УСТРОЙСТВО КРОВЛИ КРЫШИ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к устройствам крыш с кровлями из полимерных материалов строений различного назначения, в том числе - жилых зданий. Решение может использоваться как при строительстве новых сооружений, так и при реконструкции старых для обновления или ремонта крыш.
Сегодня широкое применение получили кровельные покрытия из полимерных материалов - пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), полиуретана, полиэтилена, полипропилена и другие. Вообще, из полимерных материалов изготавливают кровельные покрытия в форме пленок, рулонного материала, ковров и других. Наибольшее распространение, вследствие своих уникальных свойств, получил поливинилхлорид (ПВХ) в виде мембран. Для закрепления рулонных или ковровых полимерных кровельных покрытий используются, в основном, механическое или клеевое крепление, а для соединения полотен между собой в сплошное покрытие - клеевое, механическое или сварное соединения.
Известно устройство кровли крыши с полимерным рулонным кровельным покрытием (патент RU 2054103 C1, E04D 5/02, опубл. 10.02.1996), в котором полотна кровельного покрытия уложены на предварительно выровненное, обеспыленное основание, и соединены между собой и основанием с помощью клеевой мастики. Кровельное покрытие в этом случае закреплено на основании только в области стыка полотен. Само закрепление на основании и соединение полотен между собой выполняется следующим образом: обезжиривают основание кровли в области стыка и приклеивают на него специальный валик. Затем внутреннюю поверхность края нижнего полотна обезжиривают по всей длине стыка, на нее наносят клеевую мастику, прикладывают край к валику, огибая его, и прикатывают специальным роликом. После чего, обезжиривают наружную поверхность нижнего плотна и внутреннюю поверхность верхнего полотна по всей длине стыка, наносят на обезжиренные поверхности клеевую мастику, приклеивают верхнее полотно к основанию и нижнему полотну и прикатывают область склеивания роликом. Этот вариант выполнения стыка обеспечивает их герметичность и образование сплошной кровли.
Основной, существенный недостаток этого решения - сложность изготовления (сборки). Чтобы получить качественное клеевое соединение, нужно предварительно тщательно обеспылить и обезжирить все склеиваемые поверхности - основания, валика и кромок нижнего и верхнего полотен покрытия, а затем обеспечить плотное прижатие склеиваемых поверхностей между собой - прикатать роликом место соединения. Очевидно, что в реальных условиях работы на скате крыши качественно выполнить такое соединение, особенно большой протяженности, очень сложно.
Известно другое устройство кровли скатной, по сути, крыши с полимерным рулонным кровельным покрытием (заявка на патент RU №2008151188 A, E04D 5/02, опубл. 27.06.2010), в котором полимерное кровельное покрытие из полиуретана, полипропилена или фторопласта - 4, уложено на основание в форме трапециевидных, уклонообразующих панелей, образующих скат крыши. При этом полотна механически закреплены на основании с помощью крепежных винтов (саморезов) и соединены между собой сваркой.
Недостаток этого решения заключается в креплении полотен покрытия к основанию при помощи крепежных винтов. В этом случае при температурных колебаниях нарушается сплошность покрытия, вследствие различия коэффициентов теплового расширения основания и материала покрытия: дерево - полимер, бетон - полимер, металл - полимер.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, - создание универсального устройства кровли крыш с покрытиями из полимерных материалов, то есть устройства кровли, дающего возможность покрытия крыши любой конфигурации и монтажа покрытия на любом основании - бетонном, деревянном, металлическом, на любой стадии жизненного цикла крыши - от момента строительства новой до обновления и ремонта очень старых крыш жилых домов с фальцевым кровельным покрытием.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи, заключается в упрощении конструкции кровли и высокой технологичности.
Эффект достигается благодаря тому, что в известном устройстве кровли крыши, включающем кровельное покрытие из полимерного материала, закрепленное на основании, в отличие от известного кровельное покрытие закреплено на основании с помощью механически прикрепленных к основанию плоских шин из полимерного материала, позволяющего производить ультразвуковую сварку с материалом кровельного покрытия, а кровельное покрытие расположено поверх шин и закреплено на них с помощью ультразвуковой сварки.
Предпочтительным является вариант механического прикрепления шины к основанию с помощью саморезов, проходящих через выполненные в шинах сквозные отверстия, продолговатой в плане формы, при этом расположение головки самореза и размеры отверстия в плане таковы, что не ограничивается возможность перемещения шины относительно самореза при сдвигах ее вследствие температурных колебаний.
В случае, когда в сквозном отверстии шины расположена дополнительная ограничительная втулка, через которую проходит саморез и высота которой превышает толщину шины, упрощается процесс прикрепления шин к основанию. Это является результатом того, что втулка фиксирует положение головки самореза при его ввинчивании, не позволяя ей пережимать шину и, тем самым, ограничивать сдвиг шины при температурных колебаниях. В результате, при монтаже отпадает необходимость контролировать прижим шины головкой каждого самореза.
Вариант, когда кровельное покрытие выполнено из рулонного материала, а кромки соседних полотен в зоне стыка уложены внахлест, является также наиболее простым в реализации.
