Плоская крыша – это почти ровная крыша, в отличие от многих типов скатных крыш . Уклон крыши правильно известен как ее наклон , а плоские крыши имеют уклон примерно до 10 °. [1] Плоские крыши — это древняя форма, которая в основном используется в засушливом климате и позволяет использовать пространство на крыше в качестве жилого помещения или жилой крыши . Плоские крыши или крыши с «малым уклоном» также часто встречаются в коммерческих зданиях по всему миру. Национальная ассоциация кровельных подрядчиков США определяет крышу с низким уклоном как имеющую уклон 3 к 12 (1:4) или меньше. [2]
Плоские крыши существуют во всем мире, и в каждой области есть свои традиции или предпочтения в отношении используемых материалов. В более теплом климате, где меньше осадков и маловероятно замерзание, многие плоские крыши просто строятся из каменной кладки или бетона, и это хорошо защищает от солнечного тепла, а также дешево и легко построить там, где древесина недоступна. . В местах, где крыша может пропитаться дождем и протекать или где вода, проникшая в кирпичную кладку, может замерзнуть до образования льда и, таким образом, привести к «взрыву» (разрушению строительного раствора/кирпичной кладки/бетона из-за расширения льда по мере его образования) эти крыши не подходят. Плоские крыши характерны для египетского, персидского и арабского стилей архитектуры. [3]
Во всем мире многие современные коммерческие здания имеют плоские крыши. Крыши обычно покрываются кровельным листом с более глубоким профилем (обычно глубиной 40 мм или больше). Это придает листу крыши очень высокую водопроницаемость и позволяет в некоторых случаях иметь длину листов крыши более 100 метров. Уклон крыши этого типа обычно составляет от 1 до 3 градусов в зависимости от длины листа.
Любой лист материала, используемый для покрытия плоской или пологой крыши, обычно называется мембраной, и основной целью этих мембран является гидроизоляция крыши. Материалы, которыми покрывают плоские крыши, обычно позволяют воде стекать под небольшим наклоном или изгибом в водосточную систему. Вода с некоторых плоских крыш, например садовых сараев, иногда свободно стекает с края крыши, хотя водосточные системы позволяют сохранять стены и фундамент сухими. Водосточные желоба на небольших крышах часто отводят воду прямо на землю или, лучше, в специально сделанный водосборник. Желоба на больших крышах обычно отводят воду в систему дренажа дождевой воды любой застроенной территории. Однако иногда плоские крыши предназначены для сбора воды в бассейне, обычно в эстетических целях или для буферизации дождевой воды.
Традиционно на большинстве плоских крыш в западном мире используется фетровая бумага, накладываемая на настил крыши, чтобы сохранить водонепроницаемость здания. Фетровая бумага, в свою очередь, покрывается слоем битума (асфальта или смолы ), а затем гравия , чтобы защитить ее от солнечного тепла, ультрафиолетового света и непогоды, а также помогает защитить ее от растрескивания, вздутия и разрушения. Настил крыши обычно изготавливается из фанеры, ДСП или ориентированно-стружечной плиты (OSB, также известной как Sterling Board) толщиной около 18 мм, стали или бетона. Нанесение битума наносится в два или более слоев (обычно в три или четыре) в виде горячей жидкости, нагретой в котле. Поверх войлока наносится слой залитого битума, а в горячий битум заделывается гравий.
Основная причина выхода из строя этих традиционных крыш – незнание или отсутствие ухода. Гравийное покрытие защищает смолу под ней от разрушения под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца. Гравий может сдвинуться из-за ветра, сильного дождя или людей, идущих по крыше. Это подвергает смолу воздействию погодных условий и солнца. УФ-лучи приводят к разрушению материала, например, к растрескиванию и вздутию, и, в конечном итоге, к попаданию воды. [4]
Толи обычно представляют собой «бумагу» или волокнистый материал, пропитанный битумом. Поскольку гравий не может защитить поверхности брезента там, где он поднимается вертикально от крыши, например, на парапетных стенах или опорах, войлок обычно покрывают битумом и защищают отливами из листового металла, называемыми гравийными упорами. Гравийный упор завершает кровлю, предотвращая стекание воды под крышу и смыв гравийного покрытия во время сильных дождей.
В некоторых микроклиматах или затененных местах войлочные крыши могут прослужить хорошо с учетом стоимости закупки материалов и затрат на их укладку. Стоимость мембран, таких как каучук EPDM, за последние годы снизилась [ когда? ] .
Если протечка все же произошла на плоской крыше, повреждение часто остается незамеченным в течение значительного времени, поскольку вода проникает и пропитывает настил и любую изоляцию и/или конструкцию под ней. Это может привести к дорогостоящему ущербу от гнили, которая часто развивается и, если ее оставить, может ослабить конструкцию крыши. Существуют риски для здоровья людей и животных, вдыхающих споры плесени: серьезность этого риска для здоровья остается дискуссионным вопросом. Пока изоляция влажная, значение «R» существенно разрушается. Если вы имеете дело с органической изоляцией, наиболее распространенным решением является удаление и замена поврежденного участка. Если проблема обнаружена достаточно рано, изоляцию можно спасти, устранив утечку, но если она переросла в образование провалов, может быть уже слишком поздно.
