Каким должно быть основание под фальцевую кровлю?
Специфика фальцевой кровли предполагает наличие ровного, прочного и достаточно плотного основания. Кровельное полотно представляет собой набор из длинных металлических панелей (картин), последовательно соединенных между собой боковыми кромками. Соединение механическое, поэтому, от качества основания зависит прочность и герметичность кровли.
Если при ходьбе или других нагрузках картины начнут прогибаться, соединение разойдется и образуется разрыв кровли. Это означает появление протечек и необходимость в срочном ремонте. Поэтому, требования к основанию под фальцевую кровлю достаточно жесткие:
- механическая прочность, надежность
- долговечность
- отсутствие деформаций или изменений состояния со временем
- элементы основания должны образовать ровную и неподвижную плоскость, готовую принять все нагрузки и обладающую запасом прочности на случай возникновения форс-мажорных обстоятельств
В качестве основания под фальцевую кровлю используется дощатый настил (обрешетка), образованный однородными элементами. Согласно нормам СНиП, он представлены обрезной доской толщиной 25 — 35 мм. При этом, вся обрешетка должна быть изготовлена из досок одинаковой толщины. Перепадов или «ступенек» в плоскости основания быть не должно.
В зависимости от конструкции стропил обрешетка может быть сплошной или разреженной. При этом, разница между ними не слишком велика, так как большие промежутки между планками снижают прочность соединений фальца. Рассмотрим оба варианта внимательнее:
Разреженная обрешетка
Разреженная обрешетка представляет собой дощатый настил с расстоянием между планками от 50 до 200 мм. Она используется для экономии материала при углах наклона скатов не менее 22°.
Такой уклон снижает снеговую нагрузку (в основном, снег просто скатывается по гладкой поверхности), что снижает опасность деформаций кровельного полотна. При этом, хождение по такой крыше следует максимально ограничить, чтобы не вызвать ослабления фальцевых соединений под нагрузкой.
Шаг разреженной обрешетки выбирают исходя из угла наклона. Чем он круче, тем больше можно делать расстояние между планками.
Однако, превышать нормативные 200 мм не следует, даже если угол наклона больше 60° (такое бывает у мансардных крыш ломаного типа, у которых скаты имеют две плоскости с разным углом наклона).
Любые отклонения от значений, предписанных нормативами, приводит к деформации картин, нарушению прочности соединений и появлению протечек.
Помимо опасности продавливания, разреженная обрешетка обладает еще одним минусом. С изнанки кровли образуются достаточно широкие полосы открытой металлической кровли. Они могут стать поверхностями, на которых начнет оседать конденсат. Он будет стекать и впитываться в обрешетку. Древесина быстро выйдет из строя, причем, заметно это станет уже на поздних стадиях, когда кровля начнет проседать на проблемных участках. Потребуется полная замена обрешетки, что по объему работ сопоставимо с монтажом всей крыши.
Сплошная
Сплошная обрешетка используется на скатах с углом наклона от минимального (7°) до максимума (22°). При больших значениях уклона можно использовать разреженные основания.
Необходимо учесть, что термин «сплошная обрешетка» не понимается буквально. Между планками в любом случае оставляют зазор 10-15 мм. Он нужен для того, чтобы обеспечить возможность сохранить плоскость при расширениях древесины из-за изменений влажности. Если зазора не будет, при набухании планки начнут вспучиваться и выворачиваться из плоскости, деформируя кровлю и разрушая фальцевые соединения.
Плотное размещение планок позволяет обеспечить равномерную опорную плоскость для кровли. При малых углах наклона снег не соскальзывает с крыши, а остается на ее поверхности. Нагрузка может оказаться весьма высокой (для Москвы нормативное значение составляет 150 кгс/м2, что для скатов среднего размера означает дополнительный вес в несколько тонн).
Поэтому, для сплошной обрешетки используют доски увеличенной толщины (35 мм) и двойные стропила с дополнительными опорами по всей длине пролета.
Необходимо учесть, что сплошная обрешетка по своим показателям предпочтительнее. Она обеспечивает необходимые условия эксплуатации, тогда как разреженная обрешетка делается лишь из соображений экономии материала. Поэтому, на переходных значениях угла наклона скатов, где можно использовать оба варианта, рекомендуется выбирать сплошную опорную систему.
Что важно при проектировании основания под фальц?
Составление проекта фальцевой кровли — сложная задача, требующая подготовки и знания строительных нормативов. Кроме этого, проектировщик должен иметь полное представление о свойствах и особенностях кровельного покрытия, учитывать условия его укладки и эксплуатации.