В случае закрепления полотен в зоне стыка дискретной ультразвуковой сваркой в промежутках между точками сварки образуются каналы для воздушной вентиляции подкровельного пространства крыши.
Предлагаемая полезная модель является новой, так как в настоящее время не известны решения, характеризуемые приведенной совокупностью признаков.
Сущность заключается в том, что простой принцип закрепления полимерного покрытия кровли на основании через шины из полимерного материала, которые механически могут быть прикреплены к любому основанию в любом его месте, в сочетании со свойствами полимерных материалов покрытия (высокой эластичностью, высокой прочностью на растяжение), позволяет выстраивать кровли любой сложной конфигурации и размеров на любом основании. Полимерные материалы, особенно пленочные, позволяют изготавливать фрагменты покрытия любой конфигурации. Плоские шины, например, в виде гибкой ленты, позволяют формировать контуры любой сложности как композицию из отдельных отрезков, а расположение кровельного покрытия поверх шин и соединение полимерного полотна с полимерной шиной с помощью ультразвуковой сварки позволяет получить сплошное покрытие крыши любой сложной конфигурации.
Таким образом, предлагаемое устройство кровли с полимерным кровельным покрытием является универсальным в отношении формы строящейся крыши. Очевидно, что технология монтажа такой простой кровли также проста, потому что ее реализация не требует никаких неизвестных сложных операций.
Как известно, полимерные материалы, используемые для кровельных покрытий, имеют большие коэффициенты теплового расширения. Поэтому при жестком, фиксированном прикреплении полотна к основанию, при колебаниях температуры окружающей среды возможна деформация кровли, вплоть до местных разрушений. Этот нежелательный эффект устраняется в предпочтительном варианте выполнения предлагаемого решения - когда шины прикреплены к основанию с помощью саморезов, проходящих через отверстия продолговатой в плане формы. Расположение полотна покрытия поверх шин предохраняет от прямого попадания влаги под кровлю через отверстия и саморезы от коррозии. Эффект еще более усиливается при использовании шин и покрытия из материалов с одинаковым коэффициентом теплового расширения. В предпочтительном варианте выполнения наличие дополнительных ограничительных втулок, установленных в отверстиях и выступающих над поверхностью шины, облегчает монтаж шин. Высота втулки задает оптимальное, одинаковое положение головок всех саморезов, при котором шины не пережаты.
Очевидно, что наиболее простым вариантом соединения стыка соседних полотен в данном устройстве кровли является соединение ультразвуковой сваркой внахлест.
Предлагаемое решение может быть использовано как при строительстве и монтаже новых крыш - крепление шин к деревянной обрешетке, так и ремонте старых - крепление шин к старой фальцевой кровле. Особенно полезно оно при ремонте скатных крыш с фальцевым кровельным покрытием старых жилых домов. В этом случае поверх старой кровли, используя ее как основание, монтируется новая кровля из современного рулонного полимерного материала.
Применение предлагаемого решения может быть полезным при ремонте фасадов зданий при устройстве лесов, с одной стороны - изолирующих зону ремонта от ветра, дождя, выхлопных газов и пыли, а с другой - изолирующих окружающую среду от загрязнения отходами строительного производства. Устройство на сборных строительных лесах временной кровли из полотен полимерных материалов, используя образующие леса металлические стойки (обычно - трубы) как основание, и полимерные шины различной конфигурации, позволяет надежно на длительное время создать комфортные условия для работы. В этом случае на металлические трубы можно устанавливать шины из разрезанных вдоль полимерных труб соответствующего диаметра, а в больших пролетах между опорными трубами - установить плоские шины, приварив их трубным шинам. Для изготовления трубных шин могут использоваться полимерные трубы из производственного брака. Такая конструкция легко собирается, ремонтируется, изменяется, демонтируется. При этом, например, шины, закрепленные на стойках, могут не демонтироваться, а использоваться в дальнейшем.
Промышленная применимость предлагаемой полезной модели очевидна из приведенного выше описания - ее реализация не требует создания каких-либо специальных инструментов и приспособлений; применяются известные материалы, известные технологии, известные инструменты, широко применяемые для различных целей.
Предлагаемое устройство иллюстрируется фигурами 1,2, на которых показаны на фиг.1 - устройство предлагаемой пленочной полимерной кровли крыши;
на фиг.2 - устройство пленочной полимерной кровли на старой фальцевой кровле. На фигурах:
1 - деревянная обрешетка (основание) крыши;
2 - полотно кровельного пленочного покрытия;
3 - плоские шины из полимерного материала;
4 - область ультразвуковой сварки полотна покрытия с шиной;
5 - сквозные отверстия в плоских шинах;
6 - саморез со сферическим верхом;
7 - ограничительная втулка;
8 - фальцевая кровля из кровельных листов;
9 - фальцевое соединение;
10 - защитный элемент.
