Крыша поехала. Может ли энергоэффективный дом иметь крышу без чердака?
А.П. Старшов*, начальник отдела технической политики, ЗАО ТАФ «Архпроект», г. Уфа
А.П. Старшов — стаж работы в строительной отрасли более 45 лет, из них 30 лет в городском ремонтно-строительном тресте г. Уфы, включая должности главного инженера треста и генерального директора и 15 лет в проектной организации, включая должность заместителя генерального директора по производству.
В процессе актуализации нормативной документации в строительстве из нормативных документов исключили требование по устройству проветриваемых чердаков (технических этажей) на многоквартирных жилых домах. В течение всех предыдущих столетий дома с холодными проветриваемыми чердаками были самыми надёжными, долговечными и не требующими частого ремонта конструкциями покрытия. И вдруг с 2010 г. во всех регионах стали появляться многоэтажки с совмещённой, бесчердачной кровлей, которая является не надёжной, недолговечной и не ремонтопригодной. Это излишне экономные инвесторы воспользовались пробелами в новой нормативной документации и стали с целью экономии обрезать верхнюю часть дома, представляющую из себя технически проветриваемый этаж — чердак. Такое бесчердачное покрытие от конденсационного увлажнения утеплителя через 5-7 лет полностью теряет теплоизолирующие способности, что приводит к промерзанию перекрытия верхнего этажа и большим теплопотерям. Тепло, как известно, поднимается со всех этажей вверх, теплопотери через покрытие дома достигают 15% от теплопотерь всего дома.
Типы конструкций крыш
В практике строительства гражданских зданий в климатических условиях России применяются следующие конструкции крыш.
Крыши с холодным чердаком
Наиболее широкое применение в строительстве жилых и общественных зданий в условиях средней полосы России, нашли крыши с холодным чердаком. Крыши с холодным чердаком уже сотни лет считаются для России самыми надёжными. Они рекомендуются в [1] (см.пункт 8.18) для жилых зданий любой этажности. В этой конструкции на перекрытие верхнего этажа укладывается пароизоляция, как правило, рулонная. Поверх пароизоляции укладывается утеплитель, толщина которого зависит от климатических условий территории строительства и типа теплоизолирующего материала. Теплоизоляция открыта в пространство чердака, а снизу защищена слоем пароизоляции от проникновения паров влаги из помещений, которые особенно интенсивно выделяются в холодный период времени из помещений с влажным режимом (например, ванных комнат). Объем чердака сверху ограничивается элементами покрытия, которые могут выполняться в виде скатной кровли с уклонами от 25 градусов и выше, со штучным покрытием шифером, металлом, либо плоской кровли с рулонным покрытием и небольшими углами наклона, обеспечивающими сток дождевых и талых вод в воронки внутренних водостоков.
В чердаке устраиваются продухи для свободного проветривания чердачного пространства в виде отверстий в наружных стенах, либо слуховыми окнами с решетчатым заполнением, поэтому температура воздуха на чердаке незначительно отличается от наружной температуры и на внутренней поверхности кровельного материала конденсат не образуется. На чердаке всегда сухо, такая конструкция чердака называется вентилируемой и обеспечивает высыхание утеплителя во всех случаях при случайных протечках или при намокании от конденсата. При необходимости, можно осмотреть и заменить поврежденный утеплитель или добавить его в отдельных местах, т.е. такая конструкция оптимально ремонтопригодная. Чердак позволяет объединять каналы вытяжной вентиляции и стояков канализации и выводить их над кровлей в виде небольшого количества шахт. Сухое состояние утеплителя позволяет значительно сокращать потери тепла через верхнее покрытие дома и обеспечивать комфортную температуру потолка в квартирах верхнего этажа.
Крыши с теплым чердаком
Для более холодных регионов сводом правил [2] (пункт 4.6.8.) предписывает применение крыш в виде теплого чердака. В этой конструкции все каналы вытяжной вентиляции и стояки канализации выводятся в пространство чердака, теплый воздух собирается на чердаке и выводится над кровлей с помощью одной большой шахты сечением 1х1 м и высотой 4,5 м над уровнем пола чердака. При этом никаких отверстий-продухов в наружных стенах не делается.