Одна из проблем при обслуживании плоских крыш заключается в том, что если вода проникает в барьерное покрытие, она может пройти долгий путь, прежде чем причинит видимый ущерб или попадет в здание, где ее можно будет увидеть. Таким образом, найти источник утечки и устранить ее непросто. Когда настил крыши намокает, он часто провисает, создавая больше места для скопления воды и еще больше усугубляя проблему.
Другой распространенной причиной выхода из строя плоских крыш является отсутствие ухода за канализацией, когда гравий, листья и мусор блокируют выпускные отверстия для воды (будь то краны, водостоки, водосточные трубы или желоба). Это вызывает напор воды (чем глубже вода, тем больше давление), который может вытеснить больше воды в самое маленькое отверстие или трещину. В более холодном климате лужи могут замерзнуть, разрушая поверхность крыши по мере расширения льда. Поэтому важно поддерживать плоскую крышу в порядке, чтобы избежать чрезмерного ремонта.
Важным фактором при определении качества просмоленной плоской кровли является знание того, что общий термин « деготь » применяется к довольно разным продуктам: дегтю или смоле (полученной из древесной смолы), каменноугольной смоле, асфальту и битуму. Некоторые из этих продуктов, по-видимому, взаимозаменяемы в процессе использования и иногда используются ненадлежащим образом, поскольку каждый из них имеет разные характеристики, например, может ли продукт впитываться в древесину, его противогрибковые свойства и его реакция на воздействие солнца, погодных условий. и различные температуры.
В современных плоских крышах можно использовать отдельные большие листы заводского изготовления, такие как синтетический каучук EPDM, поливинилхлорид (ПВХ), термопластичный полиолефин (ТПО) и т. д. Хотя обычно цельные мембраны превосходного качества, называемые однослойными, они используются сегодня на многих крупных коммерческие здания. Мембраны из модифицированного битума, широко доступные шириной в один метр, склеиваются вместе горячим или холодным способом сварки в процессе укладки, при этом трудовые навыки и подготовка играют большую роль в определении качества достигаемой защиты кровли. Причины отказа от использования цельных мембран включают практичность и стоимость: на всех крышах, кроме самых маленьких, может быть сложно поднять огромную и тяжелую мембрану (требуется кран или подъемник), а если вообще дует ветер, это может быть затруднено. трудно контролировать и плавно и правильно прикрепить мембрану к крыше.
Детализация этих систем также играет роль в успехе или неудаче: в некоторых системах готовые детали (такие как внутренние и внешние углы, отливы для сквозных труб, кабельные или потолочные отливы и т. д.) доступны у производителя мембраны и могут быть хорошо приклеены к основному листу, тогда как с такими материалами, как толь, это обычно не так: монтажнику приходится конструировать эти формы на месте. Успех во многом зависит от уровня их навыков, энтузиазма и подготовки – результаты могут сильно различаться.
Для плоских крыш применяют также металлы: свинец (сварной или фальцево-шовный), жесть (фальцеванную, паяную или фальцево-шовную) или медь. Часто это дорогостоящие варианты, и их могут украсть и продать на металлолом.
Плоские крыши, как правило, чувствительны к движению людей. Все, что приводит к трещине или проколу гидроизоляционной мембраны, может легко привести к протечкам. Например, плоские крыши могут выйти из строя; когда последующие работы выполняются на крыше, когда прокладываются новые трубы/кабели для сквозного обслуживания крыши или когда устанавливаются такие устройства, как кондиционеры. Прежде чем оставить крышу, следует вызвать хорошего кровельщика, чтобы убедиться, что крыша остается водонепроницаемой. В зонах с интенсивным движением транспорта следует установить соответствующие предупреждающие знаки и установить дорожки из резиновых ковриков, деревянных или пластиковых настилов и т. д. для защиты мембраны крыши. На некоторые мембраны можно укладывать даже каменное или бетонное покрытие. При разовых работах разумную защиту обычно обеспечивает старый ковер или гладкие деревянные доски, по которым рабочие могут ходить или стоять.
Модернистская архитектура часто рассматривала плоскую крышу как жилую зону. Теоретические работы Ле Корбюзье , особенно «Версия архитектуры», а также влиятельные «Вилла Савойя» и «Объединенный дом», часто включают террасы на крыше . Тем не менее, крыша виллы Савойя начала протекать почти сразу после того, как сюда переехала семья Савой. Ле Корбюзье едва избежал судебного иска со стороны семьи, потому что им пришлось бежать из страны, поскольку Франция уступила немецкой армии во Второй мировой войне.
Защищенная мембранная кровля (ПМР) — это крыша, в которой над гидроизоляционной мембраной расположена теплоизоляция или другой материал. Современные зеленые крыши представляют собой разновидность защищенной мембранной кровли. Такая разработка стала возможной благодаря созданию гидроизоляционных мембранных материалов, устойчивых к нагрузке, и созданию теплоизоляции, которую трудно повредить водой. Зачастую в строительстве ПМР используются жесткие панели из экструдированного полистирола . Главным преимуществом конструкции PMR является то, что покрытие защищает гидроизоляционную мембрану от термического удара, ультрафиолета и механических повреждений. [5] Одним из потенциальных недостатков конструкции защищенной мембранной крыши является необходимость в прочности конструкции, чтобы выдерживать вес балласта, который предотвращает перемещение ветром панелей из жесткого пенопласта или веса растений и питательной среды для зеленой крыши. Однако, когда плоские крыши сооружаются в умеренном климате, необходимость выдерживать снеговую нагрузку в любом случае делает дополнительную прочность конструкции обычным фактором.
