Перекрытия крыши: Как правильно сделать перекрытие крыши дома своими руками, какой материал выбрать, подробное видео и фото

Чем перекрыть крышу частного дома – на что обратить внимание

Чем перекрыть крышу частного дома? Такие мысли часто посещают владельцем большинства из них. И неважно, что причина совсем не в том, что она уже состарилась и от ремонта крыши практически толка нет, а в желании дать ей иное дизайнерское решение. Главное подобрать материал, соответствующий требованиям, предъявляемым к крыше, и пожеланиям хозяина.

В наши дни крыша для загородного дома перестала быть только частью общей конструкции, защищающей от непогоды. Огромный выбор материалов для кровли и оригинальные дизайнерские наработки крыши позволяют подчеркнуть вкус и статус хозяина.

Дизайн крыши и материал для кровли непосредственно зависят предполагаемого вида будущей крыши загородного дома. Плоская крыша пока еще редкость в частном домостроении, а вот скатную возводят повсеместно. Многообразие материалов для кровли, конечно, несколько усложняет правильный выбор. Однако, существуют объективные критерии, придерживаясь которых трудно ошибиться.

Каким должен быть кровельный материал ↑

Облегчить решение проблемы, чем перекрыть крышу частного дома, можно, если учесть важность следующих параметров:

• Долговечность. Очевидно, чем срок больше, тем лучше.
• Вес материала. Рекомендованный вес – не больше 250 кг/м2.
• Огнеустойчивость. Предпочтение отдают негорючим материалам.
• Экологичность. Внутренний микроклимат в доме напрямую зависит от чистоты и естественности кровельного материала.
• Простота укладки. Понятно, что чем проще и удобнее укладывать материал на кровлю, тем меньшими окажутся затраты на перекрытие крыши и по времени, и по труду.
• Эстетическая привлекательность.

Сегодня широкое распространение получили разновидности черепицы. В сочетании с правильно рассчитанной стропильной системой и хорошей тепло- и шумоизоляцией такая кровля получается надежной и красивой. Обычный шифер, хотя его продолжают часто использовать, стал терять былую свою популярность. Битумно-полимерные материалы отличаются своей стоимостью, которая делает их доступными, можно сказать, для любого человека, но требуют тщательного соблюдения противопожарных норм. Элитной считается сланцевая кровля, набирающая популярность. Благодаря таким своим характеристикам, как природное происхождение, долговечность, негорючесть и очень высокая эстетичность.

Чем лучше перекрыть крышу дома ↑

Какие же специфические характеристики и свойства имеют наиболее востребованные материалы для кровли?

Металлочерепица

Самый легкий и, главное, недорогой материал для кровли, металлочерепица, не зря считается одним из ряда самых популярных. Его нагрузка на квадратный метр составляет всего 4,5 кг, он легок в монтаже, долговечен, отлично подходит для загородного каркасного дома, которые нередко не имеют фундамента.

Антикоррозионное покрытие металлочерепицы имеет богатую гамму цветов, что позволяет использовать ее для любого архитектурного решения. С тыльной стороны он подвержен коррозии, поэтому для защиты от скопления под ее листами влаги при укладке металлочерепицы предполагается наличие специального паро- и пароизоляционного слоя. Обязательным является также организация теплоизоляции и эффективной вентиляции. Это позволяет не бояться появления «мостиков холода». Данный материал укладывают на правильно подготовленное основание.

Такой недостаток, как излишняя «шумность» металлочерепицы, легко устранить, если использовать под листами шумопоглощающую изоляцию.

Глиняная черепица

Кому же своим шикарным видом приглянулась глиняная черепица на крыше, нужно знать, что вес у этого материала довольно большой, а это требует усиления кровельной конструкции, толстостенных балок и устроенной между ними обрешетки. Все это связано с увеличением финансовых вложений и трудозатрат. Перед обжигом на черепицу наносят особое покрытие ангоб, после чего слой глазури. Сама же укладка черепицы затруднений не вызывает.

Черепицей из металла или глины лучше перекрывать крыши, имеющие правильную геометрическую форму.

Мягкая кровля

Для сложной кровли прекрасно подходит гибкая черепица. Она намного легче металлической, к тому же принимает любую форму, то есть может реализовать любую дизайнерскую мысль, даже самую невероятную. Отличается богатством цветовой палитры.

Гибкую черепицу укладывают на сплошную поверхность. Это может быть фанера или сплошная обрешетка из дерева.

Высокое шумопоглощение битумной черепицы обеспечивает в доме идеальный микроклимат.

Ондулин

Этот материал по своей популярности не уступает битумным. Легкий вес и простота монтажа дают возможность перекрыть крышу в максимально сжатые сроки. По виду он похож на привычный шифер, однако обеспечивает отличные эксплуатационные качества: морозоустойчивость, прочность, экологичность, устойчивость к высоким температурам – до 115⁰C.

Важное значение при его укладке имеет качество обрешетки – должна быть обеспечена достаточная жесткость, чтобы ветровые нагрузки не вызывали дребезжания или вибрации. Широкие возможности выбора цвета и малый вес материала позволяют использовать его для любого типа кровель.

Шифер

Нельзя обойти вниманием и шифер. Раньше вопрос, чем лучше перекрывать крышу, даже не возникал – выбирать приходилось между рубероидом и шифером. Последний прост в монтаже. Учитывая содержание в его составе асбеста, шифер чаще используют для перекрытия маленьких дачных домов или сараев. Одно из главных его достоинств – цена. Материал это хрупкий, поэтому лучше покупать листы шифера у проверенных производителей. В противном случае не избежать их битья и ломки прямо в процессе укладки.

Битумный шифер

Битумные листы, имеющие волнистый рельеф, – это не только бюджетный вариант, но также очень простой и быстрый. Этот материал укладывают прямо поверх старой крыши, причем без особой подготовки.

Профнастил

Этот материал с успехом используют для перекрытия новой и старой крыши. Для его укладки не нужны ни специальные инструменты, ни особые знания. Он, как и металлочерепица, изготавливается из стали по технологии «холодный прокат», что позволяет сохранить целостность его полимерного покрытия. Профиль профлистов похож на шифер. Волны могут отличаться по форме (трапециевидная, прямоугольная, синусоидальная) и по высоте.

Как видите, есть из чего выбрать.

© 2021 stylekrov.ru

Как лучше перекрыть крышу дома своими руками?

Любой строительный материал, в том числе и кровля, не вечен и имеет определенный эксплуатационный срок, по истечении которого владелец здания оказывается перед необходимостью нового перекрытия крыши. Кровельный материал имеет достаточно продолжительный срок службы, и, вероятно, со времен монтажа предыдущей крыши прошло значительное количество десятилетий, за время которых рынок строительных материалов значительно обогатился.

В статье разберем, как перекрыть крышу частного дома своими руками и сколько это будет стоить.

Выбор кровельного покрытия

В первую очередь необходимо определиться: чем перекрыть крышу частного дома? На данный момент существует много разнообразных кровельных покрытий с различными характеристиками. Рассмотрим основные из них:

• Металлочерепица из оцинкованной стали с защитным полимерным покрытием выпускается в листовом виде с имитацией рядов керамической черепицы. Это удобно при крыше простой формы (например, двускатной), но не подходит для конструкций сложных форм из-за большого количества отходов. Во время дождя металлочерепица достаточно сильно шумит и потому требует дополнительной шумо- и теплоизоляции. Перекрыть крышу дома металлочерепицей быстро и легко можно своими руками. Материал относится к средней ценовой категории.
• Похожими характеристиками, но более бюджетной ценой, обладает профнастил, также изготовляемый в виде листов. Это кровельное покрытие не обладает высокой декоративностью, но легко монтируется и не требует специального ухода.
• К экономичным вариантам кровли относится ондулин, представляющий листы прессованного картона с пропиткой битумом. Верхний слой этого материала покрыт минеральной крошкой, что хорошо защищает его от влаги. Ондулин легко монтируется своими руками даже на сложные конструкции, так как легко и быстро режется. К минусам покрытия относится быстрое выцветание на солнце и высокая восприимчивость к огню.
• К наиболее дорогим кровельным материалам относится мягкая черепица, в основе которой лежит стеклохолст с нанесенными с одной стороны битумом и минеральной крошкой с другой. Покрытие отлично защищает от влаги, не шумит при дожде, не выгорает на солнце. Гибкая черепица быстро и легко монтируется даже на крыши сложных конструкций, легко режется. К недостаткам можно отнести достаточно долгий процесс укладки, требующий соблюдения целого ряда условий.
• Дорогим удовольствием для крыши станет керамическая черепица, изготовленная путем обжига натуральной глины и покрытием глазурью. Этот материал имеет высокие эксплуатационные характеристики: долгий срок службы, подавление внешних шумов, сохранение декоративного вида. Однако материал имеет большой вес и нужно критично оценить состояние фундамента дома и самой стропильной системы на предмет того, выдержат ли они подобную нагрузку.

Помните, что правильно выбранный кровельный материал – это половина успеха в деле перекрытия крыши.

Определение необходимого количества кровельного материала зависит от площади крыши, рассчитать которую несложно самостоятельно. Важно прибавить к полученному числу квадратных метров 10-15% из-за укладки кровли внахлест и до 25% если крыша имеет сложную форму и потребует частой резки материала.

Подготовка к перекрытию

Помимо самого кровельного материала также понадобится строительный инструмент и подготовка всей стропильной системы для укладки нового покрытия. Сопутствующие затраты могут достигать до 50-100% от необходимой стоимости кровельных материалов.

Итак, вне зависимости от выбранной кровли понадобится:

• Молоток, инструменты для резки кровельного материала, дрель и шуруповерт для закрепления кровли;
• Крепежные элементы если они не идут в комплекте с кровельным материалом;
• Рулетка, уровень и карандаш для измерений;
• Материалы для создания каркаса под выбранную кровлю.

Перед тем как перекрывать крышу необходимо критично осмотреть состояние всей стропильной системы на предмет поиска гнили, плесени и грибка. Если вы решили поменять кровельное покрытие из-за постоянных протечек, то перечисленные неприятности обнаружат себя во многих местах. Укладывать на поврежденную стропильную систему новую кровлю не имеет смысла – это пустая трата времени и средств. Вероятно, вам придется полностью или частично заменять пострадавшие деревянные элементы, менять утеплитель и изоляционные материалы.

Если осмотр показал, что стропильная система в порядке и надо только обновить финишное покрытие крыши, вам все равно понадобиться выполнить обрешетку под выбранный материал:

• Под гибкую черепицу создается сплошная обрешеточная система из влагостойкой фанеры или калиброванных брусов;
• Под остальные виды кровельных покрытий требуется набивать обрешетку из реек с шагом 35-50 см в зависимости от материала и угла наклона крыши.

Порядок выполнения кровельных работ

Успех от задуманного обновления кровли зависит от знаний как правильно перекрыть крышу. Напомним основной порядок действий при перекрытии крыши своими руками:

• Не забывайте о погодных условиях: хорошо, если будет стоять тихая безветренная погода. Некоторые материалы (как гибкая черепица или ондулин) требуют дополнительно особого температурного режима. Ни в коем случае не стоит перекрывать кровлю в ветер или дождь – это опасно для здоровья и жизни!
• В первую очередь производится установка (или проверка) стропил – они должны быть изготовлены из сухой древесины без сучков и трещин;
• Далее между стропильными ногами с внутренней части укладывается утеплитель, а сверху слой гидроизоляционного материала. Укладка рулонных материалов всегда производится с нахлестом в 10-15 см всех стыков;
• Набивание обрешетки производится согласно требованиям выбранного кровельного материала. Общее правило – соблюдение одного уровня и создание ровного настила для будущей кровли;
• Укладка кровельного покрытия производится от нижнего ската к коньку с обязательным определением уровня и ровности каждого элемента. Особое внимание требуют такие элементы, как ендова, примыкание кровли к трубам или вентиляционным шахтам;
• Финальное мероприятие – установка конька крыши. Его монтаж производится по правилам, определенным для каждого кровельного материала.

Составление сметы расходов

В завершение рассмотрим, сколько стоит перекрыть крышу в частном доме. Как мы выяснили ранее, наибольшее количество средств потребуется на приобретение самого кровельного материала. Зная площадь крыши, легко посчитать, во сколько обойдется его приобретение с учетом запаса на стыки и другие возможные случаи.

