Кровельные системы: извилист путь к лучшему
Эволюция кровель, например, в Европе развивается по кругу: от соломы, деревянной дранки и гонта, природного шифера-плитняка и черепицы — к асбошиферу и рубероиду. Затем начались всевозможные имитации черепицы (и гонта) из листовой стали и пластика и, наконец, по гегелевскому закону «отрицания отрицания» — снова модной стала черепица.
Медь и свинец для кровель применялись в романском и готическом периодах архитектуры X-XVI веков только в исключительных случаях на считанных объектах. Самым доступным материалом долго оставалась солома — ею покрывали даже крыши церквей, но и этого материала часто не хватало. В Англии только в XVIII веке, когда церковные приходы стали побогаче, по подписке собирали деньги на плитный шифер или черепицу. Поскольку средств все же было мало, этими материалами покрывали только видные участки крыши, а на остальные шла все та же солома.
В России в это же время начали переходить от соломы и дранки сразу к кровельной стали и даже особо тонким листам из ковкого чугуна, неизвестного в тогдашней Европе. Многие наиболее капитальные здания той поры хорошо сохранились, среди них и знаменитый храм Василия Блаженного с металлической кровлей тульской выделки. В Европе же черепица в конце концов стала превращаться в основной кровельный материал.
Можно предположить, что нам ближе путь Финляндии, где многоэтажные здания покрываются металлочерепицей и фальцевой кровлей, цементно-песчаной и битумной черепицей. При строительстве частных домов по индивидуальным проектам, возможно по примеру Германии, все чаще используются дорогие материалы — медь, керамика и природный шифер, сланец.
Самым распространенным видом гидроизоляции плоской крыши являются мягкие кровли. К мягким кровлям относятся мастичные и рулонные. Кровли из рулонных материалов по способу соединения с основанием можно подразделить на: приклеиваемые, наплавляемые, механически соединенные, балластные, теплосварные, самоклеящиеся. Мастичные кровли по способу нанесения делятся на: наливные, обмазочные, напыляемые.
Приклеиваемая кровельная система
Приклеивание рулонных материалов осуществляется на различных клеевых композициях: горячие и холодные битумные, битумно-резиновые, дегтевые, гудрокамовые, полимерные. До недавнего времени при устройстве мягких кровель в качестве основных кровельных слоев использовались рулонные битумные материалы, в частности рубероид. Основой для них был картон. Теперь основой все чаще являются стеклохолст, стеклоткань, стеклосетка, полиэфирное полотно, рифленая алюминиевая или медная фольга. Недостаток укладки битумных и битумно-полимерных материалов заключается в том, что требуется только сухое основание при сухих подкровельных слоях. Основной враг для таких кровельных покрытий — влага и водяной пар в подкровельных слоях. Для предотвращения отрыва кровли должен быть организован отвод подкровельной влаги («дышащие кровли» или укладка нижних слоев из перфорированного материала).
Наплавляемая кровельная система
Технология выполнения наплавляемых кровельных систем иная. В данном варианте уложенные насухо (без мастики) рулонные материалы имеют утолщенный слой 3-5,5 мм, который позволяет применить огневой разогрев для приклеивания нижнего покровного слоя к основанию. Традиционно применяются газовые или топливные горелки с температурой факела 600-800°C. При этом верхний слой битума выгорает и частично теряет свои свойства. Более прогрессивным является инфракрасный метод (ИК-прогрев). Суть этого метода состоит в создании температуры разогрева нижней поверхности 160°C, что позволяет полностью исключить разрушение кровельного материала. Применение ИК-прогрева позволяет не снимать старое покрытие при ремонте кровель, избавив от проблем утилизации.
Можно применить холодное (безогневое) наплавление, когда растворяется утолщенный слой битумных или полимербитумных мастик. На поверхность чистого огрунтованного основания и на покровные слои наклеиваемых полотнищ наносят растворитель, например, уайт-спирит или керосин, а затем наклеивают и прикатывают полотнища.
Самоклеящаяся кровельная система
Битумные, битумно-полимерные материалы, применяемые в коттеджном строительстве, могут содержать клеящий слой, который покрыт силиконовой бумагой. При небольших объемах работ на загородных дачных зданиях, застройщики могут самостоятельно выполнить работы по устройству кровли с применением таких материалов, как Армилен, Икопал и др. Согласно инструкции готовится основание, затем только остается снять защитную бумагу и разгладить полотнища. Иногда выпускается мягкая черепица с клеящим слоем (так называемая «шинглс» размером 1 м × 0,3 м × 3 мм).
