§ 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).
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).
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.