Общие принципы устройства кровельной конструкции загородного дома

Самый распространенный материал несущих конструкций чердачных скатных крыш - древесина преимущественно хвойных пород.
Для данной категории конструкций применяется древесина разных сортов и влажности, что, как правило, определяется проектной документацией.
Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности [первая группа предельных состояний] и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации [вторая группа предельных состояний], с учетом характера и длительности действия нагрузок, согласно СНиП 2.01,07-35* "Нагрузки и воздействия". Долговечность деревянных конструкций должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями СНиП 11-25-80 "Деревянные конструкции" и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.
Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям ГОСТ 8486-32, ГОСТ 24454-80.

Теплоизоляция "холодных крыш" (чердачное помещение нежилое) осуществляется посредством утепления чердачных перекрытий. Для обеспечения надежной защиты чердачного перекрытия от проникновения паров теплого воздуха из жилого помещения следует уложить слой пароизоляции "Алюбар"с "теплой" стороны утеплителя.
Для обеспечения хорошей теплозащиты всего дома теплоизоляционный материал должен укладываться непрерывно, с тем чтобы не было разрывов в теплоизоляции и не образовывались "мостики холода". При утеплении чердачных перекрытий теплоизоляционный материал должен укладываться на наружную стену, накрывая (перекрывая) собой вертикально расположенный утепляющий слой стены (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема утепления, пароизоляции и вентиляции нежилого чердачного помещения.

При устройстве мансард (жилое чердачное помещение) все горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности помещения утепляют (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема утепления, пароизоляции и вентиляции "жилой мансарды".

При утеплении мансард с внутренней стороны утеплителя укладывают пароизоляционную мембрану "Алюбар", а затем помещение мансарды обшивают досками, вагонкой, ГКЛ, ГВЛ и др.
Пароизоляцию (для предохранения теплоизоляционного слоя и основания кровли от увлажнения проникающим из помещения паром), следует предусматривать герметичной.
Плиты утеплителя должны укладываться на основание плотно друг к другу и иметь одинаковую толщину в каждом слое.
При устройстве теплоизоляции в несколько слоев швы плит необходимо устраивать вразбежку (верхний слой должен перекрывать стыки нижнего слоя).
Теплоизоляционный слой в соответствии с СНиП 11-26-76 "Кровли" может быть выполнен из несгораемых, трудносгораемых и сгораемых материалов."
Толщина теплоизоляционного слоя определяется теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".
При проектировании следует использовать расчетные значения коэффициентов теплопроводности материалов при условиях эксплуатации А или Б в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 и СП 23-101 -2004 "Проектирование тепловой защиты зданий".
Расчетные параметры окружающей среды принимаются по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология".
Ниже приведены таблицы, в соответствии с которыми определяется рекомендуемая толщина теплоизоляционного слоя при устройстве покрытий жилых зданий для различных регионов Российской Федерации (см. таблицы 3.1 и 3.2).

Теплоизоляционный материал должен заполнять все пространство, предусмотренное для него (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Правильно уложенная теплоизоляция.

В теплоизоляционном слое не должно оставаться впадины или полости для прохода воздуха. Далее приведены самые типичные ошибки при установке теплоизоляции (см. рис. 3.4).

Рис. 3.4. Типичные ошибки в укладке теплоизоляции, приводящие к образованию "мостиков холода"; а.) Недостаточная толщина утеплителя; б.) Неправильно подобранная толщина утеплителя; в,г.) Неправильно подобранная ширина утеплителя.

Как известно, с повышением влажности строительных материалов повышается их теплопроводность, а следовательно, понижается сопротивление теплопередаче конструкции. Таким образом, при проектировании наружных ограждающих конструкций необходимо предусматривать специальные меры для предотвращения их увлажнения в процессе эксплуатации. Повышение влажности строительных материалов в ограждающих конструкциях нежелательно и по другим причинам. С гигиенической точки зрения, влажные ограждающие конструкции источник повышения влажности воздуха в помещениях зданий. Кроме того, увлажненные строительные материалы представляют собой биологически благоприятную среду для развития многих микроорганизмов. С технической точки зрения, влажные ограждающие конструкции быстро разрушаются при воздействии низких температур [в результате замерзания влаги в порах и капиллярах строительных материалов], процессов коррозии, биологических процессов.

Причины увлажнения ограждающих конструкций различны.