Теплосварная кровельная система
ПВХ-мембраны широко применяются в западных странах. В России же выполнено небольшое количество объектов с их применением, так как монтаж термопластичных мембран требует специального сварочного оборудования.
Термопластичные полимерные материалы (Алькорпан, Синтифойл, Протан, Кровлелон) толщиной от 0,3 до 5 мм на основе поливинилхлорида, твердых полиэтиленов укладываются механическим или балластным способом.
Скрепление швов производится путем сварки горячим воздухом специальными сварочными машинами. Качество швов можно проверить дымогенератором.
ПВХ-мембрана имеет высокую прочность на прокол (армирована полиэфирной сеткой) и широкую цветовую гамму (9 стандартных цветов, плюс возможность устройства прозрачной мембраны). Благодаря высокой деформационной способности, прочности на прокол и надежности сварного шва ПВХ-мембраны хорошо переносят шероховатости и деформации основы. Широкий выбор мембран с различными характеристиками позволяет использовать их в различных условиях: на крышах сложной конфигурации, и там, где высок риск случайного повреждения мембраны (жилые здания, кровли, над которыми есть еще этажи), а также в тех случаях, когда крыша будет подвергаться повышенным механическим нагрузкам в процессе эксплуатации и строительства.
Достоинства и недостатки мастичных кровель
К преимуществам мастичных и наливных полимерных материалов относится то, что на кровле отсутствуют места стыков и швов, а также то, что достаточно просто и с большой степенью надежности можно выполнять узлы примыканий к инженерным сооружениям на кровле.
Недостаток мастичных покрытий состоит в том, что весьма трудно добиться гарантированной толщины изолирующей пленки, особенно при больших уклонах и неровной поверхности. Поэтому необходимо либо тщательно готовить поверхность, либо увеличивать расход материала. Поскольку мастичное покрытие наносится сплошным ковром в несколько слоев с обязательным армированием стеклотканью, стеклохолстом или полиэстеровым волокном, очень атрудняется выход паров, что приводит к возникновению пузырей. А это не только ухудшает внешний вид, но и снижает долговечность покрытия.
Некоторые из мастичных материалов являются двухкомпонентными. Учитывая культуру труда в строительстве и непрофессионализм кровельщиков, практически невозможно добиться идеального качества и гомогенности состава материалов в реальных условиях стройки.
Кровельные мембраны
Термин «кровельные мембраны» прочно закрепился за полимерными рулонными материалами. Часто мембранами называют и другие, например битумно-полимерные рулонные материалы. Это связано с заимствованием термина из западной технической литературы, где все кровельные рулонные материалы называются membranes.
Кровельные мембраны долговечнее других известных материалов для мягких кровель. Полимерные мембраны — особый класс материалов, с которым связан принципиально новый подход к устройству кровель. Они отличаются высокой прочностью, эластичностью, высокой атмосферо– и озоностойкостью, стойкостью к окислению и воздействию УФ-лучей, а также морозостойкостью.
Полимерные мембраны, как правило, на 20-30% дороже битумно-полимерных материалов, но срок службы у них значительно больше. Так, ведущие производители кровельных мембран дают им гарантию на 10-20 лет, а прогнозируемый срок безремонтной службы полимерной кровли — до 50 лет (при точном соблюдении технологии).
Отличительной особенностью этих материалов является большая ширина мембран. Благодаря этому можно подобрать оптимальную ширину для зданий любых размеров и конфигураций, и тем самым свести количество швов к минимуму.
Как правило, кровельные мембраны не продаются как другие рулонные кровельные материалы. Заказчику предоставляется современная кровельная система, включающая в себя непосредственно материал, комплектующие, а также проектную документацию с технологией укладки.
Мембраны из ЭПДМ
Мембраны из ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер) — самый «старый» из полимерных кровельных материалов. Первые кровли, выполненные из него в США и Канаде, эксплуатируются уже более 40 лет. В России материал ЭПДМ известен с 80-х годов.
Монтаж швов мембраны производится с помощью специальной 2-сторонней самоклеящейся ленты, без нагревания. Применение ЭПДМ-мембраны позволяет в короткие сроки покрывать большие поверхности (ширина рулонов от 3 до 15 м и длина от 15 до 61 м). Она обладает высокой эластичностью (относительное удлинение 300%), малым весом (1 м2 мембраны, толщиной 1,15 мм, весит всего 1,4 кг), устойчивостью к перепадам температуры (от –40 до +100°C).
