Внутренняя конструкция крыши представляет собой каркас и кровельное покрытие, которые встречаются на большинстве отдельных домов в холодном и умеренном климате. [1] Такие крыши строятся в основном из древесины , имеют различные формы и покрываются различными материалами .
_00139_(23702821578).jpg/1280px-Photography_by_Victor_Albert_Grigas_(1919-2017)_00139_(23702821578).jpg)
Современные деревянные крыши в основном каркасные с парами обычных стропил или сборных деревянных ферм, скрепленных вместе соединительными пластинами ферм . Деревянные каркасные и исторические здания могут быть каркасными с основными стропилами или деревянными фермами крыши . Крыши также обозначаются как теплые или холодные крыши в зависимости от того, как они спроектированы и построены с учетом теплоизоляции здания и вентиляции . Крутизна или уклон крыши скатной крыши определяется в первую очередь материалом кровельного покрытия и эстетическим дизайном. Плоские крыши на самом деле имеют уклон примерно до десяти градусов для слива воды. Плоские крыши на домах в основном встречаются в засушливых регионах. [2]
В районах с сильным ветром, например, там, где циклон или ураган могут обрушиться на сушу, основным инженерным соображением является удержание крыши в нижнем положении во время сильных штормов. Каждый компонент крыши, как и, конечно, остальная часть конструкции, должен выдерживать подъемные силы сильного ветра. Это достигается с помощью металлических стяжек, прикрепленных к каждому стропилу или ферме. Обычно это не является проблемой в районах, не подверженных сильному ветру или экстремальным погодным условиям.
В Великобритании бетонная черепичная крыша обычно имеет стропила с центром 600 мм (24 дюйма), кровельные планки с центром 300 мм (12 дюймов) и потолочные балки с центром 400 мм (16 дюймов). В Соединенных Штатах все еще используются имперские единицы измерения, а элементы каркаса обычно располагаются на расстоянии шестнадцати или двадцати четырех дюймов друг от друга.
Каркас крыши может прерываться для отверстий, таких как дымоход или световой люк . Дымоходы обычно строятся с водоотводом, известным как сверчок или седло над дымоходом. Гидроизоляция используется для герметизации зазора между дымоходом и кровельным материалом.
Простая стропильная крыша состоит из стропил , которые стропильной ногой опираются на горизонтальные стеновые пластины наверху каждой стены. [3] Верхние концы стропил часто встречаются на коньковой балке , но могут напрямую примыкать к другому стропилу, образуя пару стропил, называемую парой . В зависимости от материала кровельного покрытия, к стропилам крепятся либо горизонтальные планки , рейки или прогоны ; либо доски, фанера или ориентированно-стружечная плита образуют настил крыши (также называемый листовым материалом или обшивкой) для поддержки кровельного покрытия. Более тяжелые нижние прогоны или пластины прогонов используются для поддержки более длинных пролетов стропил. Стяжные балки , которые также могут служить потолочными балками, обычно соединяются между нижними концами противоположных стропил, чтобы предотвратить их расхождение и раздвижение стен. Стяжные балки или стяжки могут быть закреплены выше между противоположными стропилами для дополнительной прочности. Стропила, стропила и пластины служат для передачи веса крыши на стены здания.
Готовые фермы крыши выпускаются в самых разных стилях. Они проектируются производителем для каждого конкретного здания.
Деревянные фермы также строятся в различных стилях с использованием деревянных или металлических соединений. Тяжелые деревянные стропила, обычно расположенные на расстоянии 240 см (8 футов) - 370 см (12 футов) друг от друга, называются основными стропилами . Основные стропила могут быть смешаны с обычными стропилами или нести общие прогоны . [ требуется ссылка ]
Каркас крыши должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать структурную нагрузку , включая то, что называется мертвой нагрузкой , собственный вес и вес кровельного покрытия, а также дополнительную нагрузку, называемую нагрузкой окружающей среды, такой как снег и ветер. Плоские крыши также могут быть спроектированы для временных нагрузок, если по ним могут ходить люди. В Соединенных Штатах строительные нормы указывают нагрузки в фунтах на квадратный фут, которые различаются в зависимости от региона. Нагрузка и пролет (расстояние между опорами) определяют размер и интервал между стропилами и фермами. [4]
Кровельный материал, включая подложку и кровельное покрытие, в первую очередь предназначен для отвода воды. Покрытие также является важным элементом архитектуры, поэтому кровельные материалы бывают самых разных цветов и текстур. Основным кровельным покрытием [5] домов в Северной Америке является битумная черепица , но некоторые имеют другие типы кровельной черепицы или металлические крыши . Черепичные и соломенные крыши более распространены в Европе, чем в Северной Америке. Некоторые кровельные материалы помогают снизить расходы на кондиционирование воздуха в жарком климате, поскольку они разработаны для отражения света.
Битумная черепица является наиболее используемым кровельным материалом в Северной Америке, составляя до 75% всех крыш с крутым скатом. Этот тип материала также набирает популярность в Европе из-за более низких затрат на установку. Битумная черепица доминирует на североамериканском рынке жилых кровель, поскольку она, как правило, менее дорогая [6] по сравнению с другими материалами.
На юге США и в Мексике крыши из глиняной черепицы также очень популярны благодаря своей долговечности и способности выдерживать ураганные ветры с минимальными повреждениями или вообще без них.
В Европе очень популярны сланцевые и черепичные крыши. Многим сланцевым крышам в Европе более 100 лет, и они, как правило, требуют минимального обслуживания/ремонта.