Защищенные мембранные крыши в кровельной промышленности иногда называют крышами «IRMA», что означает «сборка мембраны перевернутой крыши». «IRMA» как кровельный термин является обобщенным товарным знаком . Первоначально «IRMA» была зарегистрированной торговой маркой компании Dow Chemical Company и обозначала «Узел изолированной кровельной мембраны» и относилась к PMR, собранным с использованием изоляции из экструдированного полистирола марки Dow. [6]
Крыши из травы или дерна существуют со времен викингов, если не намного раньше, и служат декоративным и долговечным кровельным покрытием. Зеленые крыши создавались путем нанесения верхнего слоя почвы или других питательных веществ на плоские крыши и засева их (или предоставления им возможности самосева по мере того, как природа идет своим чередом). Уход в форме простого визуального осмотра и удаления более крупных укореняющихся растений позволяет этим крышам быть успешными, поскольку они обеспечивают отличное покрытие и барьер для ультрафиолетового излучения для гидроизоляционной мембраны крыши. В некоторых системах производитель требует, чтобы поверх гидроизоляционной мембраны была уложена барьерная мембрана для корней. При правильном планировании и установке масса почвы или питательной среды может стать хорошим тепловым буфером для здания, сохраняя солнечное тепло и отдавая его в здание ночью, тем самым поддерживая более равномерную температуру внутри. Внезапные похолодания также защищаются от здания.
Одна из прогнозируемых проблем с большими зелеными крышами заключается в том, что огонь может быстро распространиться по участкам с сухой травой и растениями, когда они высыхают, например, летом в жаркую погоду: в разных странах предусмотрены противопожарные барьеры, состоящие, например, из широких полоски (частично декоративного) гравия.
Седум становится фаворитом, поскольку его легко транспортировать и он не требует особого ухода, поскольку это суккулентное растение, которое остается близко к земле на протяжении всего своего роста, имеет мягкие корни, которые не повреждают гидроизоляционную мембрану и меняет цвет в зависимости от сезона на зелень. коричневые и пурпурные цвета, чтобы придать приятный глазу эффект.
Сток воды и ливневые паводки стали проблемой, особенно в районах, где имеется большое количество дорожного покрытия, например, в городских районах: когда выпадает дождь (вместо того, чтобы стекать в землю на большой площади, как раньше), трубы дождевой системы Сток воды с огромных площадей тротуарной плитки, дорожных покрытий и крыш – по мере того, как площади становятся все более застроенными, эти системы справляются все хуже и хуже, пока даже тропический душ не может вызвать обратный сток воды из труб, который не может удалить большую часть воды. объем воды и происходит наводнение. За счет буферизации осадков, например, путем установки зеленых крыш, наводнений можно уменьшить или избежать: дождь впитывается в почву/кровлю и постепенно стекает с крыши по мере того, как крыша намокает.
Современной (с 1960-х годов) разработкой в строительстве настилов, в том числе настилов с плоской крышей, особенно когда они используются в качестве жилых помещений или крыши коммерческого сооружения, является строительство композитного стального настила . [7]
Асфальт представляет собой алифатическое соединение и почти во всех случаях является побочным продуктом нефтяной промышленности. Некоторая часть асфальта по назначению производится из нефти, и это ограничивается высококачественным асфальтом, производимым для более долговечных асфальтовых крыш (BUR). Асфальт стареет в результате фотоокисления, ускоряемого под действием тепла. По мере старения температура плавления асфальта повышается, а пластификаторы теряются. По мере потери массы асфальт сжимается и образует поверхность, похожую на кожу аллигатора. Асфальт медленно разрушается в воде, и чем больше воздействия, тем быстрее разложение. Асфальт также легко растворяется под воздействием масел и некоторых растворителей.
Существует четыре типа кровельного асфальта. Каждый тип создается путем нагревания и продувания кислородом. Чем дольше процесс, тем выше температура плавления асфальта. Таким образом, асфальт типа I имеет характеристики, наиболее близкие к каменноугольной смоле, и его можно использовать только на ровных мертвых поверхностях. Тип II считается плоским и может наноситься на поверхности с уклоном до 1 ⁄ дюйм 12 (1:48). Тип III считается «крутым» асфальтом, но ограничен уклонами до 2 из 12 (1:6), а тип IV — «особо крутой». Недостаток в том, что чем дольше он обрабатывается, тем короче срок его службы. Крыши с мертвым уровнем, где в качестве клея для заливки и гравия используется асфальт типа I, работают почти так же, как каменноугольная смола. Асфальтовые крыши также являются экологически безопасными, поскольку восстанавливают жизненный цикл путем ремонта и повторного покрытия совместимыми продуктами. При необходимости процесс можно повторить со значительной экономией средств и с минимальным воздействием на окружающую среду.