Из-за наличия притока теплого воздуха в помещение чердака, температура на чердаке зимой значительно выше, чем на улице, поэтому чердак называется теплым и его стены и покрытие должны быть утеплены. Теплый чердак позволяет сократить теплопотери через перекрытие верхнего этажа, так как теплопотери зависят от разницы температур на внутренней и внешней поверхности плиты перекрытия. При такой системе утеплитель, так же как и в холодном чердаке, находится в зоне проветривания и не подвергается увлажнению, а в случае случайного попадания влаги имеет возможность высыхания. При этом многочисленное количество вентиляционных каналов не выводится над кровлей, не нарушая ее целостность, на каждую секцию здания устраивается всего одна общая вытяжная шахта.
Бесчердачные покрытия (совмещенные кровли) — это конструкции крыш, в которых плита перекрытия верхнего этажа, на которой располагается слой утеплителя, выполняет одновременно функцию плиты покрытия, на которой размещен кровельный ковер. В этой конструкции в едином «пироге» над плитой перекрытия укладывается слой пароизоляции, над ним слой утеплителя, перекрываемый по стяжке герметичным слоем мягкой кровли. Утеплитель в такой кровле находится в замкнутом пространстве — сверху рубероидный ковёр, а снизу пароизоляция, что не позволяет конденсирующейся в холодную погоду влаге испаряться, а утеплителю высыхать. В [3] говорится: «Опыт применения и эксплуатации многочисленных разновидностей совмещённых крыш крупнопанельных жилых домов показал, что из-за низкой долговечности кровли все эти крыши протекают. Установить места протекания крайне затруднительно, а ремонт кровли и крыши связан с большим объемом работ по разборке и восстановлению. В связи с этим возникла необходимость применения для крупнопанельных жилых зданий раздельных чердачных крыш».
Опыты по применению недорогих совмещенных крыш проводились в 60-х годах прошлого века и в городе Уфе. Первые панельные девятиэтажки (Зорге 49, Зорге 43/1) были с совмещенными кровлями и уже через 5 лет вышли из строя, в квартирах верхних этажей на потолках зимой был иней, так как мокрый теплоизоляционный слой потерял свои свойства, а кровля протекала по всей поверхности. Каждый год на объекте проводился ремонт кровли, жильцы были доведены до отчаяния и жаловались во все инстанции. Эксперимент был признан крайне неудачным, и больше в г. Уфе не строили панельные дома без вентилируемого пространства над утеплителем. Все типовые проекты кирпичных домов для наших климатических условий применялись только с холодным или теплым чердаком с условием обязательной вентиляции утепляющего слоя.
Причины низких эксплуатационных качеств совмещенной кровли
Основными причинами низких эксплуатационных качеств совмещенной невентилируемой кровли является следующее:
1. В слое теплоизоляции, в условиях перепада температур наружного воздуха, происходит естественная конденсация влаги, так как утеплитель находится в замкнутом пространстве (снизу пароизоляция, сверху рубероидный кровельный ковер) и как следствие происходит накопление влаги в течение годового цикла температур наружного воздуха. Количество накопленной влаги зависит от продолжительности периода с отрицательными температурами (для г. Уфы = 159 сут.). Плоскость возможной конденсации влаги в многослойной конструкции совмещенной кровли, согласно примечанию 3 пункта 9.1 [4], находится на наружной поверхности утеплителя, которая в совмещенной кровле отделена от атмосферы слоями рубероида, что не позволяет накопившейся влаге испаряться, а утеплителю высыхать. Накопленная конденсационная влага оседает на внутренней холодной поверхности рубероидного ковра или, при отрицательных температурах, примерзает к нему, а затем в виде капель попадает в утеплитель. При этом влага, испаряясь при потеплении весной и нагреве от солнца, не находит себе выхода и, поступая под давлением под кровельный ковер, отрывает его от основания. При периодическом наступлении отрицательных температур излишки не вышедшей влаги замерзают между слоями рубероида и расслаивают многослойный ковер, кровля превращается в воздушную подушку. Увлажненный утеплитель теряет свои теплоизоляционные свойства, а расслоенный раздувшийся кровельный ковер, меняя уклоны для водостока, способствует образованию стоящих луж, которые приводят к проникновению дождевых вод в утеплитель. По этим причинам потолок в квартирах верхнего этажа от низкой температуры и высокой влажности покрывается плесенью, потери тепла через покрытие возрастают.
