Буйство стихий: последствия града. Часть 2. Плоские крыши

Scott J. Morrison, P.E., Professional Roofing, June 2009

Редакция интернет-журнала «Кровли» продолжает серию публикаций, посвященных граду и его последствиям для кровель разного типа. Это вторая часть исследования, проведенного в США в 2009-2016 гг. и опубликованного в журнале Professional Roofing, в которой рассказывается о том, какие повреждения может наносить град плоским кровлям. C первой частью, где идет речь о скатных кровлях, Вы можете ознакомиться здесь. 

В первой части исследования неоднократно подчеркивалось, что функциональным повреждением кровельной системы считается только такое нарушение целостности покрытия, которое понижает его атмосферостойкость и снижает срок службы. Масштаб наносимых градом разрушений зависит от размера градин, типа кровельных материалов и их текущего состояния.

Общие соображения

• Чем толще мембрана, тем она устойчивее к воздействию града;
• Чем дольше лежат на кровле битумные и термопластичные мембраны, тем более хрупкими они становятся, и тем менее устойчивы они к ударам градин;
• Чем жестче основание, тем устойчивее мембраны;
• Материалы, защищенные минеральной посыпкой, обычно более устойчивы.

Повреждения, вызванные ударами градин, обычно начинаются с обратной стороны мембраны, где накапливаются напряжения, и постепенно распространяются на ее внешнюю сторону.

При поисках следов воздействия града на плоских крышах нужно помнить о том, что:

• С течением времени края повреждений становятся более гладкими и внутренние поверхности разломов обветриваются, однако полностью дефекты, вызванные ударами градин, не исчезают;
• Самый очевидный, но при этом самый «разрушительный» путь доказательства воздействия града — вырезание образцов мембраны с кровли и их исследование с изнаночной стороны — откуда начинается разрыв или трещина;

• Образцы мембран могут быть исследованы лабораторными методами: битум может быть отделен от материала основы и проанализирован, термопластичные мембраны могут быть просвечены высокоинтенсивным источником света. В некоторых случаях используются рентгенографические методы и ядерно-магнитный резонанс — они позволяют локализовать внутренние повреждения материала, не видимые ни с одной из сторон;

• может быть проведено моделирование ситуации — для этого в лабораторных условиях с помощью небольших шариков, по размеру и силе удара имитирующих конкретный град, от которого пострадала крыша, воспроизводят произошедшее. Далее сравнивают количество повреждений, полученное кровельным материалом в ходе эксперимента, с реальной ситуацией на крыше. Результат этого сравнения позволит сделать вывод о том, действительно ли именно град —  и только ли он! — стал причиной повреждений кровельного материала;

• для того чтобы оценить, проникла ли в возникшие трещины и разрывы вода, используются тепловизоры и импедансметры.

Какого размера должны быть градины, чтобы повредить кровельное покрытие?

• Многослойная кровельная система с гладкой поверхностью 4,4 — 5,0 см;
• Многослойная кровельная  система с поверхностью, защищенной минеральными гранулами 5,6 см;
• Битумно-полимерные мембраны 3,75-5,00 см
• Термопластичные однослойные мембраны 2,5-5,0 см
• ЭПДМ 5,0 см
• ЭПДМ в балластной системе 6,3 см
• Напыляемый полиуретан 1,8 см
• Стальные панели 6,3 см

 Эти цифры — результат более чем 45-летнего исследования, включающего в себя как полевые наблюдения, так и эксперименты по лабораторному моделированию града. Условия: однородные твердые градины, падающие перпендикулярно крыше, надежное основание и относительно хорошее состояние кровли (первая половина срока службы).

Многослойные кровельные системы

Под этим неуклюжим термином подразумеваются материалы, состоящие из нескольких армирующих слоев, соединенных воедино некоторым водонепроницаемым материалом, таким как обычный или модифицированный полимером битум. Град подходящего размера может вызвать прокол, разрыв или же локальное размягчение такого материала.

Вызванные градом повреждения всегда видны с изнаночной стороны материала, если он не скрыт слоем клея или остатками теплоизоляции.  Даже если повреждение не столь значительно, чтобы быть видимым с лицевой стороны, его всегда можно ощутить под пальцами, как ушибленный бочок у яблока. Такое ощущение укажет на внутренний разрыв армирующего слоя.