Производятся также армированные ЭПДМ-мембраны. Они более прочные, но менее эластичные. В силу достаточно высокой цены широкого применения в России они пока не нашли.
Балластная кровельная система
Балластная система устройства кровли из полимерных мембран является наиболее экономичной и универсальной для простой плоской кровли. Характеризуется наименьшей стоимостью и малым временем устройства.
Листы свободно укладываются на основании, швы соединяются в соответствии с технологией таким образом, чтобы сформировать непрерывную водонепроницаемую мембрану. Мембрана закрепляется только по периметру и по местам примыканий, а на поверхности основания она удерживается с помощью балласта: гальки, гравия, щебня, бетонных блоков или тротуарной плитки (в случае эксплуатируемых кровель, смотровых площадок, террас и балконов).
Отсутствие точек закрепления на горизонтальной части кровельного ковра позволяет максимально использовать преимущество ЭПДМ-мембран — закрывать одним рулоном большие площади, тем самым минимизируя количество швов.
Балластная система — это оптимальное решение для бетонных оснований и для ремонта старых кровель без съема старого кровельного «пирога».
Вариантом балластной системы является инверсионная кровля, идеально подходящая для крыш, на которых происходит регулярное пешеходное движение или для зданий в регионах с суровым климатом. Широкие листы мембран отделены от балласта слоем водостойкой теплоизоляции, которая свободно укладывается поверх мембраны.
На сегодняшний день почти 90% всех применяемых ЭПДМ-кровель — балластные.
Прежде чем остановить свой выбор на балластной системе, проектировщик должен оценить состояние здания и убедиться, что оно обладает достаточной прочностью и сможет выдержать дополнительную нагрузку балласта (около 70 кг/кв.см). При этом уклон кровли не должен превышать 1:6.
Механическая кровельная система
Механически закрепляемая система устройства кровли из полимерных мембран применяется в том случае, если использование балластной системы исключено (скатная кровля, невозможность дополнительной нагрузки на несущие конструкции, неорганизованные сливы — отсутствие парапетов и т.д.)
Механически закрепляемая система существенно повышает прочность швов. В такой системе используются широкие листы мембран, свободно укладываемые поверх соответствующего основания. Они механически крепятся к основанию с помощью реек, которые накладываются поверх мембраны и затем защищаются специальными самоклеящимися полосами шириной 150 мм. Расстояние между рейками обычно 2 м, хотя в зависимости от конкретных условий может меняться. Плиты теплоизоляции надежно крепятся отдельно от мембраны.
При выборе «механической» системы необходимо, чтобы данная система крепежа к основанию кровли обеспечивала достаточное сопротивление на выдергивание. Максимально допустимый уклон 1:3.
Разновидностью механически закрепляемой системы является система «рейка в шве».
Кровельная система «рейка в шве»
Такая система специально разработана для устройства кровель из полимерных мембран, с нестандартной конфигурацией. Применяется она и в случаях, где требуется достаточно высокая устойчивость к ветровым нагрузкам. Здесь целесообразно использовать листы мембраны небольших размеров.
В системе «рейка в шве» можно применять как обычную, так и армированную мембрану. Листы механически закрепляются с помощью реек, которые помещаются в середину швов, примыкающих друг к другу листов. Расстояние между рейками варьируется в зависимости от ветровых нагрузок и типа используемых листов. Здесь, как и в механически закрепляемой системе, необходимо крепление плит теплоизоляции к основанию выполнять отдельно от мембраны.
Гибкая черепица
Гибкая черепица — это кровельный материал на основе стеклохолста, пропитанного модифицированным битумом. На лицевую поверхность материала нанесены цветные каменные гранулы, выполняющие декоративную и защитную функцию. Нижняя поверхность покрыта клеевым слоем, обеспечивающим герметичность покрытия.
Надежность мягкой кровли при значительных колебаниях среднесуточных температур, большой влажности и ветровых нагрузках, разнообразие оттенков и форм битумной черепицы, простой монтаж и возможность использования на любых типах скатных кровель — все эти факторы сделали гибкую черепицу фаворитом кровельного рынка России.
Неоспоримыми преимуществами гибкой черепицы являются абсолютная герметичность, отсутствие коррозии, гниения и расслаивания, минимальное количество отходов на сложных кровлях. Кровля из этого материала обладает отличными звукоизоляционными свойствами.