Строительная (техническая] влага обусловлена "мокрыми" процессами при производстве строительных работ. В правильно запроектированных конструкциях строительная влага достигает допустимого предела и стабилизируется в течение первых лет эксплуатации здания.
Грунтовая влага в результате капиллярного подсоса проникает в толщу конструкций при нарушении гидроизоляции, В зависимости от капиллярно-пористой структуры материала ограждающей конструкции капиллярное поднятие грунтовой влаги может достигать 2,5-10 м, т. е. высоты третьего этажа современного жилого здания.
Атмосферная влага в виде косых дождей с сильным ветром в теплое время года или в виде инея, появляющегося на наружной охлажденной поверхности стен при оттепелях в холодный период года, увлажняет ограждающие конструкции на глубину нескольких сантиметров.
Также причиной увлажнения ограждающих конструкций может являться эксплуатационная влага. Увлажнение наружных ограждающих конструкций грунтовой, атмосферной и эксплуатационной влагой можно устранить или резко сократить конструктивными методами.
Гигроскопическая влага - следствие сорбционного свойства строительных капиллярно-пористых материалов поглощать влагу из воздуха, называемого гигроскопичностью. Степень гигроскопического увлажнения ограждающих конструкций предопределяется температурно-влажностным режимом окружающей воздушной среды.
Конденсационная влага тесно связана с отклонениями параметров воздушной среды помещений и с температурным режимом ограждения и в подавляющем большинстве случаев является причиной его переувлажнения. Конденсация влаги может происходить на поверхности ограждающей конструкции или в толще ее в процессе диффузии водяного пара.
Гигроскопическое и конденсационное увлажнения ограждающих конструкций могут быть стабилизированы рациональным конструированием на основе теплотехнических расчетов.

Абсолютная и относительная влажность воздуха.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество влаги в виде паров. Влажность воздуха в помещениях с естественной вентиляцией обуславливается выделением влаги людьми и растениями в процессе дыхания, испарением бытовой влаги при приготовлении пищи, стирке и сушке белья, а также технологической влагой [в производственных помещениях] и влажностью ограждающих конструкций [в первый год эксплуатации зданий].
Количество влаги в граммах, содержащееся в 1 м³ воздуха, называется абсолютной влажностью (f, г/м³).
Однако для расчетов диффузии пара через ограждающие конструкции количество водяного пара должно оцениваться в единицах давления, что позволяет вычислить движущую силу переноса влаги. С этой целью в строительной теплофизике используется парциальное давление водяного пара [е], называемое упругостью водяного пара и выражаемое в Паскалях.
Парциальное давление увеличивается по мере повышения абсолютной влажности воздуха. Однако оно, как и абсолютная влажность, не может возрастать беспредельно. При определенной температуре и барометрическом давлении воздуха имеет место предельное значение абсолютной влажности воздуха [F, г/м³], соответствующее полному насыщению воздуха водяным паром, сверх которого оно не может повышаться. Этой абсолютной влажности воздуха соответствует максимальная упругость водяного пара [Е, Па], называемая также давлением насыщенного водяного пара. С повышением температуры воздуха Е и F увеличиваются.
Следовательно, как е, так и f не дают представления остепени насыщенности воздуха влагой, если не указана температура.
Чтобы выразить степень насыщения воздуха влагой, вводят понятие относительной влажности воздуха (j, %), которая представляет собой отношение парциального давления водяного пара е в рассматриваемой воздушной среде к максимальной упругости водяного пара Е, соответствующее температуре среды j = (е/Е)100%.
Относительная влажность воздуха имеет большое значение при оценке его как в гигиеническом, так и в техническом отношении, j определяет интенсивность испарения влаги с увлажненных поверхностей и в частности с поверхности человеческого тела.
Нормальной для человека считается относительная влажность воздуха 30-60%. j определяет процесс cорбции, т. е. процесс поглощения влаги капиллярно-пористыми материалами, находящимися в воздушной среде. Наконец, от j зависит процесс конденсации влаги в воздушной среде (образование туманов) и на поверхности ограждающих конструкций.
Если повышать температуру воздуха с заданным влагосодержанием, го относительная влажность будет понижаться, поскольку парциальное давление водяного пара е остается постоянным, а максимальная упругость Е увеличивается с повышением температуры.
При понижении температуры воздуха с заданным влагосодержанием относительная влажность повышается, поскольку при постоянном парциальном давлении водяного пара е максимальная упругость Е уменьшается с понижением температуры.
В процессе понижения температуры воздуха при некотором ее значении максимальная упругость водяного пара Е оказывается равной парциальному давлению водяного пара е. Тогда относительная влажность воздуха будет равна 100% и наступит состояние полного насыщения охлажденного воздуха водяным паром. Эта температура называется температурой точки росы для данной влажности воздуха.
Таким образом, точка росы - температура, при которой воздух данной влажности достигает полного насыщения парами воды. При понижении температуры воздуха ниже температуры точки росы упругость водяного пара в нем будет понижаться, а излишнее количество влаги будет конденсироваться, г. е. переходить в капельножидкое состояние.
В холодный период года температура внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций отапливаемых помещений всегда ниже температуры внутреннего воздуха Тонкий слой, непосредственно прилегающий к поверхности наружного ограждения, охлаждается до температуры самой поверхности и в определенных случаях может достигнуть точки росы. Поэтому необходимо обеспечить на внутренней поверхности ограждающей конструкции такую температуру, при которой не могло бы происходить конденсации влаги при существующей относительной влажности воздуха в помещении.
Температура в наружных углах помещений и на поверхностях теплопроводных включений в неоднородных конструкциях обычно ниже, чем на остальных участках ограждений. Отсутствие конденсата, прежде всего, следует проверять для этих наиболее охлаждаемых частей ограждающих конструкций.

