Воздействие солнечной радиации на кровлю

Все виды кровельных материалов имеют разную степень чувствительности к воздействию солнечной радиации. Наиболее стойкие из них – это керамическая и цементно-песчаная черепица, а так же кровли их металла. Самые нестойкие к воздействию солнечной радиации это материалы на основе битума. Под воздействием солнечных лучей они быстро приходят в негодность, процесс старения значительно ускоряется. Для защиты кровельного покрытия, используют защитный слой из минеральных посыпок.

Кроме того, от воздействия солнечной радиации многие материалы теряют свой первоначальный цвет, особенно это касается металлических крыш с некоторыми полимерными покрытиями.

Кровельные материалы поглощают часть солнечной энергии. При этом верхние слои нагреваются значительно сильнее. Вследствие чего, материалы на основе битума размягчаются, и могут сползать с поверхности крыши. Следует отметить, что нижние слои кровли имеют температуру близкую к температуре жилых помещений, в то время как температура наружных слоев имеет значительный диапазон от низких (в зимний период) до близких к 100о С в летний период. Помимо этого, из-за неоднородной освещенности поверхность крыши имеет так же различную температуру.

Влияние температуры на кровлю

Под воздействием температур все материалы подвержены растяжению и сжатию. Чтобы избежать деформации и разрушения кровельных материалов, необходимо чтобы применяемые материалы имели близкий коэффициент температурного расширения. Разработан целый ряд технических решений для защиты крыши от воздействия солнечной радиации и температурных колебаний.

Одно из самых серьезных воздействий на крышу оказывают ежесуточное температурные колебания от минуса к плюсу. Здесь важную роль играет такое свойство кровельных материалов как водопоглощение. Если материал обладает высоким водопоглощением, то при положительных наружных температурах влага попадает и накапливается внутри материала, а при отрицательных температурах влага замерзает и деформирует сам материал. В результате материал разрушается, образуются трещины.

Образование и воздействие водяного пара

В процессе жизнедеятельности человека (от готовки, уборки, стирки и т. д.) постоянно образуется водяной пар. Образовавшийся пар поднимается вверх и охлаждаясь ниже точки росы конденсируется на внутренней поверхности крыши. Чем выше разница между наружной и внутренней температурой, тем большее количество влаги образуется на строительных конструкциях крыши. Влага оказывает негативное воздействие как на деревянные так и на металлические конструкции крыши. Кроме того, при избыточном количестве влаги она может протечь в жилые помещения. Для предохранения крыши от протечек используют специальных пароизоляционный материал. Однако даже он не может в полной мере изолировать кровельное пространство от поднимающейся из жилых помещений влаги. Необходимо чтобы крыша постоянно вентилировалось в любое время года. Для этого устраивают вентиляционные зазоры, устанавливают аэраторы, вентиляционные решетки и т.д.

По своим видам материалы для устройства кровли можно подразделить на силикатные, металлические и органические. Силикатные кровельные материалы представлены на рынке строительных материалов цементно-песчаной и глиняной черепицей, асбестоцементными листами и плитками. Металлические материалы для кровли чаще всего изготовлены из черной или оцинкованной стали. Органические кровельные материалы называют еще битуминозные, так как в основе их производства лежит битум, деготь, древесина и пластмасса.

В настоящее время наиболее популярным видом материалов являются рулонные кровельные материалы на основе каучука и битума, однако распространены и металлические материалы, а также материалы на основе полимеров.
Существуют основные требования к качественным характеристикам кровельных материалов:
водонепроницаемость;
устойчивость к атмосферным явлениям;
морозостойкость, устойчивость к перепадам температур;
теплоизоляционные кровельные материалы должны обладать улучшенным свойством теплоизоляции и иметь при этом минимальную плотность и максимальную прочность. При этом не допустимо увеличение их цены и трудоемкости в устройстве.
При проверке качества кровельных материалов, обязательно проверяется его гибкость, прочность, хрупкость внешнего покровного слоя, а также измеряется температура размягчения пропиточного и покровного слоя.
Устойчивость к проницанию влаги проверяют, направляя на материал водяные столбы различного давления. При этом образцы кровельных материалов в течение определенного времени (у каждого материала – свой показатель) не должны пропускать воду. Только тогда считается, что тест на водонепроницаемость успешно пройден.
Тест, заключающийся в сгибании образца кровельного материала при определенной температуре на стержнях различной толщины, определяет степень эластичности, гибкости материала. У качественных кровельных материалов во время сгибания не должно появляться трещин и прорывов.

