Эксплуатируемая кровля нагрузки расчет

Крыша в деле: что такое эксплуатируемая кровля и как ее сделать

Плоская эксплуатируемая кровля на частном доме — тренд последних 20-30 лет. Особенно часто здания с такими крышами встречаются в плотно застроенных мегаполисах США и Японии. На миниатюрных земельных участках, которые отводятся под строительство в больших городах, сложно сделать просторную зону отдыха на открытом воздухе. А вот крыша дома для этой цели подходит идеально.

В этом — основная, хотя не единственная причина растущей популярности плоских эксплуатируемых крыш. Но, прежде чем рассказывать об особенностях таких кровель, остановимся на том, что это вообще такое.

Содержание

Что такое эксплуатируемая кровля

Эксплуатируемая кровля — это любая плоская крыша, для которой допустимы регулярные или постоянные точечные нагрузки. Если проще, то это крыша, на которой можно гулять людям и ставить мебель или оборудование без предварительной подготовки места установки.

На глаз отличить эксплуатируемую кровлю от неэксплуатируемой очень просто.

Если верхний слой кровельного покрытия — это битумная, полимерная или мембранная гидроизоляция, тогда перед вами неэксплуатируемая крыша, даже если она без проблем выдержит вес человека. По такой кровле нельзя ходить, на нее нельзя просто выставить даже стол или вазон с растением, не говоря уже о чем-то более тяжелом, потому что это приводит к ускоренному износу гидроизоляционного покрытия.

В отличие от неэксплуатируемой, плоская эксплуатируемая крыша — это точно такая же площадка, как терраса возле входа в дом. Кровельный пирог у такой крыши всегда закрыт финишным покрытием: тротуарной плиткой, террасной доской, цементно-песчаной стяжкой, асфальтом и другими подобными материалами. Также к эксплуатируемым крышам относятся все виды зеленых кровель на плоском основании.

5 причин сделать эксплуатируемую крышу на вашем доме

Обустройство плоской эксплуатируемой крыши на частных домах в городской черте стало тенденцией не просто так. У этого есть весомые причины. Вот только основные из них:

1. Зона отдыха. На эксплуатируемой кровле можно сделать террасу, кинозал под открытым небом, сад на высоте и даже поставить бассейн — никаких ограничений, кроме вашей фантазии и несущей способности строительных конструкций.
2. Надежность. Устройство эксплуатируемой кровли сильно снижает вероятность протечки крыши по сравнению с неэксплуатируемыми конструкциями.
3. Долговечность. Ремонт плоской крыши обычно вызван необходимостью замены гидроизоляции. А под прочным финишным слоем она стареет значительно медленнее, чем в случае, когда гидробарьер защищен от солнца только слоем минеральной посыпки.
4. Энергоэффективность. Через эксплуатируемую кровлю теряется меньше тепла, чем через неэксплуатируемую при использовании того же вида утеплителя. А летом крыша не так нагревается, что снижает расходы на кондиционирование помещений.
5. Увеличение цены дома. Обустройство эксплуатируемой кровли значительно повышает стоимость дома, особенно если здание расположено в густонаселенном районе.

Кроме того, плоская эксплуатируемая крыша — это просто красиво. И она отлично подходит для домов, построенных в любом из современных стилей.

Недостатки и ограничения

Эксплуатируемая кровля — это дополнительный слой стяжки толщиной не менее 50 мм, причем часто не один, дренаж, финишное покрытие, сложности с разуклонкой и отводом воды. Поэтому такая крыша:

1. Дорогая. Она может быть в несколько раз дороже, чем неэксплуатируемая крыша на аналогичном здании.
2. Тяжелая. Под эксплуатируемую кровлю нужны мощные несущие конструкции и фундамент, поэтому ее далеко не всегда можно сделать на уже построенном доме.
3. Сложная в монтаже и ремонте. Чем больше слоев в кровельном пироге, тем выше вероятность ошибки и сложнее контроль качества работ. А в случае протечки для поиска ее причины и ремонта нужно будет как минимум частично снимать финишное покрытие и разбивать стяжку.

Кроме того, на эксплуатируемой плоской кровле в большинстве случаев не делают стандартную разуклонку. Для отвода воды с нее есть свои приемы, но они не так эффективны, как правильно организованная водосточная система на обычной плоской крыше. Поэтому в регионах с большой снеговой нагрузкой выпавший снег с эксплуатируемой кровли желательно регулярно счищать.

Виды и устройство эксплуатируемой плоской кровли

По конструкции эксплуатируемые кровли делят на две большие группы:

Классическая эксплуатируемая кровля — это крыша, у которой гидроизоляция уложена поверх утеплителя. Расположение остальных слоев кровельного пирога значения не имеет.