Важно при планировании расходов учесть состояние всей стропильной системы: если она требует ремонта или полной замены, то расходы возрастут минимум в 2-3 раза. Однако, это нужные и необходимые траты, так как от качества стропильной системы напрямую зависит эксплуатационный срок кровли.

Возможным пунктом в составляемой карте расходов станет привлечение наемной силы, если рассчитывать только на свои силы не приходится. Стоимость услуг наемных строителей достаточно высока и потому одной из главных возможностей сэкономить на перекрытии кровли является выполнение всех работ своими руками.

Перекрытие крыши – трудоемкий и достаточно затратный процесс, который часто не сводиться лишь к замене кровельного покрытия. Планируя данный процесс важно серьезно оценить состояние стропильной системы и заранее просчитать все затраты на сооружение новой кровли.

Особенности перекрытия крыши

Содержание статьи

Кровля относится к одной из главных деталей всей конструкции дома, которая попадается первой на глаза прохожих. Именно поэтому необходимо очень хорошо продумать, как перекрыть крышу собственного дома так, чтобы она была не только защищающей деталью, но и красивым эстетичным элементом.

Установка кровельного покрытия

Сам процесс перекрытия крыши является не таким уж легким делом для тех, кто не владеет навыками работы с кровлей. Однако, когда есть желание и возможности, можно добиться хорошего успеха и сделать установку кровли своими руками.

Самое главное – узнать и подробно изучить, каким по существу является кровельный слой, с чего начинать и чем заканчивать возведение конструкции. Итак, кровельные слои состоят из следующих элементов:

• На крыше должна быть сделана первая обрешетка.
• Слой с гидроизоляцией, которая необходима для того, чтобы не происходило скапливания влаги.
• Следующий слой – утепление
• Может быть еще одна обрешетка, но это зависит от вида кровельного покрытия.
• Укладка кровельного материала.

Правильный кровельный пирог

Толщина кровельного слоя напрямую зависит от того какая местность вокруг дома, какой климат данного района, каким методом будет перекрываться крыша.

Конструкция кровельных слоев

Когда стропильная конструкция приобретает завершенный вид, начинается укладка обрешетки, которая послужит основой для перекрытия кровельным материалом. Данная обрешетка может быть с установленным шагом или сплошным полотном, что напрямую зависит от типа материала для кровли. Если материал относится к мягкому типу кровли, то для него необходимо установить сплошную обрешетку из плит влагостойкой фанеры. Если материал из твердого материала, то ему будет достаточно сделать обрешетку из брусков с шагом от 40 до 50 см. Бруски используют в основном 40×40 мм или немного меньших размеров.

Также обрешетку необходимо выпускать за линию наружной стены дома, это предоставит возможность защитить фундамент и стены от осадков.

Укладка гидроизоляции

После того как завершилось перекрытие обрешетки, необходимо установить гидроизоляционный слой, который позволит защитить от влаги всю конструкцию и тем самым продлить срок эксплуатации крыши.

Если под крышей сооружено мансардное жилое помещение, обязательно необходимо установить гидроизоляцию. Для достижения качественного результата и большей надежности, необходимо использовать пленки только из добротного материала, который произведен в соответствии со стандартами и всеми нормами.

Гидроизоляционную пленку расстилают на обрешетке, начиная снизу с правой стороны, и продолжая к левому краю. В этом же направлении укладывается следующий шар, он настилается внахлест на предыдущий слой, и так до самого конца.

Монтаж утеплителя под кровлю

В процессе перекрытие крыши можно установить утеплитель под кровлей, который позволит существенно сэкономить затраты на отопление дома в холодную пору года. Утеплитель нужен не всегда, его можно и не добавлять, хотя его наличие желательно. В данном случае каждый владелец сам принимает решение.

Правильный монтаж утеплителя

В основном для утеплителя кровли используют минеральную вату или стекловату, в виде плиточного утеплителя. При выборе утеплительного материала необходимо учесть то, что данный материал должен иметь устойчивостью к воздействию воды и низких температур. Также он не должен содержать вредных веществ, выделять неприятный запах.

Утеплительный слой укладывается под гидроизоляцию между стропильными ногами крыши. Технология монтирования данного слоя такая же, как и у гидроизоляции – внахлест. Особенно тщательно утепляются углы обрешетки. Однако необходимо помнить о том, что между обрешеткой и утеплителем следует ставить воздушное пространство шириной от 5 см. Если не воздушный зазор, утеплительный материал в скором времени испортится от собравшейся влаги, которая создается из образовавшегося конденсата. Для того чтобы устранить такие дефекты, устанавливается контр обрешетка на стропильных ногах, предоставляющая требуемое по технологическим нормам воздушное пространство.

Установка кровли

Для того чтобы правильно перекрыть крышу, вне зависимости от типа материала кровли, монтаж необходимо начинать снизу вверх. Данная технология позволяет делать нахлест верхнего ряда на нижний слой, что предоставляет возможность надежно защитить крышу от проникновения осадков.

Укладка кровли снизу-вверх

Если кровельные листы имеют волнистую структуру, их монтируют с той стороны, с которой сильнее дует ветер, что позволяет предотвратить разрушение всей крыши в случае сильных порывов ветров. Кровельные материалы, не имеющие специальных крепительных элементов, монтируются с помощью гвоздей или специальных шурупов.

В основном крепительные детали выбирают того же оттенка, что и кровельный материал, также они должны иметь резиновые уплотнители, позволяющие крепче зафиксировать и защитить крышу от проникновения воды.

На завершающем этапе при перекрывании крыши необходимо установить свесы и элементы для задержки снега.

Правильная вентиляция крыши

Одной из наиболее ответственных задач является установка вентиляционной системы, как неотъемлемой части всей конструкции. Данная система позволяет защитить и продлить срок эксплуатации крыши. Именно вентиляция защищает крышу от скопления влаги и создания сырости, которая очень вредна для конструкции крыши.

С помощью вентиляции воздух циркулирует под крышей и позволяет утеплительному слою не накапливать влагу, при этом, не теряя свои теплоизоляционные свойства. Циркуляция происходит при помощи природной тяги или же создается специально сооруженным устройством для более интенсивной циркуляции воздуха.

После того как перекрытие крыши было завершено, необходимо время от времен проверять наличие повреждений кровли. Для этого нужно соорудить стационарную лестницу на крыше, что позволит в любой момент отремонтировать возникшие дефекты.

И самое главное – очень важно помнить о том, чтобы были соблюдены все правила техники безопасности на каждом этапе возведения крыши, дабы избежать непредсказуемых ситуаций и несчастных случаев во время работы на высоте. Для этого используются все необходимые приспособления и крепительные элементы, а также особенное монтажное оборудование. Следует помнить, что кровельные работы нельзя проводить во время дождя или сильного ветра.

Чердачное перекрытие дома – устройство, конструкция и монтаж

При строительстве частного дома до обустройства чердака дело доходит в последнюю очередь. Так как свободного места всегда не хватает, это помещение обычно используется для организации сезонного хранения вещей, обустройства жилой мансарды или установки необходимого оборудования.

В зависимости от характера использования пространства и выбирается устройство чердачного перекрытия, материал, из которого оно собирается, в также несущая способность. В этой статье мы расскажем, как правильно оборудуется чердак частного дома.

Содержание статьи

Устройство чердака

Чердак – это помещение, ограниченное скатами крыши и потолком жилого этажа. Это помещение может использоваться как место сезонного хранения или с целью организации дополнительного жилого пространства. В зависимости от характера использования чердаки жилых домов разделяют на следующие виды:

• Жилые. Жилой чердака дома называется мансардой, он может служить дополнительной спальней, гостиной, спальней или кабинетом. Чтобы использовать чердак как жилое помещение, он должен иметь высоту потолка не менее 2,2 метров, естественное освещение, вентиляцию, термоизоляцию скатов.
• Нежилые. Нежилой чердак может использоваться для установки какого-либо технического оборудования, организации хранения вещей. В таком случае высота чердачного помещения может быть меньше 2 метров, естественное освещение может отсутствовать, а термоизоляция ската заменяется изоляция чердачного пола.

Важно! Выполняя ремонт или реконструкцию дома, важно сразу определиться, как будет использоваться чердак, чтобы правильно рассчитать и спроектировать чердачные перекрытия. От этого будет зависеть вид, материал, расстояние между балками, которые обеспечат достаточную прочность и несущую способность конструкции.

Теплоизоляция чердака

Функции

Конструкция чердачного перекрытия зависит от размера дома и характера использования подкровельного помещения. Чердак является своего рода воздушной прослойкой, отделяющей отапливаемое пространство первого этажа и крышей и термоизолирующей ее.  Его пол выполняет следующие функции:

1. Несущую. Перекрытия между верхним этажом и чердаком выполняют несущую функцию, поэтому они должны быть достаточно прочными, надежными, ведь по нему передвигаются люди, устанавливается оборудование, места хранения.
2. Изолирующую. Помещение неотапливаемого чердака имеет температуру не на много выше уличной. Поэтому перекрытия выполняют термоизолирующую функцию, предотвращая выхолаживание отапливаемого жилого этажа. Чтобы сохранить тепло в их состав входит слой утеплителя.

Помните, что от правильности и качества выполнения работ по обустройству чердака зависит температурный режим, комфорт, безопасность проживания в доме. Поэтому лучше доверить проектирование, монтаж или ремонт перекрытий профессиональным мастерам.

Схема чердачного перекрытия

Устройство перекрытий

Так как чердачное перекрытие совмещает в себе изолирующую и несущую функцию, оно имеет многослойное строение. Его компоненты, дополняя друг друга, соединяются в единую систему, обеспечивающую прочность, несущую способность и долговечность. Если перечислять все слои чердачного перекрытия, начиная со стороны чердака, то оно выглядит следующим образом:

• Чистовой пол. Чистовым полом называют декоративное напольное покрытие, которым покрывается черновой пол чердака. Если подкровельное помещение жилое, то для обустройства чистового пола используют ламинат, обработанную древесину, линолеум, паркет. В нежилом чердаке чистового пола может вообще не быть.
• Черновой пол. Черновым полом называют настил из досок, который набрасывается на лаги. Для его монтажа используют обрезную доску толщиной 4-5 см, в целях экономии ее можно заменить на необрезную.
• Лаги. Лагами называют прочные, ровные доски или бруски, которые укладываются перпендикулярно балкам перекрытия для монтажа пола. Между лагами обычно прокладывается термоизоляционный материал, защищенный снизу слоем пароизоляции, а сверху слоем гидроизоляции.
• Балки. Каркас перекрытий состоит из прочных, толстых балок, которые устанавливаются на выступах в стенах или вмуровываются в них. Балки несут на себе весь совокупный вес конструкций, поэтому они должны иметь большую несущую способность.
• Потолочная обшивка. Снизу перекрытия обшивают отделочным материалом, к примеру, деревом или гипсокартоном, чтобы придать эстетичный вид потолку жилого этажа.

Обратите внимание! Термоизоляция и пароизоляция являются такими же важными компонентами конструкции как балки перекрытий или лаги, так как они защищают древесину и утеплитель от выпревания, намокания и конденсата. Если забыть про изолирующие прослойки, то перекрытие не прослужит долго и уже через 2-3 года ему потребуется ремонт.

Устройство чердачного перекрытия

Виды

Для строительства чердачных перекрытий можно использовать различные по весу, несущей способности, долговечности и, конечно, цене материалы. Выбор вида конструкции зависит от характера использования подкровельного помещения, совокупного веса перекрытия и оборудования, которое будет установлено на чердаке. Различают следующие виды чердачных перекрытий:

1. Деревянные. Для обустройства перекрытий частного дома можно использовать деревянные балки с сечением 150х150 мм или 200х200 мм. Достоинство этого способа в том, что дерево очень прочный, но легкий материал, поэтому он не оказывает дополнительной нагрузки на фундамент сооружения. Кроме того, большим плюсом является демократичная цена и доступность этого материала. Однако, чердачное перекрытие с деревянными балками используется только если размер дома не превышает 6-10 метров, так как это максимально возможная длина стандартных пиломатериалов.

   Деревянные балки

2. Металлические. В качестве балок можно использовать металлические двутавры. Они очень прочные, выдерживают без деформации огромный вес, однако, и сами весят прилично. В деревянных домах металлические перекрытия практически не используются, а вот для кирпичных и газобетонных сооружений – это оптимальный вариант.

   Металлические двутавры

3. Железобетонные. Формованные балки перекрытий из армированного сверхпрочного бетона используются для больших домов, так как они имеют большой вес и длину.

