Толстый слой снега, скапливающийся на крыше и превышающий средненормативную толщину, называется снеговым мешком. Снеговой мешок, изображенный на рис. 5, давит на свес кровли и пытается его обломить. Поэтому свес кровли не должен превышать заложенные в проектах размеры. Чаще всего свободный свес кровли принимают равным 10 см.
Рис. 5.Различная толщина снежного покрова с ветреной и подветренной сторон крыши
Снеговые мешки скапливаются в ендовах (местах, где пересекаются две взаимно перпендикулярные крыши) и в местах с близко расположенными слуховыми окнами (рис. 6).
Рис. 6.Образование снеговых мешков на крыше:
1 — мауэрла; 2 — подкосы; 3 — одиночная стропильная нога; 4 — спаренная стропильная нога; 5 — прогон; 6 — снеговой мешок
Во всех местах, где высока вероятность возникновения снежного мешка, ставят спаренные стропильные ноги и выполняют сплошную обрешетку. Также кровлю здесь делают из оцинкованной стали вне зависимости от материала основного покрытия.
С учетом снеговых и ветровых воздействий на кровлю дымовые трубы и вентиляционные шахты располагают как можно ближе к коньку крыши с выводом оголовка трубы над ней, либо выше зоны застойного воздуха (рис. 7). В этом случае они попадут в устойчивый ветровой поток.
Рис. 7.Расположение головок дымовых труб и вентиляционных шахт на крыше
Дождь
Падающую с неба воду относят к кратковременным нагрузкам, то есть не к силовым. Поэтому расчет несущей способности элементов крыши для нее не производят.
По направлениям скатывания воды с кровли подразделяют крыши с организованным и неорганизованным водоотводом. При неорганизованном водоотводе потоки дождевой и талой воды просто скатываются с кровли (рис. 8).
Рис. 8.Водоотвод с крыш:
а — неорганизованный водоотвод; б — организованный водоотвод по накрышеным желобам; в — организованный водоотвод по подвесным желобам; 1 — ветровая доска; 2 — накрышный желоб; 3 — подвесной желоб
Этот вариант кровли самый простой и дешевый, так как не требует водосточных труб. Организованный водоотвод подразумевает наличие на кровле накрышных или настенных водоприемных желобов и устройство на стенах водосточных труб. С эксплуатационной точки зрения организованный водоотвод предпочтительней, так как позволяет отвести воду от фундаментной зоны.
Для надежного отвода дождевой и талой воды места примыканий кровель к дымовым трубам и вентиляционным шахтам обустраивают металлическими разделками в независимости от вида кровельных материалов. Ендовы и разжелобки также покрывают кровельным железом (рис. 9).
Рис. 9.Устройство трубы и вентиляционной шахты в кровле:
1 — вентиляционная шахта; 2 — деревянная антисептированная пробка; 3 — фартук из оцинкованной стали; 4 — кровля; 5 — обрешетка; 6 — стропило
При устройстве примыкания кровель к плоским поверхностям, например, примыкание кровли к кирпичному фронтону, в последних выполняют горизонтальную или наклонную штрабу (рис. 10).
Рис. 10.Примыкание кровли к вертикальной поверхности:
1 — цементный раствор; 2 — деревянный антисептированный брусок; 3 — фартук из оцинкованной стали; 4 — антисептированная деревянная пробка; 5 — обрешетка; 6 — стропило; 7 — кирпичная стена; 8 — гвозди или шурупы с резиновой шайбой; 9 — кровельный материал (шифер)
В нее заводят металлический фартук. После его установки фартук надежно расклинивают в штрабе деревянными или металлическими коротышами. Всю штрабу закидывают и затирают цементным раствором. Часто допускают ошибку, оставляя фартук в штрабе нерасклиненным и незаштукатуренным. Такая конструкция часто нарисована во многих книгах. Почему же нельзя так делать? Эта конструкция действительно на протяжении нескольких лет держит талую и дождевую воду, но однажды она протечет. Дело в том, что при высоком снеговом покрове или при метелях штрабу забьет снегом, при весенних дневных оттепелях и ночных заморозках капельки воды от растаявшего снега просочатся между бруском и металлическим фартуком. Превратившись в лед, вода увеличится в объеме и чуть-чуть отодвинет фартук. Этот многократно повторяющийся процесс в итоге ослабит гвоздевое крепление, а остальное сделает ветер Узел протечет. Наличие в штрабе раствора не допустит попадание в конструкцию снега. Расклинивание фартука в штрабе придаст ему статическую стабильность от ветровой нагрузки, потому что иначе раскачивающийся от сильного ветра фартук раскачает раствор, находящийся в штрабе, и он со временем выкрошится.
