Все ошибки, встречающиеся при монтаже совмещенных утепленных кровель, можно разделить на две основные группы:
ошибки проектирования;
ошибки строительства.
Поскольку при последовательном ведении строительства строительные ошибки сводятся к самовольному упрощению или улучшению проекта прямо на строительной площадке, то останавливаться на них подробно не имеет смысла.
Наиболее часто встречающиеся ошибки проектирования обнаружить гораздо проще, исправление их на этапе проектирования стоит в сотни раз дешевле, чем на стройплощадке. Они также подразделяются на две группы:
архитектурные ошибки;
конструктивные ошибки.
Архитектурные ошибки
Основной и главной ошибкой при проектировании крыш является невнимание, а зачастую и игнорирование вопросов, связанных с обеспечением правильных режимов работы основных элементов "кровельного пирога". При устройстве современных утепленных крыш в основном применяется теплоизоляция из минеральной ваты, которая обладает способностью накапливать в себе воду не только путем водопоглощения собственно материалом, но и капельно, в виде росы и тумана. Как следствие, мероприятия по ограничению попадания влаги в утеплитель и обеспечению вывода излишка влаги из утеплителя - основа жизни любой крыши. При условии того, что металлическое покрытие крыш (при правильном монтаже) представляет из себя надежную как паро-, так и гидроизоляцию, то вентиляция утеплителя достигается за счет специальных узлов и устройств, которые, как правило, весьма значимы в архитектурном плане - это коньковый и карнизный вентиляционные продухи, флюгарки и крышные вентиляторы. На успешную работу этих вентиляционных устройств существенно влияют многие архитектурные элементы здания. Аттики, люкарны, парапеты и "матрицы" из мансардных окон резко сужают возможности забора воздуха из-под карниза и перегораживают вентиляционный продух в "пироге" кровли. В результате приходится увеличивать высоту продуха с обычных 50 мм до 150 мм и более в местах сужения. Это ведет к увеличению строительной высоты и к усложнению конструкции крыши, и не может не сказаться на внешнем виде здания.
Очень значимым и часто забываемым вопросом является также водоудаление с крыш. Здесь можно назвать типичными следующие ошибки:
металлические кровли с уклонами менее 10°;
вентстояки в ендовах, а также поперек склона;
проектирование узких карнизов с малым уклоном, на которых невозможно разместить надстенный желоб. Этот недостаток становится особо значимым в тех случаях, когда на карнизе "стоит" окно люкарны. Здесь избежать подтекания воды в окно невозможно;
"нагромождения" аттиков и парапетов, создающих преграды для стока воды;
фасады, на которых не предусмотрено место для размещения водосточных труб, которые, с одной стороны, существенно влияют на архитектурный облик здания, а с другой стороны, должны находиться там, где они нужны (в частности, размещение воронок водостоков на наружных углах здания).
Таким образом, чрезмерное усложнение крыши здания архитектурными элементами, а также расположение этих элементов на кровле без учета специфики устройства кровельной вентиляции, существенно снижает надежность кровли не только с точки зрения сложности устройства гидроизоляционного металлического покрытия, но и за счет увеличения вероятности образования непроветриваемых участков.
Также при проектировании внешнего облика здания чрезвычайно важно учитывать физические свойства кровельного металла. Дело в том, что температурное расширение стальной кровельной картины при изменении температуры крыши от -30°C зимой до +70°C летом на длину 10 м составляет 12 мм, а картины из цветного металла - до 26 мм. Проектная ошибка состоит в том, что при проектировании длинных скатов (более 10 м) необходимо предусматривать элементы температурной компенсации, например, в виде ступенек. Поскольку такие элементы имеют значительные габариты, то их более позднее применение существенно искажает первоначальную задумку архитектора.
Особого внимания архитекторов требует к себе раздел проекта, связанный с инженерными системами здания. Суть распространенной ошибки состоит в том, что на кровле современного здания находится значительное количество инженерного оборудования. Невнимание архитектора к этому вопросу при проектировании систем вентиляции, кондиционирования, связи, охраны и т.д. приводит к нагромождению оборудования (чилеры, антенны, вентшахты и прочее) на крыше.
Конструктивные ошибки
И все-таки наибольшее влияние на будущую жизнь здания оказывают некорректные конструктивные решения. Каждый этап в конструировании кровли, начиная с выбора конструктивной схемы и заканчивая деталями применения того или иного кровельного материала, имеет практически решающее значение. Именно на этом этапе проектирования закладывается фундамент экономической целесообразности строительства конкретной крыши, поскольку от того или иного конструктивного решения зависит технологичность сборки этой конструкции. И если на этом этапе принимаются нетехнологичные решения, то именно они подвигают исполнителей на этапе строительства "допроектировать" узлы и конструкции в сторону упрощения.
