Высота кровельных пирогов эксплуатируемых кровель и нагрузки на основание. Новое строительство.

Автор: Тихоненко К.А., Светличная Е.А. «ТемпСтройСистема»

Задумка эксплуатируемых кровель в глазах большинства будущих пользователей начинается прежде всего с выбора финишного покрытия, которое, собственно, и будет эксплуатироваться и радовать глаз своим внешним видом. Однако, существуют два существенных ограничения, которые не всегда дают возможность реализовать те или иные дизайнерские и конструктивные решения: высотные отметки и нагрузка на основание (или перекрытие). Рассмотрим детально предложенные составы эксплуатируемых кровель по этим двум параметрам.

Высотные отметки
Эксплуатируемые плоские кровли условно можно разделить на 3 типа:

1.Горизонтальный. Финишное покрытие монтируется в горизонтальной плоскости. В основном это террасные штучные (досчатые) настилы и плитка различных форматов на регулируемых опорах.

Террасная доска на системе регулируемых опор и лаг

Плитка на регулируемых опорах

2.С уклонами. Финишное покрытие не пропускает сквозь себя воду и является контуром водоотвода, соответственно, укладывается с уклоном для отвода воды. Как правило, плитка на цементном клее поверх стяжки. Уклоны покрытия чаще всего повторяют уклоны гидроизоляции.

Плитка на цементном клее

Плитка на цементном клее

3.Гибридный. Финишное покрытие ограниченно дренирует через себя воду (с установкой дополнительных водоотводящих решеток или без них). Покрытие может быть уложено как с уклонами, так и без них. Как правило, плитка (брусчатка, гранит) на гранитном отсеве.

Брусчатка на гранитном отсеве

Камень на гранитном отсеве

Для упрощения расчетов в дальнейшем будет считать «Гибридный» тип «Горизонтальным». В случае устройства пирогов «Гибридного» типа с уклонами, по этим типам принимается расчет, применимый к типу «С уклонами».

Горизонтальный тип (+ гибридный).

Введем переменные:

Т – толщина теплоизоляции + толщина пароизоляции;

У – толщина уклонообразующего слоя;

Г – толщина гидроизоляции;

Ф – толщина финишного слоя;

О – толщина остальных слоев кровельного пирога.

Для горизонтального типа

 Т+У+Г+Ф+О = const 1  -  толщина кровельного пирога (высота эксплуатируемой кровли) над основанием (перекрытием), при этом,

в каждой точке кровли

 У + О = const 2.

Величины: Т, Г, Ф так же, как правило, являются константами для каждого кровельного пирога и финишного покрытия.

Высота уклонообразующего слоя в каждой точке кровли У = У мин + Lв x %,

где У мин – минимальная толщина уклообразующего слоя (в случае цементно-песчаной стяжки это 40 мм),

Lв – расстояние в метрах от точки до ближайшей водоприемной воронки, % — процент уклона уклонообразующего слоя эксплуатируемой кровли.

Толщина остальных слоев в каждой точке эксплуатируемой кровли

О = О мин + Lп х %,

где О мин – минимальная толщина остальных слоев,

Lп – расстояние от ближайшей водоприемной воронки до самой высокой точки уклонообразующего слоя, по линии проходящей через заданную точку, % — процент уклона уклонообразующего слоя эксплуатируемой кровли.

Будем считать, что:

1.В качестве уклонообразующего слоя используется цементно-песчаная стяжка, У мин = 40 мм;

2.Толщина теплоизоляции (утеплителя), Т = 100 мм;

3.Все нижние точки уклонообразующего слоя (места установки водоприемных воронок) расположены на одной высотной отметке;

4.Все верхние точки уклонообразующего слоя расположены на одной высотной отметке;

5.Уклон в % равен 1,5;

6.Толщина гидроизоляции Г = 6 мм (с учетом нахлестов).

Тогда получаем, что:

Высота пирога эксплуатируемой кровли

const 1 = Т + Умин + Lв x % + Г+ Ф + О мин + Lп х % = 100 + 40 + Lв x 1,5 + 5 + Ф + О мин + Lп х 1,5 = 145 + Ф + О мин + 15 х (Lв + Lп) =

=145 + Ф + О мин + 15 х L (в миллиметрах),

где L = Lв + Lп – максимальное расстояние от водоприемной воронки до верхней точки уклонообразующего слоя, L подставляется в формулу в метрах.