   Железобетонные балки

Учтите, что в большинстве случаев чердачное перекрытие по деревянным балкам – оптимальный вариант для частного дома, дачи и небольшого коттеджа. Он обладает лучшим соотношением цены и качества, а при правильном расчете и соблюдении технологии монтажа ремонт ему потребуется не скоро.

Строительные требования

Монтаж, ремонт и реконструкция чердачных перекрытий требуют продуманного подхода, ведь от них зависит безопасность использования дома. Чтобы определить максимально возможную нагрузку, которой может подвергаться конструкция, выполняется инженерный расчет, а затем, основываясь на вычислениях, составляется проект. К чердачным перекрытиям предъявляется ряд требований:

• Несущая способность. Этот показатель зависит от материала, из которого изготавливаются балки, а также от расстояния между ними.
• Расстояние между балками. Максимально допустимое расстояние между деревянными балками, разрешенное строительными нормами, составляет 4 метра.
• Устойчивость к перепадам температуры. Балки должны хорошо выдерживать температурные колебания, так как разница между температурой воздуха в чердаке и жилых помещения превышает 4 градуса.
• Непроницаемость. Перекрытие должно защищать от проникновения холодного воздуха и влаги с чердака.

При проектировании важно учитывать все требования к балкам чердачного перекрытия, чтобы конструкция была достаточно прочной, надежной и долговечной. Расстояние между несущими элементами перекрытия должны быть рассчитаны в соответствии с ложащимися на нее нагрузками.

Технология монтажа

При наличии определенного строительного опыта вполне можно выполнить монтаж и ремонт чердачных перекрытий своими руками. Эта операция выполняется на заключительном этапе кровельных работ. Монтаж чердачных перекрытий выполняется в следующей последовательности:

1. Установка балок. Для небольшого частного дома используют деревянные перекрытия, изготовленные из бруса сечением 150х150 мм или 200х200 мм. Они укладываются на кирпичную или бетонную кладку стен.
2. Монтаж лаг. Перпендикулярно балкам на ребро устанавливаются лаги из досок с сечением 150х50 мм с шагом 60 см.
3. Укладка термоизоляционного материала. Между лагами укладывают утеплитель, чтобы предотвратить проникновение холодного воздуха с чердака.
4. Укладка чернового и чистового пола.
5. Обшивка балок снизу для оформления потолка.

Учтите, чтобы увеличить срок службы чердачного перекрытия, можно использовать древесину, обработанную антисептиком. Кроме того, если вы утепляете пол чердака, то нужно предусмотреть гидроизоляцию и пароизоляцию.

Установка балок

Монтаж перекрытий

Видео-инструкция

Устройство стропильной системы двускатной крыши

В одноэтажных домах одним из наиболее распространенных вариантов конструкции крыши является вариант с двумя скатами. Устройство крыши такого типа не отличается сложностью, поэтому ее легко можно смонтировать собственными силами.

Содержание:

1. Из чего состоит крыша двускатного типа?
2. Какие бывают стропильные системы крыши двускатного типа?
3. Как соорудить двускатную крышу своими руками?

Двускатная крыша представляет собой две наклонные поверхности, образующие прямоугольную форму. Именно благодаря такой конструкции все осадки в виде дождевой или талой воды не скапливаются, а стекают вниз. Крыша двускатной конструкции имеет довольно сложное устройство, которое включает в себя несколько важных узлов, таких как:

1. Мауэрлат, который используется для перераспределения стропильной нагрузки на несущие стены здания. Данный элемент изготавливается из бруса, желательно из дерева хвойных пород. Квадратное сечение мауэрлата должно быть не менее 10х10 сантиметров и не более 15х15 сантиметров. Размещается этот важный элемент по периметру всего здания и крепится к внешним стенам. В качестве скрепляющих элементов нужно использовать специализированные анкера либо стержни.
2. Стропила, из которых формируется основной костяк любой крыши. Для двускатных они должны устанавливаться в виде треугольника. Функциональная роль стропил заключается в передаче нагрузки от веса кровли, осадков и порывов ветра на мауэрлат. Стропильные ноги необходимо изготавливать из досок, сечение которых должно быть примерно 10х15 сантиметров или 5х15 сантиметров. Средний шаг стропильных ног должен быть примерно 65-120 сантиметров, но если предполагается использование довольно тяжелого перекрытия, то рекомендуется размещать стропилы чаще.
3. Конек — это результат соединения двух скатов крыши. Он образуется при соединении всех стропил.
4. Кобылки являются продолжением стропильных ног, которые формируют свес крыши. Чаще всего кобылки устанавливаются при недостаточно длинных стропилах. Для того чтобы изготовить данный элемент конструкции, понадобится доска меньшего сечения, нежели стропильная нога. Применение кобылок оправдано в случае использования коротких стропильных ног.
5. Свес отводит дождевую воду от стен строения. Благодаря свесу они не намокают и не разрушаются под действием влаги. Рекомендуется делать свес с отступом от стены в 400 миллиметров.
6. Лежень предназначен для того чтобы равномерно распределить нагрузки, возникающие от стоек. Для его изготовления используется брус с сечением 15х15 сантиметров.
7. Стойки предназначены для правильного распределения нагрузки от конька на внутренние стены. Для его изготовления желательно использовать брус с квадратным сечением и размером 15х15 сантиметров.
8. Подкосы предназначены для равномерного распределения нагрузок от стропильных ног к несущим стенам. В сочетании с затяжками подкосы образуют прочный конструктивный узел, который называется ферма. Ферма предназначена, прежде всего, для того чтобы конструкция выдерживала нагрузки при образовании больших пролетов.
9. Затяжка используется для того чтобы предупредить расползания стропильных ног в разные стороны. Именно этот элемент в сочетании со стропильными ногами образует треугольный вид двускатной крыши.
10. Обрешетка изготавливается из брусьев и досок, которые монтируются перпендикулярно по отношению к стропильным ногам. Данная конструкция предназначена для равномерного распределения массы перекрытия и других нагрузок крыши на стропильные ноги. Также обрешетка придает крыше жесткость, так как она скрепляет между собой стропила. Если предусматривается перекрытие мягкой кровлей, то для изготовления обрешетки должна использоваться влагоустойчивая фанера.

Всего существует две базовые разновидности для установки стропил двускатной крыши. Но в идеале крыша должна содержать элементы каждой из систем

• Висячая система монтируется в том случае, если внешние стены здания расположены на расстоянии, не превышающем 10 метров, а также отсутствуют какие-либо стены, разделяющие здание. Данная система создает распирающее усилие, передающееся на стены. Для снижения этого фактора может использоваться затяжка, размещенная у основания стропильных ног. Для ее изготовления может использоваться не только дерево, но и металл. При таком расположении элементов образуется жесткая треугольная конструкция, которая способна выдержать нагрузки, возникающие с разных направлений. В качестве затяжек могут использоваться балки для перекрытия, а для того чтобы висячая система была более прочной, их можно располагать немного выше регламентированных правил.
• Наслонная система устанавливается в случае расположения наружных стен здания на расстояние, превышающее 10 метров, и имеются внутренние несущие стены. Данная система оснащается опорной балкой, которая крепится посередине. Именно эта балка передает часть веса кровли на столбчатую опору или промежуточную стену. Если же в помещении используются не стены, а колонны, то можно чередовать висячую и наслонную системы.

Основными критериями крыши является прочность, благодаря которой она будет выдерживать все внешние нагрузки, и легкость, ведь она не должна сильно давить на стены здания. Грамотно сооруженная двускатная крыша обеспечит максимально правильное распределение нагрузок на стены. Самостоятельное возведение двускатной крыши должно быть четко распланировано и распределено на этапы. Это значительно облегчит и ускорит процесс строительства.

Этап 1 – выбор наклона

Наклон двускатной крыши выбирается относительно типа используемого материала и архитектурных особенностей. Но также существуют некоторые аспекты, влияющие на выбор угла.

1. Стоит всегда помнить о том, что двускатная крыша должна иметь наклон, который будет больше 5 градусов, а в некоторых случаях он может быть и 90 градусов;
2. Если же в местности, где возводится здание, обычно выпадает много осадков, или же перекрытие кровли будет прилегать неплотно, рекомендуется делать достаточно крутой скат с углом в 35-40 градусов. Но такие крыши не предусматривают возведение чердачной комнаты. Если же комната на чердаке необходима, то нужно делать крышу ломаного типа – с пологой верхней секцией и резким наклоном в нижней секции;
3. Если же местность обдувается сильными порывистыми ветрами, то желательно делать крышу пологого типа. В случае, если ветер дует постоянно, угол наклона должен быть не менее 15-20 градусов. Также при таких условиях нужно тщательно выбирать кровельный материал;
4. Идеальным вариантом считается крыша со средними показателями наклона, который будет и не крутым, и не пологим. При грамотной расстановке базовых элементов такая крыша будет очень прочной;
5. Если же выбрана крыша с достаточно большим углом наклона, важно помнить, что она будет обладать довольно большой парусностью. А это потребует увеличения площади крыши и материала, необходимого для строительства. Поэтому такая кровля потребует больших затрат финансов.

Этап 2 – расчет площади

Для того чтобы закупить необходимые для возведения крыши материалы, нужно сделать грамотный расчет. Для этого необходимо:

• Узнать площадь одного ската крыши, а полученный результат умножить на два;
• При правильном возведении скат имеет форму наклоненного прямоугольника. Он располагается вдоль самой длинной несущей стены. Поэтому для того чтобы узнать его площадь, необходимо умножить длину и ширину;
• Длина ската должна быть идентичной с длиной стены, а также к ней должна быть добавлена длина выступа над фронтоном. Не стоит забывать и том, что выступы будут с обеих сторон.
• Ширина ската равняется длине стропил, а также к ней плюсуется длина выступа крыши над стеной.

Этап 3 – определение нагрузки на стропильные ноги

Для того чтобы грамотно возвести конструкцию двускатной крыши, необходимо точно просчитать будущие нагрузки на стропила и определить их характеристики.

1. В случае возведения типовой постройки в один этаж проектная нагрузка на крышу состоит из веса перекрытия и воздействия внешних факторов, таких как ветер и количество осадков, характерное для региона.
2. Общая масса кровли рассчитывается путем плюсования всех ее слоев: тепло-, паро-, гидроизоляции, системы стропильных ног, обрешетки и перекрытия. Для получения наиболее правильных показателей необходимо вести расчет веса на 1 квадратный метр конструкции.
3. Далее полученную цифру необходимо увеличить на 10 процентов. Также можно ввести и коэффициент поправки, который будет составлять К=1,1.
4. Если планируется в будущем видоизменять конструкцию крыши с изменением наклона, то в расчетах необходимо учитывать и те нагрузки, которые она должна будет выдерживать после модификации. Необходимо немного увеличивать полученные показатели нагрузок. Рекомендуется брать за основу 50 килограмм на 1 квадратный метр.
5. При расчете нагрузок, производимых осадками и ветром, необходимо отталкиваться от погодных условий региона. Также необходимо учитывать и угол наклона крыши. Если он составляет примерно 25 градусов, то нагрузка от снега будет равна 1. Если же крыша имеет достаточно большой угол (до 60 градусов), то эта цифра увеличится до 1,25. Если же угол больше, нежели 60 градусов, то расчёт снеговой нагрузки не производится.
6. Так как стропила передают всю нагрузку на несущие стены, их также необходимо тщательно подбирать. Сечение и длина стропил должны быть подобраны в строгом соответствии с вычисленной нагрузкой на крышу и углом ската. Для того чтобы увеличить показатели прочности стропильных ног, полученные данные рекомендуется увеличить на 50 процентов.

Этап 4 – монтирование мауэрлата

Постройка крыши любого типа всегда начинается с возведения мауэрлата. Чтобы грамотно его сконструировать, необходимо знать тонкости этой работы.

