«Сорвало крышу!». К сожалению, в сводках новостей разных регионов нашей страны эта фраза встречается с завидной регулярностью. Особенно весной и осенью. И речь идет не о переносном значении, а о реальных аварийных ситуациях с кровлями, которые не выдерживают ветровые нагрузки, особенно высокие, в периоды межсезоний. Нередко в зону риска попадают кровли коммерческих зданий больших площадей. Недостаточное внимание к учету ветровых нагрузок может вывести их из строя раньше срока, потребовать проведения дорогостоящих ремонтных работ и даже полной замены конструкции. Кто виноват, и что делать? Разбираемся в нюансах проблемы и способах избежать рисков, связанных с ветровыми нагрузками.
Как появляются аварийные кровли
Торгово-развлекательные центры, мега-молы и логистические парки, как правило, имеют плоские кровли больших площадей. Для их устройства идеально подходят полимерные мембраны. Легкий вес, скорость, технологичность и пожаробезопасность монтажа, высокие изоляционные характеристики, прочность и способность сохранять свои эксплуатационные свойства на протяжении всего срока между капитальными ремонтами – все это обеспечило им большую востребованность при возведении объектов коммерческой недвижимости.
По словам специалистов, свести все преимущества кровельного материала на нет могут ошибки при проектировании и монтаже, в том числе отсутствие адекватных ветровых расчетов.
Инженеры Службы Качества Корпорации ТехноНИКОЛЬ (один из крупнейших международных производителей надежных и эффективных строительных материалов) исследуют объекты на которых гидроизоляция преждевременно вышла из строя. Чаще всего причиной стало именно недостаточное внимание к ветровым нагрузкам. Так, на объектах, где произошел срыв кровельного материала, зафиксированы следующие типовые ошибки:
в 17% случаев – неправильная установка крепежа;
в 26% случаев – несоответствующее реальным потребностям количество крепежа в ветровых зонах;
в 27% случаев – неправильно просчитанные размеры ветровых зон;
в 30% случаев – ошибки при устройстве примыкания к парапету.
Эксперты утверждают, что сегодня практически каждая третья кровля с ковром из полимерных мембран в России монтируется без учета реальных ветровых нагрузок и автоматически попадает в зону риска. Дело в том, что формально при этом нормативные требования соблюдаются, но методика расчета механического крепления кровельных материалов, прописанная в СП 17.13330.10 Кровли, в несколько раз по жесткости требований уступает Европейским стандартам и не всегда отражает реальное положение дел.
«Бывают ситуации, когда по нашим нормативам достаточно всего двух крепежей на квадратный метр кровли, в то время как подробные ветровые расчеты по европейским стандартам потребовали бы четырех-пяти. Устройство более надежной ветровой защиты увеличивает стоимость и трудоемкость монтажа. Многие подрядчики предпочитают экономить на данном этапе, не задумываясь о последствиях, так и появляются аварийные кровли», — рассказывает представитель подрядной организации «МастерКров» Роман Астахов.
Мировой опыт для надежности российских кровель
О проблеме ветровых нагрузок на плоские кровли в нашей стране серьезно задумались еще в 60-х годах прошлого века. Тогда начали строить тепловые электростанции, на кровлях которых размещались мощные котлы. Здания выше 80 метров имели кровли шириной до 60 и длиной до 500 метров. Как правило, ТЭС строили на окраинах или на удалении от городов, а иногда и на возвышении – в местностях, открытых ветрам. При этом, если скатные кровли ветер стремится перевернуть, то плоскую он норовит вырвать. Для защиты от повреждений необходимо применять особые меры.
Сегодня методики, предусмотренные Российскими нормативами, позволяют просчитывать ветровые нагрузки на прямоугольные «правильные» кровли. Самые же большие проблемы возникают при проектировании многофункциональных центров с кровлями фантазийных архитектурных форм – круглых, фигурных и т.д. или зданий с корпусами разной высоты. В этом случае расчеты получаются очень приближенными. В идеале для нестандартных кровель особенно в регионах с высокой ветровой нагрузкой рекомендуется проводить отдельные испытания с применением аэродинамической трубы. Ведь для точных ветровых расчетов важны многие показатели: регион строительства, окружение, высотность, а также характеристики конкретного кровельного материала и комплектующих. Но проведение испытаний для каждого объекта существенно удорожает строительство.
В западных странах эта проблема хорошо изучена. Европейские и североамериканские методики позволяют проводить расчеты с учетом всех нюансов среды, архитектуры и характеристик конкретного материала, способов крепления. Теперь ветровые расчеты по международным стандартам широко доступны и российским строителям. Корпорация ТехноНИКОЛЬ в прошлом году запустила глобальную платформу Roof Calculator, которая на сегодняшний день активно применяется для расчета ветровых нагрузок в 12 странах мира (Россия и 11 Европейских стран, куда компания активно экспортирует полимерные мембраны).
«Roof Calculator разрабатывался совместно с европейскими инженерами и основан на методе расчета Eurocode. Он учитывает огромное количество параметров конкретного объекта, и, что немаловажно, алгоритм расчета привязан к реальным характеристикам кровельного материала и крепежа, — рассказывает руководитель Инженерно-технического центра ТехноНИКОЛЬ Дмитрий Михайлиди. – Свойства материалов, которые мы связали с методом расчета по Eurocode, получены в результате испытаний полимерных мембран и крепежной системы ТехноНИКОЛЬ на сопротивление ветровым нагрузкам по европейской методике ETAG 006 в лабораториях Голландии и Швеции».
