§ 5.2. Кровельные покрытия промышленных и жилых зданий

Широкое строительство промышленных предприятий с крупнейшими зданиями, интенсивное развитие жилищного строительства с возведением больших массивов и целых городов, особенно в Сибири и на Дальнем Востоке, потребовали разработки новых принципов конструирования кровель. В последние два десятилетия преобладающее распространение получили сборные крыши большой площади и весьма сложной конфигурации из железобетонных плит и арочных элементов, комплексных металлических настилов [5, 49, 71, 84, 89, 98, 108, 112].

Тенденции развития конструкций кровель можно проследить на примере зданий тепловых и атомных электростанций, всевозрастающая единичная мощность которых ведет к резкому увеличению плановых размеров и высоты. Так, здание Березовской ГРЭС мощностью 6,4 МВт имеет высоту более 120 м, протяженность свыше 600 м и общую площадь кровельных покрытий, расположенных на четырех разных уровнях, свыше 100 000 м2 (рис. 5.9, а). Аналогичные размеры и Экибастузской ГРЭС (рис. 5.9, б).

Поперечные разрезы зданий мощных электростанций
Рис. 5.9. Поперечные разрезы зданий мощных электростанций
а — здание энергоблока 800 МВт (Березовская ГРЭС, 6,4 млн. кВт); б — здание энергоблока 500 МВт (Экибастузская ГРЭС, 4 млн. кВт)
1 — главный машинный зал; 2 — бункерные помещения; 3 — здание главной котельной; 4 — здание воздухоочистителей; 5 — заглубленные подвалы, требующие гидроизоляции

Весьма существенно, что в 1975 г. здания электростанций на 35 % выполнялись из сборных конструкций, в 1980 г. сборность возросла до 45 %, а к 1985 г. она составит 65—80 %, что потребует высокой индустриализации работ. Между тем, уровень механизации кровельных работ намного ниже, чем других видов работ; так, наклеивание рубероида на горячем битуме механизировано лишь на 10—12 %. Невелика и долговечность мягких кровель — при расчетной их долговечности 15—17 лет уже через 5—6 лет предусматривается плановый капитальный ремонт [6]. В результате в некоторых районах объем ремонтных работ превосходит объем нового строительства, причем более половины дефицитных рулонных материалов используется для ремонта старых кровель; поэтому столь актуальным стало повышение долговечности кровель.

В § 1.2 были указаны свойства кровельных рулонных материалов, выпускаемых в СССР и за рубежом (см. табл. 1.16, 1.17 и 1.18), и рассмотрены тенденции их совершенствования; одна из них заключается в применении полимербитумной покровной массы повышенной толщины, армировании стекловолокнистыми материалами, а также посредством укладки с наплавлением [47].

Вторым направлением кардинального совершенствования кровель является довольно значительное использование штукатурных гидроизоляционных покрытий из эмульсионных и полимербитумных мастик — так называемых мастичных, или безрулонных, кровель [19, 21, 56]. К этому же направлению относятся индустриальные кровли из сборных комплексных панелей и настилов полной заводской готовности с покрытиями из мастик и рулонных материалов.

Наконец, промышленный выпуск относительно дешевых и долговечных полимерных пленок, в первую очередь полиэтиленовой и поливинилхлоридной, открыл новые возможности для устройства эксплуатируемых крыш-террас с утепленными кровельными покрытиями типа «погребенной мембраны» [50].