• Если стены здания были построены из бруса или разного вида бревен, то ее верхняя часть и будет мауэрлатом;
• Если же для возведения стен использовался кирпич, то необходимо включить в кладку металлические стержни с резьбой, которая будет крепежным элементом для мауэрлата. Устанавливать такие стержни необходимо как минимум через каждый метр кладки. Для обеспечения прочности диаметр стержней должен составлять приблизительно 1 см. Вмуровывая стержни, необходимо помнить о гидроизоляции, которая должна быть между мауэрлатом и кладкой.
• Если стены возводятся из блоков, выполненных из керамики или пенобетона, то верх необходимо залить цементным раствором. Этот слой должен иметь арматуру, а его высота составлять не менее 20-30 сантиметров. Арматура должна содержать металлические стержни с резьбой.
• Для того чтобы мауэрлат выступал в роли прочного фундамента для стропильных ног, рекомендуется использовать брус с сечением 15х15 сантиметров.
• Мауэрлат необходимо устанавливать на верхний край стены, но не слишком близко к краю, так как его может унести порывом ветра. Мауэрлат можно укладывать на внешний и внутренний края стены.
• Профессионалы рекомендуют монтировать мауэрлат на гидроизоляционный слой.
• Для того чтобы не возникало провисание, необходимо смонтировать обрешетку из подкосов, стоек и ригеля, которые должны быть изготовлены из лесоматериала размером 2,5х15 сантиметров. Желательно, чтобы угол, образованный подкосом и стропильной ногой, составлял 90 градусов.
• Если стропила устанавливаются достаточно длинными, то желательно установить под них дополнительную опору, которая будет ложиться на лежни. Также важно помнить, что для получения прочной и устойчивой конструкции необходимо элементы скреплять с соседними частями.

Этап 5 – монтирование стропил

Для того чтобы сделать двускатную крышу максимально прочной и устойчивой к любым нагрузкам, а также минимизировать расход средств, лучше устанавливать стропильные ноги путем комбинирования висячей и наслонной системы. Для их грамотного возведения существует ряд рекомендаций:

1. Для того чтобы конструкция была прочной, важно использовать только высококачественный пиломатериал. Если же в балке замечены даже незначительные трещинки или сучки, то его не рекомендуется использовать для стропил;
2. Все стропильные ноги делаются по одному стандарту, который составляет 5х15х600 сантиметров. Если же используются балки с длиной, превышающей 6 метров, то желательно увеличивать и ширину пиломатериала. Это необходимо для того, чтобы балки не поломались от своего же веса. Желательно использовать доски, ширина которых составляет не менее 18 сантиметров.
3. На начальном этапе работ по возведению стропильной системы рекомендуется составить шаблон. Для этого необходимо приложить подобранный пиломатериал к балке перекрытия, а также к торцу конька, и очертить две линии, по которым потом необходимо отпилить материал.
4. Используя подготовленный шаблон, нужно вырезать все стропильные ноги. Далее в них производится верхний запил.
5. Полученную стропильную ногу необходимо прикрепить запилом к балке перекрытия. Таким же образом устанавливаются и остальные стропила. Но при их монтировании необходимо помнить о том, что устанавливать их нужно парами — с одной и второй стороны скатов. Таким образом, быстрее уменьшатся нагрузки на конек.
6. Если же скат достаточно длинный, то можно использовать методику сращивания пиломатериала для образования полноценного стропила. Чтобы нарастить стропильную ногу, необходимо скрепить две доски путем дошивания между ними отрезка бруска с идентичным сечением и длиной примерно 1,5 метра. Исходя из составленных схем по обустройству двускатной крыши, стык необходимо размещать в нижней части, а под него нужно монтировать опорную стойку.
7. Стропила к коньку необходимо крепить при помощи обычных гвоздей, а для крепления к балке перекрытия рекомендуется использовать саморезы. Можно использовать и специальные металлические крепежные пластинки.
8. Если монтируется стропильная система наслонного типа, то нужно заготавливать опоры, которые устанавливаются под стропила. Для того чтобы максимально уменьшить прогиб стропильной ноги, необходимо произвести верный расчет установки опор.
9. Если же возводится двускатная крыша с мансардой, то эти опоры будут играть роль костяка будущего помещения.
10. Также при установке опор важно строго выдерживать намеченный в проектировании шаг.
11. После того, как все стропила закреплены, монтируется конек, который располагается на их верхнем крае. Для крепления можно использовать как скобки из металла, так и обычные болты.

Этап 6 – придание жесткости

После монтирования стропильных ног необходимо их укрепить и придать необходимую жесткость. Для этого нужно:

• Если крыша возводилась над хозяйственными пристройками, саунами или банями, и использовалась висячая система, то рекомендуется соединить стропила попарно с помощью затяжки в нижней части, и ригелем – в верхней.
• Если возводимая постройка большая, но достаточно легкая, то рекомендуется делать легкую крышу, так как ее вес должны выдержать стены.
• Если здание шириной в 6-8 метров, то стоит делать конструкцию крыши более жесткой. Для этого используются опоры, которые устанавливаются посередине и называются «бабками». Их необходимо устанавливать под каждой стропильной парой.
• При пролете стен в 10 метров рекомендуется устанавливать укрепительные балки. В роли дополнительной опоры используются подкосы, которые устанавливаются к каждой стропильной ноге. Желательно, чтобы они располагались поближе к коньку или посередине стропила. В конце их необходимо скрепить между собой и нижней частью «бабки».
• Если же монтируется длинная крыша, то необходимо позаботиться о разгрузке фронтовых балок. Для этого устанавливаются раскосы: их верхняя часть должна касаться угла фронтона, а нижняя — центральной балки перекрытия. Для крепления желательно использовать брус с большим сечением.
• Если же местность предусматривает постоянные сильные ветра, то стропильные ноги необходимо укрепить диагональными связями. Для этого необходимо прибить брусок к нижней части одного стропила и средней части следующего.
• Для того чтобы возведенная крыша была особенно прочной и устойчивой, не рекомендуется использование гвоздей. Желательно заменять их специальными накладками и скобами из металла.

Этап 7 – монтирование обрешетки

Обрешетка – это площадка для укладки перекрытия, поэтому ее крайне важно правильно закрепить. Для этого существуют такие правила:

1. Рекомендуется использовать только сухой пиломатериал без каких-либо дефектов. Желательно прибивать доску снизу, а возле конька они должны быть сбиты так, чтобы не было ни малейшего зазора.
2. Для мягкой и рулонной кровли необходимо монтировать двуслойную обшивку. Она будет состоять из разреженного и сплошного слоя. В начале работ необходимо приложить доски с толщиной в 2,5 см и шириной 14 см параллельно коньковой доске. Возможно появление зазора в 1 сантиметр, который не является критичным. Поверх этих досок монтируется сплошной слой, который рекомендуется делать из фанеры для кровли или реек. Далее необходимо осмотреть поверхность на предмет отсутствия торчащих гвоздиков, сучков и других погрешностей.
3. Если предусматривается перекрытие металлочерепицей, шифером, листовым металлом, то рекомендуется монтировать брусья с сечением в 5х6 сантиметров в один слой. Важно следить, чтобы шаг ложился ровно, без скачков. Длина шага полностью зависит от выбранного типа перекрытия и может составлять от 10 сантиметров до полуметра.

После монтирования обрешетки наступает черед крепления тепло-, паро- и гидроизоляционных материалов и непосредственно материала перекрытия.

Товары, которые были описаны в этой статье:

Утепление перекрытия кровли крыши (скатной и плоской) и мансарды

О том, что теплый воздух поднимается вверх, знает каждый
школьник. Исходя из этого, можно предположить, что значительная часть тепла,
которое «теряет» дом, улетучивается через крышу.

Следовательно, и снижение теплопотерь нужно начать с устройства утепления кровли.

Утепление перекрытия крыши и мансардыВид, количество и способ монтажа утеплителя зависит от типа кровли и от того, каким образом используется чердачное помещение – жилое или нет.

Требования к утеплению жилого чердачного помещения,
безусловно выше, нежели к нежилому, поэтому в этой статье остановимся на утеплении
жилого чердака. Нежилой чердак утепляется проще – со стороны потолка или по
полу. При этом, остановимся на двух типах кровли – скатная и плоская.

Утепление скатной кровли изнутри

Утепление скатной кровли изнутриВыполнить утепление кровли скатного типа проще с внутренней
стороны крыши, поскольку открыт доступ к стропильной части. Плюс, требования к
теплоизоляционным материалам ниже.

Для начала нужно выбрать вид утеплителя, который будет
сочетать оптимальные свойства – стоимость, эффективность и надежность.

Популярные современные материалы для утепления перекрытия
крыши кровли

1. Мягкий утеплитель – минеральная или базальтовая вата

Утепление кровли изнутри минватойЕсли выбран такой материал для утепления кровли, то подбирается минеральная вата нужной толщины.

Производители предоставляют покупателю широкий выбор различный материалов, у которых разная плотность и геометрические размеры. Выбирайте для себя тот, который подойдет конкретно вам по цене и параметрам. Единственный недостаток ваты – ее гигроскопичность.

Это означает, что вата впитывает воду, соответственно, от этого ее качества сильно снижаются. Поэтому, вату нужно защищать от воды сверху и от пара снизу. Это обуславливает
необходимость применения двух видов пленки – паробарьера и гидробарьера. Их
можно заменить универсальной супердиффузионной мембраной.

Технология утепления кровли минватой

• Если на стропильной системе уложен гидробарьер, то между
  стропилами укладываются листы минеральной ваты, который снизу закрываются
  паробарьером.

• Если гидробарьера нет, то для начала степлером к стропильной
  части прибивается пленка гидробарьера. Важно крепить ее внахлест, для этого на
  рулоне нанесена маркировка.

• Затем на стропильную ногу набивается деревянный брус по
  толщине равный толщине утеплителя.

• В полученные ячейки укладывается утеплитель. Минеральную вату
  нужно уложить плотно, но не сбивать. Ведь утепление идет, в том числе и за счет
  воздушной прослойки, которая получается благодаря структуре ваты. А если ее
  уложить плотно, то воздуха станет меньше и свойства ваты ухудшатся.

• Крепить вату к дереву удобно с применением капронового шнура
  или тонкой деревянной рейки. Далее вата закрывается пленкой паробарьера.

Кровельный пирог схематично показан на рисунке.

Совет: Вы можете сэкономить время и деньги, если вместо
гидробарьера уложите жесткий утеплитель. А уже на него смонтируете вату, с
обязательным применением пленки паробарьера. Однако, такой подход возможен
только в случае хорошо смонтированной кровли. Иначе любое протекание сведет на
нет всю экономию.

2. Жесткий утеплитель – пенопласт или пенополистирол

Утепление кровли изнутри пенопластомЭтот материал используется чаще, не потому, что его
теплоизоляционные характеристики выше, а потому, что с ним проще работать. Ведь
он легкий, дешевый, легко режется и абсолютно не впитывает воду. А значит, нет
расходов на защитные пленки.

Выбирая в качестве утеплителя для кровли пенопласт или пенополистирол стоит помнить, что эти материалы пожароопасны, и при горении выделяют едкий дым.

Монтируется пенопласт посредством укладки плит в зазоры
между стропильными ногами. При этом листы укладываются плотно, а щели
задуваются монтажной пеной.

Совет: Если вы хотите повысить качество работ, отдайте
предпочтение более тонкому и плотному пенопласту. Однако, уложите листы в два
слоя в шахматном порядке.

3. Жидкий утеплитель – жидкий пеноизол

Утепление кровли изнутри пеноизоломЖидкий пеноизол – это относительно новый теплоизоляционный материал, который уже оценили профессионалы. Утепление пеноизолом при грамотном подходе, гарантирует высокий защитный эффект на много лет.

Обработка с помощью пены занимает мало времени, при этом, КПД невероятно высок. Жидкий утеплитель пеноизол с помощью специальной установки распыляется (наносится) на внутреннюю поверхность кровли.

Толщина наносимого слоя может варьироваться в нужную сторону. Пеноизол
не нуждается в дополнительной защите. И что самое важное, он не горюч, не
намокает и имеет малый весь.

С использованием указанных материалов можно выполнить и утепление
перекрытия мансарды.

Полезный совет: Выбирая утеплитель, не ставьте цену во главу
угла. В данном виде работ важнее характеристики материала и качество монтажа.

Важно выбрать не только вид утеплителя, но и правильно
рассчитать его толщину. Которая должна быть оптимальной. С одной стороны,
достаточной, чтобы обеспечить сохранение тепла. С другой, чтобы не
переплачивать лишнее.

Для этого внимательно ознакомьтесь с характеристиками и
свойствами материала и учтите характеристики конструктивных элементов строения,
температуру в зимний период, силу и направление ветра, количество осадков в
регионе.

Утепление плоской кровли

Утепление плоской кровлиМногие дома возводятся в стиле, традиционном для западноевропейских стран. А именно, с обустройством плоской кровли. Которая, чаще всего, отводится под зоны досуга (например, для устройства террасы или зимнего сада).

