В материале рассмотрим один из наиболее распространённых типов крыш — скатные крыши. Они характерны для исторических зданий и многоквартирных домов советского периода постройки. Будут описаны их особенности, формы, устройство, а также наиболее распространённые нарушения при эксплуатации таких крыш.
Какие бывают скатные крыши
Ранее широко распространенные скатные крыши с деревянными несущими конструкциями теперь стали редкостью: в современном домостроении чаще всего встречаются малоуклонные (уклон 2,5 – 5%, т.е. 2 – 4°) и плоские (уклон 2,5%, т.е. 2°) крыши. Исключение составляет частный сектор (индивидуальное жилищное строительство).
Скатные крыши характерны для исторических зданий старой постройки (конец ХIХ в. ‒ начало ХХ в.), которые чаще всего являются памятниками архитектуры федерального или регионального значения (объекты культурного наследия), а также для МКД советского периода постройки (50 – 60 г.г. ХХ в.).
К скатным относятся крыши с уклоном более 5% (более 4°). Наиболее часто встречающаяся величина уклона скатов крыш в МКД советской постройки – 25 – 30°. В зданиях старой постройки (исторических) встречаются уклоны скатов 30 – 45°. От величины уклона ската, в свою очередь, зависит эффективность отведения атмосферных осадков и величина снеговых отложений зимой. Так, на заветренных скатах крыши с уклоном до 30° вполне могут образоваться существенные отложения снега. Кроме того, отложения снега часто имеют место в разжелобках (ендовах). Ендовы образуются при пересечении скатов крыш, например, двух взаимно перпендикулярных в плане секций здания.
По форме чаще всего встречаются двухскатные и вальмовые (четырехскатные) крыши. Все скатные крыши, как правило, чердачные. Чердаки обыкновенно холодные. На чердаках могут быть размещены изолированные трубопроводы (лежаки) отопления (верхний розлив). Высота чердачного помещения зависит, соответственно, от величины наклона несущих конструкций крыши (покрытие) к горизонту.
Как устроены скатные крыши
Несущие конструкции крыши (фермы, стропила, обрешетка, подстропильные конструкции) воспринимают постоянную (собственный вес, вес кровли и вес дополнительных элементов, например, утеплитель, пароизоляция) и временную нагрузку (ветровая, снеговая, эксплуатационная – при ремонтных работах). При небольших пролетах и нагрузках, как правило, применяются наслонные стропила.
Основной элемент наклонных стропил – стропильная нога – работает как наклонная однопролетная балка на изгиб. Стропильные ноги выполняют из бревен, бруса, спаренных досок. Коньковый шарнирный узел чаще всего решается соединением внахлестку на гвоздях.
Другой опорой для стропильных ног служат стены здания. При этом нагрузка передается от стропильных ног не непосредственно на стены, а на мауэрлаты – брус/отрезки бруса, уложенные по толю (изоляция) по верхнему обрезу стен. Мауэрлаты позволяют равномерно распределять нагрузку на стены. Для того, чтобы стропила не вызывали появления распора, опорные площадки в местах опирания стропильных ног (на мауэрлаты, прогоны) делают горизонтальными, а также устраивают ригели или горизонтальные парные схватки. В случае если перекрываемый пролет превышает 6 м и внутри здания есть опоры в виде внутренних стен, столбов, устанавливаются дополнительные опоры для стропильных ног (стойки и подкосы, либо подстропильные конструкции). В этом случае стропильные ноги работают как двухпролетные балки. Либо же выбирается конструкция висячих стропил (стропильных ферм).
Стоит отдельно отметить, что деревянные несущие конструкции крыши должны быть не только правильно спроектированы и рассчитаны на соответствующие нагрузки, но и правильно смонтированы и надлежащим образом эксплуатироваться. Деревянные несущие конструкции не огнестойки, уязвимы к воздействию попеременного увлажнения/высушивания, постоянного увлажнения, а также к воздействию биологических факторов (древесиноразрушающие грибы, насекомые-древоточцы). Особенную опасность представляет не только плохое состояние кровли, но и выход в чердачное пространство вентиляции канализационных стояков.
