Исполнение узлов деревянных конструкций
Узлы
Кровельные покрытия
Крыша является важнейшей архитектурной частью всего дома и кроме своего прямого назначения она несет и декоративные функции. Выбор формы крыши в большой степени зависит от типа кровельного материала. И кровельные материалы, и конструкция крыши подвергаются воздействию внешних факторов (осадки, талые воды, температурные колебания, ветер, ультрафиолетовое излучение).
Для того чтобы кровля могла эффективно противостоять внешним воздействиям, материалы и технологии, использованные при ее возведении, должны обладать целым рядом параметров. Следует учитывать технические свойства кровельных материалов – физические, гидрофизические, теплотехнические и механические показатели, а также биологические показатели и долговечность, число циклов заморозки/разморозки и т. д. Также важны вопросы трудоемкости монтажа и дальнейшего обслуживания кровли в процессе ее эксплуатации. При этом очень важно понимать, что в кровле, стропильной системе и системе перекрытий материалы используются в комплексе, в «системе» (есть даже специальные понятия: «кровельная система», «кровельный пирог»). Из современных кровельных материалов в настоящее время широкое распространение получили керамическая или песчано-цементная черепица, гибкая черепица, металлические кровельные покрытия, ондулин (еврошифер). Наибольшей пластичностью из них несомненно обладает гибкая черепица, которая пригодна для создания покрытий наиболее сложной конфигурации, а разнообразие формы гонтов и тональных оттенков позволяет реализовать самые изысканные архитектурные замыслы.
Керамическая черепица — это традиционное кровельное покрытие, которое применяется уже не одно тысячелетие. Материал, из которого она изготавливается, почти полностью состоит из глины (за исключением различных добавок, улучшающих качество изделия), поэтому его по праву можно назвать натуральным. Черепицу формуют с помощью пресса под высоким давлением из увлажненной глины, тщательно очищенной от инородных включений. После предварительной сушки черепицу обжигают при температуре свыше 1000 °C. К ее достоинствам следует отнести огнестойкость, хорошее шумопоглощение и неспособность к накапливанию статического электричества. Черепичная кровля медленно нагревается днем и так же медленно остывает ночью, что способствует плавному выравниванию температур и улучшению вентиляции подкровельного пространства. Благодаря своему весу (от 40 до 60 кг/м2) покрытие из черепицы устойчиво даже при ураганных ветрах, но требует увеличения сечений элементов несущей конструкции (стропил, подкосов, прогонов и т. д.) и более тщательной проработки соединительных узлов с применением надежных крепежных деталей.
В зависимости от исходного состава глины и технологии обжига она может приобретать различные цвета: красный – при наличии в глине оксидов железа; желтоватый – в случае присутствия в глине кальция; коричневый – при наличии марганца; серовато-черный – при двойном обжиге. Натуральная черепица – это очень красивый и весьма долговечный материал (более 100 лет) с высокой морозостойкостью и цветостой костью.
Современные технологии нанесения покрытий на черепицу обеспечивают богатейший выбор цветов и матовых либо глянцевых поверхностей (ангобированная или глазурованная черепица).
Покрытие не оказывает существенного влияния на срок службы черепицы, но может кардинально изменить ее внешний вид. Помимо огромного разнообразия цветов, существует богатый выбор форм моделей керамической черепицы.
Срок службы качественной черепицы без необходимости проведения ремонта – более 100 лет. Причем все это время она сохраняет свои декоративные свойства. Она огнестойка, абсолютно устойчива к ультрафиолетовому излучению, кислотным дождям, резким перепадам температуры и другим климатическим факторам, не накапливает статическое напряжение, обладает также низкой теплопроводностью, и хорошим шумопоглощением. Не зря в Германии на керамическую черепицу приходится порядка 80 % рынка кровельных покрытий.
Цементно-песчаная черепица по своим эксплутационным характеристикам очень близка к керамической черепице, но производится она из смеси кварцевого песка с портландцементом, в которую вводится неорганический пигмент (окись железа).