Этот вид кровли проще и дешевле в монтаже: в кровельном пироге крыши классической конструкции меньше слоев, а в качестве утеплителя можно использовать недорогую минеральную вату. Кроме того, стандартный порядок слоев понятнее строителям, поэтому при монтаже они допускают меньше ошибок. Но из-за перепадов температур гидроизоляционный слой таких кровель стареет быстрее.

Устройство эксплуатируемой плоской кровли инверсионного типа, наоборот, предполагает монтаж гидробарьера под утеплитель. У такого решения есть два преимущества. Во-первых, теплоизоляционный слой защищает гидроизоляцию от перепадов температур. Это продлевает срок службы гидроизоляционного слоя. Во-вторых, в такой конструкции кровельного пирога не нужен паробарьер.

Но инверсионная крыша сложнее и дороже в монтаже. Поэтому, несмотря на преимущества такой конструкции, ее делают редко.

Кроме того, эксплуатируемые крыши делятся на четыре типа в зависимости от назначения:

• террасные;
• зеленые кровли;
• паркинг;
• комбинированные.

Но это условное разделение. Например, к террасным кровлям относятся все «пешеходные» крыши — от простого перехода между зданиями до полноценной зоны отдыха с устройством каменной жаровни. Поэтому универсальных схем таких крыш нет — оптимальная конструкция сильно зависит от конкретной задачи и условий.

Как сделать эксплуатируемую плоскую крышу

Перейдем от теории к практике. Для тех, кто решил, что аргументы в пользу эксплуатируемой кровли достаточно весомые для того, чтобы сделать такую крышу на собственном доме, мы составили подробную инструкцию по ее монтажу. В качестве основы мы взяли простую кровлю классической конструкции без устройства внутреннего водостока, поскольку именно ее чаще всего выбирают при строительстве частного дома.

Итак, как сделать эксплуатируемую кровлю:

1. На бетонном основании заделывают все щели между плитами герметиком.
2. Делают уклонообразующий слой из легких бетонов и тщательно выравнивают его. Подходит любой наполнитель, но лучше всего, если это будет керамзит. В этом случае слой даст не только уклон, но и неплохую теплоизоляцию.
3. Уклонообразующему слою дают набрать прочность, после чего на нем убирают дефекты: заделывают выемки, трещины, сколы.
4. В местах примыканий бетонного основания к стенам из раствора делают галтели — очень похожие на плинтуса переходные элементы 100×100 мм треугольной или вогнутой формы, которые помогают избежать залома и разрыва пароизоляции.
5. После застывания галтелей поверхность очищают от мусора и грязи, обеспыливают.
6. В зависимости от вида пароизоляции поверхность либо праймируют (покрывают битумной или полимерной грунтовкой), либо наносят на нее клей. Важно, чтобы бетон был сухой. Большинство материалов нельзя применять, если влажность бетонной поверхности больше 15%.
7. На бетонное основание монтируют пароизоляцию с обязательным заведением ее на стену на всю высоту теплоизоляционного слоя.
8. Поверх пароизоляции укладывают утеплитель. Оптимально, если теплоизолирующий материал не вбирает влагу. Например, это может быть экструдированный пенополистирол или пенополиуретан. Но допустима и обычная минеральная вата в плотных плитах.
9. На плитах расстилают гидроизоляцию как минимум в два слоя. В зависимости от типа, ее либо фиксируют механически, либо сплавляют по стыкам. Гидробарьер заводят на стены на 150-200 мм.
10. Поверх гидроизоляции заливают армированную цементно-песчаную стяжку толщиной минимум 50 мм.
11. После застывания стяжки на нее укладывают финишное покрытие.

При использовании для теплоизоляции эксплуатируемой плоской крыши гигроскопичных утеплителей очень важно следить, чтобы пароизоляционный и гидроизоляционный слои соединились в один замкнутый контур. Это необходимо, чтобы защитить утеплитель от попадания влаги как со стороны помещения, так и снаружи.

Подведем итоги

Эксплуатируемая кровля — это крыша, на которой можно сделать зону отдыха или установить оборудование без необходимости подготовки участка под него. Такая крыша надежна, долговечна, хорошо сохраняет тепло, не дает чрезмерно нагреваться дому летом и повышает его стоимость. Но она дорогая, сложная в ремонте и монтаже, а еще очень тяжелая. Поэтому эксплуатируемую крышу часто нельзя сделать на уже построенных зданиях без укрепления фундамента и несущих конструкций.

Как сделать эксплуатируемую крышу:

• залить уклонообразующий слой;
• закрепить пароизоляцию;
• уложить утеплитель;
• смонтировать гидроизоляцию;
• залить стяжку;
• уложить финишное покрытие.

