Эксплуатируемые и инверсионные покрытия зданий и сооружений
К эксплуатируемым относятся покрытия, на которых предусматривается создание архитектурно-ландшафтных объектов с использованием зеленых насаждений и элементов благоустройства [1], расположение заводского оборудования (крышных вентиляторов, кондиционеров и т. п.), где необходима регулярная уборка снега и пыли [2]. К инверсионным покрытиям («инверсия» в переводе с латинского — «перестановка») относят покрытия, в которых водоизоляционный ковер расположен («переставлен») под теплоизоляционным слоем. Особенностью эксплуатируемых и инверсионных покрытий является необходимость использования несущих железобетонных плит, что объясняется большой нагрузкой, которой обладают слои такого покрытия.
Эксплуатируемые покрытия (в том числе инверсионного типа) могут включать отдельные участки с зелеными насаждениями, площадки для отдыха (кафе) или транспорта, пешеходные дорожки и другие элементы.
Учитывая относительно высокие нагрузки на теплоизоляцию в эксплуатируемых покрытиях (особенно в местах проезда и стоянок автомобильного транспорта), ее предпочтительнее выполнять из плитных материалов с прочностью на сжатие не менее 1,5 кг/кв. см. К таким материалам в первую очередь можно отнести высокоэффективные экструдированные пенополистиролы: пеноплэкс по ТУ 5767-002-46261013-99 (ООО «Пеноплэкс», Санкт-Петербург), Styrodur(концерн BASF, Германия), Roofmate SL (фирма The DowCtmical Company, США), пенопластовые плиты по ГОСТ 15588-86 и плиты на основе резольных фенолформальдегидных смол по ГОСТ 20916-87. Кроме высоких показателей механических свойств, эти материалы обладают также высокой теплоизолирующей способностью (табл. 1), стабильностью линейных размеров и легкостью обработки. Такими же свойствами обладают плиты Foamglas (фирма Pittsburgh Corning Europe, Бельгия), изготавливаемые из ячеистого стекла. К преимуществам этих плит относится их негорючесть.
Табл. 1
|
№ п/п
|
Наименование показателя, ед. измерения
|
Экструдированный пенополистирол
|
Пенополистирол по ГОСТ 15588-86
|
Foamglas
|
Плиты
|
||||||||
|
Пеноплэкс
|
Styrodur
|
Roof- mate SL
|
Slab T3
|
Floor- board F
|
из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76
|
из полистирол- бетона ГОСТ Р51263-99
|
перлитофосто- гелевые ГОСТ 21500-76
|
перлитобитумные ГОСТ 16136-80
|
|||||
|
тип 35
|
тип 45
|
303 SS
|
4000 S
|
||||||||||
|
1
|
Плотность, кг/куб. м
|
29,5–38,5
|
38,6–50
|
33,0
|
39,0
|
32,0
|
30,0–35,0
|
135±5%
|
165±5%
|
400
|
200–300
|
250
|
300
|
|
2
|
Теплопроводность, Вт/кв. м (при 25 0С)
|
0,028
|
0,03
|
0,029
|
0,03
|
0,03
|
0,38
|
0,044±5%
|
0,046±5%
|
0,104
|
0,082
|
0,076
|
0,087
|
|
3
|
Водопоглощение, % по объему
|
0,1
|
0,1
|
0,13
|
0,07
|
0,2
|
2,0
|
0,4
|
0,4
|
—
|
—
|
5,0
|
5,0
|
При выполнении эксплуатируемых покрытий могут быть применены и теплоизоляционные материалы на основе цемента или перлита (табл. 1) как в плитном, так и монолитном варианте. Пенопластовые теплоизоляционные плиты обладают низкой теплостойкостью (не более 75 0С). Поскольку они не стойки и к воздействию растворителей, то для устройства водоизоляционного ковра из наплавляемых рулонных материалов или материалов с растворителями по таким плитам предусматривают цементно-песчаную стяжку. Не потребуется такая стяжка при механическом креплении нижнего слоя водоизоляционного ковра.
Для исключения связи между водоизоляционным ковром и защитным слоем на основе цемента или из асфальтобетона, а также между плитным утеплителем и выравнивающей стяжкой из цементно-песчаного раствора предусматривают разделительный слой, который позволяет этим элементам с различными коэффициентами линейного расширения деформироваться независимо друг от друга. Для сравнения, эти коэффициенты составляют: у цементно-песчаного раствора — 12,8x10-6, град.-1; у асфальтобетона — 48x10-6, град-1; у битуминозного водоизоляционного ковра — 100–180х10-6, град-1 [3].