Нарушения при эксплуатации крыш на примерах
На фото ниже представлены несущие деревянные конструкции крыши и фрагмент фасада двухэтажного МКД, построенного по типовой общесоюзной серии 1 – 234‑1.
Шаг расстановки стоек в плане соответствует расстоянию между осями поперечных внутренних стен. Прогоны усилены подкосами, расположенными под углом 45°. В средней части пролетов прогона установлены ригели. Сопряжение подкоса с ригелем выполнено лобовым упором; сопряжение подкоса со стойкой – опирание на прибоины из досок.
Положение прогона на стойках фиксируется с помощью прибоин из двух досок. Опирание стропильных ног на прогон – свободное. На отдельных стропильных ногах (примерно через одну) прибиты бобышки (иначе – прибоины) – опорные бруски, – обеспечивающие передачу давления через смежные горизонтальные площадки, а также возможность перемещения подвижной опоры по горизонтали при действии нагрузки на стропильную ногу.
Однако бобышки расположены выше прогона, что свидетельствует о неточности монтажа, либо о проведении работ (в т.ч. ремонтных) по устройству стропил и подстропильной конструкции в разное время. По периметру наружных стен здания стропильные ноги опираются на лежень из бруса (мауэрлат). По обрешетке уложен слой рулонной гидроизоляции (рубероид) и, далее, шиферная кровля (асбестоцементные волнистые листы).
Гидроизоляция находится в аварийном состоянии: вследствие физического износа материал стал хрупким, повсеместно образовались трещины, порывы, сквозные отверстия. Вследствие неудовлетворительного состояния кровли по причине физического износа (трещины в отдельных листах шифера, расстройство соединения отдельных листов) имеют место повсеместные интенсивные протечки. В месте пропуска через конструкции покрытия вертикальных вентиляционных шахт отсутствуют защитные фартуки. Вследствие многочисленных протечек кровли имеет место гнилостное повреждение несущих конструкций покрытия, а также развитие трещин усушки (вследствие периодического замачивания-просушивания древесины). Огнебиозащита деревянных конструкций покрытия не выполнена. Чердак захламлен.
Другой пример, фото ниже. Стык стропильных ног по длине выполнен неправильно: на врубках, зафиксирован с помощью гвоздей и работает фактически как шарнир. В стыкуемых частях стропильных ног выполнены врубки на половину ширины сечения бруса и длиной не менее 300 мм. Наблюдается повсеместное раскрытие стыков. Угол поворота в шарнире (по отношению к оси стропильной ноги) – в пределах 10°.
Стальная кровля находится в аварийном состоянии: вследствие физического износа, сплошной коррозии повсеместно зафиксировано расстройство фальцевых соединений соседних картин, сквозные отверстия. Вследствие неудовлетворительного состояния кровли по причине физического износа имеют место повсеместные интенсивные протечки, замачивание несущих конструкций покрытия и интенсивное поражение древесиноразрушающими грибами. В месте пропуска через конструкции покрытия вертикальных дымовентиляционных шахт отсутствуют защитные фартуки.
Результат: систематическое замачивание несущих деревянных конструкций, повреждение древесиноразрушающими грибами.
Еще пример, фото ниже. Частично произведена замена несущих конструкций покрытия и обрешетки; заменена кровля. Кровля выполнена из стальных листов. Отдельные листы (картины) соединены стоячими фальцами. При выполнении соединения листов кровли в фальц герметизация посредством укладки шнура мастики не производилась, т.к. имеют место протечки и просачивание воды через место стыка со стороны чердака. Локально зафиксировано неполное соединение листов кровли и наличие сквозного зазора. Результат: систематическое замачивание деревянных несущих конструкций, повреждение древесиноразрушающими грибами.
Во внутреннее пространство чердака выходят стояки труб канализации (вентиляция стояков). Устье одного из стояков, в частности, расположено в непосредственной близости от диагональной стропильной ноги вальмового ската. Имеет место интенсивное биоповреждение (белый домовый гриб) стропильной ноги, расположенных рядом стропильных ног и обрешетки. Несущие конструкции покрытия обильно покрыты конденсатом.