Тем не менее, плоская кровля также нуждается в утеплении, как и скатная. Но, ее утепление имеет некоторые нюансы. Наиболее важный из них – создание уклона.

На абсолютно плоской кровле воде некуда будет деваться, кроме как испаряться или просачиваться вниз. А вот уклон в 1,5 — 4^о не создаст никаких неудобств пользователям крыши.

Утепление плоской кровли керамзитомРазуклонку плоской крыши выполняют с помощью керамзита. Направление уклона должно приводить к стоку воды к воронкам водосточной системы.

Далее, на подготовленную поверхность укладывают гидроизоляционный материал. Лучше использовать специальную мембрану.

При укладке важно следить, чтобы на пленке не было разрывов.

Выбирается и укладывается утеплитель. При этом, он должен не
впитывать воду, выдерживать точечные нагрузки, не терять своих качеств при
перепадах температур.

1. мягкий утеплитель. Наиболее популярен — роквул (Rockwool)
   повышенной плотности. Он выдерживает высокие температуры, значительные точечные
   нагрузки, при этом прост в укладке и предоставляет возможность наплавления
   кровли.
2. жесткий утеплитель. Даже плотности пенополистирола недостаточно
   для того, чтобы выдерживать серьезные нагрузки. При этом, жесткие утеплители
   горючие.
3. жидкий утеплитель. Выдерживает высокие температуры,
   нагрузки, устойчив к ультрафиолету и биокоррозии.

Утепление перекрытия крыши плоской кровли удобнее
производить снаружи. Для этого теплоизоляционный материал укладывают сверху
плиты перекрытия или профнастила (пример на фото).

Утепление плоской кровли снаружи — схема 1Утепление плоской кровли снаружи — схема 2

Утепление кровли — устройство пирога для последующего высаживания газонаПосле выполнения утепления, таким образом, на кровле можно
высаживать газоны, устраивать элементы ландшафтного дизайна или обустраивать
кафе и зоны отдыха.

Утепление перекрытия крыши и мансарды – ошибки и способы их
устранения

Заключение

Качественное и правильное утепление перекрытия крыши позволит
снизить потери тепла в доме, а то и вовсе использовать чердак в качестве
эксплуатируемого (теплого и жилого) помещения.

Крыша каркасного дома своими руками

Крыша каркасного дома может иметь от одного до нескольких скатов, и сложные крыши интереснее и дают больше возможностей для планировки мансард. Но для легких каркасных домов считается оптимальной двускатная крыша — и в экономическом аспекте, и с точки зрения возможности выполнения работ своими руками. Для устройства двускатных крыш не потребуется сложных работ по устройству ендов, конек всего одни — это тоже плюс для работ своими руками. Частные строители возводят дома для постоянного проживания и дачные домики на основе стоечно-балочного деревянного каркаса, от фундамента до крыши своими руками. Чердачное балочное перекрытие и конструкции крыши выполняют после обеспечения полной стабильности несущему стеновому каркасу. Балки чердачного перекрытия закрепляют точно по стойкам стенового каркаса. Применяют для балок чердака каркасного дома обычно толстые доски, пропитанные антисептическим и антипиреновым составом. Доски монтируют на торец, с предварительным выполнением запилов на треть ширины. По глубине запил соответствует аналогичным размерам брусьев или досок верхнего обвязочного пояса каркаса.

Устройство каркаса крыши, чердачное перекрытие дома из каркаса

Крепят балки металлическими уголками – одна сторона уголка присоединяется к обвязочной балке, вторая – к чердачной. Крепежные уголки устанавливают с обеих сторон балок. Дальше приступают к установке стропильной системы каркасного дома. для того, чтобы работать на перекрытии, по балкам предварительно делают временные настилы для безопасного перемещения в ходе работ. Сборка элементов стропил в рамы – стропильная пара – предпочтительна внизу с последующим подъемом готового стропильного элемента. Такой способ сборки дает преимущество в скорости и удобстве – стропильную пару потребуется установить с выверкой по вертикали и горизонтали и укрепить на верхнем обвязочном поясе или по балочному перекрытию. Работая в одиночку, невозможно поднимать крупные элементы наверх, даже пользуясь средствами малой механизации, поэтому работы на чердаке и крыше каркасного дома выполняют, как правило, бригадой минимум из двух человек.

Крепления стропильных ног возможно различными методами. Угол наклона крыши диктует метод крепежа и применение крепежных элементов, которых существует множество, как для жесткого крепления, так и с возможностью небольшой свободы – в случаях, когда возможна усадка строения. Основной метод крепления стропил каркасного дома – это установка досок на верхние обвязки с предварительным срезом концов стропильных ног под определенными углами, крепеж делают на специальных уголках.

Варианты крепежа стропильных ног посредством вырезки пазов и дальнейшем монтаже и закрепления на обвязочном брусе так же применяются. Возможно также крепление стропил на выступы балок перекрытия – по обеим сторонам крыши.

Способ крепежа, когда стропильные ноги прикручиваются к балкам перекрытия, требует точной подгонки-срезки стропильных досок под углом, при этом должен быть заранее предусмотрен выход балок за контур стены на 30 — 50 см.

Крепление стропильных ног в уровне конька выполняют на болтах и широких шайбах, посредством металлических или деревянных накладных элементов. Совсем простой способ скрепить между собой стропила по коньку – это прикручивание досок стропил к общему коньковому элементу, применяется данный способ для небольших хозпостроек, крыш дачных домиков.

У стропильной системы возможна только одна затяжка, которая придает общую жесткость всему каркасу крыши. Если крышный скат имеет большой размер, то дополнительно устанавливаются стоечные боковые элементы, подкосные и срединные детали – для обеспечения крыше надежности и прочности. Выбор элементов крыши делают в зависимости от толщин и размеров всех деталей каркасной системы, которая в свою очередь зависит от материла и массы кровельного покрытия, а также ветровых и снеговых нагрузок по району местности. Перед тем, как приступать к кровельному настилу, в некоторых случаях обшивают фанерными листами или вагонкой фронтоны крыши, но эту часть работы можно выполнить и после настилки кровельного материала.

Кровля каркасного дома

Стропильную систему надежно закрывают ветровлагозащитной мембраной, которую укладывают по перпендикуляру к осям стропильных ног. Начинают монтаж мембраны снизу – от карнизов. Пленки мембран укладывают с нахлестом не менее 150 мм, соединяют полосы водостойким строительным скотчем. Кровля каркасного дома обычно выполняется вентилируемой, с пароизоляционным слоем защитными мембранами. Пленочные мембранеы пристреливают к доскам стропильных ног степлерными скобами, затем поверх пленки на стропилах крепят контррейку размером 30*50 мм для обеспечения вентиляционного зазора между мембраной и кровельным покрытием.

Следующим этапом выполняют обрешетку, по которой будет монтироваться кровельное покрытие. Виды обрешетки применяются для каркасных домов различные: сплошные из фанерных листов или ОСП, доски с плотной подгонкой — это случай выбора мягких кровельных материалов, требующих ровной и плотной сплошной основы. Если кровельное покрытие выбрано листовое или штучное, то обрешетку выполняют разреженную, из брусков сечением 50*50 мм, с расчетным шагом в зависимости от вида, габаритов кровельных покрытий и нагрузки от них.

Кровельные покрытия монтируют завершающим этапом, начиная установку рядами всегда по одной стороне крышного ската, снизу от уровня карниза. Листы кровельных покрытий укладывают с нахлестом в одну-две волны в вертикальном положении и с нахлестом не менее 20-25 см в горизонтальном направлении укладки. Точный размер нахлеста зависит от угла наклона крышного ската.

Одни из современных материалов, все более популярные для кровель каркасных домов – это новые виды кровельного профнастила и металлочерепица. Небольшая масса, долговечность и надежность обеспечивают эксплуатацию здания без ремонтов, несложно монтируются и не дают значительных нагрузок на каркас дома. один из самых красивых и востребованных кровельных материалов – гибкая черепица – несмотря на сравнительно высокие цены, также вызывает интерес и имеет некоторые преимущества для устройства кровель каркасных домов.

Кровельная плита — обзор

УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ

Теперь можно написать соответствующие уравнения равновесия для различных пересечений и стыков в конструкции. Здесь рассматриваются пересечения между плитами перекрытия (или крыши) и стенами или каркасами, работающими на сдвиг. Стены, работающие на сдвиг, могут быть заменены фермами без значительного изменения уравнений.

Типичное пересечение между плитой перекрытия и стеной, работающей на сдвиг, показано на рис. 4. Места расположения стенок и каркаса обозначены нижними индексами и пронумерованы слева направо (в направлении увеличения y ).Этажи и этажи обозначаются надстрочными индексами и нумеруются, естественно, снизу вверх конструкции. Двойные индексы или надстрочные индексы используются для обозначения определенных элементов, связанных с элементом, первый из которых указывает конец, на котором находится количество. Таким образом, M ^{i, i +1} _j обозначает момент в j -й стене сдвига непосредственно над уровнем i -го этажа; и M ^{i, i -1} _j обозначает момент стенки сдвига непосредственно под тем же самым пересечением. P ⁱ _j — внешняя нагрузка, приложенная к тому же перекрестку и действующая параллельно ему. Ножницы для пола и стен, действующие на перекрестке, обозначены цифрами H и V , соответственно, с соответствующими надстрочными и нижними индексами. Поскольку предполагается, что сдвиг в элементе постоянный, единственный верхний или нижний индекс указывает местоположение и обозначает сдвиг пола слева или сдвиг стены ниже пересечения, обозначенного этими числами.

РИС. 4. Типовое пересечение стены и плиты перекрытия.

Смещение перекрестка в направлении P ⁱ _j составляет u ⁱ _j . Вращение перекрестка в плоскости пола составляет ψ ⁱ _j , положительное по часовой стрелке, если смотреть сверху. Вращение в плоскости стены составляет ϕ ⁱ _j и положительно по часовой стрелке, если смотреть с левой стороны стены.Положительные моменты действуют на перекресток в направлении положительного вращения. Поскольку ур. (12) дает момент, действующий на элемент, моменты, показанные на рис. 4, являются отрицательными моментами, вычисленными по этому уравнению.

Суммируя моменты в плоскости стены, получаем

и суммируя в плоскости пола

Суммируя силы в направлении пересечения, получаем

(22) Vji + 1 − Vji + Hj + 1i− Hji = −Pji.

Согласно (12) и (13) вышеизложенное становится

(23) Wji [(3-2wji) uji-uji-1hi- (2-wji) ϕji- (1-wji) ϕji-1] + Wji +1 ((3-2wji + 1) uji + 1-ujihi + 1- (2-wji) ϕji- (1-wji + 1) ϕji + 1) = 0;

(24) Fji [(3-2fji) uji-uj-1idji- (2-fji) ψji- (1-fji) ψj-1i] + Fj + 1i [(3-2fj + 1i) uj + 1i- ujidj + 1i- (2-fj + 1i) ψji- (1-fj + 1i) ψj + 1i] = 0;

(25) Wji + 1hi + 1 (3−2wji + 1) (2uji + 1 − ujihi + 1 − ϕji + 1 − ϕji) −Wjihi (3−2wji) (2uji − uji − 1hi − ϕji − ϕji− 1) + Fj + 1idj + 1i (3−2fj + 1i) (2uj + 1i − ujidj + 1i − ψj + 1i − ψji) −Fjidji (3−2fji) (2uji − uj − 1idji − ψji − ψj − 1i) = −Pji.

Здесь F и W представляют, соответственно, жесткость на изгиб панелей пола и стен:

, где I — момент инерции всего поперечного сечения соответствующей плиты перекрытия или стены, d — это расстояние между стеной, работающей на сдвиг, и примыкающей стеной, работающей на сдвиг, или рамой, а h — это высота этажа. Безразмерные величины и w представляют собой значения k , как определено в (11), для пола и стены соответственно.Уравнения (23), (24) и (25) должны быть записаны для каждого пересечения между плитой перекрытия и стеной. Там, где существуют валы, башни или фермы, они заменяют стены в этих уравнениях.

На пересечении плоского каркаса и плиты перекрытия записывается система уравнений равновесия, аналогичная (23), (24) и (25). Однако вместо единственного уравнения (23) уравнение вращательного равновесия записывается в плоскости рамы для каждого соединения колонна-ферма. Уравнение (24), представляющее вращательное равновесие в плоскости пола, сохраняется.Уравнение (25) по существу сохраняется, но срезание стенок заменяется суммой сдвигов колонны на соответствующих уровнях рамы.