Асфальт BUR состоит из нескольких слоев армирующих слоев и асфальта, образующих резерв гидроизоляционных слоев. Отражательная способность построенных крыш зависит от используемого материала покрытия. Гравий является наиболее распространенным, и его называют асфальтовыми и гравийными крышами. Деградация асфальта вызывает растущую озабоченность. УФ-лучи окисляют поверхность асфальта и образуют мелоподобный остаток. Поскольку пластификаторы выщелачиваются из асфальта, крыши из асфальта становятся хрупкими. Неизбежно следует растрескивание и образование крокодилов, в результате чего вода проникает в систему, вызывая вздутия, трещины и протечки. По сравнению с другими системами установка асфальтовых крыш является энергоемкой (в горячих процессах в качестве источника тепла обычно используется сжиженный газ) и способствует загрязнению атмосферного воздуха (токсичные и парниковые газы теряются из асфальта во время установки).
Этилен-пропилен-диеновый мономерный каучук (ЭПДМ) представляет собой синтетический каучук, наиболее часто используемый в однослойных кровельных покрытиях, поскольку он легко доступен и прост в применении. Сшивание и детализация развивались с годами и являются быстрыми, простыми и надежными благодаря множеству мембран, включая наклеенную на заводе ленту, что приводит к более быстрой установке. Добавление этих лент позволило сократить трудозатраты на целых 75%.
Это недорогая мембрана, но при правильном применении в соответствующих местах ее гарантированный срок службы достигает 30 лет, а ожидаемый срок службы - 50 лет.
Существует три метода установки: с балластом, с механическим креплением и с полным приклеиванием. Балластные крыши удерживаются на месте большими круглыми камнями или плитами. Механически прикрепленные кровельные мембраны удерживаются на месте гвоздями и подходят в некоторых случаях, когда скорость ветра обычно не высока. Недостатком является то, что гвозди проникают сквозь водонепроницаемую мембрану; при правильном креплении мембрана «самоуплотняется» и не протекает. Полностью соблюденные методы установки обеспечивают наибольшую долговечность из трех методов.
Самый современный EPDM сочетается с подложкой из полиэфирного флиса и изготавливается с использованием запатентованной технологии термоплавкого клея , которая обеспечивает постоянную прочность соединения между подложкой из флиса и мембраной. Это приводит к значительному устранению усадки изделия, в то же время позволяя ему растягиваться до 300% и перемещаться вместе со зданием в зависимости от сезона. Флис значительно повышает устойчивость к проколам и разрывам; EPDM толщиной 1,1 мм (45 мил) с флисовой подложкой на 180% прочнее, чем EPDM без покрытия толщиной 1,5 мм (60 мил). EPDM на флисовой основе имеет прочность на разрыв 39,9 кН/м (228 фунт-сила/дюйм) по сравнению с 13,1 кН/м (75 фунт-сила/дюйм) без армирования флисом, что более чем в 3 раза превышает прочность неармированных мембран.
Этот термореактивный полимер известен своей стойкостью к атмосферным воздействиям и может противостоять колебаниям температуры и ультрафиолетовым лучам. Они также могут быть отличными энергосберегающими устройствами.
Бутиноловая кровля — это разновидность кровельного материала, изготовленного из синтетического каучука, в частности бутилкаучука . Он широко используется в Новой Зеландии и других частях мира для плоских и пологих крыш благодаря своей исключительной прочности, гибкости и гидроизоляционным свойствам.
Основные характеристики бутиноловой кровли
Размеры и вес рулонов бутинола
Кровельные мембраны из бутинола доступны в различных размерах и весе для удовлетворения различных потребностей:
Рулон 17,86 м x 1,0 мм (30 кг) Черный Рулон 17,86 м x 1,5 мм (45 кг) Черный и серый [8]
Использование бутинола в кровле
Бутинол широко используется в кровельных работах, в Новой Зеландии его предпочитают для плоских крыш из-за его долговечности и гибкости. [9] , особенно для плоских и пологих крыш, благодаря своим превосходным свойствам, отвечающим строгим требованиям современного строительства.
Хлорсульфированный полиэтилен (ХСПЭ) и хлорированный полиэтилен (ХПЭ) представляют собой невулканизированные кровельные материалы из синтетического каучука, которые использовались в качестве кровельных материалов с 1964 года до их почти полного удаления/исчезновения с рынка в 2011 году. Он более широко известен и называется хайпалоном. Изделие обычно армировано, и в зависимости от производителя швы могут быть сварены термосваркой (если обе мембраны были совершенно новыми) или проклеены клеем на основе растворителя.
Однако со временем материалы отверждаются и приобретают свойства, аналогичные большинству термореактивных материалов, таких как неопрен или EPDM. После экологических проблем в конце 1990-х годов компании начали чувствовать давление в отношении некоторых распространенных клеев и связующих химикатов, а в некоторых юрисдикциях были приняты правила, ограничивающие использование мембран CSPE. это заставило многих производителей изо всех сил пытаться найти новые способы производства кровельных материалов, что привело к увеличению затрат, а также к беспокойству по поводу долговечности.