Скатные крыши необходимо устраивать с проветриваемыми конструкциями. К ним относятся как «холодные», с нежилым чердачным помещением (рис. 3.1), так и «жилые мансарды», в которых утеплитель установлен по направлению ската (рис. 3.2).
Задачи вентиляции следующие:
- удаление остаточного водяного пара, проникающего наверх из внутренних помещений;
- выравнивание температуры по всей поверхности крыши (во избежание образования льда на холодных карнизных свесах вследствие таяния снега над обогреваемыми поверхностями скатов);
- снижение наплыва тепла, возникающего под кровельной обшивкой под действием солнечного излучения.
Принцип вентиляции подкровельного пространства жилой мансарды - это создание конвективного воздушного потока внутри конструкции ската крыши - от карниза вверх к коньку.
Для этого требуется:
- сделать вентиляционную камеру - воздушную прослойку между утеплителем и основанием кровли, требуемая высота которой определяется на основе расчета ее осушающего эффекта за годовой период эксплуатации и должна быть не менее 50 мм;
- обеспечить возможность беспрепятственного прохода воздушного потока от карниза к коньку;
- обеспечить приток воздуха по карнизу (как непрерывно - вдоль всего карниза, так и точечно - при помощи специальных вентиляционных решеток, врезаемых в подшивку карнизного свеса, софитных планок, либо кровельных аэраторов).
- устроить вытяжные отверстия в верхней части крыши.
Площадь приточных и вытяжных отверстии, необходимых для вентиляции чердачного пространства должна быть рассчитана споциалистами в зависимости от объема, функционального назначения, заданной температуры воздуха и других параметров. В случае отсутствия необходимой информации в проектной документации, для вентиляции чердака, как минимум, следует предусматривать устройство приточно-вытяжных отверстий общей площадью сечения не менее 1 /300-1 /500 от площади чердачного перекрытия, При этом необходимо обеспечить интенсивный воздухообмен по всему объему чердачного помещения, исключающий застой воздуха.

Практические рекомендации по обеспечению вентиляции

1. Высота вентиляционного зазора между утеплителем и основанием кровли определяется по таблице 3.3 в зависимости от длины и угла наклона скатов крыши и должна составлять не менее 5 см.
2. Суммарное сечение приточных, входных вентиляционных отверстий по карнизу должно составлять как минимум 0,2 % от соответствующей площади скатной кровли, но не менее 200 см /пог.м карниза. Например, в случае применения вентиляционных решеток 20 х 30 см с суммарным вентиляционным сечением 85 см , минимальное их количество должно составлять 2-3 штуки на пог. м карниза.
3. Суммарная площадь сечения вытяжных вентиляционных отверстий в области конька должна составлять не менее 0,05 % от прилегающей к нему площади скатов кровли. В качестве вытяжных устройств могут использоваться вентиляционные коньки, точечные и пристенные аэраторы, вентиляционные колпаки для шатровых и конических крыш, а также вентиляционные дефлекторы и ротационные турбины.

Водоотвод с крыши проектируют наружным или внутренним (через расположенные внутри здания стояки - водоотводы), организованным по водосточным трубам или неорганизованным (вода стекаете карнизного свеса непосредственно на прилегающую территорию).
Крыши следует проектировать, как правило, с организованным водостоком. Допускается предусматривать неорганизованный водосток с крыш одно/двухэтажных зданий при условии устройства козырьков над входами (СНиП 2.ОЗ.О1 -39* "Жилые здания"].
Срок эксплуатации материала, который используется для водосточных систем, должен быть не меньше срока эксплуатации кровельного покрытия.

Источник: NORDLAND - альбом технологии кровельной системы.

Следующий материал: Типовые кровельные конструкции. >>>

Предыдущий материал: Комплектация и изделия для мягкой кровли >>>

Читайте по теме:
- Фото-инструкция: Монтаж мягкой кровли. >>>
- Индивидуальный проект. Индивидуальное проектирование частного дома. >>>
- Проблемы, ошибки при самостоятельном строительстве. >>>
- Разработка индивидуального проекта дома. >>>
- Стоимость и смета строительства дома. >>>
- Устройство дренажа, гидроизоляция, утепление фундамента >>>