CAD комплекс, включенный в программу, дает возможность чертить и просчитывать кровли любых форм с учетом расстановки световых фонарей, внутренних двориков, различных неоднородностей, а также делать ветровые расчеты только для определенного фрагмента кровли. Инструмент может применяться для разных видов кровель по конструкции и по типу крепления гидроизоляционного материала. Программа требует наличия определенных навыков, поэтому ветровые расчеты для клиентов проводят квалифицированные инженеры Проектно-расчетного центра ТехноНИКОЛЬ.
«К важности и обязательности проведения адекватных расчетов ветровых нагрузок я пришел через собственный опыт, можно сказать, горький, — отмечает представитель подрядной организации «МастерКров» Роман Астахов. – Когда 8 лет назад начинал заниматься монтажом полимерных кровель, я этому фактору придавал минимальное значение. В результате нередко уже через год – два после монтажа на кровлях наблюдались процессы старения, а иногда и вовсе происходили аварийные ситуации, которые выливались в претензии от заказчика. Roof Calculator позволяет получить максимально верные расчеты и полные рекомендации по размещению крепежных элементов с учетом ширины полотна, вида профилированного листа и т.д. Конечно, трудоемкость при этом увеличивается, зато теперь я полностью спокоен за полученный результат».
Решения для зон с высокой ветровой нагрузкой
Жить на берегу моря или озера мечтают очень многие. Между тем, такие районы попадают в зоны с повышенной ветровой нагрузкой. К ним же относятся открытые местности со скудной растительностью: степи, тундра, пустыни и полупустыни. СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия» предусматривает районирование территории нашей страны на зоны по давлению ветра. На карте видно, что большая часть расположена в I-III зонах, а в отмеченные разными оттенками красного зоны повышенного давления ветра (V и выше) входят в основном территории, омываемые океанами и Черноморское побережье.
Именно принадлежность района к определенной зоне по давлению ветра – главный параметр, который должен учитываться в ветровых расчетах. Разумеется, в зонах с повышенными ветровыми нагрузками должны применяться особенно устойчивые к ним решения.
Для кровель объектов коммерческой недвижимости в разных регионах нашей страны очень часто выбирают системы с механическим креплением полимерной мембраны. Кровельный ковер в них устойчив к деформациям основания (что особенно актуально для кровель по профлисту) и к механическим повреждениям, его монтаж не требует устройства защитной стяжки и отличается высокой скоростью. Но для обеспечения надежности таких кровель в зонах повышенных ветровых нагрузок иногда требуется очень большое количество крепежных элементов. Так как устанавливать их необходимо в нахлестах мембран, стандартные рулоны кровельного материала приходится делить на более узкие, что значительно увеличивает число сварных швов и трудоемкость монтажа.
«Избежать этих недостатков позволяет применение систем с индукционным креплением. В данном случае мембрана приваривается к полимерному покрытию металлической тарелки при индукционном нагреве с помощью специального аппарата, такое крепление не привязано к местам нахлеста мембран и позволяет применять полотна стандартной ширины, — комментирует Дмитрий Михайлиди. — Системы с индукционным креплением уже более 20 лет успешно применяются в США, где штормы и сильные ветры – обычное явление. Теперь это решение доступно и для россиян — наша компания разработала систему ТН-КРОВЛЛЯ Гарант Индукция с устойчивой к индукционному разогреву теплоизоляцией PIR и гидроизоляционной полимерной мембраной».
Насколько применение данной системы может снизить трудоемкость монтажа и сократить расход материалов в зонах с повышенной ветровой нагрузкой, можно посмотреть на конкретном примере.
Ниже приведен расчет ветровых нагрузок для кровли со стандартным механическим креплением объекта в г. Петропавловск-Камчатский.
* Расчеты выполнены в платформе ТехноНИКОЛЬ «Roof Calculator» для точного расчета ветровых нагрузок.
Чтобы обеспечить устойчивость к ветровым нагрузкам требуется разрезать мембраны на более узкие полосы по 0,7 м. и 0,5 м. Для крепления теплоизоляции необходимы дополнительные 3 крепежных элемента на м2. То есть количество крепежа на м2 в угловой зоне составит 20,24; в краевой зоне – 15,5; а в центральной – 12. По факту ширина полос мембраны будет еще меньше, потому что расчет рекомендует добавлять ряд крепления по центру полотна мембраны.
Рассмотрим применение индукционной системы на примере того же объекта в г. Петропавловск-Камчатский.
Как видим, ширина полотен увеличилась до 2,1 м, а количество сварных швов снизилось в четыре раза.
«Еще одним эффективным решением для устройства кровель в зонах с высокой ветровой нагрузкой являются системы, в которых гидроизоляция крепится с помощью специального клея, — рассказывает Дмитрий Михайлиди. – Например, при проведении независимых испытаний разработанной нашей компанией клеевой системы ТН-КРОВЛЯ Эксперт PIR с полимерной мембраной и теплоизоляцией PIR в институте ITC в Милане, было установлено, что прочность приклейки слоев даже превышает прочность самих материалов. Система показала высокие результаты на сопротивление ветровой нагрузке по методу ETAG 006. По итогам испытаний авторитетный европейский исследовательский институт рекомендовал клеевые системы ТехноНИКОЛЬ для применения в Европе и Британии».
Как видим, недостаточное внимание к ветровым расчетам может повлечь серьезные последствия, в то же время соблюдение всех требований позволит полимерной кровле прослужить долгие годы.
Комментарии