Беспрогонная кровля: эффективное обустройство

Под ограждающими конструкциями понимают элементы, предназначенные для качественной изоляции объема здания от воздействия окружающей среды.

Проектирование ограждающих конструкций проводится в соответствии с требованиями строительных нормативов на основе регламентированных: прочности, тепло-, паро-, звуко- и гидроизоляции, с обеспечением заданной вентиляции и освещенности.

Беспрогонные кровельные конструкции

Среди ключевых факторов, которые оцениваются при разработке ограждающих конструкций:

• долговечность;
• прочность – способность выдерживать статические и динамические нагрузки;
• теплоизоляционные свойства;
• огнестойкость;
• быстрота строительства;
• простота обслуживания;
• экономическая эффективность.

В жилых (и многих коммерческих) зданиях первостепенное значение уделяется эстетике. Стремление к оригинальности «выливается» в многообразие архитектурных форм и применяемых материалов.

Кровля промышленных зданий

При возведении промышленных объектов конструкция теплой кровли представляет собой трехслойный пирог. В качестве нижнего элемента применяется окрашенный или оцинкованный кровельный профнастил. Средний – утеплитель. Верхний – кровельный материал.

Выбор типа мягкой или жесткой кровли определяется с учетом действующих нагрузок и, следовательно, служит основой для подбора утеплителя нужной плотности. При использовании рулонных материалов именно утеплитель воспринимает нагрузку и передает ее несущему профнастилу. В этом случае утеплитель должен быть жестким, плотностью не менее 145 кг/кв.м. При двухслойном утеплении (мягкой кровле) нижний слой может иметь меньшую плотность, а минимальный уклон – быть близким к нулю.

Когда верхним элементом ограждающей конструкции служит кровельный профнастил, который передает нагрузку несущему слою профилированного материала (жесткая кровля), можно использовать неплотный утеплитель – минеральную вату и т.д.

Особенности беспрогонных конструкций

Если по верхнему элементу подразделяют мягкие и жесткие кровли, то по типу нижней части различают кровлю с прогонами и без таковых.

При первой схеме несущий профнастил монтируется на специальные прогоны выбранного сечения (швеллер, двутавр и т.д.). Развитие технологий производства проката и освоение высокопрочных конструкционных марок стали (S320 и S350 согласно EN 10027) дали возможность производить особо прочный несущий профнастил с волной от 90до 160 мм, который можно укладывать без обустройства прогонов – сразу на элементы каркаса. Таким профлистом можно перекрывать пролеты от 4000 до 9000 мм.

Современная схема кровельной ограждающей конструкции имеет неоспоримые достоинства:

• снижение металлоемкости здания, нагрузки на несущие элементы и фундамент здания за счет отказа от элементов прогонов;
• упрощение монтажных работ;
• снижение стоимости проекта;
• широкие возможности пространственной компоновки.

В случае обустройства беспрогонной схемы кровельного ограждения верхнюю часть кровельного пирога можно обустраивать как в виде жесткой, так и мягкой кровли.

Нагрузки в беспрогонной схеме

При эксплуатации кровельного ограждения на него действует ряд постоянных и переменных нагрузок. Последний вид часто имеет неравномерное распределение по площади. Распространенный пример – снеговая нагрузка, при которой высота покрова на различных участках может сильно разниться. Специалисты вычисляют неравномерность снеговой нагрузки по коэффициенту, описывающий переход от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие (ДБН В.1.2-2:2006).

Коэффициент помогает определить места скопления снега (так называемые «снеговые мешки»). Чаще всего они возникают в зонах переходов - световых фонарей, парапетов, перепадов уровня, примыканий и т.д. Как показывает практика, нагрузка в таких зонах может составлять до 400% от среднестатистической по площади.

Способы обеспечения несущей способности

Одно из основных предназначений кровли – прием и равномерная передача нагрузок. Логично, что места повышенных нагрузок должны быть усилены.

В схемах с прогонами вопрос решается просто - оптимальным подбором их шага согласно произведенным расчетам.

В беспрогонных конструкциях решение ведется другими методами. Увеличению «суммарного» сечения в проблемной зоне может идти по двум направлениям. Первый вариант – применение несущего профнастила с увеличенной толщиной. Второй – выполнение нахлестов или установка специальных накладок на профлист.

Перехналеста профлистов достаточно, когда разница между величинами нагрузки в разных зонах кровли невелика. При больших значениях коэффициента (3, 4 и выше) даже двух слоев профлиста недостаточно. Усиления добиваются монтажом накладок с параллельным перенахлестом на опоре. По результатам испытаний несущих профлистов определено, что подобная схема усиления позволяет увеличить прочность на 25% за счет применения накладки и на 75-80% за счет перенахлеста.