Один из самых дорогих и престижных кровельных материалов – дерево. В нашей новой рубрике «Мастер-класс» мы решили подробно разобрать особенности и приемы работ с деревянной кровлей на примере конкретного объекта.
Краткое описание объекта строительства
Основанием для конструкции скатной кровли стал деревянный двухэтажный сруб дома с рублеными фронтонами: длина стропил составила 7 м, наклон кровли – 20–21° (фото 1). Проектом предусматривались видимые стропила в карнизной части кровли и жилые помещения второго этажа. Дом располагается на открытой местности в лесостепной зоне, которая, как известно, характеризуется сильными ветрами. Опыт работы по сборке кровли на деревянных домах у меня уже имелся: были выполнены кровли с использованием керамической черепицы типа «бобровый хвост» (фото 2), а также с использованием гибкой черепицы. Но на этот раз задача была еще интереснее.
Выбор кровельного материала
Фото 1. Макет дома
Фото 2. Кровля из керамической черепицы
«бобровый хвост»
С самого начала заказчик определился с выбором кровельного покрытия – гонт сибирской лиственницы. При работе с данным видом покрытия существуют свои сложности и особенности. Именно поэтому заказчику были предложены и другие варианты: керамическая черепица, мягкая черепица, штучная металлическая черепица. Естественно, была рассчитана стоимость и возможность работы с альтернативными материалами, а также допустимость использования каждого конкретного материала при данном наклоне кровли. В результате стоимость кровли из отдельных видов керамической черепицы оказалась сопоставимой по цене с кровлей из деревянного гонта. При этом для некоторых видов керамической черепицы угол наклона 20–21° не критически. Стоимость кровли с использованием мягкой черепицы и штучной металлической черепицы гораздо меньше. Для данных типов кровельного покрытия имеющийся угол наклона также является допустимым. Немаловажен и тот факт, что производительность труда с этими видами покрытий выше. Но, как известно, клиент всегда прав. В этом случае заказчик был непреклонен. Когда он увидел гонтовую кровлю в первый раз, то, по его словам, «просто в нее влюбился». И это неудивительно – кровли из данного материала выглядят очень привлекательно и естественно. Именно поэтому окончательное решение было принято в пользу гонта сибирской лиственницы.
Выбор материалов подконструкции, конструктивные решения
Выбор материала для гидроизоляции
При решении вопроса надежности кровельного покрытия в процессе эксплуатации необходимо учитывать не только соответствие применяемого кровельного покрытия углу наклона кровли, но и другие дополнительные факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики кровли. Обычно рассматриваются следующие осложняющие факторы (согласно рекомендациям Центрального союза немецких кровельщиков – ZVDH).
Особенности конструкции:
• сильно расчлененная кровля;
• особые формы кровли;
• длина стропил более 8 м.
Особенности использования подкровельного пространства:
• жилые помещения мансардного этажа.
Климатические особенности:
• расположение объекта на открытой местности;
• экстремальное местоположение;
• области выпадения большого количества снега;
• особые погодные условия.
Длина стропил данной кровли менее 8 м. Таким образом, остаются две группы дополнительных осложняющих факторов: наличие мансардного этажа и климатические особенности (расположение объекта на открытой местности). Тот факт, что угол наклона кровли меньше минимально допустимого на 5°, а также наличие двух групп осложняющих факторов, обусловливает необходимость организации водонепроницаемой «нижней кровли» (согласно рекомендациям ZVDH). Обычно при проведении кровельных работ в подобных условиях в качестве материала гидроизоляции применяются различного вида рулонные битуминизированые материалы. В данном случае было принято решение применить диффузионную мембрану. Был выбран материал DELTA-FOXX, так как именно он рекомендован фирмой-производителем в качестве непроницаемой «нижней кровли». Однако были необходимы дополнительные мероприятия:
• проклеивание всех швов, стыков, мест нахлеста;
• выполнение крепления контробрешетки через уплотнительную ленту.
