Обшивка крыши
Монолитные железобетонные стропильные конструкции и сборные детали заводского изготовления стали производить с целью снижения затрат на защиту поверхностей. Монолитные конструкции исключитепьно трудоемки в изготовлении и стоят они недешево, поэтому они не получили широкого распространения: их применяют лишь там, где из-за формы профиля крыши или особых требований к оборудованию чердака применение традиционных конструкций сопряжено с большими трудностями либо вообще невозможно.
Использование железобетонных конструкций заводского изготовления рентабельно лишь в том случае, если в них можно использовать стандартные элементы или если понадобится несколько одинаковых по размеру и форме элементов.
Коттедж с изысканной планировкой: функциональное членение внутреннего пространства определяют колонны деревянного каркаса.
Коттедж с оборудованным чердачным пространством, крыша опирается на перегородки и внутренние стены.
Современные строители уже не отдают предпочтения сборке крыш из заранее изготовленных стальных, алюминиевых или железобетонных элементов, поскольку сейчас в продаже имеется много различных деревянных типовых элементов конструкции крыши.
Обобщая все вышеизложенное, можно сказать, что недеревянные конструкции для крыши обычно можно применять лишь там, где использование дерева недопустимо, например, по соображениям экологии или по требованиям противопожарной безопасности.
При оборудовании чердачных пространств в домах со скатными крышами решающее значение имеет формирование несущего каркаса и прочих конструкций, на которые укладывается кровля крыши. При оборудовании чердаков в уже построенных домах все детали каркаса крыши - или, выражаясь профессиональным языком, стропильного каркаса (стойки, анкеры, укосины) - могут превратиться в элементы интерьера. При оборудовании мансард в доме новой застройки конструктивную систему часто увязывают с направлением средних капитальных стен.
Для улучшения планировки мансарды и снижения затрат на ее оборудование при любом покрытии крыши можно и в чердачном пространстве использовать капитальную стену, при этом возможности распределения помещений могут быть такими же, как и в обычных двухуровневых квартирах.
Кровельные (облицовочные) материалы
Покрытия можно делать как из органических, так и из неорганических материалов. Органические кровельные материалы имеют растительное происхождение. К числу наиболее древних кровельных материалов, имеющих богатые традиции использования, относятся ржаная солома, камыш, дранка (мелкие деревянные пластинки), а также различные виды дощатой кровли.
Кровля, изготовленная из неорганических материалов естественного происхождения, встречается относительно редко. Известно несколько видов таких материалов, но лишь два из них заслуживают отдельного упоминания: каменная плитка, нарубленная из многослойных пород камня, и природный сланец. Оба материала очень красивы и имеют вид грубо обработанного камня, но такая кровля довольно тяжела, и приобрести ее не всегда бывает легко, поэтому в наши дни она встречается редко, скорее только у памятников архитектуры.
Одним из наиболее распространенных искусственных неорганических кровельных материалов является обожженная черепица. Во всем мире производится множество ее разновидностей. Существует пропитанная водоотталкивающими веществами черепица с необработанной поверхностью, черепица с окрашенной поверхностью. Пропитка и обработка поверхности черепицы в значительной мере препятствуют впитыванию воды, благодаря чему черепица приобретает морозостойкость, что является главным требованием к кровельному материалу.
Бетонная черепица делается из отсортированного и промытого кварцевого песка и цемента с добавлением красителя.
Элементы из искусственного сланца изготавливают путем прессования или проката асбестовых и синтетических волокон, смешанных с цементной кашицей. Такие элементы могут иметь гладкую, волнистую или иную поверхность, их делают полностью цветными либо окрашивают только внешнюю сторону.
Кровля из металлического листа может быть изготовлена из цинкового листа, оцинкованного стального листа, а также из стали, оцинкованной стали или из трапециевидного алюминиевого листа.
Пластиковые или стеклянные элементы для покрытия крыши применяются значительно реже, обычно их используют при выполнении специальных заказов.
Кровля из битумного гонта получила свое название по материалу, из которого она делается (не путать со старинной разновидностью деревянного гонта!). Ее пластинки делаются из битума, смешанного с особыми добавками, наносящимися на сетчатый несущий каркас. Затем поверхность кровельных элементов соответствующего размера и формы структурируется естественной каменной крошкой или покрывается металлической плиткой. Такая кровля получила широкое распространение в Скандинавских странах, однако в последнее время она становится все более популярной и в Восточной Европе.
В следующих разделах мы более подробно рассмотрим, насколько тесно связаны друг с другом кровельные материалы и характер ската крыши; об этой взаимозависимости никогда не следует забывать.
Формирование конструкции крыши
Построение конструкции крыши и ее узлов, так же как и других конструкций и деталей здания, связано с определенными правилами, к крыше предъявляются такие же строгие требования. Было бы очень трудно определить, какое из этих требований важнее, поскольку их перечисление и состав в значительной мере зависят от той или иной конкретной задачи. Выбор формы скатной крыши всегда тесно связан с размерами горизонтальной проекции здания, с его формой и массой. Он зависит также от эффекта, которого хочет добиться архитектор, от способа покрытия, поскольку именно последний определяет уклон крыши.
Форма и конструкция скатной крыши зависит также от того, для каких целей мы намерены использовать чердачные перекрытия здания, его чердачное пространство. Если пространство под крышей используется лишь для хранения вещей, можно ограничиться небольшой внутренней высотой чердака и краев стропильной фермы, а для квартиры необходимо выбрать такую планировку и конструктивную систему, которая позволит максимально использовать площадь чердака.