В июне 2009 года компания DuPont, производитель гипалона, прекратила выпуск этого продукта, а через пару лет за ней последовали почти все крупные производители. В результате CSPE и CPE больше не доступны в США в качестве полной кровельной мембраны, а материалы для ремонта чрезвычайно редки или дороги по сравнению с другими мембранами. [10]
Модифицированные битумные мембраны представляют собой гибридные кровельные системы, которые сочетают в себе высокотехнологичную рецептуру и преимущества заводского изготовления однослойных материалов с традиционными методами монтажа кровли, используемыми в сборных кровельных покрытиях. Мембраны состоят из слоев асфальта заводского изготовления, модифицированных с использованием пластиковых или резиновых ингредиентов и объединенных с армированием. [11]
Готовые листовые изделия из модифицированного битума обычно укладывают путем нагревания нижней стороны рулона горелкой, что представляет значительную опасность возгорания. По этой причине этот метод был объявлен вне закона в некоторых муниципалитетах, когда здания загорались, а некоторые сгорали дотла. Эта проблема была решена благодаря строгим спецификациям, требующим обучения и сертификации по установке, а также контроля на месте. Другая проблема возникла, когда отсутствие стандартов позволило производителю производить продукцию с недостаточным содержанием APP, необходимого для улучшения характеристик старения системы.
Битум – это термин, применяемый как к каменноугольному пеку, так и к асфальтовым продуктам . Модифицированные битумы были разработаны в Европе в 1970-х годах, когда европейцы обеспокоились более низкими стандартами качества кровельного асфальта. Модификаторы были добавлены для замены пластификаторов, удаленных современными методами в процессе дистилляции. Двумя наиболее распространенными модификаторами являются атактический полипропилен (APP) из Италии и стирол-бутадиен-стирол (SBS) из Франции. Соединенные Штаты начали разработку модифицированных битумных смесей в конце 1970-х - начале 1980-х годов.
АРР добавляли в асфальт для улучшения характеристик старения и наносили на полиэстер, стекловолокно или мембраны из полиэстера и стекловолокна для формирования листового изделия, нарезанного на отрезки приемлемой длины для транспортировки.
SBS используется в качестве модификатора для улучшения некачественного асфальта и обеспечивает степень гибкости, аналогичную резине. Он также применяется ко множеству носителей и производится в рулонах в виде листов, с которыми легко обращаться.
Стирол-этилен-бутадиен-стирол (SEBS) представляет собой состав, повышающий гибкость листа и его долговечность.
Стирол-изопрен-стирол (SIS) — еще один модификатор, используемый в коммерческих целях. СИС-модифицированный битум используется редко, в основном используется в виде самоклеящихся листов и занимает очень небольшую долю рынка.
Выбор для новых крыш и ремонта крыш. Этот тип кровельной мембраны обычно называют жидкой кровлей и предполагает нанесение холодного жидкого кровельного покрытия . Никакого открытого огня или других источников тепла (как это требуется при использовании горелки на войлоке) не требуется, а системы, армированные стекловолокном, обеспечивают бесшовную гидроизоляцию вокруг выступов и деталей крыши. Системы основаны на гибких системах термореактивных смол, таких как полиэстер и полиуретан, а также полиметилметакрилат (ПММА). Важно, чтобы мембрана не наносилась слишком тонко, как краска, иначе это приведет к поломке.
В Соединенном Королевстве жидкие покрытия являются наиболее быстрорастущим сектором рынка ремонта плоских крыш. В период с 2005 по 2009 год ведущие производители Великобритании сообщили об увеличении площади кровли, покрытой поставляемыми системами покрытия, на 70%. [12] Жидкая резина холодного нанесения имеет те же преимущества, что и системы термореактивных смол, с дополнительным преимуществом, заключающимся в быстроте нанесения и высокой эластичности. Хотя он сравнительно новый для рынка Великобритании, он успешно используется на рынке США уже 20 лет. Однако EPDM не является легкой основой для приклеивания, как любой полиолефин, поэтому нанесение жидких мембран на EPDM непросто.
При нанесении жидкой мембраны можно встроить мат из стекловолокна, чтобы полученная отвержденная мембрана значительно упрочнилась. [13]
Мембранная кровля из поливинилхлорида (ПВХ) также известна как виниловая кровля. Винил получают из двух простых ингредиентов: ископаемого топлива и соли. Нефть или природный газ перерабатываются для получения этилена, а соль подвергается электролизу для выделения природного элемента хлора. Этилен и хлор объединяются для получения этилендихлорида (ЭДХ), который далее перерабатывается в газ, называемый мономером винилхлорида (ВХМ).
На следующем этапе, известном как полимеризация, молекулы ВХМ образуют цепочки, превращая газ в мелкий белый порошок – виниловую смолу – который становится основой для окончательного процесса – компаундирования. При составлении рецептуры виниловую смолу можно смешивать с такими добавками, как стабилизаторы для долговечности, пластификаторы для придания гибкости и пигменты для придания цвета. [14]
Кровля из ПВХ представляет собой термопластическую систему, что означает, что она сваривается по швам, образуя постоянное водонепроницаемое соединение, которое обычно прочнее, чем сама мембрана.