4.7 Платформенный стык (рис. 7) рекомендуется в качестве основного решения для панельных стен при двухстороннем опирании плит перекрытий, а также при одностороннем опирании плит на глубину не менее 0,75 толщины стены. Толщину горизонтальных растворных швов рекомендуется назначать на основе расчета точности изготовления и монтажа сборных конструкций. Если расчет точности не выполняется, то толщины растворных швов рекомендуется назначать равными 20 мм; размер зазора между торцами плит перекрытий принимается не менее 20 мм.

Рис. 7 Платформенные стыки сборных стен

а — наружных трехслойных панелей с гибкими связями между слоями;

Верхний растворный шов рекомендуется устраивать в уровне верхней поверхности плит перекрытий. При расположении верхнего шва ниже верхней поверхности плит следует обеспечивать контроль качества укладки раствора в шов.

Монолитные стыки (рис. 8) рекомендуется применять при необходимости повысить несущую способность горизонтального стыка на сжатие, если другими способами этого не удастся достичь.

Замоноличивание стыка рекомендуется выполнять после установки панели верхнего этажа на монтажные фиксаторы или бетонные выступы из тела стеновых панелей. Нижнюю часть стеновой панели необходимо заводить ниже уровня замоноличивания не менее чем на 20 мм.

Рис. 8. Монолитные (а — в)

а, г — наружных трехслойных стен с гибкими связями;

Сборные плиты перекрытий при монолитных стыках рекомендуется соединять сварными или петлевыми арматурными связями, обеспечивающими неразрезность.

Для трехслойных панелей с гибкими связями рекомендуется принимать следующую схему армирования:

двухстороннее армирование внутреннего несущего слоя вертикальными и горизонтальными каркасами, расположенными перпендикулярно плоскости стены и объединенными в единый арматурный блок совместно с каркасами перемычек; каркасы рекомендуется располагать по периметру панели, по контуру проемов, а также в простенках с шагом не более 1,5 м;

армирование сеткой из стержней диаметром не менее 3 мм наружного бетонного слоя.

Для соединения наружного и внутреннего слоев панели следует предусматривать металлические связи. Подъемные петли и арматурные выпуска для соединения панели с другими конструкциями здания следует размещать во внутреннем слое панели.

5.63. Металлические связи трехслойных панелей должны обеспечивать передачу усилий от наружного слоя на внутренний несущий слой. При этом конструкция связей и их расположение по полю стены не должны создавать препятствия для свободных температурных деформаций наружного слоя.

Рекомендуется предусматривать три типа гибких связей: подвески, подкосы и распорки.

Подвески предназначены для передачи вертикальной нагрузки от наружного бетонного слоя панели на внутренний несущий слой. Подвески рекомендуется конструировать так, чтобы они обеспечивали передачу вертикальных нагрузок на внутренний слой без участия других связей панели. С этой целью подвеска должна иметь растянутый и сжатый подкосы, надежно заанкеренные в наружном и внутреннем слоях панели. Металлические связи составных панелей можно выполнять в виде податливых соединений закладных деталей. Панель должна иметь не менее двух подвесок.

Подкосы предназначены для фиксации положения наружного слоя относительно внутреннего и ограничения взаимного сдвига слоев в горизонтальной плоскости. Подкосы конструируют по типу подвесок, но располагают в горизонтальной плоскости.

Распорки предназначены для передачи от наружного слоя на внутренний горизонтальных нагрузок от ветра и других воздействий. Распорки можно использовать для фиксации положения плитного теплоизоляционного материала при бетонировании панели.

Металлические связи следует выполнять из коррозионно-стойких сортов стали. Допускается применять гибкие связи из стержней горячекатаной стали классов А-I, А-II и ВрI с противокоррозионным покрытием, обеспечивающим требуемый срок службы гибкой связи. Рецептуру и толщину противокоррозионных покрытий следует назначать по расчету с учетом вида материала теплоизоляционного слоя, агрессивности внешней среды и срока службы здания.