Конструктивную систему здания, которое будет иметь скатную крышу, необходимо привести в соответствие с конструктивным решением стропильной фермы, потому что это позволит не только упростить, но и удешевить конструкцию крыши. Достаточно вспомнить, что если средняя капитальная стена дома располагается параллельно коньку стропильной крыши, то можно применять конструкцию крыши, которая коренным образом отличается от той, которую применяют при капитальной стене, расположенной перпендикулярно к коньку. Приведенные в соответствие друг с другом системы позволяют снизить стоимость материалов и работ на 15-20%. Из многочисленных вариантов системы покрытия всегда можно выбрать тот, который максимально соответствует предназначению здания, его геометрии и способу покрытия, или, иными словами, позволяет применить наиболее экономичное решение.
Всегда необходимо учитывать среду, в которой будет находиться строение, подчас она может повлиять даже на формирование конструкции крыши и на способ ее покрытия. В таких случаях построение схемы необходимо проводить в обратном порядке. Если по соображениям, связанным с характером окружающей среды и с эстетическими требованиями, речь может идти только о высокой скатной крыше с большим пространством под конструкцией, следует найти соответствующее применение такому чердачному пространству. А если мы имеем дело с противоположной ситуацией, можно строить крышу с малым углом уклона, в этом случае строению следует придать такую форму (например, приподняв конструкцию крыши), чтобы чердачное пространство, которое мы будем обустраивать, также имело соответствующие размеры, и дом не утратил своих пропорций.
Дополнительные элементы
Важным элементом, от которого зависят конструкция крыши здания и ее кровля, является дымовая труба, поскольку вся конструкция крыши должна быть независимой от дымовых труб. Если конструкция крыши изготовлена из горючего материала, необходимо позаботиться о теплоизоляции между трубой и крышей, а также о соблюдении между ними дистанции, предусмотренной правилами противопожарной безопасности. Место, где труба проходит через кровлю, следует обработать особенно тщательно: этот узел должен не только не пропускать влагу, но и принимать на себя разницу в смещениях
между трубами и конструкцией крыши, не деформируясь при этом.
Сегодня уже редко можно увидеть скатную крышу, на которой не стояла бы антенна. Один из способов размещения конструкции, на которой держится антенна, предусматривает крепеж к конструктивным элементам стропильный фермы через кровлю, соединительный кабель также протягивается через сквозное отверстие. При другом варианте крепление антенны устанавливают на конструкции крыши, а устойчивость антенны обеспечивается с помощью растяжек. Второе решение в отличие от первого может вызвать многочисленные повреждения кровли и всей конструкции, потому что крыша может протекать не только в месте опоры, но и на всех местах крепления растяжек. В обоих случаях протекание можно предупредить, только очень тщательно обработав все точки крепления.
С похожей ситуацией мы сталкиваемся при установке громоотводов. Громоотвод на мачте устанавливается так же, как антенна. Для громоотвода с проводом, проходящим, как правило, вдоль всего конька, следует применять специальные элементы кровли, которые обеспечивают закрепление держателя и исключают протекание крыши.
Следует особо отметить, что в том случае, когда на конструкцию стропил или крыши укладывается металлический кровельный лист, следует обязательно позаботиться о заземлении конструкции или кровли, даже если это не предписано правилами противопожарной безопасности. Установка решеток для задержания снега является обязательной, если угол наклона ската крыши составляет 25-75%, если крайняя линия стока подходит к границе полосы, по которой передвигаются люди (или если сток располагается над ней), а высота стен дома превышает 7,5 м. Если линия падения на плоскости крыши составляет более 10 м, иными словами, если ширина одного ската крыши по линии направления уклона превышает 10 м, следует установить один над другим несколько рядов решеток для задержания снега.
Это может быть решетка либо крюк для задержания снега, поскольку выступы на специальных черепичных снегозадержателях лишь тормозят, но не могут удержать снег. Черепичные снегозадержатели в Восточной Европе можно устанавливать лишь на крышах с небольшим уклоном. А в странах, где бывают снежные зимы, снег удерживают с помощью черепичных снегозадержателей, которые устанавливают равномерно по всей плоскости крыши, чтобы снег не соскальзывал с нее.
Для того чтобы можно было производить ремонт крыши, для доступа к дымовым трубам, для проветривания чердачного пространства и для его естественного освещения на крыше или в плоскости крыши делают чердачные люки, кладут лестницы, сооружают застекленные слуховые окна. Установка чердачных люков и застекленных слуховых окон, т. е. окон, обеспечивающих доступ света на чердак, во многом сходна с установкой окон в плоскости крыши.
Коллекторы солнечного тепла еще не полупили широкого распространения. На скатной крыше их можно устанавливать над кровлей, причем под каждый элемент батареи в четырех точках подкладывают подпорки. Так же, как и крюки для задержания снега, эти опоры закрепляют на неподвижных элементах стропильной конструкции, обеспечивая герметичность крепления. Второй вариант состоит в том, что коллектор монтируется в кровле так же, как окна в плоскости крыши. Третий вариант: коллектор, имеющий собственное крепление, располагают под плоскостью крыши, а над ним делают герметичное покрытие из прозрачного пластика или стекла, защищающее от воздушных потоков.