Смола ПВХ модифицируется пластификаторами и УФ-стабилизаторами и армируется неткаными матами из стекловолокна или холстами из полиэфирной ткани для использования в качестве гибкой кровельной мембраны. Однако ПВХ подвержен миграции пластификаторов (процесс, при котором пластификаторы мигрируют из листа, в результате чего он становится хрупким). Таким образом, более толстая мембрана имеет больший резервуар пластификатора, что позволяет сохранять гибкость на протяжении всего срока службы. ПВХ часто смешивают с другими полимерами, чтобы повысить эксплуатационные характеристики оригинального состава ПВХ, например, KEE – этиленовый эфир Keytone. Такие смеси называются либо CPA – сополимерный сплав, либо TPA – триполимерный сплав. [15]
Виниловые крыши представляют собой энергоэффективный вариант кровли благодаря своей светлой окраске. В то время как поверхность черной крыши может испытывать повышение температуры на целых 50 °C (90 °F) под палящим солнцем, белая отражающая крыша обычно увеличивается только на 5–14 °C (9–25 °F). ). Исследования даже показали, что черный ПВХ, который часто на 60 ⁰F горячее, чем его белый аналог, все равно будет на 40 ⁰F холоднее, чем крыши из черного асфальта или EPDM. [16] [17]
Виниловые мембраны также можно использовать в качестве гидроизоляции кровли. Это распространенный метод, используемый в сочетании с зелеными или озелененными крышами.
Однослойная кровля из термопластичного полиолефина (ТПО) является самым популярным типом коммерческого покрытия малоскатной кровли по состоянию на 2016 год. [18] Кровельная мембрана из ТПО состоит из трех слоев: полимерной основы из ТПО, среднего слоя из армирующей сетки из полиэстера, и верхний слой из полимера ТПО, который плавится на заводе. Кровельные мембраны из ТПО обычно бывают трех стандартных толщин: 45 мил , 60 мил и 80 мил. Стандартные цвета мембран ТПО — белый, серый и коричневый. Большинство производителей также доступны в нестандартных цветах. Самый популярный цвет кровли из ТПО — белый из-за отражающих свойств белого ТПО , « прохладной крыши ». Использование белого кровельного материала помогает уменьшить «эффект острова тепла» и приток солнечного тепла в здание.
Хотя ТПО обладает положительными характеристиками других термопластов, в него не добавляются пластификаторы, как в другие термопласты. Эта неправильная категоризация имела смысл, когда продукт был представлен в начале 1990-х годов и не был проверен в отрасли. ТПО был отнесен к термопластичным мембранам, которые были похожи по внешнему виду и характеристикам, но были далеки от их реальных химических и физических характеристик ТПО-мембраны. Не имея пластификаторов и будучи по химическому составу ближе к резине, но обладая лучшей прочностью на шов, прокол и разрыв, ТПО рекламировался как белая свариваемая резина будущего. С 2007 по 2012 год объемы продаж кровельной продукции из ТПО всеми шестью крупными производителями США показали, что продажи материалов и аксессуаров в четыре раза превышают продажи всех других плоских кровельных материалов. [19]
Кровельные системы ТПО имеют прочные швы, сваренные термосваркой, что обеспечивает превосходную прочность шва и снижает риск протечек по сравнению с другими кровельными системами с клеевыми или ленточными швами.
Кровельная система ТПО может быть полностью приклеена, механически закреплена или снабжена балластом, хотя кровельные системы ТПО редко балластируются, поскольку балласт покрывает поверхность крыши и сводит на нет отражающие свойства белого ТПО. Сообщается, что прочность швов ТПО в три-четыре раза выше, чем у кровельных систем из EPDM. Это популярный выбор для «зеленого» строительства, поскольку в него не добавляются пластификаторы , а ТПО имеет очень низкую деградацию под воздействием УФ-излучения. [20]
ФПО против ТПО
Гибкий термополиолефин — это точное физическое и химическое название продукта, широко известного в промышленности как ТПО (термопластичный олефин).
Кровельные системы из термореактивных материалов, которые скреплены друг с другом с помощью химикатов или клеев, в отличие от систем, сваренных термосваркой, таких как термопласты. Большинство термореактивных крыш обычно изготавливаются из каучука EPDM (мономер этилен-пропилен-диена), хотя существуют CPE, неопрен и другие термореактивные кровельные системы. [21] Кровля из термореактивного материала легко формируется вокруг таких фигур, как углы, и чрезвычайно устойчива к озону, ультрафиолетовому излучению, погодным условиям, высоким температурам и истиранию, что делает ее отличным кровельным материалом. Мембраны EPDM сшиваются с помощью чувствительных к давлению лент для соединения двух листов вместе, хотя другие термореактивные системы часто могут быть соединены химически, например, мембраны CPE и CSPE. [22]
Альтернативно, кровельные системы из термопластика — это системы, которые соединяются посредством термосварки, что обычно создает более прочное и долговечное соединение. В состав термопластичных кровельных систем Population входят ТПО и ПВХ, которые вместе составляют более 90% термопластичных кровельных мембран. Хотя им сложнее придать уникальные формы, вместо этого они обеспечивают большую прочность сцепления и долговечность по сравнению с термореактивной кровлей, хотя часто требуют специальной подготовки и инструментов. [23]
Каменноугольная смола представляет собой ароматический углеводород и побочный продукт процесса коксования в угольной промышленности. Исторически сложилось так, что уголь в изобилии используется в производстве стали. Он очень медленно стареет из-за испарения и является отличным гидроизоляционным и маслостойким продуктом. Крыши покрывают нагреванием каменноугольной смолы и нанесением ее между слоями толя . Обычно он ограничивается применением на ровных или плоских крышах с уклоном 1 ⁄ 4:12 (1:48) или меньше. Это единственный кровельный материал, разрешенный Международным строительным кодексом для применения на уклонах ниже 1 ⁄ 4 дюйма; Кодекс допускает его использование на крышах с уклоном всего 1 ⁄ 8:12 (1:96). [24] Он имеет тенденцию размягчаться при высоких температурах и «исцеляться». Обычно его поверхность покрывают гравием для защиты крыши от ультрафиолетовых лучей, града и пешеходного движения, а также для противопожарной защиты. Угольная смола обеспечивает чрезвычайно длительный жизненный цикл, который является устойчивым и возобновляемым. Для изготовления и строительства крыши из него требуется энергия, но его доказанная долговечность при периодическом обслуживании обеспечивает службу в течение многих лет, при этом возраст от 50 до 70 лет не является редкостью, а некоторые из них работают уже более столетия. В настоящее время существуют продукты каменноугольного пека холодного процесса (без использования котла), которые почти устраняют все пары, связанные с его типичным вариантом горячего процесса.