Таким образом, наиболее перспективными для промышленных и жилых зданий представляются следующие типы кровельных покрытий (рис. 5.10):

  • 1) рулонные кровли из утолщенных наплавляемых рулонных материалов;
  • 2) безрулонные, или мастичные, кровли с штукатурным гидроизоляционным покрытием из эмульсионных или полимербитумных материалов;
  • 3) индустриальные кровли из элементов заводской готовности;
  • 4) эксплуатируемые крыши-террасы с погребенным или утепленным кровельным покрытием типа «погребенной мембраны» (рис. 5.10).
Типовые конструкции рулонных и безрулонных кровель
Рис. 5.10. Типовые конструкции рулонных и безрулонных кровель, разработанных во ВНИИГе, на основе полимербитумных и эмульсионных материалов — наплавляемого экарбита и мастики БАЭМ
а — рулонная кровля из наплавляемого экарбита; б — безрулонная кровля на утепленной крыше; в — то же, на неутепленной крыше из сборных панелей; г — типовая деталь примыкания к стене или парапету; д — примыкание к свесу при неорганизованном водоотводе; е — примыкание к воронке внутреннего водоотвода
1 — железобетонная крыша; 2 — пароизоляционный слой; 3 — теплоизоляционный слой; 4 — стяжка из цементного или асфальтового раствора; 5 — слой подкладочного экарбита; 6 — слой покровного экарбита или армобитэпа; 7 — бронирование кровли каменной крошкой; 8 — дополнительные слои армирующего или наплавляемого материала; 9 — герметизация полимербитумным герметикой битэп; 10 — чеканка цементным раствором; 11 — покрытие из двух слоев мастики БАЭМ; 12 — лист кровельной стали; 13 — металлическая закладная деталь; 14 — зажимное крепление; 15 — асбестоцементная труба

Технико-экономические характеристики кровельных покрытий, разработанных во ВНИИГе, приведены в табл. 5.6, а основные свойства кровельных материалов, рекомендуемых для их выполнения — в табл. 5.7 [47].

Таблица 5.6

Технико-экономические характеристики кровельных покрытий, рекомендуемых ВНИИГом

Характеристики Рулонная кровля Безрулонная кровля Погребенная кровля
рубероид
(3 слоя)
экарбит
(2 слоя)
эмуль-
сионные
мастики
полимер-
битумные
мастики
ПЭ + плитки ПВХ + гравий
Общая толщина кровли, мм 12 12 15 12 150 100
Общий расход материалов, кг/м2
В том числе:
   на кровельное покрытие
   защитный слой
17

6,5
10,5
17

6,5
10,5
22

12
10
17

6,5
10,5
250

0,5
100+150
150

0,5
150
Стоимость, руб./м2 3,89 1,86 1,28 2,86 6,87 1,53
Трудозатраты, чел.-ч/м2 0,56 0,28 0,25 0,32 1,25 0,3
Экономия по сравнению с
рулонной кровлей, %:
   стоимости
   трудозатрат

 
0,0
0,0

 
52,0
50,0

 
67,2
55,4

 
26,4
42,8

 
–24,2
–123

 
60,0
46,4
 

Таблица 5.7

Физико-механические свойства кровельных покрытий, разработанных ВНИИГом

Свойства Рулонная кровля Безрулонная кровля Погребенная кровля
рубероид (3 слоя) экарбит
(2 слоя)
эмуль-
сионные
мастики
полимер-
битумные
мастики
ПЭ + плитки ПВХ + гравий
Предел прочности МПа:
   при разрыве
   сжатии *

2,0
0,5

3,2
0,7

0,32
2,0

0,15
0,7

28
7,0

13
5,0
Растяжимость, % 3 3 30 70 500 270
Расчетная трещиноустойчивость, мм 2 5 2 2 10 7
Допустимый нагрев на уклоне, ° С 40 60 100 80 100 80
Расчетный минимум температуры, ° С –25 –35 –50 –50 –70 –25
Адгезия к бетону, МПа 0,01 0,45 0,27 0,47 0,01 0,02
Коэффициент водоустойчивости через 6 мес. 0,6 0,8 0,85 0,9 0,9 0,8
КЛРТ, 1/° С 3·10–4 4·10–5 2·10–5 8·10–5 2·10–4 1·10–4
УОЭС, Ом·см 1014 1016 104 1016 1017 1015
Динамическая прочность, МН·м/м3 25 35 20 35 45 40
Допустимые сдвигающие нагрузки, МПа 0 0,05 0,20 0,07 0,01 0,02

* Допустимое давление.