Рекомендуется обращаться к профессиональным строителям, имеющим опыт проектирования фальцевой кровли и хорошо знакомых с ее особенностями – например, к нам!
Если по каким-то причинам проект составляется самостоятельно, необходимо руководствоваться требованиями строительных нормативных документов (СНиП II-26-76 или СП 17.13330.2017). Приступать к составлению проекта следует только после изучения этих документов.
Проектирование опорной конструкции для фальцевой кровли требует учета всех предстоящих нагрузок и воздействий. Помимо обычных требований (расчет снеговой и ветровой нагрузок) надо обеспечить запас прочности на случай появления избыточных погодных проявлений (например, выпадение большого количества мокрого снега, вес которого может в несколько раз превышать нормативные показатели).
С учетом нагрузок выбирают параметры всех опорных и несущих элементов. Они должны быть готовы к принятию нагрузок, иметь положенный запас прочности. Кроме того, надо учесть особенности материала стропильной системы (древесины), и обеспечить ему защиту от воздействия влаги, исключить появление плесени и грибка, повреждение насекомыми или грызунами.
Шаг обрешетки
Шаг обрешетки — это показатель плотности дощатого настила, обеспечивающий равномерность передачи нагрузки с кровельного полотна на основание. Рекомендованный шаг: 1 — 1,5 см между планками. Это сплошная обрешетка, у которой зазоры между досками нужны лишь для компенсации расширений планок при набухании от изменений атмосферной влажности.
Разреженная обрешетка имеет увеличенные зазоры между планками — от 5 до 20 см. Однако, ее использовать можно только на крышах с большим углом наклона скатов. Иначе появляются участки, на которых под тонким металлом нет никакой опоры. Если на такой участок создается давление (снег, ходьба людей во время обслуживания, другие воздействия), металл начнет прогибаться. Подвижность приведет к нарушению прочности соединений, исчезнет герметичность полотна. Возникнут протечки и прочие дефекты, требующие срочного ремонта или замены участков кровли.
Фальцевая кровля относится к полужестким видам покрытия. Поэтому, пытаться сэкономить и уложить планки с большим шагом настоятельно не рекомендуется. Строительные нормы пишутся так, чтобы обеспечить гарантированную прочность полотна и, при этом, максимально сэкономить материал. Указанные размеры следует соблюдать, иначе возникнут серьезные проблемы и финансовые потери.
Толщина доски
Толщина досок обрешетки — это показатель готовности дощатого настила к приему нагрузок. Учитывая высокую плотность укладки, рекомендованная толщина составляет 25 мм («дюймовка»). Максимальный предел толщины — 35 мм.
Это рекомендованные значения, выведенные опытным путем. Они учитывают нагрузку на стропильную систему от собственного веса обрешетки. С увеличением толщины настила возрастает и его вес, что вынуждает наращивать и мощность стропил.
При этом, в регионах с высокой снеговой нагрузкой толщину обрешетки приходится увеличивать в любом случае, особенно на скатах с малым углом наклона. Если тяжелый снег и наледь начнут давить на тонкий настил, он будет прогибаться и создаст условия для деформации кровли. В результате разойдутся фальцевые швы и появятся протечки. Кровля потребует серьезного ремонта.
Двойная обрешетка
В сложных условиях, когда нагрузка на полотно может оказаться слишком высокой, используется двойная обрешетка. Как правило, ее выполняют в виде двух слоев — нижний разреженный, а верхний — сплошной. этот способ позволяет увеличить несущую способность подсистемы, и немного сэкономить пиломатериал за счет уменьшения плотности нижнего слоя.
Вентиляция и зазор для проветривания
Вентиляция подкровельного пространства — важный момент в обустройстве металлической кровли. Она сплошная, не способная «дышать» через неплотности укладки элементов (как это можно наблюдать на полотнах натуральной черепицы). Поэтому, для свободного перемещения воздуха под кровлей делается вентиляционный зазор.
Его образуют планки контробрешетки, укрепленные вдоль стропильных ног. Толщина контробрешетки — это и есть толщина вентиляционного зазора. Чем меньше уклон скатов, тем больше требуется делать толщину зазора. Это позволяет обеспечить движение воздушных масс, их замену.
Минимальный угол уклона требует установки максимально толстой контробрешетки. Ее толщина может доходить до 10 см. с увеличением угла наклона повышается перепад высот между карнизным свесом и коньком крыши. В таких условиях воздух движется интенсивнее, и толщину вентиляционного зазора можно пропорционально снизить.