Стоит отметить, что фирма- производитель поставляет все системные аксессуары. Создание «нижней кровли» подразумевает расположение гидроизоляционного ковра по сплошному основанию. Материал сплошного основания – доска сечением 100 х 25 мм. Проектом предусматривались «открытые карнизы». Соответственно, необходимо было обратить внимание и на эстетику конструкции, для улучшения внешнего вида которой сплошной настил в области карнизных свесов был выполнен с использованием шпунтованной доски сечением 140 х 22 мм.
Таким образом, данная кровельная система представляет собой кровельное покрытие и нижележащий слой водонепроницаемой гидроизоляционной мембраны по сплошному основанию. Немаловажно, что система учитывает дополнительные осложняющие факторы и, соответственно, должна способствовать увеличению долговечности кровли как составной части оболочки здания, а также надежно защищать конструкцию от проникновения дождевых осадков и талой влаги в нижележащие слои кровли. Важно сказать также несколько слов о сплошном настиле. Сплошной настил из деревянной доски позволяет процессу подвижки стропил происходить более равномерно, что уменьшает влияние этого процесса на геометрическую целостность кровельного покрытия из штучных материалов. Кроме этого, с точки зрения строительной физики, настил имеет ряд положительных свойств, влияющих на надежность конструкции кровли:
• аккумулирует влагу на кратковременный период для защиты внутренней стороны деревянного настила;
• играет важную роль теплового аккумулятора при переохлаждении вышележащих слоев в случае «шоковой нагрузки».
Особенностью деревянных домов с рублеными фронтонами является различная величина усадки верхней точки фронтона и стены здания. Усадка происходит в течение длительного периода – нескольких лет. Разница высотных отметок конька и стены со временем уменьшается. Уменьшается и гипотенуза треугольника – длина по скату от стены до конька. В результате стропильная нога постепенно «выезжает» за стену. Для обеспечения движения стропильных ног применяются так называемые подвижные крепления стропил, которые состоят из двух элементов: один крепится к боковой стороне стропильной ноги, другой – к месту опоры (слеге или стене) и находится в зацеплении с первым элементом. Конструкция подвижного крепления обеспечивает до 10 см перемещения стропил относительно опоры. На коньковой слеге стропила соединяются друг с другом с помощью двух пластин и двух болтов для создания шарнирного соединения. Стропила не должны соприкасаться друг с другом вплотную – для этого они предварительно обрезаются по торцам, образуя вырез треугольной формы. Зазор в верхней точке стропил должен позволять беспрепятственно работать шарнирному соединению. С помощью несложных расчетов величину зазора можно вычислить самостоятельно. Подвижные крепления стропил и соединительные пластины имеются в свободной продаже.
Механизация кровельных работ
Фото 3. Использование пневматического
инструмента. Применение шаблона
При монтаже досок сплошного настила, контробрешетки, шаговой обрешетки применялся пневматический гвоздезабивной инструмент, позволяющий забивать гвозди длиной 50–80 мм. Это значительно облегчило работу кровельщикам, увеличило производительность труда и качество работы. Необходимое давление воздуха – 5–8 атм – обеспечивалось компрессором объемом 50 л и производительностью 320 л/мин. Для крепления доски настила толщиной 25 мм применялись гвозди BDC 3.1*70 BK RING. Для крепления бруска контробрешетки и шаговой обрешетки сечением 30 х 50 мм применялись гвозди BDC 3.1*80 BK RING. Гвозди забивались под небольшим углом отклонения от перпендикуляра к плоскости кровли. Это было необходимо для более надежного крепления и сохранения бойка инструмента при попадании в сучок. При этом глубина забивания регулировалась величиной давления подаваемого воздуха. В результате одним инструментом крепились три слоя подконструкции кровли: сплошной настил, котробрешетка и шаговая обрешетка, что значительно облегчило трудоемкий процесс.