Каменноугольный пек часто путают с асфальтом , а асфальт с каменноугольным пеком. Хотя они оба черные и оба плавятся в котле при использовании в кровельных работах, на этом сходство заканчивается.
Крыша из стеклопластика (GRP) представляет собой однослойный ламинат из стеклопластика, наносимый на месте на настил из кондиционированной фанеры хорошего качества или плиты с ориентированной стружкой (OSB). Крыша отделана предварительно сформированными кромками из стеклопластика и слоем предварительно пигментированного верхнего покрытия.
Прочность и легкий вес стеклопластика делают его идеальным конструкционным материалом для самых разнообразных применений, таких как крылья и крыши грузовиков, лодки, пруды и панели кузова автомобиля. Стеклопластик также используется в агрессивных промышленных условиях для таких применений, как резервуары и подземные трубы; это связано с его способностью выдерживать высокие температуры и устойчивостью к химическим веществам.
В отличие от других кровельных материалов, стеклопластик на самом деле не является кровельным материалом и обладает свойствами, которые делают его более подходящим для строительства малых судов. Он часто используется в небольших бытовых установках, но обычно преждевременно выходит из строя при использовании в крупных проектах. Помимо того, что это недорогой материал, он прочен, негибок и никогда не подвергается коррозии.
Металл – один из немногих материалов, который можно использовать как для скатных, так и для плоских крыш. Плоские или пологие крыши могут быть покрыты сталью, алюминием, цинком или медью, как и скатные крыши. Однако металлическая черепица непрактична для плоской кровли, поэтому кровельщики рекомендуют металлические панели со стоячим фальцем и привинчивающиеся металлические панели. Хотя металл может оказаться дорогим вариантом в краткосрочной перспективе, превосходная долговечность и простота обслуживания металлических крыш обычно экономят деньги в долгосрочной перспективе. Исследование, проведенное Ducker International в 2005 году, показало, что средняя годовая стоимость металлической крыши составляет 3,2 доллара США за квадратный метр (0,30 доллара США/кв. фут), в то время как однослойные крыши стоят 6,1 доллара США/м 2 (0,57 доллара США/кв. фут), а построенные - кровельные работы по цене 4,0 доллара США за м 2 (0,37 доллара США за квадратный фут). [25]
Металлические крыши также являются одним из наиболее экологически чистых вариантов кровли: большая часть металлического кровельного материала уже содержит 30-60% переработанных материалов, а сам продукт на 100% пригоден для вторичной переработки. Стоимость металлолома, подлежащего вторичной переработке, также может принести пользу домовладельцу; после замены крыши металлолом старой крыши можно продать, чтобы окупить потенциально большую долю первоначальных затрат на материалы.
Плоская крыша является наиболее экономичной формой крыши, поскольку можно полностью использовать все пространство помещения (под и над крышей). Имея меньшую площадь поверхности, плоские крыши требуют меньше материала и обычно прочнее скатных крыш. [26] Эта крыша также обеспечивает достаточно места для солнечных батарей или использования на открытом воздухе, например, в садах на крыше . Применение прочной гидроизоляционной мембраны образует идеальную основу для озеленения крыш .