Минимальное значение — 45 мм. Такую контробрешетку используют на крышах с углом наклона от 30° и выше.
Необходимо учесть — это нормативные значения, не учитывающие индивидуальные особенности конструкции крыши, число скатов, сложность конфигурации. Если движение воздушных потоков под кровлей недостаточно, используют дополнительные элементы кровельной вентиляции.
Это отверстия в полотне, защищенные специальными колпаками. На полотнах с малым уклоном устанавливаются вентиляционные аэраторы в виде вертикальных трубок высотой около 50 см, иначе зимой кровельная вентиляция будет засыпана снегом и перестанет выполнять свои функции. Во время весеннего таяния снега через низкие аэраторы на чердак может попадать талая вода. Поэтому, выбор и установку элементов кровельной вентиляции следует производить с учетом условий эксплуатации и возможных нагрузок.
Подкровельная гидроизоляция
Подкровельное пространство — фактор риска относительно возникновения конденсата. Металлическая кровля способна быстро и резко охлаждаться, что часто вызывает дисбаланс температур внутреннего воздуха и металлического покрытия. На холодную поверхность оседает конденсат, который начинает стекать и капать в теплоизолятор. Это способствует прекращению работы кровельного пирога, выводит из строя утеплитель и деревянные детали стропильной системы.
Поэтому, между кровлей и теплоизолятором нужна сплошная герметичная отсечка, обеспечивающая защиту теплоизолятора от воздействия влаги. На практике, подкровельная гидроизоляция — это сплошное полотно защитной пленки, установленное прямо на стропильные ноги перед монтажом контробрешетки.
Могут быть использованы разные виды материала, от полностью непроницаемой полиэтиленовой пленки до специальных мембран с односторонней проницаемостью. Как правило, используют второй вариант. Даже если чердак не эксплуатируемый, в любой момент планы могут измениться. Заменить одну пленку на другую после укладки кровли будет сложно, поэтому, лучше позаботиться о будущем заранее.
Мембрана обеспечивает вывод остаточного пара из кровельного пирога, но абсолютно непроницаема для наружной влаги в любой форме. Укладку производят горизонтальными полосами начиная снизу. Мембрану натягивают, чтобы она не слишком провисала, и крепят степлером. Следующую полосу укладывают внахлест (не менее 15 см) и проклеивают специальной липкой лентой. В результате возникает герметичное полотно. Если на него капает конденсат, вода просто стекает в водосточный лоток и не создает никаких проблем для конструкции крыши.
Отличия устройства основания
Основание под фальцевую кровлю должно быть готово к приему эксплуатационных нагрузок и механических воздействий. Они могут быть статичными (например, снеговая нагрузка) или переменными (ветровая нагрузка, хождения людей по кровле, резкие порывы ветра и т. п.).
Кроме этого, при подготовке основания следует учитывать особенности самой кровли. Она может отличаться толщиной, степенью жесткости, рассчитанной на определенный срок службы. Основание должно полностью соответствовать всем показателям материала, иначе они становятся бесполезными. Если кровля может служить до 150 лет (показатель медного фальцевого полотна), то и основание должно быть рассчитано на такой же период эксплуатации.
Рассмотрим особенности оснований для разных видов кровельного фальцевого полотна или условий эксплуатации:
Для меди, цинка и фальцевой стали
Фальцевая кровля изготавливается из разных материалов. Они отличаются долговечностью и устойчивостью к внешним факторам.
Различают три основных вида:
- стальная фальцевая кровля. Она самая дешевая, обладает наименьшим сроком службы по сравнению с другими материалами. Однако, стальные картины более жесткие и способны выдерживать увеличенную нагрузку. Основным недостатком такого покрытия является склонность к коррозии. Защитный слой оцинковки продлевает срок службы полотна, но полностью решить проблему он не в состоянии. Есть картины с дополнительным полимерным слоем, но и он дает сравнительно небольшой защитный эффект
- цинковая (цинк-титановая) фальцевая кровля. Она обладает высокими эксплуатационным показателями — устойчивость к коррозии за счет образования слоя патины (со временем качество такой защиты только возрастает). Из-за этого цинк-титановая кровля способна служить до 100 лет, что выдвигает особые требования к обустройству обрешетки и стропил. Недостатками является сравнительно низкая механическая прочность и жесткость материала, а также — высокая стоимость
- медная фальцевая кровля. Это самый дорогой и долговечный материал — его срок службы может длиться до 150 лет. Со временем медные картины покрываются слоем зеленой патины, что делает их внешний вид солидным и привлекательным. Однако, такая долговечность может быть обеспечена только соответствующими показателями основы — демонтаж и повторная укладка фальцевой кровли возможны далеко не всегда и сулят большие потери материала при выполнении работ. Поэтому, требования к стропилам и, в особенности, к обрешетке здесь самые жесткие
Учитывая особенности материалов, возникает парадоксальная ситуация — с точки зрения основы, выгоднее использовать самую недолговечную стальную фальцевую кровлю. Возникает примерное равновесие в сроках службы деревянных и металлических деталей, исчезает опасность потерь при выполнении ремонта.