2. Во время эксплуатации неизбежны повреждения кровли (брак, случайные пробои, ремонтные работы на инженерных сооружениях на кровле и т.д.), при этом попавшая случайно в утеплитель вода никуда не может испариться и так же, добавляясь к конденсированной влаге, дополнительно замачивает утеплитель, снижая его теплоизолирующие свойства;
3. Как бы хорошо ни была сделана пароизоляция над ванными комнатами, относящимися к помещениям с влажным режимом, через неплотности прилегания к канализационным трубам часть паров воды будет попадать в утеплитель. Обеспечить полную герметичность стыка невозможно, так как труба имеет высокий коэффициент линейного расширения, а температура в месте выхода трубы на крышу колеблется от -30 °С зимой до +30 °С летом. При этом отсутствие чердака не позволяет объединить группы стояков в шахту и каждая труба из каждого санузла будет выходить на кровлю самостоятельно, делая из кровельного ковра «решето». В [5], пункт 5.3 указано, что устройство невентилируемой кровли не допускается над помещениями с влажным режимом, т.е. над ванными комнатами жилых домов кровля не может быть невентилируемой. Однако, из актуализированной редакции СНиПа «Кровли» запрет на применение невентилируемых кровель над помещениями с влажным режимом исключён.
4. Абсолютное отсутствие ремонтопригодности совмещённой кровли выражается в том, что для замены вышедшего из строя от намокания утеплителя, потребуется разборка кровельного ковра над заселенными квартирами что, в свою очередь, может привести, при неожиданных ливнях, к затоплению квартир со всеми последствиями.
По указанным причинам в [1] (см.пункт 8.23) рекомендуется для многоквартирных жилых домов применение только вентилируемых крыш с устройством сообщающихся с атмосферой вентиляционных продухов в наружных ограждающих конструкциях для удаления паров воды из слоя утеплителя. Однако, этот нормативный документ не актуализировался, его статус не определён, так как он не включён в перечень Правительства РФ, как нормативных документов обязательного применения, так и в перечень документов добровольного применения.
МНЕНИЕ
Профессор МГСУ Жуков А.Д. о совмещённых крышах*
Конструкция совмещенной крыши в производстве работ является наиболее простым и дешевым решением устройства утепленной крыши. Именно по этой причине данная конструкция получила очень широкое распространение при устройстве крыш промышленных зданий. Традиционная конструкция совмещённой кровли подразумевает укладку пароизоляции непосредственно на плиту перекрытия верхнего этажа. Затем укладывается утеплитель, формируются уклоны и заливается армированная стяжка. Перед укладкой кровельного ковра стяжка праймируется и наклеивается кровельный ковер. В большинстве кровель приклейка кровли осуществляется по всей поверхности (всплошную).
Основной особенностью совмещенной крыши является расположение утеплителя между двумя слоями с низкой паропроницаемостью, что приводит к конденсационному увлажнению теплоизоляции, потере теплозащитных качеств и разрушению. Таким образом, влага в совмещенной кровле может накапливаться как при повреждении кровельного ковра, так и в результате конденсации паров, содержащихся в воздухе. Особенно быстрое накопление конденсационной влаги может происходить при дефектах в пароизоляции.
Без установки устройств для вывода пара вся влага, попавшая в конструкцию кровли, из нее не выйдет. После замены кровельного ковра даже в жаркую безоблачную погоду в весенний период могут происходить протечки из-за того, что влага, накопившаяся в утеплителе зимой, проникает вниз в помещение, а образующийся пар от испарения конденсата создаёт избыточное давление под кровлей, отчего на поверхности образуются пузыри и отслоения рулонного ковра.
В результате насыщенный влагой слой теплоизоляции необходимо заменять, что в рамках капитального ремонта не представляется возможным из-за высоких затрат. Это делает такие крыши практически ремонтонепригодными, ремонтонедоступными.
Установка кровельных аэраторов (флюгарок) и устройство дышащей кровли не осушает увлажненный теплоизоляционный слой, а лишь снижает давление водяных паров под кровельным ковром, предотвращая тем самым образование вздутий.
