вентиляционные блоки и шахты пересекают крыши с холодным чердаком, выводя воздушную смесь в открытое пространство над крышей.

Конструкции крыш с теплым чердаком (типа В и Г) составляют утепленные кровельные, лотковые и фризовые панели, неутепленное чердачное перекрытие и опорные конструкции кровельных и лотковых панелей (рис. 20.16). Поскольку теплый чердак служит воздухосборной камерой системы вытяжной вентиляции здания, вентиляционные блоки и шахты завершаются в чердачном пространстве оголовками высотой 0,6 м, не пересекая крышу. Фризовые панели проектируют глухими (без вентиляционных отверстий). Эти панели на отдельных участках могут быть решены светопрозрачными (для естественного освещения чердака), но не створными. В центральной зоне теплого чердака устраивают общую вытяжную шахту (одну на планировочную секцию) высотой 4,5 м от верхней плоскости чердачного перекрытия.

Конструкции крыш с открытым чердаком (типы Д и Е) по составу конструктивных элементов аналогичны конструкциям с холодным чердаком, но вентиляционные конструкции ее не пересекают, обрываясь на высоте 0,6 м от поверхности чердачного перекрытия, как в крышах с теплым чердаком.

Своеобразным архитектурным вариантом конструкции железобетонных чердачных крыш многоэтажных зданий стали крыши с наклонными фризовыми панелями и вертикальными фризовыми панелями щипцовой формы, перекликающимися с традиционными формами мансардных крыш. Этот вариант может быть применен и при холодных и при теплых чердачных крышах (рис. 20.17).

Кровельные панели безрулонных крыш с холодным и открытым чердаком, а также раздельных бесчердачных крыш решены одинаково. Это тонкостенные (толщина плиты 40мм) ребристые железобетонные плиты. Стыковые грани панелей и их примыканий к пересекающим крышу вертикальным конструкциям (лифтовым шахтам, вентиляционным блока и пр.) снабжены ребрами высотой 300 мм. Стыки защищены нащель-никами (или сопряжены внахлестку) и герметизированы.

Водосборные корытообразные лотки выполняют из водонепроницаемого бетона с толщиной днища 80 мм и высотой ребер 350 мм, шириной не менее 900 мм.

Кровельные панели и лотки крыш с теплым чердаком проектируют двух- или трехслойными. Верхний слой выполняют из морозостойкого бетона толщиной не менее 40 мм.

Конструкция раздельной бесчердачной крыши (тип И) содержит те же конструктивные элементы, что и чердачная крыша с холодным чердаком, но в связи с тем, что ее воздушное пространство имеет малую высоту (до 0,6 м), решение опорных конструкций упрощено - ими могут служить отдельные железобетонные бруски.

Трехслойные панели совмещенных крыш (тип К) изготавливают в едином технологическом цикле или комплектуют на заводе из двух тонкостенных ребристых плит и утеплителя между ними.

С увеличением почти втрое нормативных требований к сопротивлению теплопередаче наружных ограждающих конструкций прекратилось применение наиболее индустриальной и экономичной конструкции совмещенной крыши (а также теплых чердаков) из однослойных легкобетонных панелей, так как они утратили экономическую рентабельность.

Традиционные совмещенные крыши построечного изготовления (тип Л) возводят путем последовательной укладки на постройке по перекрытию (из монолитного или сборного железобетона) верхнего этажа пароизоляционного слоя, отсыпки по уклону, теплоизоляционного слоя, выравнивающей стяжки и многослойного рулонного ковра. Конструкция Л наиболее трудоемка и отличается наихудшими эксплуатационными качествами. Ее применение по возможности следует предельно ограничивать.

Из рис. 20.14 очевидно, что любая из бесчердачных крыш представляет собой многослойную конструкцию, включающую несущую железобетонную плиту, пароизоляционный, теплоизоляционный и гидроизоляционный (со специальным сборным или монолитным основанием под него) слои. При этом традиционным является размещение гидроизоляционного слоя сверху, что приводит (при невентилируемой конструкции крыш) к снижению долговечности гидроизоляционного ковра под влиянием солнечной радиации и давления парообразной влаги, скапливающейся под ковром.

Для повышения долговечности гидроизоляции крыш разработан и внедряется вариант инверсионной конструкции - с расположением гидроизоляционного слоя непосредственно по несущей плите под слоем теплоизоляции (рис. 20.18).

Изменение расположения тепло- и гидроизоляционного слоев помимо повышения долговечности кровли создает ряд дополнительных экономических и технологических преимуществ. Инверсионная конструкция менее массивна, так как отпадает необходимость устройства специального основания под кровлю в виде цементно-песчаной стяжки по утеплителю: основанием под гидроизоляционный ковер служит несущая плита покрытия. Благодаря такому расположению ковра исключается необходимость устройства параизоляционного слоя - рулонный ковер совмещает функции паро- и гидроизоляции.

Соответственно сокращаются стоимость и затраты труда, так как конструкции и выполнение узлов сопряжений инверсионных крыш проще, чем у традиционных (рис. 20.19). То обстоятельство, что инверсионные крыши до настоящего времени в отечественном строительстве относительно получили ограниченное применение связано с требованиями к физико-техническим свойствам утеплителя в таких конструкциях. Он должен при малом коэффициенте теплопроводности 13, прочностью на сжатие 0,25-0,5 МПа, суточным водопоглошением в % к объему 0,1-0,2, быть микропористым и иметь замкнутую структуру пор. Утеплитель должен быть гидрофобным, не давать набухания или усадки, обладать необходимой механической прочностью. Практически возможность расширения внедрения инверсионных конструкций складывается с началом производства отечественных экструзионных пенополистирольных плит "Пенолекс", и соответственно сокращением объема экспорта аналогичных утеплителей.

Эксплуатируемые крыши-террасы устраивают над теплыми и холодными чердачными крышами, над техническими чердаками, а иногда и над совмещенными крышами (рис. 20.20). Особенно часто последний вариант применяют в зданиях с террасными уступами в его объемной форме. Пол крыш-террас проектируют плоским или с уклоном не более 1,5%, а поверхность кровли под ним - с уклоном не менее 3%. Для кровли принимают наиболее долговечные материалы (например, гидроизол). Число слоев рулонного ковра принимают на один больше, чем при неэксплуатируемой крыше. На поверхность ковра наносят слой горячей мастики антисептированный гербецидами. Они защищают ковер от прорастания корней растений из семян и спор, заносимых на крышу ветром. При устройстве эксплуатируемой крыши по инверсионной совмещенной конструкции эту роль выполняет расположенный под балластным и дренирующим гравийным слоем фильтрующий синтетический холст. Пол крыши-террасы выполняют из каменных или бетонных плит, иногда облицованных керамическими плитками. Плиты пола свободно укладывают по дренирующему слою гравия.