Приняв еще одно допущение, что L = 8 метров (средний параметр для небольших кровель площадью менее 400 м2), получаем:

Высота пирога эксплуатируемой кровли горизонтального типа = 265 + Ф + O мин (в миллиметрах).

Тип с уклонами.

Финишное покрытие укладывается с уклонами. Чаще всего это плитка, гранит, брусчатка.  Для типа «С уклонами», как правило,

величины Т, Г, Ф, О являются константами, изменяемой в каждой точке является только величина У.  При тех же переменных, получаем, что в каждой точке высота пирога эксплуатируемой кровли рассматриваемого типа

 Т + Г + Ф + О + У = const 3 + У мин + Lв x %,

то есть, минимальная высота кровельного пирога = const 3 + У мин, а максимальная = const 3 + У мин + L х %

Примем допущения, что Т = 100 мм, Г = 6 мм, L = 8 метров, в итоге получаем, что значение высоты пирога эксплуатируемой кровли типа

«С уклонами» принадлежит отрезку:

[ 106 + Ф + О + У мин : 106 + Ф + О + У мин + 120 ] или

[ 106 + Ф + О + У мин : 226 + Ф + О + У мин ]

При использовании в качестве уклоннобразующего слоя стяжки (У мин = 40 мм), получаем, что максимальная высота кровель типа

«С уклонами» = 266 + Ф + О (в миллиметрах)

Масса пирогов эксплуатируемых кровель.

Масса 1 м2 пирогов эксплуатируемых кровель в каждой точке рассчитывается аналогично толщине, умножая толщину каждого слоя на его плотность. Например, если высота кровельного пирога    Т + Г + Ф + О + У, то масса 1 м2 кровельного пирога

 Т х ƥ(Т) + Г х ƥ(Г) + Ф х ƥ(Ф) + О х ƥ(О) + У х ƥ(У), где ƥ(i) – плотность слоя i, а ƥ(Г) = LГ х pГ (толщина слоя х плотность слоя). Все значения должны быть выражены в одинаковой размерности.

Таблица Высот пирогов основных вариантов эксплуатируемых кровель и массы 1 м2 при вышеназванных допущениях:

 

Тип эксплуатируемой кровли Финишное покрытие эксплуатируемой кровли максимальная толщина кровельного пирога, мм максимальная масса 1 м2 кровельного пирога в самых высоких точках, кг оптимизированная масса 1 м2 кровельного пирога в самых высоких точках, кг
Горизонтальный Плитка или гранит на опорах 315-335 373 193
Террасная доска на лагах и опорах 343-355 294 164
Брусчатка, тротуарная плитка или гранит на отсеве 350-370 635 455
С уклонами Плитка, гранит на цементном клее 326-348 387 207
Брусчатка, тротуарная плитка или гранит на отсеве 356-376 635 455

 

Не всегда получившиеся параметры по высоте и массе кровельных пирогов удовлетворяют изначально условиям (нагрузочным параметрам перекрытий или высотным отметкам выходов). Существует несколько способов уменьшения высот и нагрузок на основание:
1.Увеличение числа водоприемных воронок. При этом уменьшается параметр L и, соответственно, высоты и масса.

2.Использование «облегченных» цементно-песчаных стяжек (с наполнителями малой плотности). При этом высоты не меняется, а существенно (до 150 кг на м2) снижается нагрузка на основание. В большей степени актуально для кровельных пирогов, где в качестве уклонообразующего слоя используется цементно-песчаная стяжка, а также пирогов с гранитным отсевом.

3.Локальное увеличение толщины утеплителя (замещение стяжки) в местах, где толщина уклонообразующего слоя из цементно-песчаной стяжки более 80 мм. При этом высоты не меняется, а существенно (до 130 кг на м2) снижается нагрузка на основание.

4.Использование плитки, гранита или брусчатки минимально рекомендованной толщины. Это уменьшает высоту на 20-30 мм и снижает нагрузку минимум на 50 кг.
Следует учитывать, что цифровые значения в Таблице даны с учетом определенных допущений по толщине утеплителя, величине уклонов и прочим параметрам. При выборе того или иного покрытия необходимо рассчитывать высоты и нагрузки, принимая во внимания параметры каждой конкретной кровли, используя предлагаемые формулы для расчетов.

При прочих равных условиях цифровые значения в Таблице дают общее и сравнительное представление по высотам и нагрузкам на основание для различных типов эксплуатируемых кровель.

Гидроизоляция кровли, гидроизоляция фундамента, эксплуатируемая кровля