На уровне i кадра j стыки пронумерованы 1, 2,…, k — 1, k, k + 1,… слева направо; и приложенная нагрузка P ⁱ _j положительна при действии вправо. Вращение k -го шарнира в плоскости рамы составляет θ ⁱ _k , а вращение соседних шарниров показано на рис.5.

РИС. 5. Смещения рамы в окрестности стыка ⁱ _k .

Суммируя моменты в четырех элементах, примыкающих к k -му стыку, и используя (1), получаем

(28) [- Gk-1i (2θki + θk-1i) -Gki (2θki + θk + 1i) + Cki (3ui-ui-1hi -2θki-θki-1) + Cki + 1 (3ui + 1-uihi + 1-2θki-θki + 1)] j = 0.

Здесь нижний индекс j , добавленный к скобкам, указывает раму, в которой находится соединение, а

(29) C = 2EIh, G = 2EIs

для колонн и балок соответственно.Это уравнение должно быть записано для каждого сочленения в кадре j на уровне i .

Вместо (25) записывается аналогичное уравнение для суммы горизонтальных сил, действующих на перекрестке. Новое уравнение включает в себя суммы сдвигов колонны выше и ниже пересечения вместо сдвигов стены, которые были включены в (25). Ножницы для пола, конечно, оставлены. На рассматриваемом пересечении сдвиг в колонне k сразу под балками составляет (см.рис.6).

РИС. 6. Типовое пересечение каркаса и пола.

(30) (Лыжи) j = 3 [Ckihi (2ui − ui − 1hi − θki − θki − 1)] j.

Суммируя сдвиги в столбцах j -го кадра выше и ниже пересечения и добавляя сдвиги перекрытия, получаем уравнение равновесия

(31) 3 {∑ k [Ckihi (2ui − ui − 1hi− θki − θki − 1) −Cki + 1hi + 1 (2ui + 1 − uihi + 1 − θki + 1 − θki)]} i + Fjidji (3−2fji) (2uji − uj − 1idji − ψji − ψj − 1i) −Fj + 1idj + 1i (3−2fi + 1i) (2uj + 1i − ujidj + 1i − ψj + 1i − ψji) = Pji,

, где суммирование ведется по всем столбцам j -го кадра (в этажи выше и ниже i -го уровня фермы), на что указывает индекс k , добавленный к символу суммирования.Если необходимо учитывать осевые деформации колонны, необходимо учитывать вертикальные смещения соединений и составлять дополнительные уравнения вертикального равновесия. ⁽³⁾

Приобрести полированные, привлекательные типы кровельных плит Опции

 Alibaba.com представляет восхитительные и долговечные.  типов кровельных плит  и изделия из гранита для всех ремонтных и строительных проектов вашей собственности по самым конкурентоспособным ценам.Превосходное качество.  предлагаемых на сайте кровельных плит  не только долговечны, но и достаточно модны, чтобы вписаться во все виды декоративных целей и предпочтений. Эти продукты производятся с использованием передовых технологий, которые способствуют их долгосрочным характеристикам и качеству. Оптимальное качество и доступность.  типов кровельных плит  камней, представленных здесь, отполированы и доступны в различных качествах материала. 
 Если вы ищете высокое качество.  типов кровельных плит , которые могут выдержать испытание временем и предложить неизменно высокий уровень роскоши, продукты, предлагаемые на сайте, не имеют себе равных.Эти впечатляющие. Кровельные плиты  типов  - полированные и невероятно прочные, предназначены для использования во всех типах жилых, а также коммерческих проектов. Вы можете выбирать из множества.  типов кровельных плит , таких как кальцит, доломит, серпантин, серо-коричневый мрамор Челси и многие другие, в зависимости от ваших требований. 
 
 Alibaba.com предлагает комплексные решения.  типов кровельных плит  вариантов для вас на основе их дизайна, стилей, цветов, размеров, форм камня и многого другого, чтобы вы могли выбрать в соответствии с вашими требованиями.Эти.  типов кровельных плит  доступны в виде больших плит, плит многопильного пиления, блоков, тонких плит и т. Д. И идеально подходят для домов, офисов, ресторанов, магазинов и т. Д. С гладкой текстурой, такой как полированная, глянцевая, матовая. готово, и многое другое, чтобы соответствовать вашим требованиям. На заказ.  типов кровельных плит  вариантов также доступны для любого типа реконструкции. 
 
 Просмотрите широкий спектр.  типов кровельных плит  на Alibaba.com и выберите один в зависимости от вашего финансового положения и требований.Эти продукты доступны как OEM-заказы, так и в индивидуальной упаковке. Они сертифицированы по ISO и окрашены для защиты окружающей среды. 
 

Подход к оценке стоимости жизненного цикла

Урбанизация, связанная с ростом населения, является одной из самых острых проблем, с которыми сегодня сталкивается мир. Параллельно с этим есть видимые свидетельства возможного энергетического кризиса в ближайшем будущем. Таким образом, ученые обратили внимание на методы устойчивого развития, а также в области строительства зданий было предложено несколько нововведений.Например, концепция зеленой крыши является одним из таких методов, который считается жизнеспособным в основном для уменьшения эффекта городского теплового острова, восстановления утраченных земельных участков в городах и повышения эстетики в городах. Настоящее исследование было направлено на изучение влияния зеленых крыш на температуру в помещениях зданий, влияние различных типов крыш на нагрузку на кондиционирование воздуха и стоимость жизненного цикла зданий с различными типами кровли. Исследование проводилось в несколько этапов: начальные мелкомасштабные модели для определения характеристик теплового потока в верхних слоях почвы разной толщины, крупномасштабная модель, использующая результаты мелкомасштабных моделей для определения колебаний температуры внутри здания с другие распространенные кровельные системы, компьютерное моделирование для исследования нагрузок на кондиционирование воздуха в типичном здании с листами из цементного волокна и зелеными крышами, сравнительный анализ влияния крыш традиционного типа и зеленых крыш на нагрузки кондиционирования воздуха и, наконец, анализ спрогнозировать влияние крыш традиционного типа и зеленых крыш на стоимость жизненного цикла зданий.Основные результаты исследования заключаются в том, что зеленые крыши способны снижать температуру внутри зданий и способны обеспечить лучшую теплопередачу через крышу, и, таким образом, более низкая охлаждающая нагрузка необходима для кондиционирования воздуха и может сократить срок службы. циклическая стоимость здания.

1. Введение

В последние несколько десятилетий ученые сосредоточили больше внимания на устойчивом развитии из-за энергетического кризиса, который к настоящему времени достиг угрожающего уровня.Энергетические потребности урбанизированных территорий быстро растут [1, 2]. Поскольку люди все больше заботятся о тепловом комфорте, спрос на энергию также растет. Однако это может привести к энергетическому кризису с ожидаемыми глобальными климатическими изменениями [3]. Более того, более высокое потребление энергии может привести к возникновению эффекта городского теплового острова в городах [3]. Поскольку развитие городов связано с загрязнением окружающей среды, в первую очередь в развивающихся странах, экологически чистые конструкции имеют важное значение [1].Кроме того, влияние деятельности по развитию на окружающую среду заставляет нас применять методы устойчивого развития [1].

В результате традиционные методы строительства заменяются новыми инновациями, а новые тенденции подчеркивают, что традиционные наклонные крыши заменяются плоскими плитами, поскольку они могут создать еще одно полезное пространство на уровне крыши [3–5] . Эти пространства также можно использовать для создания зеленой среды на уровне крыши. Озеленение зданий могло бы стать возможным решением многих экологических и социальных проблем, таких как повышение температуры воздуха и потеря зеленых насаждений, с которыми сталкиваются жители городских районов [6].Выращивание травы считается одним из наиболее эффективных способов озеленения кровельных плит в этих областях, обеспечивая дополнительные преимущества, такие как снижение температуры в помещении [7].

Настоящее исследование, проведенное в несколько этапов, было в основном направлено на изучение влияния выращивания травы на крышах на температуру в помещении, влияние различных крыш на нагрузки кондиционирования воздуха, необходимые для снижения температуры, и жизненный цикл. стоимостная стоимость зданий с разными видами кровли.В данной статье представлены теоретические основы исследования, адаптированная методология и результаты. В нем также обсуждаются результаты по каждому этапу исследования и резюмируются основные результаты в заключении.

2. Теоретические основы исследования

Быстрая урбанизация населения мира в течение двадцатого века описана в Пересмотре доклада ООН о мировых перспективах урбанизации за 2011 год. Мировое городское население резко выросло с 0,73 миллиарда в 1950 году до 1.51 миллиард в 1975 году со среднегодовой скоростью изменения 2,91% и до 3,42 миллиарда в 2009 году со средней годовой скоростью изменения 2,4% с 1975 по 2009 год [8]. В том же отчете прогнозируется, что эта цифра, вероятно, вырастет до 6,3 миллиарда в 2050 году [8]. Согласно отчету ООН о положении населения в мире за 2007 год [9], в 2008 году большинство людей во всем мире впервые в истории мигрировали в города; это называется наступлением «городского тысячелетия» или «переломным моментом» [10].Что касается будущих тенденций, по оценкам, 93% роста городов будет происходить в развивающихся странах, при этом 80% роста городов придется на Азию и Африку [9].

Эта тенденция уже видна в Шри-Ланке, и в результате быстрой урбанизации доля владения землей на человека сокращается в большинстве развивающихся городов страны с быстрым ростом стоимости земель. Это приводит к тому, что здания покрывают большую часть доступной земли [1], и большинство городов выглядят бетонными дворами, потому что люди, как правило, восстанавливают плоское открытое пространство, которое они потеряли из-за зданий, используя железобетонные плиты крыши.Хотя это более желательный вариант, чем типичная крыша с потолком, он создает дополнительные проблемы с точки зрения теплового комфорта людей и эффекта городского теплового острова [1, 2]. Эффект городского острова тепла может нанести серьезный ущерб окружающей среде и людям из-за снижения теплового комфорта в городских районах [3]. Например, из-за аномальной жары 1995 года в Чикаго за неделю погибло 739 человек [11].

Зеленые крыши могут значительно уменьшить городской остров тепла за счет увеличения растительности и отражательной способности поверхности [3–5].Сообщается, что озелененные крыши способствуют не только снижению тепловых нагрузок на здание, но и уменьшению эффекта городского теплового острова в густо застроенных районах с незначительной природной средой [3]. Растительность на крышах была глубоко исследована во многих странах и была определена как жизнеспособный вариант решения многих социальных и экологических проблем [6]. Выявлено, что озеленение крыш позволяет снизить температуру воздуха под растениями на 4–5 ° C [12]. Было также установлено, что температура на крыше может быть снижена примерно на 15 ° C в зависимости от растительного покрова, что снижает коэффициент пропускания солнечной радиации до 50% [13].

Покатая крыша очень распространена во многих развивающихся странах. Большинство развивающихся стран по-прежнему используют относительно недорогие кровельные материалы, такие как листы из цементного волокна и глиняная черепица [14]. Однако неизолированные крыши не могут эффективно обеспечивать тепловой комфорт внутри здания. Температура поверхности крыши может достигать от 45 до 50 ° C с низким коэффициентом поглощения. Она может достигать 60–70 ° C с высокой степенью поглощения. Поскольку большинство материалов кровельного покрытия будет иметь толщину менее 15 мм, температура внутренней поверхности также будет иметь аналогичные значения [15].Использование железобетонных кровельных плит без теплоизоляции также может привести к ряду проблем с точки зрения теплового комфорта и удобства эксплуатации конструкции. Так как плита подвергается прямому воздействию солнечного света, плита может поглощать много тепла, и тепло будет передаваться внутрь, и, следовательно, потолок плиты может оставаться при высокой температуре [3]. Это напрямую и сильно повлияет на тепловой комфорт в помещении. Поскольку плита соединена с другими опорными элементами, такими как балки, колонны и каменные стены, также могут возникнуть некоторые проблемы с эксплуатационной пригодностью, такие как различные формы термических трещин [16].