Влажность и температура
Чердачные помещения крыш можно разделить на два вида — жилые и нежилые. Жилые чердачные помещения называются мансардами. Их делят еще на две группы; помещения, которые используются в летнее время, и такие, которые используются круглый год. В холодных помещениях утепляют только перекрытие, разделяющее дом и чердак. В мансардах утепляют скаты крыши, боковые стены и часть перекрытия (рис. 11,а, б, в, г).
Рис. 11.Утепление чердачных помещений:
а, б, в, г — варианты утепления жилых мансард; д — утепление перекрытия
Влияние влажности и температуры рассмотрим на примере утепления мансарды. Утепление чердачного перекрытия холодных помещений устраивают аналогично (рис. 11,д).
Влажность и температура воздуха в чердачном помещении напрямую связаны с воздухообменным процессом в системе «теплый чердак — наружный воздух». Рассмотрим эти процессы (рис. 12).
Рис. 12. Инфильтрация и эксфильтрация воздуха через чердачное помещение
Воздух внутри помещения нагревается от отопительных приборов. Как известно, при нагревании все физические тела увеличиваются в объеме. Воздух, увеличиваясь в объеме, просачивается сквозь конструкции крыши в атмосферу. Этот процесс называется инфильтрацией воздуха. В свою очередь, холодный, а значит более плотный и более тяжелый воздух просачивается через те же конструкции внутрь помещения. Это называется эксфильтрацией. Просачивание воздуха происходит не только в щели конструкции, но и сквозь сам материал стен и кровель. Читателю будет не безынтересно узнать, что практически все строительные материалы имеют сквозные поры — капилляры. Процессы экс- и инфильтрации происходят тем активнее, чем больше разность наружных и внутренних температур. То есть чем сильнее на улице мороз, тем лучше работает этот насос. Становится совершенно очевидным, что если не остановить эти процессы, воздух в помещении не нагреть; как известно, улицу не обогреешь. В качестве буфера, приостанавливающего экс- и инфильтрацию воздуха, используют утеплитель. Утеплитель отличается от других стройматериалов тем, что имеет большое количество замкнутых пор. Чем больше в утеплителе замкнутых пор, тем он эффективней. Для утепления чердаков рекомендуются утеплители с коэффициентом не более 0,04 Вт/м град С. Чуть ниже вы убедитесь в этом на примере теплорасчета. Установка утеплителя расчетной толщины в конструкции чердака позволяет сохранить теплый воздух в мансарде. Как известно, воздух не бывает абсолютно сухим. Нормальная относительная влажность внутреннего воздуха 44–65 %. Всевозможные мокрые процессы — влажная уборка, приготовление пищи, стирка, и другие также способствуют насыщению воздуха водяными парами. Влага образуется в результате химической реакции при сгорании природного газа. Да и сам человек является источником влаговыделения.
При инфильтрации влажного воздуха через утеплитель молекулы воды скапливаются в порах, то есть материал утеплителя из пористого превращается в более однородную и плотную массу. Процесс инфильтрации приостанавливается, но у утеплителя резко повышается коэффициент теплопроводности. Из теплозащитного элемента он превращается в тепловой проводник. Ведь известно же, что тепло передается не только процессом воздухообмена, но и через твердые тела. Выходит, что подмокший, а на морозе еще и подмерзший утеплитель защитить мансарду от теплопотерь не сможет.
Для недопущения в утеплитель водяных паров устраивают пароизоляцию. Ее выполняют со стороны поступления водяных паров из одного слоя паронепроницаемого материала: полиэтиленовой пленки, пергамина и других.
Устройство утепляющего слоя непосредственно на скатах кровли также опасно тем, что утеплитель может промокнуть от возможных протечек кровли. Для устранения этой причины кровля над утепляющими слоями должна быть выполнена с особой тщательностью. Будет лучше всего, если ее выполнить по сплошной обрешетке и уложить под верхний покрывающий слой кровли слой гидроизоляции из рубероида (рис. 13).
Рис. 13.Конструкция утепленной крыши (вариант):
1 — кровля из асбестоцементных листов; 2 — дополнительная гидроизоляция; 3 — сплошная обрешетка; 4 — воздушная прослойка; 5 — утеплитель; 6 — пароизоляция; 7 — подвесной потолок; 8 — стропильная нога
Такая двойная защита кровли проверена опытом и дает хорошие результаты. Даже в случае повреждения верхнего слоя кровли путем раздавливания или срыва ветром отдельных элементов крыша не протекает. Дополнительную гидроизоляцию выполняют из рубероида в один слой под любой вид кровельных материалов, кроме некоторых видов черепицы, под которые нужно будет выполнить еще одну обрешетку. Рубероид стелят с нахлестом смежных полос 10–15 см и крепят гвоздями.
Возникает еще одна проблема: такая плотно запечатанная конструкция — пароизоляция снизу, гидроизоляция сверху — создает парниковый эффект и способствует развитию гнилостных бактерий. Какой бы сверхновый материал ни использова