С точки зрения конструкции обрешетки, принципиальных различий между материалами нет. Как и в других случаях, необходимо учитывать степень жесткости материала и выбирать соответствующую плотность дощатого настила. В остальном, методика монтажа подсистемы сохраняется в неизменном, стандартном виде.
Под разный угол ската
При монтаже обрешетки необходимо учитывать угол наклона скатов крыши. Принято считать, что, чем он круче, тем реже можно укладывать доски. В целом, это верно, но только до определенного предела.
Максимальным расстоянием между планкам настила, определенным нормами СНиП, является 200 мм. При этом, такой зазор можно делать только на больших уклонах — от 45° и больше. С уменьшением наклона плотность обрешетки возрастает, причем, неравномерно. Специалисты не рекомендуют экономить на обрешетке — как правило, такая экономия оборачивается двойными расходами.
Рекомендованный тип обрешетки — сплошной, с минимальными технологическими зазорами 1 — 1,5 см. Если придерживаться этих показателей, можно снизить нагрузки на полотно, исключить нежелательные воздействия и деформации.
Необходимо помнить, что обрешетка должна без изменений прослужить минимум 20 лет (для стальной кровли) или гораздо больше (для цинк-титановой и медной — 100 — 150 лет). Если доски уложены слишком редко, возникают множественные «висящие» участки полотна. Они испытывают деформирующие нагрузки, результатом которых становятся ослабления и разрушения фальцевых швов. Ремонт кровли стоит дорого и требует больших усилий, поэтому, вместо экономии можно получить лишние затраты.
Герметизация фальца
Герметичность фальцевых соединений — важный фактор, обеспечивающий отсутствие протечек и общую работоспособность кровли. Она обеспечивается в процессе монтажа и профилактических мероприятий, проводимых раз в несколько лет.
Если основание под фальцевую кровлю не готово к приему эксплуатационных нагрузок, самым первым следствием этого станет нарушение герметичности соединений. Поэтому, основным требованием становится жесткость и высокая несущая способность основания. Должна быть обеспечена полная неподвижность обрешетки под всеми нагрузками, включая статичные (снег) и динамичные (ветер, перемещения по крыше людей и оборудования).
Для гарантированной сохранности фальцевых соединений должна быть выбрана минимальная величина зазоров между планками (сплошная обрешетка), а также учтена толщина досок. Кроме этого, начинать заботиться о сохранности швов надо еще на стадии монтажа стропил — чем меньше шаг стропильных ног, тем жестче будет обрешетка.
Другие особенности
Рассматривая обрешетку (основание) для фальцевой кровли, необходимо обратить внимание на важный момент — она не является самостоятельным элементом конструкции крыши. Доски обрешетки уложены на планки контробрешетки, которые, в свою очередь, укреплены на стропильных ногах.
Таким образом, жесткость и неподвижность дощатого настила зависят не только от толщины и плотности укладки, но и от состояния опорной системы (стропил). Здесь возникает два фактора риска:
- слишком большой шаг стропильных ног. Многие застройщики пытаются таким образом уменьшить нагрузку на стены и попутно сэкономить материалы. В результате возникает опасность прогиба обрешетки под весом снега, что автоматически сказывается на состоянии фальцевых соединений
- большая длина стропил. Длинные доски приходится стыковать по длине, что заметно ослабляет их в плане жесткости. Здесь требуется использовать дополнительные опоры по длине стропильных ног, как вертикальные, так и подкосы
Еще одним важным моментом становится правильная сборка стропильной системы в участках перехода плоскостей. Ендовы и хребты вальмовых крыш должны быть усилены и готовы к приему нагрузок (с необходимым запасом). Если опорные конструкции не выдерживают эксплуатационные нагрузки, обрешетка не сможет исправить ситуацию. Поэтому, стропилам должно быть отведено самое пристальное внимание.