Аутентичным решением этой проблемы могло бы стать использование зеленой кровельной плиты. «Зеленая крыша» — это озелененное пространство, которое структурно интегрировано поверх искусственной конструкции [7]. Сад на крыше восстанавливает отношения между человеком и природой, которые могут быть потеряны в городской среде [17]. Сады на крышах также помогают улучшить эстетику городов и могут создать здоровые города. При внедрении альтернатив, таких как зеленые кровельные плиты вместо традиционных конструкций крыши, необходимо также провести анализ стоимости жизненного цикла.Перед лицом роста затрат на энергию и потенциала глобального потепления, связанного с производством энергии, полезно обращать внимание как на первоначальные капитальные затраты, так и на текущие затраты, одновременно оценивая преимущества, которые могут быть предложены альтернативными решениями [3]. Также будет очень полезно подробное исследование, чтобы выяснить, как зеленые кровельные плиты влияют на нагрузку на кондиционирование воздуха. Это может помочь определить реальные преимущества, которые дает зданию зеленая плита крыши с оптимальной толщиной почвы, а не кондиционирование воздуха, чтобы получить лучший тепловой комфорт в помещении.

Эта теоретическая основа, связанная с концепцией зеленой крыши, проложила путь к разработке исследования, в котором изучалось влияние зеленой крыши на температуру в помещении, потребность в энергии для кондиционирования воздуха и стоимость жизни здания. Исследование было проведено в Шри-Ланке, тропической стране, которая требует моделей устойчивого развития для смягчения экологических проблем, связанных с урбанизацией.

3. Методология

Для достижения целей исследования был использован следующий подход.(a) Были спроектированы реальные мелкомасштабные модели с плитами зеленой крыши с толщиной грунта 25, 50 и 75 мм соответственно, и температура в этих моделях измерялась отдельно для определения характеристик теплового потока. (b) На основе По результатам мелкомасштабного исследования была создана крупномасштабная модель в трехэтажном здании, и была зарегистрирована температура в крупномасштабном реальном здании. (c) Компьютерное моделирование было проведено для исследования прогнозируемой температуры и нагрузки на кондиционирование воздуха в типичном здании с цементно-волокнистыми листами и зелеными плитами крыши.(d) Было проведено сравнительное исследование с использованием приведенных выше результатов моделирования для традиционных крыш и плит зеленой крыши с разной толщиной грунта, чтобы определить влияние различных крыш на компонент явного тепла в нагрузке кондиционирования воздуха. (e) Все эти результаты были используется для прогнозирования влияния различных типов крыш на параметры затрат жизненного цикла. Эти пять различных шагов подробно обсуждаются в следующем разделе.

4. Реализация, результаты и обсуждение

4.1. Малогабаритные модели

4.1.1. Разработка и внедрение

Первоначальное исследование началось с четырех небольших моделей. Комфортные условия в помещении определялись путем измерения температуры в помещении и температуры перекрытия перекрытия. Каждая модель состоит из двух стен, с каждой стороны которых установлены цементные блоки толщиной 125 мм. Длина и высота каждого составляла 1,25 м и 0,5 м соответственно. Две другие стороны были покрыты фанерными досками толщиной 9 мм. Сверху для вентиляции было предусмотрено пространство 100 мм.В качестве крыши для всех моделей использовалась плита толщиной 125 мм. Трава буйвола ( Bouteloua dactyloides ) использовалась для этих моделей в связи с тем, что трава буйвола считается наиболее подходящей травой для тропических стран. Трава буйвола, пожалуй, настоящая газонная трава [18]. Его устойчивость к длительным засухам и экстремальным температурам вместе с характеристиками семян буйволиц позволяет выживать в экстремальных условиях окружающей среды [18]. Одна модель только с бетонной плитой осталась запасной.В других моделях плита засыпалась слоем почвы. Выбранная почва была богата песком, чем растительным веществом, чтобы обеспечить хорошие условия дренажа модели. Три толщины почвы были рассмотрены после тщательного изучения характеристик роста травы, а также с помощью результатов, полученных при первоначальных полевых исследованиях. На рисунке 1 показаны модели, использованные для измерения температуры.

Первая модель хранилась без травяного покрова (Случай 1).Остальные модели получили травяной покров с толщиной почвы 25 мм (Случай 2), 50 мм (Случай 3) и 75 мм (Случай 4) соответственно. Температура основания плиты и температура верхней части плиты каждой модели регистрировались в течение 24 часов в солнечный день.

4.1.2. Результаты

Полученные температуры перекрытия плиты представлены на Рисунке 2 для следующих случаев: без травяного покрова и с травяным покровом на 25 мм, 50 мм и 75 мм толщине почвы соответственно.

На рис. 2 показано изменение температуры перекрытия моделей в течение 24 часов.В дневное время максимальная температура перекрытия плиты достигала 45,7 ° C без почвенного покрова, что указывает на то, что в дневное время она может излучать значительное количество длинноволновой радиации. Максимальная температура перекрытия плиты для моделей с почвенным покровом 25 мм, 50 мм и 75 мм составляла 33,2, 32,0 и 30,7 ° C соответственно. Это почти соответствует максимальной температуре окружающей среды 33,5 ° C. В ночное время температура софита во всех четырех случаях была примерно одинаковой. Она колебалась от 25 до 28 ° C, когда температура наружного воздуха оставалась ниже 25 ° C.Модель с почвенным покровом толщиной 75 мм показывала более высокую температуру софита в ночное время по сравнению с другими случаями.

На рисунке 3 показано изменение температуры верхней части плиты моделей в течение 24 часов. Максимальная температура верхней части плиты достигла 54,9 ° C в модели без почвенного покрова, что указывает на то, что она могла поглощать значительное количество коротковолновой радиации в дневное время из-за прямого воздействия солнечных лучей. Максимальные температуры верхней части плиты для моделей с почвенным покровом 25 мм, 50 мм и 75 мм составляли 37.5, 34,8 и 33,9 ° C соответственно. В ночное время температура верхней части плиты была примерно одинаковой для всех четырех случаев. Модели с почвенным покровом толщиной 75 мм и 50 мм продемонстрировали высокие ночные температуры по сравнению с другими моделями. Кроме того, температуры верха плиты этих двух моделей примерно перекрывали друг друга в течение дня.

Температура верхней части плиты и температурный градиент по толщине плиты вызывают тепловое расширение и термические трещины на несущей конструкции.Даже с 25-миллиметровым изоляционным слоем и еще 40-миллиметровым покрывающим слоем бетонной стяжки выше, температура верхней части плиты может достигать 35 ° C. Следовательно, характеристики модели со слоем почвы 50 мм можно сравнить с характеристиками плиты с надлежащей системой изоляции толщиной 25 мм в отношении теплового расширения плиты [19]. Это указывает на то, что плита крыши из дерна со слоем почвы 50 мм может снизить склонность к появлению термических трещин на несущих конструкциях.

Соответствующие значения теплового потока могут быть определены с помощью значений «» для плиты, верхней поверхности плиты и температуры перекрытия.Расчетное значение «» составило 3,94 Вт / м ² K для плиты без травяного покрова и 4,68 Вт / м ² K для моделей с травяным покровом. Поскольку температуру верхней части плиты и потолка можно измерить, вышеуказанные расчеты значений «» были выполнены только для бетонной плиты для расчета теплового потока. Подробный расчет значений представлен в приложении. На рис. 4 показаны значения теплового потока моделей с разной толщиной грунта. Тепловой поток проходил через плиту в помещение с 9.С 00:00 до 17:00. Максимальный тепловой поток модели без почвенного покрова достиг 77,1 Вт / м ² . Максимальный полученный тепловой поток составил 28,5 Вт / м ² для 25 мм, 20,9 Вт / м ² для 50 мм и 17,6 Вт / м ² для моделей почвенного покрова толщиной 75 мм соответственно. Это значительное уменьшение теплового потока через плиту к пассажирам. Разница во времени между пиковыми значениями теплового потока в четырех случаях составляла один час. По сравнению с изолированной кровельной плитой эти значения теплового потока находятся в аналогичном диапазоне, и производительность может быть легко согласована с характеристиками системы с изоляционным слоем 25 мм [19].

Было также отмечено, что даже в ночное время характеристики плиты крыши могут быть улучшены путем нанесения травяного покрова поверх плиты. Незащищенная плита может начать реверсирование теплого пола около 17:00 и будет продолжать передавать тепло наружу до 9:00 утра. Это может достигать даже около 17 Вт / м ² около 20:00, в то время как тепловой поток других моделей с травяным покровом оставался примерно постоянным.

4.2. Модель в реальном масштабе

4.2.1. Проектирование и реализация

Первоначальные исследования показали, что зеленые крыши способствуют снижению внутренней температуры в зданиях. Толщина почвы зеленых крыш также влияет на повышение температуры в помещениях на верхних этажах зданий; однако эффект незначительный. Кроме того, было установлено, что минимальная устойчивая толщина почвы, необходимая для условий выращивания, составляет 50 мм. Это было принято во внимание, и была создана модель в реальном масштабе в здании, где также существовали другие типы защиты крыши.Это был трехэтажный дом с отдельными секциями с разным расположением кровли. На рисунках 5 и 6 показан план крыши и дом, который использовался в крупномасштабной модели.

Для измерения температуры были выбраны три точки. Это была черепичная крыша с деревянным потолком 1/2 дюйма, голая бетонная плита толщиной 115 мм и крыша из дерна с бетоном 115 мм и почвенным покровом 50 мм.

4.2.2. Результаты

Измерения температуры проводились в солнечные дни, и измерения за один день представлены на Рисунке 7.В течение нескольких дней подряд в каждом месте проводились три измерения. Помимо температуры наружного воздуха, в каждом месте измерялась температура наружной поверхности, температура поверхности в помещении и температура внутреннего объема.

Самые высокие температуры в помещениях с черепичными крышами, голыми крышами и зелеными крышами составляли 34,5 ° C, 35,9 ° C и 32,7 ° C соответственно. Самые высокие температуры перекрытия крыши / плиты из этих трех условий кровли составляли 36,4 ° C, 45 ° C и 32,6 ° C соответственно.Минимальная максимальная температура в помещении и температура перекрытия были зафиксированы в местах с крышами из дерна. Поскольку для зеленой крыши была зафиксирована минимальная самая высокая температура верхней части плиты 37 ° C по сравнению с температурами голой кровельной плиты 61 ° C и черепичной крыши 63,6 ° C, приток тепла в дерновой крыше был минимальным по сравнению с температурой. две другие крыши.

4.3. Компьютерное моделирование

4.3.1. Проект

Как мелкомасштабные, так и реальные исследования показали, что зеленые крыши могут быть эффективным методом пассивного охлаждения зданий; однако биоклиматические исследования в указанной области все еще редки.Основной причиной этого может быть сложность теплового моделирования, которое следует за такими конструкциями. Несколько имитационных моделей обсуждались в различных исследованиях [20], и компьютерное моделирование — одно из таких, которое можно использовать для прогнозирования тепловых характеристик внутри здания, создаваемых различными типами кровельных систем. Несмотря на то, что компьютерное моделирование не является точным, поскольку фактические условия не могут быть смоделированы в компьютерной модели, а также невозможно создать точное представление фактического поведения, они могут предсказывать тенденцию с довольно хорошей точностью.Таким образом, компьютерное моделирование можно использовать для проведения сравнительных исследований, варьируя один фактор, оставляя другие неизменными. DEROB-LTH — это универсальное программное обеспечение, которое хорошо протестировано во всем мире для компьютерного моделирования теплового поведения зданий. DEROB-LTH был откалиброван с использованием колебаний температуры в реальных зданиях с изолированными кровельными плитами. Подробности калибровки можно найти в Halwatura и Jayasinghe [13]. Это также подтверждено многими исследователями [17–19]. В этом исследовании компьютерное моделирование использовалось для расчета нагрузок на кондиционирование воздуха, что, в свою очередь, помогло рассчитать стоимость жизненного цикла для каждого случая.

4.3.2. Модели, используемые для компьютерного моделирования

Для моделирования использовалась трехэтажная модель здания в реальном масштабе. В плане размер здания составлял 15 м × 15 м. Изначально были выбраны два варианта кровли: традиционная наклонная крыша с изоляционным слоем и зеленая крыша с разной толщиной грунта. Они были включены в компьютерные модели в связи с тем, что, с одной стороны, в этой статье обсуждаются пассивные свойства, влияющие на температуру, а с другой стороны, исследование было направлено на изучение характеристик дерновой кровли как пассивного метода и модели созданы с применением всех возможных пассивных техник.В модели были включены следующие пассивные элементы: (i) окна были расположены на южном и северном направлениях; таким образом, прямое солнечное излучение может быть максимально заблокировано; (ii) для защиты окон использовались затеняющие экраны; (iii) кирпичные стены толщиной 225 мм могли уменьшить теплопередачу через открытые стены [21]; (iv) в наклонной крыше для уменьшения теплопередачи через крышу использовался отражающий изоляционный слой, ламинированный на резистивный изоляционный слой. Это очень распространено в Шри-Ланке [1].Такие пассивные функции обычно могут снизить температуру воздуха в помещении примерно на 3 ° C ниже температуры наружного воздуха [22]. Другие возможные пассивные особенности, такие как эффекты внутренних дворов [23], не рассматривались, потому что такие особенности могут не быть общими, в отличие от особенностей, указанных выше.