Источник

Как рассчитать плоскую кровлю: снеговая и другие виды нагрузок, габариты

Кровельные конструкции с уклоном в пределах 1-11° относятся к плоским и рассчитываются с учетом повышенных требований к надежности, герметичности и изоляционным свойствам.

При простой конфигурации стен и индивидуальном использовании расчет таких крыш при желании выполняется своими силами, после сбора нагрузок и уточнения условий эксплуатации.

Виды нагрузок и расчет

Конструкция воспринимает два основных вида нагрузок: постоянные, включающие собственный вес перекрытия, ограждений и пирога, и временные (снеговая и ветровая нагрузка, вес оборудования, людей и перемещаемых по поверхности объектов). Оба вида учитываются при расчете в комплексе.

В случае стандартной, неэксплуатируемой плоской крыши суммируются:

• Собственный вес конструкции (соответственно тип и слои пирога должны быть определены заранее).
• Снеговая и ветровая нагрузка.
• Вес людей, периодически перемещающихся по кровле с целью ее осмотра и обслуживания. (до 150 кг/м²).
• Нагрузка от объектов постоянного размещения (антенн, климатического или вентиляционного оборудования).

Непосредственно перед суммированием все собранные нагрузки умножаются на коэф.надежности (см.табл.):

Расчет нагрузок на плоскую крышу усложняется при планировании ее постоянной эксплуатации, а именно – при размещении на ее поверхности:

• тяжелого оборудования;
• кафе;
• клумб;
• теплиц;
• спортивных площадок;
• паркинга.

Так, при размещении на поверхности кровли кафе, ресторанов или мест возможного скопления людей в общей нагрузке прибавляют от 480 кг/м², спортивных или концертных площадок – 360.

Особого внимания требуют крыши, рассчитываемые на интенсивное перемещение транспорта. Помимо сверхвысоких весовых нагрузок (до 25 т/м²) при их проектировании важно исключить или как минимум снизить влияние вибрационных воздействий.

По понятным причинам расчет таких конструкций доверяют профессионалам.

Снеговая

В отличие от крутых скатных конструкций плоские крыши всегда испытывают влияние снеговых нагрузок, без исключений учитываемых при расчете. Точный алгоритм зависит от назначения крыши, но в большинстве случаев пошагово:

Определяется максимальная высота снежного покрова на плоской крыше и его вес на 1 м².

Данный параметр можно найти опытным путем (измерив высоту снега на соседних плоских крышах в пик снегопадов) или взять из таблиц, после определения климатической зоны региона строительства.

Учитывается влияние поправочных коэффициентов. В случае плоской кровли качество и шероховатость покрытий роли не играет, из-за малого значения коэф.уклона приравнивается 1. Снеговая нагрузка полного типа равняется S=Sp, где Sp – табличное значение веса снега на 1 м².

Полученное значение умножается на коэф. надежности, в случае снеговой нагрузки равный 1,4.

Результаты умножают на площадь плоской крыши с целью определения давления на несущие конструкции дома и самого перекрытия. Значение является ориентировочным и учитывается при проверке несущих способностей плоской крыши, после суммирования с другими нагрузками.

Помимо среднего объема выпадаемого снега при расчете данной нагрузки следует учитывать конкретные климатические особенности региона и участка. Особое внимание уделяется влажности и температурным условиям – накапливающий влагу, но не растаявший снег весит в 2-3 раза больше сухого.

При повышенных требованиях к надежности или неблагоприятных климатических условиях полную снеговую нагрузку находят путем сложения кратковременной (Sp) и длительной (Sp*0,7) нагрузки. Итоговое значение для каждой все также умножается на коэф. надежности – 1,4.

Помимо прибавления полной снеговой нагрузки к другим полученное значение используется для проверки прочности и несущих способностей самых слабых элементов плоской крыши. В частности, эта величина учитывается:

• При расчете предельно допустимого прогиба самой конструкции или отдельных элементов у балочных разновидностей. Ярким примером последних служат плоские кровли торговых центров и павильонов.
• При проверке несущих способностей вертикальных опор перекрытия или основания плоской крыши.
• При проверке локальной прочности кровельных покрытий. В отличие от скатных конструкций поверхности плоских крыш покрываются мягкими рулонными материалами. При высоком влиянии снеговой нагрузки требования к их прочности, числу слоев или надежности крепления ужесточаются. Особое внимание уделяется участкам примыкания к парапету и нижним локальным зонам.

Как посчитать габариты крыши?

Расчет начинается с составления чертежа конструкции, учитывающего точные размеры постройки, требования к парапету, уклону и системе водоотвода.