Если лицевая сторона материала защищена минеральными гранулами, то первое, что Вы должны оценить- области с которых эти гранулы осыпались. Свежая потеря гранул подтверждается ярко-черным цветом не успевшего обветриться и запылиться битума.

Битумно-полимерные материалы содержат в своей структуре стеклохолст или стекловолокно, а их внешняя поверхность защищена минеральными гранулами, либо особыми покрытиями, нанесенными в заводских условиях. Когда град разрушает это защитное покрытие — срок службы материала снижается. Однако стоит различать случаи, когда град не сбивает гранулы с поверхности, а «вбивает» их в толщу материала — в этом случае их защитные функции не снижаются.

Лучший способ оценить повреждения битумно-полимерной мембраны — прочувствовать пальцами мягкие пятна, соответствующие размеру прошедшего града, и свидетельствующие о внутренних разрывах армирующего слоя. Повреждения внешней поверхности битумной мембраны могут быть криволинейными или же иметь вид концентрических кругов. Концентрические круги с внешней стороны часто сопровождаются звездообразными повреждениями с изнаночной (множество трещин, исходящих из одной точки).

Однослойные мембраны

Термопластичные мембраны из ПВХ и ТПО обычно укреплены ткаными материалами (холстами). Самый распространенный термореактивный материал — это ЭПДМ, из которого изготавливают как армированные, так и неармированные мембраны. Повреждения термопластичных мембран включают в себя разрывы или проколы как самого вещества мембраны, так и армирующего слоя.

Самые чувствительные к воздействию града области на кровлях с механическим креплением мембран — это крепежные элементы на перехлестах полотен и крепежи, которыми фиксируются теплоизоляционные плиты.

Градины ударяются в шляпку крепежного элемента и вызывают серповидные разрывы мембраны длиной от 1/16 до 1 дюйма.  Повреждения термопластичных мембран вдали от крепежных элементов могут иметь криволинейную, звездообразную форму или располагаться в виде концентрических кругов. Серьезные повреждения видимы невооруженным глазом, а для идентификации более мелких дефектов следует нажать на мембрану или слегка растянуть ее.

При поиске повреждений термопластичных кровельных мембран стоит учесть:

• повреждения, вызванные градом, легко идентифицируются при наличии соответствующих знаний и навыков;
• повреждения чаще видны с изнаночной стороны мембраны;
• повреждения отлично видны при просвечивании высокоинтенсивным источником света. Хорошее освещение очень важно для идентификации дефектов термопластичных мембран;
• вода, снег и лед на кровле могут скрыть часть повреждений;
• повреждения некоторых материалов, особенно ПВХ, могут быть невидимыми до тех пор пока мембрана не «расслабилась»;
• дефекты хрупких неармированных мембран имеют звездообразную форму и распространяются дальше, когда мембрана растягивается;
• ЭПДМ — это эластичный материал, который не накапливает напряжений при множественных ударах градин;
• обычно термопластичные мембраны более чувствительны к воздействию града при низких температурах;
• если слой теплоизоляции под мембраной расколот — это может считаться функциональным повреждением.

Пенополиуретан

Напыляемое полиуретановое покрытие имеет эластичный верхний слой. В зависимости от силы града может быть поврежден не только он, но и низлежащий  слой пенополиуретана. Это покрытие также нужно обследовать вручную.

Металл

Производители выпускают металлические панели различной толщины и ширины, с различными типами покрытий, с разными типами сопряжения и открытыми или же скрытыми крепежными элементами.

Считается, что сильный град может повредить металл, нарушить целостность швов и испортить защитное покрытие.

Однако по микрофотографиям видно, что уменьшение толщины металла — даже в самых глубоких вмятинах от града! — незначительно. Сканирующая электронная микроскопия и анализ проб, взятых из вмятин на металле, показывают, что фабричные покрытия — гальванические или фторополимерные — не повреждаются градом. Если же металлическая крыша покрашена самостоятельно, то целостность красочного слоя вполне может быть нарушена.

Точно идентифицировав природу повреждений, можно провести количественную оценку ущерба и оценить целесообразность ремонта или замены кровельного покрытия.

Источник: http://www.professionalroofing.net/Articles/Holy-hail—06-01-2009/1506

Фото: Haag Engineering Co., Irving, Texas

Перевод: Полина Барбашова