Разделительным слоем между водоизоляционным ковром и цементно-песчаным (бетонным) защитным слоем могут служить рулонные материалы типа пергамина (ГОСТ 2697-83) или полиэтиленовая пленка (ГОСТ 10354-82*), а между ковром и защитным слоем из асфальтобетона — два слоя стеклохолста.
В качестве фильтрующего слоя может быть применен геотекстиль (геотекс по ТУ 2282-535-00203521-97, дорнит по ТУ 8397-038-15766623-97, тайпар фирмы «Кемопласт»), служащий одновременно разделительным слоем между кровлей и гравийной засыпкой, выполняющей роль дрена-жа, либо между утеплителем и гравийным дренажом, а также между почвенным и дренажным слоями.
В монолитном защитном слое из бетона, асфальтобетона и цементно-песчаного раствора, в том числе и из плит на растворе, должны быть предусмотрены температурные швы, заполняемые герметиком, шириной около 10 мм и с шагом не более 1,5 м во взаимно-перпендикулярных направлениях.
Противокорневой слой должен обеспечивать защиту от прорастания корней и нарушения нижележащих слоев. При устройстве озелененных эксплуатируемых покрытий (табл. 1) приходится использовать импортные материалы, например, прессованный высокоплотный полиэтилен (HDPE-tefond) или специальные системы, выполняющие кроме противокорневой защиты и другие функции (Floradrain).
В эксплуатируемых покрытиях (в том числе инверсионного типа) водоизоляционный ковер закрыт другими слоями. При протечках возникают значительные трудности в определении мест его повреждения и выполнении ремонтных работ из-за необходимости в большинстве случаев снимать верхние защитные слои кровли и теплоизоляционный слой (в инверсионном покрытии). Поэтому ковер следует устраивать из двух-трех слоев наплавляемого рулонного материала с гибкостью при отрицательных температурах не выше -15 0С либо из одного-двух слоев полимерных пленок. Отвод воды с кровли предусматривают, как правило, внутренним и с уклоном 1,5–3,0% к водоотводящим устройствам. Это обеспечивается наклоном несущей плиты либо устройством уклонообразующего слоя.
Испытания по приклеиванию наплавляемого рулонного материала к плитам Foamglasпоказали: при воздействии огневой струи (пламени) на плиты происходит разрушение поверхностного слоя, что снижает надежность кровли. В связи с этим при огневом способе наклейки кровельных рулонных материалов необходимо применять плиты с покровным слоем, нанесенным в заводских условиях (плиты марки Readyboard).
При проектировании эксплуатируемого покрытия особое внимание должно быть уделено деталям (узлам) примыкания водо-изоляционного ковра к выступающим над ним конструкциям. Примеры устройства таких деталей приведены в Рекомендациях [1].
При рассмотрении конструктивных решений инверсионного покрытия возникают вопросы, связанные с обеспечением теплотехнических свойств в осенне-зимний и весенний периоды, когда возможно попадание воды в стыки пенополистирольных плит. В ЦНИИПромзданий были проведены испытания по определению температур в инверсионных и традиционных покрытиях при различных температурах наружного воздуха (табл. 2).
Табл. 2
|
Термопара
|
Температура (0С) в слоях покрытий
|
|
|
инверсионного
|
традиционного
|
|
|
1
|
-41,8
|
-41,8
|
|
2
|
21
|
21
|
|
3
|
-37,5
|
-36
|
|
4
|
-27,5
|
-27
|
|
5
|
11,5
|
6,8
|
|
6
|
18
|
15,5
|
По результатам испытаний [4], изменения температур в слоях фрагментов инверсионных и традиционных покрытий при одинаковой толщине теплоизоляции (50 мм) практически одинаковы, однако температура поверхности водоизоляционного ковра традиционного покрытия близка к температуре наружного воздуха (tнар. в.).Так, при tнар. в. = -41,8 0С температура на водоизоляционном ковре была -34–-36 0С, а в инверсионном покрытии — +11,5–+13 0С (табл. 3), т. е. ковер практически постоянно находился в зоне положительных температур. Распределение температур по толщине покрытия при наличии стыка в четверть близко по величине к распределению температур в покрытии без шва. Увеличение ширины прямых стыков (впритык) до 3–4 мм способствовало снижению температуры на нижней (потолочной) поверхности железобетонной плиты на 2–3 0С. Раскрытие стыка в четверть на ширину 3–4 мм не создавало заметных изменений в распределении температур по толщине покрытия. Прямой стык шириной 3–4 мм может привести к снижению теплозащитных качеств покрытия в зоне стыка на 10–15%.
