Основы проектирования скатных крыш

Крыша

 

Общие положения

Крыша – «пятый» фасад здания, основной элемент его инженерной защиты от воздействия окружающей среды. При этом крыша является важнейшей составляющей архитектуры здания.

Роль крыши не ограничивается только защитными функциями. Она еще и важный архитектурный элемент здания, играющий ведущую роль в его художественном решении. Силуэты крыш (скатных, шатровых, вальмовых, мансардных и др.), их пластика и цветовая гамма кровель – архитектурно-конструктивные средства проектирования зданий. Архитектурная выразительность зданий с плоскими крышами может решаться за счет таких элементов как парапеты, карнизы, ограждения эксплуатируемых участков.

Крыша подвергается вертикальным и горизонтальным силовым воздействиям (собственный вес, снег, ветер, кратковременные эксплуатационные нагрузки), а также воздействиям атмосферных осадков, солнечной радиации, переменой температуры и влажности наружного воздуха, воздействиям теплового потока с наружной стороны и потока пара изнутри.

Крыши должны отвечать ряду требований, а именно:

- иметь необходимую прочность – выдерживать снеговые, ветровые и дополнительные полезные нагрузки (эксплуатируемые крыши);

- иметь достаточную водонепроницаемость и быстрый отвод атмосферной воды;

- обеспечивать защиту от ударного (дождь, град) и воздушного шума;

- защищать помещения верхних этажей от охлаждения и нагрева;

- не допускать образования конденсата на поверхностях конструкции и в ее толще;

- быть ремонтнопригодным для обеспечения необходимой долговечности;

- обладать эстетическим внешним видом и гармонично сочетаться с основным объемом здания;

- быть индустриальными в устройстве и экономичными по первоначальным затратам и эксплуатационным расходам.

В процессе проектирования крыши необходимо учитывать следующие основные предпосылки:

- характеристики здания (назначение, этажность, температурно-влажностный режим, степень огнестойкости и др.);

- климатические данные района строительства (температура воздуха зимой и летом, инсоляция, скорость ветра, атмосферные осадки);

- номенклатура имеющихся строительных материалов и технические возможности строительно-монтажных организаций;

- финансовые возможности заказчика.

 

Классификация крыш

Крыши разделяют по разным признакам.

По материалу несущих конструкций:

- деревянные;

- стальные;

- железобетонные;

- комбинированные.

По способу выполнения:

- построечного изготовления;

- сборные;

- монолитные.

По наличию пространства между кровлей и помеще­ниями здания:

- чердачные;

- бесчердачные.

По величине уклона скатов:

- скатные (более 5%);

- малоуклонные (2-5%);

- плоские (до 2%).

По теплотехническим характеристикам:

- утепленные;

- неутепленные.

По эксплуатационным характеристикам:

- эксплуатируемые;

- неэксплуатируемые.

По виду кровли:

- с кровельным слоем;

- без кровельного слоя.

По организации водосброса со здания:

- крыши с наружным водостоком;

- крыши с внутренним водостоком;

- крыши с совмещенным водостоком.

Рис. 8.1. Схемы организации водосброса с крыши здания: а – по наружному водостоку; б – по внутреннему водостоку; в – совмещенный

 

В целях успешного выполнения крышей своих функций и устойчивости к различным воздействиям, необходимо, во-первых, достаточно корректно выполнить расчет несущей части; во-вторых, найти оптимальный вариант конструкции и, наконец, обеспечить оптимальное сочетание материалов.

Только учитывая физические процессы, происходящие в крыше, можно спроектировать и возвести действительно надежную конструкцию, которая будет выполнять все возложенные

Основы проектирования скатных крыш

В малоэтажном строительстве применяют в основном скатные крыши.

В конструкции крыши могут присутствовать следующие слои:

- кровля, на которую при необходимости наносится дополнительный слой (посыпка, балласт и т.п.);

- гидроизоляционный слой – дополнительно изолирующие внутренние слои крыши от проникновения влаги;

- теплоизоляция – обеспечивающая стабильную температуру в помещениях под крышей;

- пароизоляция – препятствующая проникновению водяного пара изнутри здания в конструкцию крыши;

- основание – обеспечивающее несущую и ограждающую функции.

Кроме того, должны быть предусмотрены меры для свободной циркуляции воздуха (вентиляция).

 

Конструктивные элементы крыши

 

В процессе проектирования крыши необходимо учитывать следующие основные предпосылки:

- характеристики здания (назначение, этажность, температурно-влажностный режим, степень огнестойкости и др.);

- климатические данные района строительства (температура воздуха зимой и летом, инсоляция, скорость ветра, атмосферные осадки);

- номенклатура имеющихся строительных материалов;

- финансовые возможности заказчика.

Важную роль в архитектуре зданий небольшой этажности имеет форма крыш, структура поверхности и цвет кровельных материалов. Формой крыш называется геометрически правильно организованный внешний вид скатных крыш.

Параметрами, определяющими форму профиля крыши являются:

- данные контура, на который будет надстроена крыша (размеры сторон здания в плане, углы их соединения);

- сопряжение крыши со стенами (карниз, его вынос);

- наличие отдельных элементов на крыше (окна, балконы, водосливы, снегозадержание и т.п.);

- конструкция и отметка свесов;

- угол наклона скатов (одинаковый или различный);

- архитектурные, строительные и эстетические формирующие критерии.

Уклон покрытий тесно связан с кровельным материалом: каждому материалу присущи допустимые пределы этого уклона. Вместе с тем, устанавливая уклон, архитектор должен принимать во внимание и климатические условия места строительства. Так, в районах со значительными снегопадами желательно избегать отложений снега, имея в виду, что при уклоне ската 60° снег не держится на кровлях, а при гладких поверхностях кровель и при углах ≥45° в районах со значительной величиной ветрового напора нерациональны высокие крыши; в южных районах, где значительна солнечная радиация, не рекомендуется пологая кровля темных тонов и т.п.

Для скатов чердачных крыш чаще всего принимают уклоны от 1:5 до 1:1. При меньших уклонах применяются другие кровельные материалы, и, как правило, другие конструктивные решения – совмещенные (бесчердачные) покрытия. Такие покрытия с уклонами порядка 1:20, 1:10 (5 и 10%) называют пологими. Покрытия с уклоном кровель до 2,5% – называют плоскими. Обычно их используют для устройства террас, открытых площадок на крышах и т.д., т.е. как эксплуатируемые плоские покрытия.

 

Основные формы и элементы скатных крыш

односкатная	двухскатная	вальмовая	полувальмовая	полувальмовая

 

мансардная	шатровая (четырехскатная)	шатровая (шестискатная)	купольная	сводчатая

 

восьмискатная	крестовая (крещатая)	пирамидальная	коническая	щипцовая

 

При объединении в единое целое нескольких объемных элементов здания с прямоугольной или другой простой формой плана крыши приобретают более сложные очертания. Планы таких крыш вычерчивают, руководствуясь следующими правилами:

	- при одинаковых уклонах скатов все ребра и разжелобки независимо от принятого уклона крыши в плане будут направлены по биссектрисам углов, образуемых пересекающимися линиями карнизов; - линия конька проходит через точки пересечения ребер и разжелобков;
	- при различных уклонах скатов проекцию конька и ребер крыши в плане определяют с помощью фасада (вид сбоку). Образующиеся таким образом линии ребер со стороны биссектрисы всегда сдвигаются в сторону крыши с более крутым уклоном.