При сравнительно небольшой площади крыша закладывается с одним общим уклоном в одну сторону (в идеале – не выходящую на дорожки, террасы или зоны отдыха и учитывающую влияние сильных постоянных ветров).

На крышах со сложной геометрией стен или большой площадью план разбивается на отдельные участки с треугольной или ромбовидной разуклонкой, отводящей влагу к внутренним узлам водосбора, парапетным воронкам или к тем же наружным сторонам.

Площадь

Простая форма поверхности исключает потребность в сложных формулах: площадь плоской кровли находится путем умножения ее длины на ширину. При этом длину наклонной части находят по формуле:

• Lk – длина горизонтальной части крыши;
• α – выбранный или расчетный угол наклона.

Несмотря на небольшую величину последнего пренебрегать им не рекомендуется, допустимая погрешность при расчете габаритов плоской кровли варьируется в пределах ±10 мм, не более.

Высоту

При проектировании таких конструкций заранее выбирается способ заложения нужного уклона (от 1,5-3° для эксплуатируемых крыш, 3-6° — зеленых, инверсионных и эксплуатируемых).

Облегченные балочные виды, конструкции с основаниями из профнастила или заливаемые на месте бетонные перекрытия могут закладывается с нужным углом на этапе строительства, но при работе с готовыми ж/б основаниями отвод влаги чаще обеспечивает разуклонка. Рекомендуем почитать другие наши статьи об устройстве и монтаже плоской крыши своими руками, а том числе по деревянным балкам и на каркасном доме.

Требуемая высота подъема рассчитывается путем умножения длины ровной горизонтальной части крыши на тангенс угла ее наклона. При необходимости расчета объема раузуклонки (требуемом для получения количества используемых материалов и их веса) используется простая формула:

V = (a∙b1 + a∙(b2 – b1) / 2)∙с, где

• а ­ длина основания разреза (она же – ширина крыши);
• b1 и b2 – мин. и максимальная высота среза (в частном случае b1=0);
• с – длина конструкции.

Толщину

Алгоритм расчета пирога и сечения плоских крыш зависит от способа его обустройства (с размещением утепляющей прослойки под, между и поверх основания) и типа (классического или инверсионного, эксплуатируемого или нет).

Число и порядок монтажа слоев выбираются заранее и учитываются при выборе высоты возведения парапета (при наличии, расстояние от наружного слоя до края ограждения не может быть меньше нормативного), определении точной весовой нагрузки от пирога, проектировании систем вентилирования и водоотвода.

Толщину рулонных покрытий, обмазочного слоя или кровельных покрытий указывает производитель, сложить их вместе не составит труда. Основные сложности заключаются при определении числа и толщины каждого слоя, включая дренажные, армирующие, разделительные или пригрузочные. Особое внимание уделяется толщине утепляющей прослойки, обосновываемой теплотехническим расчетом, учитывающим регион строительства и параметры самой теплоизоляции.

Сечение несущего основания подбирается с учетом суммарных весовых нагрузок и проверяется на прочность на изгиб. Особого внимания требуют конструкции с большой площадью, прогибающиеся посередине или в местах накопления снега. При существенных снеговых или других временных нагрузках они требуют дополнительного укрепления или герметизации.

Важно! Помимо суммирования толщины всех прослоек на этом этапе проверяется соответствие их характеристики ожидаемым эксплуатационным нагрузкам.

Сервисы и онлайн-калькуляторы

Большинство популярных строительных онлайн-калькуляторов (stroy-calc.ru, grandline.ru и аналоги) рассчитывают эту конструкцию как односкатную с минимальным уклоном.

Такой подход допустим при заложении облегченных пологих конструкций с балочной системой стропил, но для расчета ж/б перекрытий и пирога эксплуатируемых крыш эти сервисы подходят плохо. В то время как профессиональные программы типа ZVsoft с таким задачами справляются лучше, но в онлайн-режиме они работают редко.

Выбрать схему разуклонки, раскладки утеплителя, рулонных покрытий и крепежей помогают сервисы производителей кровельных материалов для плоских крыш. Примером служат калькуляторы Технониколь nav.tn.ru.

Из видео узнаете, как сделать расчет ветровой нагрузки на плоскую кровлю с помощью онлайн-калькулятора:

Заключение

В заключение стоит отметить, что при проектировании таких конструкций помимо сбора нагрузок и расчета габаритных размеров (в целом простого и практически исключающего ошибки) следует заранее определится со способом обустройства парапета, участков примыкания к вертикальным конструкциям и узлам водосбора.

При площади крыши более 50 м² в схему вводят дефлекторы для вывода влаги из пирога, в свою очередь нуждающиеся в выборе правильного места установки.

Источник