Проектирование кровли: выбор материала, основные расчеты, разработка документации

Проектирование кровли — важнейший этап при строительстве и ремонте любого здания. Проект включает в себя эскиз и подробный план кровли, а также детальную смету, расчет количества материала и рекомендации по монтажу.

Этапы проектирования кровли

• создание эскиза (общая визуализация конструкции);
• выбор материалов;
• проведение расчетов:
• разработка проектно-сметной документации.

При проектировании важны особенности климатической зоны (ветровые, снеговые нагрузки). Расчеты производят после того, как заказчик определился с кровельным материалом — покрытия имеют разные характеристики прочности, влагостойкости, разный вес. Также нужно учесть архитектурные особенности самого здания, его назначение, пожелания к дизайну.

В проект обязательно нужно включить вентиляционную систему. Без циркуляции воздуха многие материалы могут начать портиться и гнить — снижается долговечность конструкции.

Выбор материалов

Кровельное покрытие должно иметь: механическую прочность, водонепроницаемость, огнестойкость, стойкость к воздействию прямых солнечных лучей, температурным перепадам, длительный срок эксплуатации, привлекательный внешний вид.

Основные критерии выбора покрытия:

• Нагрузка на кровлю.
  Для южных регионов характерны мягкие зимы, малоснежные или вовсе бесснежные. Поэтому кровельный материал может быть более тонким и легким, чем тот, который используется в средней полосе и на севере.
• Вес материала.
  От этого показателя зависит нагрузка на стропильную систему.
• Стойкость к внешним воздействиям.
  Срок службы разных материалов неодинаков, так же как пожарная безопасность, стойкость к коррозии и т.д.
• Форма кровли.
  Чем она сложнее, тем меньше выбор материалов — далеко не все покрытия обладают пластичностью, кроме того, при создании сложных геометрических форм будет много остатков, а это означает внушительные дополнительные расходы.
• Назначение здания.
  Для нежилых построек главным критерием является экономичность. Самые качественные и долговечные покрытия нужны жилым зданиям.
• Стоимость материала.
  Важный параметр, особенно для зданий большой площади и крыш сложной конфигурации.
• Эстетичность.
  Кровля дома должна органично вписываться в общий стиль.

Виды и особенности покрытий

Листовые

Материалы этой группы просты в монтаже. Справиться с укладкой таких покрытий может даже неспециалист, именно их чаще всего выбирают для частных домов.

Распространены следующие виды покрытий:

• Металлочерепица.
  Прочный, недорогой и простой в монтаже материал. Единственный веский минус — такая кровля будет довольно «шумной», например, во время сильного дождя.
• Шифер.
  Тоже недорогой вариант — материал прочный, простой в укладке, негорючий. Правда, имеет внушительный вес.
• Профнастил.
  Основные характеристики такие же, как у металлочерепицы. Но внешний вид менее эстетичный.
• Ондулин.
  Отличается небольшим весом, прост в монтаже, имеет веское преимущество — его можно укладывать на старое покрытие.

Общий недостаток листовых материалов — отсутствие пластичности. Такие варианты не подойдут для крыш сложной формы.

Черепица

Штучный материал, точнее, группа материалов — разные варианты отличаются составом:

• Керамическая черепица.
  Классическое решение. Обладает высокой устойчивостью к влиянию атмосферных осадков, хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, эстетична.
• Цементно-песчаная черепица.
  По эксплуатационным характеристикам очень похожа на керамическую, проигрывает разве что в эстетике.
• Сланцевая черепица.
  Полностью натуральный материал, прочный и долговечный. Единственный недостаток — малое разнообразие оттенков, основные тона — серые.
• Композитная черепица.
  Имеет сложную структуру: металлическая основа, акрил, гранулированный натуральный камень. Выглядит привлекательно, прочна, создает хорошую звукоизоляцию.

Мягкая кровля

Самый используемый и недорогой материал, при правильной укладке — устойчива к атмосферному воздействию: свету, теплу, ветру, перепадам температуры.

Хоть все нынешние рулонные материалы изначально как образец имели рубероид, но при общем схожем виде материалы изменились: однослойные и многослойные, ЭПДМ (этиленпропиленовый каучук, армированный полимерными волокнами), ТПО мембраны, ПВХ мембраны и тп.

При условной чуть более низкой стоимости по сравнению с черепицей и листовыми металлочерепицами — имеют свои способы использования. Например, для плоских крыш.

Расчеты крыши

При проектировании кровли нужно рассчитать несущую способность кровельной конструкции: для этого нужно оценить предполагаемые атмосферные нагрузки и вес кровельного покрытия.

Затем необходимо рассчитать стропильную систему (длины и сечение стропил).

После того как проведены эти расчеты, можно приступать к составлению чертежа кровли, созданию подробного плана всех его узлов.

Расчет несущей способности

Несущая способность — сумма нагрузки от расчетного давления снежной массы и веса кровельного покрытия. Если материал кровли известен, определяется площадь скатов, вес квадратного метра покрытия, и вычисляется общая масса.  Для расчета снежной массы нужно учесть региональный показатель — его берут за основу.

Если кровлю предстоит утеплить, вес теплоизоляции тоже нужно добавить к общей массе. Также рассчитывают вес обрешетки с учетом типа (сплошная или разреженная) и используемых материалов (как правило, это доска и брус).

Еще один момент, который нужно учесть при расчете несущей способности — ветровые нагрузки. Для этого применяют региональный показатель и поправочный коэффициент — второй зависит от места расположения здания. Например, если высота дома больше 20 метров,и строится он на открытой местности, выбирают поправочный коэффициент, равный 1,25.

Расчет стропильной системы

При проектировании кровли учитывают размеры всех элементов. Но стоит помнить, что главная нагрузка приходится на стропила. Два показателя, которые нужно рассчитать — длина стропил и их сечение. При расчете длины в первую очередь учитывают угол наклона крыши и длину пролета здания.

Сечение — важнейший параметр, от которого зависит вся несущая способность крыши. Величины, которые получились при расчете снежных и ветровых нагрузок, вес кровельного покрытия и теплоизоляционного пирога, составляют общий объем нагрузки, которую стропилам предстоит выдержать.

При выборе сечения необходимо также учесть шаг установки стропил. Чем выше это значение, тем больше должно быть и сечение стропильных ног.

Разработка спецификаций, комплектаций и смет

Финальный этап проектирования. После того как составлен план будущей кровли, определен тип покрытия, проведены расчеты, составляют подробную смету — она включает стоимость всех используемых материалов, крепежа и т.д. В спецификации обязательно указывают все параметры применяемых материалов, приводят обоснования выбора того или иного варианта.

В пакет проектной документации, таким образом, входят чертежи и планы, полный набор расчетов, спецификации, комплектация и сметы.

Если необходимо разработать проект реконструкции существующей кровли, основные этапы будут теми же, что и при создании проекта с нуля. Но есть нюансы: нужно определить, какая часть кровли будет обновлена, какие виды ремонтных работ нужно произвести.

Перед началом проектирования необходимо оценить существующее положение дел — специалисты выезжают на объект, оценивают повреждения либо нарушения, образовавшиеся вследствие износа, составляют полный перечень дефектов и составляют план по их устранению.