Максимальное количество серьезных ошибок приходится на момент выбора подходящего способа утепления крыши. Это особенно важно при строительстве мансард с несущим каркасом из металлических балок. Существуют два основных типа утепленных крыш:
с несущим каркасом, расположенным в теплой зоне;
с несущим каркасом, расположенным в холодной зоне.
Третий возможный вариант - с размещением утеплителя между стальными стропильными балками - сразу является ошибочным, так как здесь налицо "мостик холода", который, во-первых, предопределяет появление конденсатных мокрых пятен на потолке и, во-вторых, сводит "на нет" все усилия по утеплению покрытия. Возможно частичное перекрытие слоя утепления и несущих конструкций, но, как правило, такой способ гораздо дороже при строительстве за счет значительного количества дополнительного утеплителя и повышенной трудоемкости за счет сложной формы утепляемой поверхности.
Согласно законам теплотехники, появление в слое утеплителя стального элемента, по площади равного 1% утепляемой поверхности, приводит к увеличению теплопотерь через этот участок в 10 раз, что эквивалентно уменьшению толщины утеплителя на этом участке в 10 раз! То есть, если в 1 м2 поверхности крыши, утепленной 200 мм минеральной плиты, что, как правило, достаточно для нашего климата, есть несущая металлическая балка с толщиной шейки 10 мм, то можно считать, что на этом участке лежит всего 20 мм утеплителя, а все остальные 180 просто выброшены и не работают.
Как следствие, основная ошибка состоит в первоначальном неправильном выборе системы утепления, что впоследствии приводит к смешению первых двух типов конструкций в один, который является разновидностью третьего варианта, то есть неэффективной промерзающей конструкцией.
Существуют проверенные правила, определяющие выбор типа утепления.
Несущий стальной каркас должен располагаться в теплой зоне в тех случаях, когда:
мансарда двухэтажная или же одноэтажная, но с затяжками стропильных ног или рам, проходящими внутри помещения мансарды;
опорный монолитный или стальной пояс, проходящий по периметру здания, смещен внутрь наружных опорных стен;
утепление фасадов здания выполнено снаружи с использованием матов из минеральной ваты и др.;
стропильные балки имеют большой свес наружу, например, служат несущей конструкцией козырька балконов;
на крыше располагаются массивные сооружения или инженерное оборудование, требующие крепления к несущим конструкциям крыши;
есть необходимость в минимизации строительной высоты покрытия.
Однако полностью избежать металлических балок или других элементов конструкции кровли, проходящих сквозь слой утепления, как правило, невозможно. И это предопределяет следующую серьезную ошибку - несоблюдение нормативных требований по значению теплового сопротивления покрытия. То есть, тепловой расчет был сделан абсолютно правильно, но для наиболее простого участка рядовой кровли, а поскольку крыши в большинстве своем на 80% состоят из исключений и особых случаев, а не типичных участков, то результаты этого расчета становятся некорректными.
То есть, для климатической зоны, например, С-Петербурга значение теплового сопротивления R0 составляет 4,7 (м2 °C)/Вт, а толщина "чистого" утеплителя (без теплопроводящих включений) из минеральной ваты со значением параметра ? = 0,04 Вт/(м °C) должна иметь толщину не менее 180 мм. С учетом обычных теплопроводящих включений (стойки, опоры, подвесы и пр.) расчетная толщина утеплителя, как правило, должна достигать значений 250 мм и более.
Поскольку мощность отопительных приборов в будущем помещении рассчитывается, исходя из норм теплового сопротивления конструкций, а в результате некорректного расчета необходимой толщины утеплителя эти нормы не соблюдены, то получается помещение, в котором холодно и сыро зимой и жарко летом…
Чрезвычайно большое значение имеет конструктивная проработанность узлов, связанных с пароизоляцией кровли. Стремление упростить технологию укладки пароизоляции при монтаже "кровельного пирога" снизу вверх приводит к появлению очагов конденсации пара в конструкции кровли. Для людей, находящихся в помещении, это - просто мокрые пятна на потолке. Очень важно, чтобы пароизоляционный слой был герметичным. К сожалению, на практике наиболее трудные и коварные места, а именно: примыкание к стенам, коробкам мансардных окон, вентстоякам, остаются без внимания конструкторов с надеждой, что "всем строителям это известно". Но, как правило, строительные бригады не обладают достаточным опытом и квалификацией для выполнения подобных работ без чертежей и контроля. Причем во многих случаях не по халатности, а по причине того, что они просто не отдают себе отчет о важности этого элемента крыши.
В заключение необходимо отметить, что описанные выше ошибки в проектировании крыш, не будучи вовремя исправленными, как правило, приводят к фатальному строительному браку. Эти ошибки невозможно исправить, не внося существенных изменений в конструкцию уже построенной крыши, что приводит к необходимости, по сути, разобрать ее и сделать заново. Такой ремонт сопряжен со значительными временными и финансовыми затратами, не говоря уж о неудобствах жильцов и сопутствующих повреждениях здания.