Вентиляция подкровельного пространства необходима для регулирования температуры внутри подкровельного пространства. Без надлежащей вентиляции влажность может вызвать внутритканевую конденсацию в кровельной ткани; это может привести к серьезным структурным повреждениям, мокрой или сухой гнили и может разрушить изоляцию.
Конденсация в пространстве под крышей сегодня является гораздо большей проблемой из-за: гораздо меньше случайной вентиляции из-за более плотных ограждающих конструкций зданий с высокоэффективными окнами и дверьми и отсутствием ведущих дымоходов. Эта более плотная оболочка означает, что температура воздуха в зданиях повысилась, чем теплее воздух в здании, тем больше водяного пара может переносить воздух.
Поскольку в жилой части здания стало теплее, подкровельное пространство стало холоднее, а применение высокоэффективной изоляции и кровельных мембран привело к тому, что подкровельное пространство стало холодным.
Когда теплый влажный воздух снизу поднимается в холодное пространство крыши, начинается конденсация, поскольку температура воздуха падает до «точки росы» или когда теплый воздух вступает в контакт с любой из холодных поверхностей крыши.
Большинство строительных материалов проницаемы для водяного пара; кирпич, бетон, штукатурка, дерево и изоляция могут стать жертвами внутренней конденсации . Вот почему строительные нормы Великобритании требуют, чтобы крыши были вентилируемыми, либо с помощью вентиляционных отверстий в свесах, коньковых отверстий, либо с помощью сменных вентиляционных шиферных планок или плиток. [7]
Вентиляция кровельного настила ускоряет испарение воды от протечек или конденсации и отводит тепло, что помогает предотвратить образование ледяных заторов и продлевает срок службы битумной черепицы. Строительные нормы в США определяют показатели вентиляции как минимум 1 кв. фут (0,093 м 2 ) проема на 150 кв. футов (14 м 2 ) (1:150) с соотношением 1:300 в некоторых условиях. [8] Теплый воздух поднимается, поэтому изоляция потолка проектируется с более высоким значением r , и изоляция часто устанавливается между потолочными балками или стропилами. Правильно изолированная и вентилируемая крыша называется холодной крышей . Теплая крыша — это крыша, которая не вентилируется, [9] где изоляция размещается в соответствии с уклоном крыши. [10] Горячая крыша — это крыша, спроектированная без какой-либо вентиляции и имеющая достаточно воздухонепроницаемой изоляции, контактирующей с обшивкой, чтобы предотвратить конденсацию [11], например, когда изоляция из распыляемой пены наносится непосредственно на нижнюю или верхнюю сторону кровельного настила или на некоторые потолки-кафедры. [12]
Более поздняя конструкция представляет собой установку кровельного настила с фольгированной пеной вместе со вторым настилом, который отделен от фольгированной пены воздушным зазором, чтобы воздух мог течь вертикально к вентиляционному отверстию на вершине крыши — это двухэтажная конструкция с воздушным зазором. Такая конструкция повышает эффективность. [13]
На Ближнем Востоке , со времен Римской империи, на протяжении всего Средневековья и до начала XX века, крыши домов строились следующим образом: сначала они располагали деревянные стропила над стенами, на расстоянии около 60 см между каждым стропилом; поверх этих стропил они укладывали горизонтально тонкие полосы дерева, или доски ( прогоны ), в непосредственной близости друг от друга, причем каждая доска имела толщину в 3 пальца (6,75 см) или немного меньше. [14] Затем поверх этих досок они прочно закрепляли на месте циновочный материал , изготовленный из натуральных растительных волокон, сплетенных вместе, таких как тростник , листья камыша или папируса , пальмовые листья и кора деревьев . [15] Поверх этого матового материала они сначала положили толстый слой глины, затем слой почвы толщиной 20 сантиметров (7,9 дюйма), после чего обмазали верх глиняным заполнителем, состоящим из цементной смеси глины , щебня , измельченных черепков и соломы . [15] [14] [16] Этот тип кровельного материала хорошо выдерживает сырость и ливневые дожди. [14]
В Сане , Йемен , в начале 20-го века, скрученные циновки из пальмовых листьев были уложены на деревянные балки, используемые для поддержки потолков. [17] Эти циновки удерживались на месте деревянными палками, уложенными под прямым углом к балкам. [17] Над этими пересекающимися палками были разложены кусты, которые снова были покрыты циновками. Деревянные балки и циновки были покрыты очень твердым известковым или известковым покрытием. [17] Толщина потолка-стены редко превышала 30 сантиметров (12 дюймов), исключая балки. [17]
В древней Галлии , Испании , Португалии и Аквитании дома строились с остроконечными крышами, обмазанными комьями сухой грязи и покрытыми тростником и листьями, в то время как другие крыши делались из дубовой черепицы или соломы. [18] Колхи в Понте делали свои крыши, «отрезая концы поперечных балок и [ заставляя] их постепенно сходиться, когда они кладут их поперек, они поднимают их наверх с четырех сторон в форме пирамиды. Они [затем] покрывают ее листьями и грязью». [18] В Марселе , во времена классической античности, на крышах домов не использовалась черепица, а вместо нее использовалась только земля, смешанная с соломой. [18] Древние фригийцы строили пирамидальную крышу из скрепленных вместе бревен и покрывали их сверху тростником и хворостом, на которые насыпали очень высокие курганы земли. [18]
Медиа, связанные с Крыши (структурные системы) на Wikimedia Commons