Ниже приведен пример металлодеревянной фермы, где элементы фермы, работающие на растяжение, выполнены из металла. Эти элементы (стойки) также воспринимают нагрузку от деревянного подвесного чердачного перекрытия.
Во время ремонта были заменены кровля и обрешетка. Фермы же остались без внимания: огнебиозащитная обработка не выполнена, антикоррозионная окраска металлических элементов не выполнена. Опорный узел одной из ферм (части верхнего и нижнего пояса, накладки, подбалка) существенно поврежден древесиноразрушающими грибами.
Зафиксировано двойное поражение бурой и белой гнилью (распад пораженной древесины на кубики коричневого цвета и светлые волокна соответственно). Также зафиксировано повреждение древесины насекомыми (жуками-древоточцами) и сами насекомые: мелкие жучки коричневого цвета. На подбалке зафиксирован сухой белый налет – плодовые тела древесиноразрушающих грибов. Опорная подушка повреждена практически полностью и просела (смялась) под действием приложенных нагрузок. Неточности при выполнении опорного узла на натяжных хомутах: тяжи не пропущены через швеллер, только через уголки, уголки взяты неравнополочные вместо обычно используемых в таких случаях равнополочных. Такой опорный узел рано или поздно придется заменить, например, на металлический протез.
Поврежденный опорный узел находился как раз под ендовой. Ендова наиболее ответственное место кровли, т.к. здесь происходит интенсивное движение воды, скапливается снег, мусор, создающие неблагоприятные условия для работы кровельного материала. До проведения ремонта кровля здания была выполнена из волнистых асбестоцементных листов (шифер). Ендовы и ребра крыши, обрамления вентиляционных шахт были покрыты кровельной сталью. С учетом того, что шифер является хрупким материалом, для него характерно появление трещин при механических воздействиях и температурных деформациях. Вкупе с износом надстенных желобов, стальных окрытий это приводило к значительным протечкам и замачиванию конструкций покрытия и подвесного чердачного перекрытия, колебаниям влажности (попеременное замокание-просушивание).
Приведенные выше примеры подтверждают важность корректного выполнения монтажных работ и ничуть не меньшую важность правильной эксплуатации деревянных несущих конструкций, своевременного проведения ремонтных работ, а также технического надзора за проведением работ капитального характера.
При удовлетворительном состоянии конструкций покрытия и их сохранении при проведении работ капитального характера по замене кровли, важно провести их огнебиозащитную обработку и, при необходимости, локальный ремонт, замену отдельных элементов. Вентиляцию канализационных стояков необходимо вывести за пределы объема чердака; проход через кровлю должен быть загерметизирован во избежание проникновения влаги от атмосферных осадков. В соответствии с положениями СП 30.13330.2020 вытяжная часть канализационного стояка выводится вертикально через кровлю здания на высоту: 0,2 м от скатной кровли.
Диаметр вытяжной части одиночного канализационного стояка должен быть равен диаметру его рабочей части. При применении пластиковых труб следует предусматривать защиту их частей на кровле от ультрафиолета (солнечного света).
При выполнении работ капитального характера по замене кровли, утеплителя чердачного перекрытия МКД имеет смысл использовать современные легкие материалы. Так, нагрузка от волнистых асбестоцементных листов составляет 15 кг/м², что в 3 раза выше нагрузки от веса металлочерепицы; нагрузка от засыпного утеплителя, имеющего объемную массу 200 – 350 кг/м³, что в 1,7 – 3 раза выше таковой от минераловатного утеплителя.
Другие материалы автора:
➜ Нюансы при обслуживании крыши в зимний период
➜ Могут ли коврики и остекление балконов привести к разрушению балконных плит
➜ Этапы ремонта балкона: что нужно знать
➜ Из-за чего лоджия может разрушаться (наглядные примеры)
➜ Как восстановить балконную плиту: обзор современных решений и рекомендации