Немного о выборе сечения брусков контробрешетки и шаговой обрешетки
При выборе сечения бруска контробрешетки определяющими факторами стали создание необходимой высоты подкровельного вентиляционного пространства и возможность применения пневматического забивного инструмента. Минимальная эффективная высота вентиляционного пространства составляет 20 мм (согласно правилам ZVDH). Необходимая минимальная высота вентиляционного пространства и возможность механизации работ достигаются при использовании бруска контробрешетки высотой 30 мм и эффективности пропускной способности вентиляционной сетки карнизного продуха 70%. Да и сама кровля из гонта «дышит». Поэтому сечение бруска контробрешетки составляет 30 х 50 мм. При выборе бруска шаговой обрешетки определяющими факторами стали достаточность конструкционного сечения для данного шага стропил и возможность выполнения механизации работ. Шаг стропил составил 680 мм. Для данного шага достаточным является сечение бруска обрешетки размером 30 х 50 мм. Таким образом, применение бруска сечением 30 х 50 мм для контробрешетки и шаговой обрешетки удовлетворяет техническим требованиям, позволяет использовать пневмозабивной инструмент, а также унифицирует спецификацию на материалы. Для прибивания подвижных креплений стропил использовался специальный пневматический гвоздезабивной инструмент, позволяющий прибивать перфорированные крепежные материалы. Сам кровельный материал крепился скобозабивным пневматическим инструментом (фото 3). Для крепления гонта применялась скоба размером высотой 40 мм. Трудно представить, сколько понадобилось бы времени при ручном выполнении данной работы.
Работа с гонтом
Фото 4. Проходной элемент в кровле
Кровельный материал представляет собой гонт сибирской лиственницы (далее – гонт), форма гонта – скошенный с фаской, длина гонта – 40 см, ширина – 6–20 см. Рекомендованный шаг обрешетки составляет 125 мм, что позволяет выполнить трехслойное покрытие кровли. Рассматривалось два основных варианта крепежных материалов – штифты и скобы. Поскольку глубину забивания штифта контролировать сложно, то было принято решение прибивать гонт скобами. Для облегчения работы и сохранения геометрически правильного рисунка были изготовлены рамки-шаблоны. Очень важен вертикальный размер шаблона, который следует выбрать таким образом, чтобы срез гонта, упирающийся в нижнее основание рамки, при зацеплении шаблона за вышележащие бруски обрешетки располагался над центром нижележащей обрешетки. Ширина рамки может быть произвольного размера (см. фото 3). В комплект кровли входит также гонт размером 20 см, который используется как «карнизная» и «подконьковая» деревянная черепица (по аналогии с керамической кровлей типа «бобровый хвост»). При монтаже кровли из гонта необходимо создавать зазоры между соседними деревянными черепицами. Размер зазора должен учитывать свойства материала: увеличение размера при увлажнении и уменьшение его при высыхании, что обусловливается погодными условиями. Жаркое лето и дождливая осень – не редкость в нашем регионе. Все мы помним лето 2010 г.
Также должна учитываться степень влажности материала на момент монтажа и ширина отдельной деревянной черепицы. В течение года после окончания работ проводились наблюдения за поведением кровли. Результаты наблюдений позитивные: даже в сильный ливень весь объем воды отводится кровельным покрытием. Справляется кровля и с талой влагой. Конечно, как и при выполнении любого типа кровли в данном случае есть свои сложности. В частности, обработка проходных элементов (фото 4) при их установке по готовой кровле. Но это того стоит, так как в результате получается изящная кровля, выполненная из экологически чистого природного материала, долговечность и надежность которого испытана веками. Стоит отметить, что расположение объектов на открытой местности с сильными ветрами имеет и положительную сторону, так как в этом случае большая часть снега просто сдувается с кровельного покрытия. Таким образом, весной количество талой влаги незначительно.
Кровля из гонта должна собираться аккуратно, без лишней спешки, а утепление и пароизоляция – выполняться с особой тщательностью и аккуратностью. При этом очень важно соблюдение всех рекомендаций фирм-производителей. Большая часть статьи посвящена процессу выбора материалов для подконструкции кровли. Это связано, прежде всего, с тем, что часто на практике этим вопросам уделяется недостаточно внимания.
Желаю всем коллегам удачи в нашем непростом деле.
Юрий Куткин