Там, где двускатные крыши встречаются редко или пространство ограничено, плоские крыши можно использовать в качестве жилых помещений с закрытыми кухнями, ванными комнатами, жилыми и спальными зонами. В странах третьего мира такие крыши обычно используются как места для сушки белья, хранения вещей и даже как место для содержания скота. [27] Другие области применения включают голубятни , вертолетные площадки , спортивные площадки (например, теннисные корты) и рестораны на открытом воздухе. [28]
Хотя плоские крыши обычно предназначены для отвода воды, они все равно могут быть склонны к скоплению воды, например, из-за таяния снега. [29] Плоские крыши также более склонны к подъему от сильного ветра, чем вальмовые или мансардные крыши. [30] [31]
Плоская крыша прослужит дольше, если за ней правильно ухаживать . Некоторые оценщики используют 10 лет в качестве среднего жизненного цикла, хотя это зависит от типа установленной системы плоской крыши. Некоторые старые кровельщики из смолы и гравия признают, что, если крышей не пренебрегали слишком долго и во многих местах не возникало много проблем, BUR (крыша, построенная из смолы, бумаги и гравия) прослужит 20–30 лет. Несмотря на этих оценщиков, фактические средние значения при изучении приближаются к 12–27, в зависимости от типа крыши, при этом срок службы некоторых крыш достигает 120 лет. Существуют системы BUR, датируемые началом 1900-х годов. [ нужна цитата ]
Современные жидкие мембраны холодного нанесения имеют рейтинг долговечности Британского совета по сертификациям (BBA) в течение 30 лет. Одобрение BBA является эталоном при определении пригодности конкретной кровельной системы из стекловолокна. Если используется стандартная полиэфирная смола из стекловолокна, такая как та же смола, которая используется при ремонте лодок, то возникнут проблемы, связанные с тем, что крыша будет слишком негибкой и не сможет выдержать расширение и сжатие здания. Соответствующая своему назначению система гибкой/эластомерной смолы, используемая в качестве гидроизоляционной мембраны, прослужит много лет при необходимости лишь периодического осмотра. Тот факт, что такие мембраны не требуют каменной крошки для отражения тепла, означает меньший риск блокировки стоков камнями. Мембраны, наносимые жидким способом, также естественным образом устойчивы к мху и лишайнику.
Общий уход за плоской крышей [32] включает в себя избавление от скопившейся воды, обычно в течение 48 часов. Это достигается путем установки водостоков с крыши или шпигатов для пруда на краю или автоматических сифонов для прудов в центре крыш. Автоматический сифон можно создать с помощью разбрызгивателя в форме перевернутого кольца , садового шланга , пылесоса для влажной/сухой воды , обратного клапана, установленного в вакууме, и цифрового таймера. Таймер срабатывает два или три раза в день на минуту или две, чтобы запустить воду в шланг. Затем таймер отключает вакуум, но вес воды в шланге продолжает сифон и вскоре открывает обратный клапан в вакууме. Лучшее время для решения проблемы скопления воды — на этапе проектирования нового проекта кровли, когда можно спроектировать достаточные водопады для отвода стоячей воды. Чем быстрее сойдет вода с крыши, тем меньше вероятность протечки крыши.
Все крыши следует проверять раз в полгода и после сильных ураганов. Особое внимание следует уделить отливам вокруг всех проходов на крыше. Острые изгибы в таких местах могут открыться, и их необходимо заделать пластиковым клеем, сеткой и небольшим каменным мастерком . Кроме того, следует отремонтировать нахлесточные швы в фундаментных отливах . 90% всех протечек и поломок кровли происходят именно на отливах. Еще одним важным моментом технического обслуживания, которым часто пренебрегают, является очистка водостоков с крыши от мусора. Засоренный водосток на крыше приведет к скоплению воды, что приведет к увеличению веса «собственной нагрузки» на здание, которое может быть не рассчитано на такой вес. Кроме того, скопившаяся на крыше вода может замерзнуть. Часто вода попадает в гидроизоляционный шов и замерзает, ослабляя шов.
Уход за кровельными покрытиями на битумной основе также включает в себя покрытие толя гравием — более старый метод, который в настоящее время заменяется битумными кровельными мембранами и т.п., которые необходимо «приклеить» на место, чтобы ветер и волны не перемещали их, вызывая размыв. и еще голые места. Клей может быть любым клеем для наружных работ, например, для покрытия подъездной дороги .
Уход также включает в себя устранение вздутий ( расслоений ) или складок, которые еще не протекают, но со временем начнут протекать. Им может потребоваться опытная помощь, поскольку прохладным утром, когда гудрон становится хрупким, им необходимо соскрести гравий, разрезать его и покрыть пластиковым цементом или мастикой и сеткой. Перед ремонтом влага, попавшая в блистер, должна быть высушена.
Кровельные покрытия можно использовать для устранения протечек и продления срока службы всех типов плоских крыш, предотвращая разрушение под воздействием солнца (ультрафиолетового излучения). Часто используется толщина 0,75 мм (30 мил), и после полного отверждения создается бесшовная водонепроницаемая мембрана.
Инфракрасная термография используется для фотографирования крыш в ночное время и выявления проблемных мест. Когда крыша остывает, мокрые пятна, невидимые невооруженным глазом, продолжают излучать тепло. Инфракрасные камеры считывают тепло, удерживаемое в участках влажной изоляции.
Кровельные системы, которые могут обеспечить высокий коэффициент солнечного отражения (способность отражать видимые, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи солнца, уменьшая передачу тепла в здание) и высокий коэффициент теплового излучения (способность выделять большой процент поглощенных или неотраженных солнечных лучей). солнечная энергия ) называются прохладными крышами. Крутые крыши попадают в одну из этих трех категорий: по своей сути прохладные, озелененные крыши или покрытые крутым материалом.
Холодные крыши обеспечивают как немедленную, так и долгосрочную экономию затрат на электроэнергию в здании. Холодные по своей природе крыши, крыши с покрытием и озелененные или зеленые крыши могут:
плоская крыша: Горизонтальная крыша, либо не имеющая уклона, либо уклон, достаточный только для дренажа, наклон которой обычно составляет менее 10 градусов; он может быть окружен парапетом или может выходить за пределы наружных стен.