Из-за снижения теплозащитных свойств совмещенной крыши, из-за насыщения утеплителя влагой происходит падение температуры на внутренней поверхности плиты (потолка помещения верхнего этажа). В результате возможно нарушение температурно-влажностного режима помещений, расположенных на верхнем этаже, и даже появление конденсационной влаги и промерзаний на потолке.
*Статья «Крыши, дефекты и способы их устранения»
Почему строят дома с совмещенными кровлями?
В актуализированных в 2010-2013 гг. редакциях нормативных документов по тепловой защите зданий и по проектированию кровель не установлено никаких требований и никаких рекомендации по устройству чердаков. При этом исключение требований к чердакам из новых нормативных документов произошло не умышленно, а по недосмотру вышестоящих органов и в связи с тем, что изменения поручают вносить неспециализированным научно-исследовательским организациям. Естественно, неспециализированные организации не знают особенностей проектирования чердаков в многоквартирных домах.
Актуальность проблемы заключается в том, что чрезмерно экономные заказчики, пользуясь прорехами в обновляемой нормативной базе, вообще отказываются от чердаков на многоквартирных жилых домах и заставляют проектные организации проектировать жилые дома с совмещенной кровлей, имеющей очень низкие эксплуатационные качества. Проектировщики не могут отказаться от таких решений заказчика, так как в новой нормативной документации нет запрета на бесчердачные кровли для многоквартирных жилых домов. Во многих городах строители переходят на строительство многоквартирных домов без чердака, всё чаще это приводит к многочисленным жалобам населения на протечки кровли. Последний наглядный сюжет по центральному Российскому телевидению от 13-14 июля 2013 г. из Новосибирской области, где был сдан в эксплуатацию новый многоэтажный жилой дом без чердака, подтверждает, что крыша без чердака ненадёжна — все квартиры до 1 го этажа промочены, выведена из строя электропроводка, нарушена отделка и повреждена мебель, жильцы в крайней степени возмущения вышли на улицу с протестами.
МНЕНИЕ
Н.В. Дубынин, руководитель отдела архитектуры жилых и общественных зданий ЦНИИЭП жилища
На все запросы по поводу необходимости чердака наш институт уже давно рекомендует его устройство. Однако институт не может по собственному желанию начать актуализацию СП. Для этого необходимо решение инвестора (СРО, НОП или т.п.) о необходимости данной работы, решение Госстроя внести эту работу в план, который утверждается Минрегионом, решение инвестора и Госстроя поручить эту работу институту. Актуализация СП по жилым многоквартирным зданиям в данный момент не поручалась институту.
Прошлую актуализацию СНиП 31-01-2003, а затем его переработку в СП выполняли в ОАО ЦНС без нашего участия. В результате сегодняшний СП не только не приобрел необходимые дополнения, но и потерял многие важные требования (по угловому и сквозному проветриванию и т.п.). Если его актуализация будет поручена институту мы обязательно учтем мнение по необходимости устройства чердаков в жилых зданиях.
Предложения
Для обеспечения гарантированно-надёжных конструкций крыш нами направлено в ЦНИИЭП жилища и ЦНИИПромзданий предложение — включить в нормативные документы следующие требования: «Крыши следует проектировать с учетом следующих требований:
- в зданиях, строящихся в климатических условиях с расчетной зимней температурой ниже -30°С — с устройством теплого чердака;
- в зданиях, строящихся в климатических условиях с расчетной зимней температурой -30°С и выше — с устройством холодного вентилируемого чердака;
- в общественных зданиях, над помещениями с сухим и нормальным режимом влажности допускается применение совмещенной бесчердачной вентилируемой кровли, с устройством в продольных наружных стенах с двух противоположных сторон здания, продухов, связанных с наружным атмосферным воздухом. Устройство невентилируемых совмещенных кровель в жилых и общественных зданиях с постоянным пребыванием людей не допускается»
Литература
1. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
2. СП 31-107-2004 «Архитектурно-планировочные решения многоквартирных жилых домов»
3. Учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности «Архитектура», Танаков В.В., 2008 год
4. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
Источник