На фиг.1 приведено устройство полимерной кровли, для которой основанием служит деревянная обрешетка 1 крыши. Полотно кровельного пленочного покрытия 2 закреплено на плоских шинах 3 из полимерного материала. В шинах 3 выполнены продолговатые сквозные отверстия 5. Саморезы со сферическим верхом 6, закрепляющие шины 3 на основании - обрешетке 1, врезаны в деревянные планки обрешетки 1 через сквозные отверстия 5. Положение головки саморезов 6 ограничено ограничительной втулкой 7, высота которой больше толщины шины 3, что не позволяет саморезу 6 пережать шину 3 в месте крепления. Такое положение головки самореза не ограничивает перемещение шины при сдвигах ее при колебаниях температуры.
Полотно пленочного покрытия 2 уложено поверх шин 3, перекрывает сквозные отверстия 5 и приварено дискретной ультразвуковой сваркой в областях 4. В зависимости от конкретной формы и назначения кровли полотно покрытия может быть приварено к шинам сплошным швом. В месте стыка соседних полотен покрытия одно полотно наложено на другое внахлест и приварено к нему дискретно или сплошным швом.
На фиг.2 приведен пример устройства пленочной полимерной кровли на старой фальцевой кровле при ее ремонте. На старых скатных крышах с фальцевыми кровлями 8 сплошное покрытие образовано из картин, соединенных между собой фальцевым соединением 9. Плоские шины 3 крепятся к старой фальцевой кровле 8 саморезами 6. На таких кровлях со временем, в первую очередь, разрушаются места фальцевых соединений. Поэтому целесообразно для предохранения покрытия закрывать область фальцевого соединения защитными элементами 10, например, из разрезанных вдоль трубок из ПВХ.
Очевидно, что при ремонте старых или строительстве новых плоских крыш устройство предлагаемой кровли не представляет никаких сложностей. Принцип устройства позволяет достаточно просто и надежно обходить выступы на крыше в виде труб, технологических окон и других. При строительстве плоских крыш сварные соединения выполняются сплошными.
Предлагаемое устройство кровли крыши в процессе эксплуатации (процессе работы) при качественном выполнении надежно защищает крышу от попадания влаги. При повреждениях такая кровля легко восстанавливается.
Примером конкретного выполнения предлагаемого решения является пример кровли, построенной при ремонте односкатной фальцевой крыши административного здания в Санкт-Петербурге. Для ремонта, в качестве шин, были использованы полосы полимерного материала, используемые для изготовления георешеток, толщиной 4 мм, шириной 40 мм, длиной 2 метра. В них были отфрезерованы продолговатые отверстия шириной 10 мм и длиной 25 мм, с периодичностью 250 мм. В качестве ограничительных втулок использовались пластмассовые мебельные заглушки с высверленными центрами. Для крепления шин использовались саморезы диаметром 3,5 мм, длиной 35 мм и головкой с плоской нижней частью и сферическим верхом. В качестве кровельного покрытия использовалась полиэтиленовая пленка толщиной 200 мкм, шириной 1500 мм (рукав). Ремонтируемая односкатная крыша имеет длину по скату 12 м и заканчивается выходом глухой стены на высоту 60 см; длина крыши по выходу глухой стены 50 м (запад-восток) и далее 25 м (север-юг).
Шины крепились к картинам старой фальцевой кровли как к основанию, перпендикулярно глухой стене с расстоянием между собой 30-35 см (около половины расстояния между фальцами, равного 70-75 см). На острые места фальцев надевались разрезанные трубки из ПВХ диаметром 10-12 мм. При составлении шины большой длины из 2-х метровых отрезков между отрезками оставлялся зазор 2,0-2,5 см по длине.
Для устройства кровли в зоне примыкания ската к глухой стене, на стене на высоте 25 см от стыка установлена шина по всей длине выхода, над которой после завершения монтажа покрытия был установлен козырек из оцинкованного кровельного листа. В месте соединения южного и западного скатов установлена продольная шина по всей длине около 18 метров. Монтаж кровельного покрытия начинался с приварки рукава по его середине снизу до верху к 18 метровой продольной шине с помощью ручного аппарата для ультразвуковой сварки термопластичных материалов УЗСУ1-0.063/22. Затем полотно разворачивались перпендикулярно шинам и по мере укладки на очередную шину приваривались точками диаметром 2 мм через 3-4 см. Каждое последующее полотно укладывалось на нижнее внахлест шириной 25 см. Последнее полотно было приварено к шинам основания и к шине, установленной на стене, для формирования зоны примыкания. Последним устанавливался козырек из оцинкованного кровельного листа выше шины в зоне примыкания.
Таким образом, видно, что предлагаемый простой принцип закрепления полимерного покрытия кровли на любом основании через шины из полимерного материала, которые механически могут быть прикреплены к любому основанию в любом его месте, в сочетании со свойствами полимерных материалов покрытия (высокой эластичностью, высокой прочностью на растяжение), позволяет выстраивать кровли любой сложной конфигурации и размеров на любом основании. Поэтому, предлагаемое устройство кровли с полимерным кровельным покрытием является универсальным в отношении формы строящейся крыши. Очевидно, что технология монтажа также проста, потому что ее реализация не требует никаких неизвестных сложных операций.