Считалось, что на верхнем этаже трехэтажного дома с дерновой крышей использовалась железобетонная плита толщиной 125 мм. Также считалось, что поверх верхней плиты находится слой почвы толщиной 25 мм.Это был случай GR1.

Для скатных крыш (уклон 12 °) в качестве кровельного материала использовались листы из цементного волокна. В этой модели был потолок, который был принят как SR1. Плоский потолок размещен на 3 м выше 2-го этажа модели дома. Потолок был снабжен отражающим изоляционным слоем, установленным на резистивном изоляционном слое толщиной 3 мм. Эти типы отражающей изоляции очень распространены в настоящее время, и было установлено, что дома, которые изолированы, показали улучшение от 1 до 1.9 и 4,5 ° C летом в ЮАР [1]. Среднее улучшение температуры составило 3,1 ° C [24]. На рисунках 8 и 9 показаны трехмерные изображения двух рассматриваемых зданий.

4.4. Сравнительный анализ

4.4.1. Нагрузка на охлаждение

Шри-Ланка — страна с тропическим климатом, где на небольшой высоте нейтральная температура может достигать 26 ° C [25]. Диапазон средней температуры в помещении может составлять от 25 до 27 ° C в здании с кондиционером.Таким образом, допустимо считать, что средняя температура в помещении составляет от 25 до 27 ° C [1]. DEROB-LTH способен обнаруживать ощутимую составляющую нагрузки кондиционирования воздуха из-за солнечного излучения и внешней среды. С помощью DEROB-LTH были рассчитаны охлаждающие нагрузки, необходимые для получения комфортных условий. Климатические данные (средняя часовая температура) Коломбо использовались для расчета охлаждающей нагрузки.

4.4.2. Рассмотрены различные случаи

Для анализа охлаждающих нагрузок были рассмотрены различные случаи (указанные ниже).Для каждого случая охлаждающая нагрузка, необходимая для поддержания температуры в комфортных пределах, была рассчитана с помощью DEROB-LTH. Эти охлаждающие нагрузки позже были использованы для проведения анализа стоимости жизненного цикла. Различные рассматриваемые случаи указаны ниже: суффиксы 1, 2 и 3 используются для обозначения различных случаев. Вариант GR1: кровельная плита из дерна с слоем грунта толщиной 25 мм. Вариант GR2: кровельная плита из дерна с слоем грунта толщиной 50 мм. Корпус GR3: кровельная плита из дерна с слоем грунта толщиной 75 мм. Вариант SR1: наклонная крыша с отражающей изоляцией, установленная на 3-миллиметровом резистивном изоляционном слое.Вариант SR2: Наклонная крыша с отражающей изоляцией, установленная на резистивном изоляционном слое толщиной 25 мм.

Для анализа DEROB-LTH максимально возможная температура в помещении принималась равной 25, 26 или 27 ° C. Поэтому в каждом случае дом считался охлажденным до указанных выше температур. Их было взято как 3 варианта, указанные ниже. Вариант 1: температура в помещении 25 ° C. Вариант 2: температура в помещении 26 ° C. Вариант 3: температура в помещении 27 ° C.

4.4.3. Воздействие травяного покрова на кондиционирование воздуха

Температура воздуха в помещении на верхнем этаже трехэтажного здания в значительной степени зависит от верхней крыши.На самый верхний этаж сильно влияет тепло, передаваемое через крышу. Охлаждающая нагрузка зависит от характеристик крыши, особенно в системах кондиционирования воздуха. Этот эффект может быть незначительным на закрытых нижних этажах [1]. В моделях компьютерного моделирования кондиционер был включен в сравнение случаев GR1 – GR3, SR1 и SR2. Охлаждающие нагрузки, полученные для каждого случая по вариантам 1 и 3, представлены на рисунках 10 и 11 соответственно. Они наглядно демонстрируют, что дерновая крыша может работать исключительно лучше других в отношении теплопередачи через крышу.

Преимущества газонных плит кровли были четко показаны на приведенных выше графиках. Покатая крыша была неэффективной по сравнению с плитами из дернового покрытия. В варианте 1 более высокие охлаждающие нагрузки были получены в случае SR, а охлаждающие нагрузки были значительно ниже в случае GR. В случае SR требовалась более высокая охлаждающая нагрузка для изоляции 3 мм (случай SR1), чем для изоляции 25 мм (случай SR2). Однако корпус SR2 требовал более высокой охлаждающей нагрузки по сравнению с плитами крыши из дерна (вариант GR).При рассмотрении случая GR в случаях GR2 и GR3 потребовались почти одинаковые нагрузки на кондиционер. При сравнении GR1 и GR2 в варианте 1 было отмечено, что разница в охлаждающей нагрузке была значительной, но в варианте 3 разница была незначительной. Однако было обнаружено, что GR1 не обеспечивает здорового травяного покрова из-за ограниченной толщины почвы. Производительность GR2 и GR3 была практически одинаковой. Однако чем выше толщина грунта, тем выше будет первоначальная стоимость, поскольку это увеличит нагрузку на конструкцию и, следовательно, конструктивная способность конструкции также должна быть увеличена.Принимая во внимание результаты, GR2, плита крыши из дерна со слоем почвы 50 мм может быть выбрана как наиболее подходящая для плиты крыши из дерна.

4.5. Влияние на стоимость жизненного цикла

Из-за более высоких температур кондиционирование воздуха часто используется в тропических странах, в основном в городах. Нагрузки на кондиционирование воздуха, необходимые для этих мест, должны быть минимизированы, насколько это возможно, чтобы смягчить будущий энергетический кризис.

Часто более высокие капитальные затраты связаны со зданиями в городах.Однако более реалистично учесть расходы на техническое обслуживание и услуги. Это оправдывает подход, основанный на оценке стоимости жизненного цикла. Это можно проиллюстрировать следующим образом. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) [24] определяет стоимость жизненного цикла (LCC) как «общую дисконтированную долларовую стоимость владения, эксплуатации, обслуживания и утилизации здания или строительной системы» за период времени. Анализ затрат жизненного цикла (LCCA) — это метод экономической оценки, который определяет общую стоимость владения и эксплуатации объекта в течение определенного периода времени.

При оценке стоимости жизненного цикла можно встретить случаи, когда капитальные затраты высоки из-за низкой чистой приведенной стоимости операционных затрат. Таким образом, при анализе затрат жизненного цикла также учитываются ситуации с высокими капитальными затратами.

Когда дело доходит до характеристик жизненного цикла здания, необходимо также учитывать несколько других факторов. Например, зеленые крыши имеют возможность восстановления земли, потому что потерянную землю можно вернуть садом на крыше.Кроме того, у садов на крыше есть некоторые другие преимущества, такие как способность действовать как сопротивление циклонам, добавлять эстетическую ценность окружающей среде и привлекать низкие эксплуатационные расходы. Эти факторы также могут иметь отношение к реальным характеристикам зданий. Стоимость земли в городах и пригородах растет вместе со спросом на земли в результате урбанизации. Халватура и Джаясингхе [1] сообщают, что цены на землю в городах находятся в диапазоне от 1000 до 2000 долларов за окуня. Также отмечается, что цены растут с увеличением спроса на земли в пригородах.С учетом вышеуказанных факторов были рассчитаны начальные затраты для различных случаев в моделях, обсуждаемых на этапе компьютерного моделирования, и они представлены в таблице 1.

жизненный цикл может повлиять на стоимость и стоимость срока службы. земли, стоимости материалов, методов строительства или других подобных факторов. Срок службы дома с различными системами кровли невозможно предсказать из-за факторов окружающей среды, строительных технологий и погодных условий.Однако, как правило, замена кровельных материалов на легкие плоские крыши производится с интервалом в 20 лет [26]. Для расчетов взяты 10- и 20-летние периоды за период без учета использованного материала.

Ставка дисконтирования — еще один фактор неопределенности в анализе. Большинство стран в последнее время переживают негативные экономические колебания. Уровень инфляции, основанный на ВВП, в Шри-Ланке неявный дефлятор показал 6,7% за 2011 год по сравнению с 2010 годом и продемонстрировал небольшой рост по сравнению с уровнем инфляции, равным 6.2% зафиксировано за 2010 год [27]. Это текущий сценарий в Шри-Ланке; однако это значение достигло 22,6% в 2008 году. Несмотря на то, что Шри-Ланка показывает более низкое значение, многие страны в регионе Южной Азии по-прежнему демонстрируют высокие значения, и во многих из этих стран в 2011 году был зафиксирован более 10% инфляции. в остальных странах инфляция по-прежнему составляет менее 5% [26, 27]. Поэтому с учетом всех вышеперечисленных фактов в качестве ставок дисконтирования для анализа были выбраны 8, 10 и 12%.

Одна критика в отношении концепции зеленой крыши может заключаться в том, что земля, восстановленная с помощью плиты крыши, не является стопроцентной. Однако, как выяснили Халватура и Джаясингхе [1], его можно представить как 50% и 100%, допуская при необходимости любую интерполяцию. Чистая приведенная стоимость для каждого случая представлена ​​на рисунках 12, 13 и 14 при ставках дисконтирования 8, 10 и 12% соответственно.

На рисунках 12, 13 и 14 показано, что чистая приведенная стоимость (ЧПС) выше для домов с традиционными крышами.В домах с традиционной крышей земля, утраченная из-за дома, не возвращается. Таким образом, NPV выше для домов с покатой крышей. Однако в зданиях с газонными плитами или зелеными крышами стоимость земли восстанавливается за счет сада на крыше.

Можно выделить, что ЧПС зеленой крыши с 50% рекуперацией земель за 20 лет превышает ЧПС скатной крыши через 10 лет. NPV при 100% рекуперации земель для зеленой крыши в течение 20 лет также довольно близко к значениям NPV для наклонной крыши в 20-летние периоды.Это можно считать большим преимуществом для зеленой или газонной кровли.

5. Заключение

Плиты крыши из дерна — одна из самых привлекательных тенденций в дизайне домов в наши дни. Он дает ряд преимуществ по сравнению с домом с обычной кровлей. Настоящее исследование подчеркивает, что зеленые крыши зданий могут защитить жителей от высокотемпературных условий, преобладающих в тропических странах. Это также подчеркивает, что зеленые крыши могут быть экологически безопасными, поскольку они могут снизить охлаждающую нагрузку, необходимую для кондиционирования зданий.

Капитальные затраты на здание не отражают его реальную стоимость. Иногда здание с более высокими капитальными затратами может быть лучшим с точки зрения стоимости жизненного цикла. В этом исследовании подчеркивается, что капитальные затраты на обычное здание ниже, чем на здание с каменной крышей; однако с точки зрения стоимости жизненного цикла здание с дерновой крышей более эффективно. Возможность вернуть утраченное земельное пространство — самое большое преимущество плит крыши из дерна.

Принимая во внимание условия, преобладающие в Шри-Ланке, растительность на крышах является полезным решением возникающих экологических и социальных проблем, связанных с урбанизацией.Однако можно утверждать, что капитальные затраты на зеленую крышу намного выше, чем на обычную крышу; однако, если учесть стоимость жизненного цикла, здания с плитами крыши более выгодны, потому что зеленые крыши сокращают затраты на электроэнергию для кондиционирования воздуха, придают зданию дополнительную изысканность и восстанавливают утраченную землю.

Другие преимущества, обеспечиваемые зелеными крышами, включают уменьшение эффекта городского теплового острова, уменьшение бликов от крыши, снижение затрат на электроэнергию, улучшение качества воздуха за счет снижения уровней CO ₂ , увеличение выхода кислорода, фильтрацию и связывание от переносимой по воздуху пыли и других частиц, увеличения зеленых насаждений, повышения стоимости собственности, снижения шума и восстановления биоразнообразия.

Приложение

См. Таблицы 2 и 3.