После формовки внешняя поверхность черепицы окрашивается акриловыми красителями, устойчивыми к воздействию солнечных лучей. Подготовка несущей конструкции, монтаж, комплектация фасонными элементами, устройство узлов (коньков, ендов, примыканий) соответствуют покрытию из керамической черепицы. Только цементно-песчаная черепица дешевле. Как керамическая, так и цементнопесчаная черепица являются одним из наиболее долговечных кровельным материалов со сроком службы более 100 лет. Натуральная кровля огнестойка, чрезвычайно устойчива к агрессивным средам и солнечной радиации, обладает высокой шумоизоляцией и морозостойкостью. Из-за низкой теплостойкости и летом под такой кровлей прохладно, а зимой тепло. Низкая теплопроводность в сочетании с массивностью материала обусловливает также минимальное образование конденсата на внутренней поверхности черепичного покрытия. Одними из основных критериев, отличающих качественную черепицу, являются высокая плотность и низкая пористость, причем поры должны быть преимущественно замкнутыми. Чем выше пористость черепицы, тем ниже ее прочностные характеристики. Более того, чем больше открытых пор, тем выше ее способность поглощать и удерживать влагу. Высокое водопоглощение, как известно, снижает морозостойкость черепицы (способность в насыщенном водой состоянии выдерживать требуемое число циклов попеременного замораживания и оттаивания). Высокая пористость отрицательно влияет также на водопроницаемость черепицы (способность насыщаться водой под давлением). Испытания на водопроницаемость, водопоглощение и морозостойкость являются основной частью системы контроля качества на солидном производстве, хотя методики испытаний могут отличаться друг от друга. До недавнего времени считалось, что одним из недостатков черепицы является разброс геометрических размеров отдельных плиток. Современная же черепица, изготовленная на полностью автоматизированном оборудовании, имеет стабильные размеры. Различные формы черепицы и соответствующие им способы ее у кладки возникли еще в глубокой древности. Античная черепичная кровля укладывалась так же, как современная, по деревянной обрешетке, и состояла из двух рядов: нижнего, в виде плоских (корытообразных) черепиц, с выступающими по бокам ребрами, и верхнего ряда. Для верхнего ряда применялась черепица желобчатой формы, которая перекрывала стыки нижележащих черепиц. Для ендов применялись плитки специальной шестиугольной формы, отвечающие вогнутому излому кровли и обеспечивающие правильный сток воды. Разновидности плоской и желобчатой черепиц, подобных античным образцам, сохранились и до настоящего времени. В Крыму и на Кавказе была широко распространена желобчатая черепица, которая известна под названием татарской или «монах-монашка». До сих пор еще можно встретить старые дома, покрытые этим материалом. Он имеет форму половинок усеченного конуса и укладывается по сплошной дощатой опалубке в два ряда следующим образом: черепицы нижнего ряда укладываются вогнутой стороной кверху; верхнего – вогнутой стороной книзу так, чтобы они перекрывали стыки черепицы нижнего ряда. При этом верхний ряд плиток опирается на нижний ряд и к обрешетке не крепится, удерживаясь только за счет собственного веса. S-образная или, как ее еще называют, голландская черепица изогнута в виде волны (или буквы S), благодаря чему каждая черепица перекрывает примыкающую к ней соседнюю того же ряда, а каждый из рядов перекрывает предыдущий. Современная черепица, как правило, выпускается трех основных типов: плоская («бобровый хвост»), волнообразная (в виде одной или двух волн) и желобчатая (ее еще называют «монах-монашка»). Форма черепицы определяет способ ее укладки и область применения. Плоская черепица укладывается с большим перехлестом, причем существует несколько вариантов укладки в два или даже в три слоя. Плоская и волнообразная могут быть пазовыми, т. е. иметь по одному или двум краям специальные пазы. Они обеспечивают более надежное крепление, а также водонепроницаемость крыши. Но область применения пазовой черепицы относительно ограничена – достаточно простые кровли. Для создания криволинейных поверхностей лучше всего подходит плоская («бобровый хвост») или желобчатая, хотя может использоваться гладкая (без пазов) других форм. Известны две технологии производства керамической черепицы: ленточный способ и путем штамповки. Ленточная черепица вначале формуется в виде ленты, которая затем режется на отдельные черепицы. Штампованную черепицу сразу прессуют в специальных металлических формах. Ленточная плитка может иметь пазы только по вертикали, а штампованная – как по вертикали, так и по горизонтали. Цементно-песчаная черепица производится только по ленточной технологии. Формой керамическая и цементно-песчаная черепицы очень похожи, но отличаются толщиной. Керамическая плитка более тонкая, изящная, а цементно-песчаная – большей толщины, ее край как бы обрублен. Ведущие производители цементно-песчаной черепицы работают над устранением этого недостатка. Уже налажен выпуск плиток со скругленным краем, что существенным образом повышает ее эстетическую привлекательность.
Гибкая черепица — это кровельный материал, который изготавливается из нетканого стеклохолста, пропитанного модифицированным битумом. Он представляет собой плоские листы (гонты), имеющие три-четыре лепестка, которые сверху покрыты базальтовым или минеральным гранулятом, а снизу (частично) самоклеящимся битумом.
Гибкая черепица легко монтируется, устойчива к перепадам температур, долговечна и может использоваться для покрытия кровли самой причудливой конфигурации. Разнообразие цветов и форм гонтов позволяет реализовать самые смелые стилистические замыслы. Цвет задается посыпкой внешней поверхности гранулами базальта, окрашенными специальными неорганическими пигментами, обладающими высокой цветостойкостью.
Кровельное покрытие этого типа уже давно завоевало широкую популярность во всем мире. Кровли, покрытые мягкой черепицей, можно встретить от Австралии до Аляски. В северной Америке, например, более 85 % домов покрыто мягкой битумной черепицей. Благодаря своим непревзойденным свойствам, мягкая черепица становится все более популярна и в нашей стране. Мягкая битумная черепица представляет собой небольшие плоские листы с фигурными вырезами по одному краю (обычно один лист имитирует 3–4 черепицы). Этот материал, с одной стороны, является штучным, а с другой – его с полным основанием можно отнести к группе «мягких кровель», так как по своей структуре и применяемым компонентам он близок к рулонным материалам. Существует более двух десятков цветовых решений битумной черепицы: от красного, создающего впечатление традиционного черепичного покрытия, до имитации заросшим мхом или лишайником поверхностей. Цвет и шероховатость фактуры мягкой черепицы достигаются цветной каменной или минеральной присыпкой.
КРОВЕЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ ИЗ ГИБКОЙ ЧЕРЕПИЦЫ ОБЛАДАЕТ МНОГИМИ ПРЕИМУЩЕСТВАМИ ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ МАТЕРИАЛАМИ:
❐ малое количество отходов, особенно на сложных крышах (экономичность);
❐ гибкая черепица абсолютно бесшумная во время атмосферных осадков (дождь, град и т. п.);
❐ мягкая черепица сама по себе служит тепло- и звукоизолятором;
❐ битумная черепица не ржавеет, не подвержена коррозии и гниению;
❐ абсолютно устойчива к биоагентам – таким как грибки, мхи, лишайники, а также химическим кислотам;
❐ абсолютно водонепроницаема и не впитывает влагу;
❐ являясь диэлектриком, не конденсирует заряды атмосферного электричества, не искрит, нет повышенной опасности попадания молнии в дом (для мягкой кровли не требуется устройства громоотвода);
❐ не выгорает и не нуждается в дополнительной подкраске во время эксплуатации;
❐ не требуются дополнительные устройства для предотвращения лавинообразного схода снега;
❐ выдерживает как очень высокие температуры (применяется в условиях жаркой Средней Азии), так и очень низкие (традиционно используется в Канаде), а также способна выдерживать резкие перепады температуры (достигается за счет особой слоистой структуры);
❐ отсутствие «парусности», т. е. выдерживает сильные порывы ветра;
❐ мягкая кровля легко приспосабливается к геометрическим погрешностям крыши, неизбежным деформациям при осадке здания, температурным перепадам и т. п., а случайные повреждения легко устраняются благодаря малым размерам и возможности взаимозамены элементов;
❐ малый вес гибкой черепицы исключает необходимость усиления несущей конструкции кровли, здания и фундамента, а также позволяет уменьшить затраты на транспортировку и вертикальное перемещение;
❐ невысокая стоимость мягкой кровли по сравнению со многими другими кровельными материалами;
❐ для монтажа мягкой черепицы не требуются специальные инструменты;
❐ удобство транспортировки и хранения (не нужен спецтранспорт для перевозки – можно перевозить даже в легковом автомобиле).
Выполненная из них кровля удивительно декоративна и напоминает кровлю из натурального шифера или дранки. Черепице не нужна эластичность в такой степени, как материалам рулонным: она не образует сплошного покрытия, и деформация не приводит к потере герметичности. У мягкой черепицы долговечность лимитируется потерей привлекательного внешнего вида из-за нарушения посыпки плитки. Мягкая черепица выпускается различных форм (в виде шестиугольника, прямоугольника, волнообразная, и т. п.). При помощи мягкой черепицы можно качественно и надежно обустроить даже самые сложные кровли: мягкую черепицу можно применять на крышах с уклоном не менее 10°, причем при уклонах от 10 до 18° необходимо устройство специального подкладочного ковра. Максимальный уклон не ограничивается, можно покрывать даже примыкающие к крышам вертикальные участки стен. Гибкую черепицу используют как для устройства новых кровель, так и для реконструкции старых (накладываются прямо поверх поврежденных покрытий, подготовленных определенным образом). В случае устройства мягкой черепицы поверх битумных покрытий последние выполняют функцию нижнего подкладочного ковра. Мягкая черепица прекрасно смотрится, на крышах как частных домов – коттеджей, так и на общественных постройках, особенно со сложными формами крыш. Ряд фирм применяют для лицевого слоя медные пластинки, что увеличивает стоимость изделия, но и дает дополнительные возможности для дизайна. Мягкая черепица, облицованная медным листом, имеет несколько отличную от обычных битумных плиток структуру. Плитка состоит уже из 8 слоев: клеящей полоски, медной фольги, двух слоев модифицированного битума, двух слоев стеклоткани, облегченного покрытия и защитной пленки.
Плитки с покрытием из медных листов можно с успехом использовать даже для куполов соборов.
Мягкая черепица, как и все битумные материалы, состоит из нескольких слоев. Основа битумной черепицы – стеклохолст или стеклоткань с нанесенным на обе стороны окисленным или модифицированным битумом. Лицевая поверхность черепицы посыпается цветной каменной или минеральной крошкой.
На лицевую поверхность черепицы могут быть нанесены битумные клеевые пятна, предназначенные для приклеивания плиток друг к другу при укладке внахлестку (в случае отсутствия клеящего слоя на нижней стороне плиток). Нижняя сторона плиток либо полностью покрыта слоем кварцевого песка, либо на край плиток дополнительно наносят слой самоклеющегося модифицированного СБС битума, который защищают специальной пленкой. Для крыш с небольшим уклоном или имеющих основание, к которому нельзя крепить плитку гвоздями, применяется полностью самоклеющаяся плитка.