Следует отметить, что пенополистирольные плиты перед укладкой в ограждающую конструкцию должны быть выдержаны на складе не менее 30 дней, в течение которых у плит заканчиваются усадочные явления. Если это условие не обеспечено, то в процессе эксплуатации таких плит в покрытии их прямые стыки могут значительно (более 5 мм) раскрыться, что приведет к значительным (наблюдаемым в натурных условиях) теплопотерям через эти стыки (рис.).
Рис. Расположение термопар в слоях фрагментов:
А — инверсионное покрытие;
Б — традиционное покрытие;
I — слой гравия толщиной 30 мм;
II — пенополистирол толщиной 50 мм; III — водоизоляционный ковер;
IV — пароизоляция;
V — железобетонная плита;
1–6 — номера термопар.
Испытаниями также установлено, что при орошении водой (с расходом 61 мм — суточным максимумом осадков для условий Москвы) фрагментов инверсионных покрытий распределение температур по толщине зависит от вида стыка теплоизоляционных плит. Так, при ширине прямого стыка, равной 3–4 мм, температура на поверхности водоизоляционного ковра была несколько ниже, чем при наличии стыка в четверть. Это объясняется прохождением части осадков по прямому стыку и съемом тепла с поверхности водоизоляционного ковра. Прямой стык шириной менее 1 мм (при плотном прилегании теплоизоляционных плит друг к другу) практически не снижает температуру на поверхности ковра.
После орошения водой и понижения температуры на фрагменты покрытия укладывали слои снега толщиной до 80 мм; при этом температура под гравийным слоем была на 3,5–7 0С выше, чем при отсутствии снега (замеры проведены при температуре наружного воздуха -19 0С). После проведения испытаний с дождеванием, последующим замораживанием и наличием снежного покрова стыки между теплоизоляционными плитами при температуре наружного воздуха -5 0С были вскрыты. Было установлено промерзание слоя гравия и наличие льда на поверхности теплоизоляционных плит. В швах между плитами лед или иней не обнаружены.
При нагревании наружного воздуха до +35 0С амплитуда колебания температуры на поверхности водоизоляционного ковра с защитным слоем (пригрузом) из гравия толщиной 30–40 мм в инверсионном покрытии на 23–25 0С ниже, чем в традиционном покрытии, т. е. ковер в инверсионном покрытии находится в более благоприятных условиях и, следовательно, можно ожидать повышения его долговечности и снижения затрат на ремонт.
Следует отметить, что при температуре наружного воздуха +35 0С температура на поверхности слоя гравия достигала +57 0С, под слоем гравия (толщиной 30–40 мм) и на поверхности пенополистирольных плит — +52–+54 0С. На черной поверхности водоизоляционного ковра (из трех слоев FM-350) температура может достигать +85–+67 0C, а на поверхности плит — +77 0С [4], следовательно, из-за его невысокой теплостойкости не допускается воздействие на пенополистирольные плиты таких температур в процессе эксплуатации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рекомендации по проектированию озеленения и благоустройства крыш жилых и общественных зданий и других искусственных оснований. /Правительство Москвы, Москомархитектура, 2000 г.
2. СНиП 11-26-76 «Кровли. Нормы проектирования».
3. Поваляев М. И., Воронин A. M. «Кровли, армированные стекломатериалами»./ Стpoйиздат. — M. 1974 г.
4. Гранев В. В. и Татаркин Е. Р. «Исследование инверсионных покрытий зданий»./ Труды ЦНИИПромзданий, 1978 г., вып. 65.
5. Поваляев М. И., Татаркин Е. Р. «Температурный режим теплоизоляции из пенополистирольных плит в покрытиях промышленных зданий»./ Труды ЦНИИПромзданий. Вып. 25. — М., 1973 г.
| Автор: A. M. Воронин Дата: 11.08.2004 Журнал Стройпрофиль 5-04 Рубрика: стройплощадка Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |