КРОВЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 2007 года по МПК E04D11/02 E04D3/36 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении покрытий промышленных и общественных зданий и сооружений. В частности изобретение предназначено для устройства невентилируемых, бесчердачных крыш зданий.

Известна кровельная конструкция из профилированных стальных листов, на которые набрызгивается полиуретановая масса, а наружная поверхность покрывается рулонным кровельным материалом (Конструкция крыш с рулонными мастичными кровлями. - М., Стройиздат, 1984, с.30-31).

Недостатком этого покрытия является сравнительно большая трудоемкость исполнения и высокая стоимость, что зачастую оказывается нерациональным для зданий, не рассчитанных на длительной срок эксплуатации.

Известна конструкция кровельного покрытия, состоящая из стального профилированного настила, для пароизоляции, утепления и рулонной кровли (Гармаш А.И. Крыши и кровли зданий и сооружений. - Киев, Будивельник, 1988, с.79-80).

Недостатком этой конструкции является то, что ее слои крепятся клеевым способом и при воздействии вибрации, в частности от вентиляционного оборудования, происходит деформация и разрушение клеевых соединений.

В этом случае не обеспечивается необходимая защита от подъемной силы при ветровой нагрузке, что сокращает межремонтные сроки и снижает долговечность покрытия.

Наиболее близким к изобретению является кровельное покрытие, включающее профилированный настил, утеплитель, подстилающие плоские листы (плиты) и рулонный ковер (авторское свидетельство СССР №551433, кл. E04B 7/00, 1975).

Недостатком его является малоэластичное соединение подстилающих плоских листов и профилированного настила через опорные металлические элементы, а также подстилающих плоских листов с рубероидом, который приклеивается посредством битумной мастики.

В связи со значительной разницей в коэффициентах линейного расширения асбоцемента, металла и битума при суточных и сезонных колебаниях температуры, особенно при переходах через 0°С, в рулонном покрытии образуются трещины, приводящие к разрушению кровельного покрытия, увлажнению теплоизоляции, потере ею своих свойств, коррозии металлических элементов кровельного покрытия.

Как правило, протечки в кровлях из рубероида начинаются через 2 года. Следовательно, такая кровля требует частых ремонтов. Кроме того, асбоцементные листы и многослойная рулонная кровля увеличивают нагрузку перекрытия.

В настоящее время используются новые технологии монтажа кровли, лишенные описанных недостатков.

Например, известно покрытие в виде панели, включающее верхний и нижний профилированные настилы с размещенным между ними утеплителем, установленные на поперечных элементах и соединенные с ними, при этом верхний настил соединен с помощью скоб (SU, авторское свидетельство, 709775, кл. Е04С 2/32, 1980).

Недостатком указанного покрытия является усложненная конструкция из-за наличия поперечных ребер, повышенная трудоемкость при изготовлении, связанная с необходимостью укладки утеплителя в открытые только снизу полости поперечных ребер, невысокая прочность заклепочного соединения скоб с поперечными ребрами, необходимость точной установки скоб на поперечных ребрах, возможное использование для этого кондуктора, что требует дополнительных трудозатрат, отсутствие конденсатоотводящего изолирующего слоя. Кроме того, возможно промерзание панели, так как металлические элементы непосредственно соприкасаются друг с другом.

Известно кровельное покрытие, включающее верхний и нижний профилированные настилы с размещенным между ними утеплителем и конденсатоотводящим изолирующим слоем, установленные на прогонах и соединенные с ними крепежными элементами с образованием вентилируемого пространства под верхним профилированным настилом (Тамплон Ф.Ф. «Металлические ограждающие конструкции». Л., Стройиздат, 1988, с.116-117).

Недостатком этого кровельного покрытия являются повышенные трудозатраты на изготовление крепежных элементов в виде специальных точечных болтов с фиксирующими шайбами сложной конфигурации, а также повышенная трудоемкость монтажа кровельного покрытия, связанная с установкой этих болтов и наружных профилированных настилов, так как при производстве работ требуется высокая точность установки болтов и устройства отверстий для болтов в наружных профилированных настилах. Кроме того, эти болты, пропущенные через всю толщу кровли, являются мостиками холода, поэтому использование кровельного покрытия такой конструкции в условиях холодного климата ограничено.

В качестве прототипа принято кровельное покрытие, включающее верхнее покрытие в виде водоизоляционного ковра и нижний профилированный настил с размещенными между ними утеплителем и размещенным на нем конденсатоотводящим фильтрующим слоем, соединенные между собой крепежными элементами в виде скоб с опорными отгибами, размещенными в гофрах профилированных настилов и соединенными с ними и снизу и с прогонами, при этом пары скоб соединены между собой болтами, жестко закрепленными резьбой вверх на полках нижних скоб, и имеют размещенные между ними теплоизолирующие прокладки, под которыми пропущен конденсатоотводящий изолирующий слой (RU №2101430, Е04С 2/32, Е04В 7/04, опубл. 1998.01.10).

Недостатком данной кровли является то, что осуществляется сквозное крепление элементов конструкции с формированием отверстий в нижнем настиле. В результате этого в местах пропуска элементов крепления образуются зазоры, которые необходимо устранить для обеспечения герметизации. Кроме того, нарушается целостность нижнего основания, что по соображениям прочности не всегда возможно, например, при проведении реконструкции кровли. Ко всему прочему использование сквозного пропуска крепежных болтов нарушает целостность утеплителя и размещенного на нем конденсатоотводящего фильтрующего слоя. Дополнительная герметизация зазоров в местах расположения креплений недолговечна и из-за резких перепадов температур и воздействия влаги теряет свои свойства.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по изменению системы крепления элементов кровельной конструкции при создании или реконструкции кровельной системы без нарушения целостности основания кровли при ее возведении.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик, герметизации и прочности кровли при увеличении межремонтных сроков.

Указанный технический результат достигается тем, что в кровельной конструкции, включающей верхнее покрытие в виде водоизоляционного ковра и нижний профилированный настил с размещенными между ними утеплителем и размещенным на нем конденсатоотводящим фильтрующим слоем, соединенные между собой крепежными элементами, первые крепежные элементы представляют собой стержни, приваренные одним концом к поверхности нижнего профилированного настила перпендикулярно этой поверхности и направленные другим концом в сторону ковра, и шайб, фиксируемых на свободном конце стержней после укладки на них первого слоя утеплителя и на котором расположены другие слои утеплителя, а вторые крепежные элементы выполнены в виде стержней со шляпкой с развитой поверхностью на одном конце и винтовой конусообразной нарезкой на другом конце, ввинчиваемой со стороны ковра в утеплитель, при этом высота каждого стержня выполнена меньше толщины утеплителя, а шляпка каждого такого стержня расположена между внахлест уложенными краями смежно расположенных полотен ковра.

При этом каждый стержень со шляпкой и винтовой нарезкой выполнен из ударопрочного полиамида с наполнителем из стекловолокна и имеет центральное продольное отверстие с некруглым сечением, куда вставляется инструмент для завинчивания крепежного элемента в утеплитель.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На чертеже показана кровельная конструкция в разрезе.

В строительстве при реконструкции или при реконструкции при проектировании возникает необходимость создания конструкции, не нарушающей целостности основания кровли при ее возведении. Предлагается вариант выполнения такой конструкции кровли, в основе создания которой является комбинированное двухстороннее крепление многослойной гидроизоляционной, термоизолирующей конструкции к ее металлическому основанию через внутренний слой конструкции - несколько слоев утеплителя (см. чертеж).

Согласно настоящего изобретения кровельная конструкция включает в себя верхнее покрытие в виде водоизоляционного ковра 1 и нижний профилированный металлический настил 2 с размещенными между ними утеплителем 3 и размещенным на нем конденсатоотводящим фильтрующим слоем 4, соединенные между собой крепежными элементами. Утеплитель выполнен многослойным: на первом нижнем расположенном слое 5 уложены верхние располагаемые слои 6. В качестве утеплителя используется утеплитель «Пеноплэкс» тип 35. Ковер 1 выполнен из полотен 7, края которых внахлест укладываются между смежно расположенными полотнами.

Первые крепежные элементы представляют собой стальные стержни 8, приваренные одним концом к поверхности нижнего профилированного настила перпендикулярно этой поверхности и направленные другим концом в сторону ковра, и шайб 9, фиксируемых на свободном конце стержней после укладки на них первого слоя утеплителя 5. Поверх нижнего слоя утеплителя на шайбы сверху укладывают другие слои 6 утеплителя.

Вторые крепежные элементы 10 выполнены в виде стержней 11 со шляпкой 12 с развитой поверхностью на одном конце и винтовой конусообразной нарезкой 13 на другом конце, ввинчиваемой со стороны ковра в утеплитель 3, при этом высота каждого стержня выполнена меньше толщины утеплителя 3, а шляпка каждого такого стержня расположена между внахлест уложенными краями смежно расположенных полотен ковра.

Каждый стержень 11 со шляпкой и винтовой нарезкой выполнен из ударопрочного полиамида с наполнителем из стекловолокна. При этом каждый стержень, имеющий шляпку и винтовую нарезку, выполнен с центральным продольным отверстием с некруглым сечением, в которое вставляется инструмент 14, при помощи которого осуществляют ввинчивание стержня в утеплитель.

На подготовленное основание кровли - профилированный металлический настил 2 - привариваются металлические крепежные стержни 8, после чего на них укладывается и закрепляется крепежными пластинами (шайбами 9) первый слой плит «Пеноплэкс». Затем укладываются следующие слои утеплителя «Пеноплэкс» до набора требуемой расчетной величины (толщины), нанизываясь на выходящие концы приваренных крепежных стержней. Поверх уложенных слоев утеплителя укладывается разделительный (конденсатоотводящим) фильтрующий слой 4 (геотекстиль), и однослойный водоизоляционный ковер 1, после чего производится крепление водоизоляционного ковра, разделительного фильтрующего слоя и верхних слоев утеплителя специальными механическими пластиковыми крепежными элементами 10, винтовая часть которых закрепляется в слое утеплителя, закрепленном на приваренных металлических крепежных стержнях.

Приварка крепежных стержней 8 (которые могут быть выполнены по типу гвоздей), фиксирующих утеплитель «Пеноплэкс» к металлопрофилю, может быть осуществлена ручными или промышленными сварочными агрегатами с приварочными пистолетами. Существуют сварочные агрегаты с питанием от сети переменного тока с напряжением 230 В, специально предназначенные для приварки стержней (гвоздей), изготовленных из низкоуглеродистой и нержавеющей стали диаметром от 3 до 5 мм. Приварка крепежа (гвоздей) осуществляется дугой с коротким сварочным циклом, время сварки 15 мсек, провар на глубину 0,5 мм. Если режим сварки правильно подобран, при попытке оторвать гвоздь, может быть 2-а варианта: или рвется сам гвоздь; или гвоздь вырывается вместе с металлом, к которому он приварен. Поэтому можно сделать вывод, что прочность сварного шва равна прочности самого гвоздя. При фиксации с одной стороны шайбой (крепежной пластиной) среднее усилие срыва шайбы с изоляционного гвоздя диаметром 3 мм составляет, по данным фирмы производителя, 130,0 Н.

Крепежные элементы 10 изготовлены из антикоррозионного, ударопрочного полиамида с наполнителем из стекловолокна. Имеют шляпку в виде фланца диаметром 50 мм, трубчатый стержень, оканчивающийся резьбой длиной 55 мм, диаметром от 19 до 28 мм. Трубчатый стержень имеет шестигранный шлиц для насадки шуруповерта. Резьба имеет форму, минимально повреждающую структуру изоляционного материала. Крепление выбирается по резьбе так, чтобы вся резьба находилась в материале, к которому происходит крепление. Установка крепления не требует предварительного сверления.

Существующие нормативные требования (СНиП П-26-76, «Кровли») в отношении пожароопасности содержат требования по устройству защитного слоя гравия толщиной 10-20 мм на кровлях с уклоном менее 10% из рулонных и мастичных материалов. Это требование способствует снижению распространения огня по поверхности кровли, выполненной из материалов высокой пожарной опасности. Однако, по мнению ГУПО МВД России (№20/22/1343 от 24 июля 1997 г.), защитные слои из гравия, мелкозернистых посыпок или специальных окрасочных составов по верхнему слою кровельного покрытия должны быть предусмотрены при устройстве оснований, при устройстве основного водоизоляционного ковра, а также при определении максимальных площадей участков, разделенных противопожарными поясами.

В кровлях с уклоном до 10%, выполненных из рулонных битумно-полимерных материалов с мелкозернистой посыпкой, толщина защитного слоя из гравия должна быть 10-15 мм.

В кровлях с уклоном более 10% - верхний слой основного водоизоляционного ковра из рулонных битумно-полимерных или битумных материалов должен выполняться из материалов с крупнозернистой посыпки.

В мастичных кровлях с уклоном более 10%, выполненных методом свободной укладки с механическим креплением при уклоне 2,5% и более, должен быть предусмотрен защитный слой из окрасочных составов, а при меньших уклонах для кровель из пленочных рулонных материалов - защитный слой из гравия или крупнозернистой посыпки.

В ендовах кровель с уклоном более 10%, выполненных из рулонных или мастичных материалов, должен быть предусмотрен защитный слой из гравия или крупнозернистой посыпки на ширину усиления основного водоизоляционного ковра.

Защитные слои материалов эксплуатируемых кровель должны быть толщиной не менее 30 мм, выполнены плитными или монолитными и состоять из материалов горючести НГ и маркой по морозостойкости не менее 100.

Выполнение кровли по рассмотренному варианту комбинированного крепления с учетом устройства защитных слоев по требованиям ГУПО МВД России позволит получить в результате следующие преимущества:

- не нарушается поверхность основания кровли (прочностные характеристики), профлист не коррозирует;

- качество крепления (сварки) к основанию кровли определяется в процессе установки крепежа;

- отпадает необходимость применения клеевых составов (требующих соблюдения определенных технологических требований, профессиональных навыков, соблюдения условий применения клеящих средств, подбора неагрессивного - совместимого, клея к используемым в кровле материалам);

- отсутствуют мостики холода (по сравнению с механическим традиционным креплением);

- качество механического крепления, в отличии от приклеивания, не зависит от погодных условий в момент установки и прочих факторов;

- возможна механизация работ, сокращение сроков строительства;

- на основание конструкции кровли действуют незначительные вертикальные нагрузки от веса используемых материалов;

- в процессе выполнения работ отсутствуют пожароопасные технологии.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как может быть изготовлено с использованием известных материалов и на основе известных технологий.

Изобретение относится к области строительства, в частности к кровельным конструкциям. Технический результат заключается в повышении герметизации и прочности кровли. Кровельная конструкция включает в себя верхнее покрытие в виде водоизоляционного ковра и нижний профилированный настил с размещенными между ними утеплителем и размещенным на нем конденсатоотводящим фильтрующим слоем, соединенные между собой крепежными элементами. Первые крепежные элементы представляют собой стержни, приваренные одним концом к поверхности нижнего профилированного настила перпендикулярно этой поверхности и направленные другим концом в сторону ковра, и шайб, фиксируемых на свободном конце стержней после укладки на них первого слоя утеплителя. На первом слое утеплителя расположены другие слои утеплителя. Вторые крепежные элементы выполнены в виде стержней со шляпкой с развитой поверхностью на одном конце и винтовой конусообразной нарезкой на другом конце, ввинчиваемой со стороны ковра в утеплитель. Высота каждого стержня выполнена меньше толщины утеплителя. Шляпка каждого такого стержня расположена между внахлест уложенными краями смежно расположенных полотен ковра. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Кровельная конструкция, включающая верхнее покрытие в виде водоизоляционного ковра и нижний профилированный настил с размещенным между ними утеплителем и размещенным на нем конденсатоотводящим фильтрующим слоем, соединенные между собой крепежными элементами, отличающаяся тем, что первые крепежные элементы представляют собой стержни, приваренные одним концом к поверхности нижнего профилированного настила перпендикулярно этой поверхности и направленные другим концом в сторону ковра, и шайбы, фиксируемые на свободном конце стержней после укладки на них первого слоя утеплителя, на котором расположены другие слои утеплителя, а вторые крепежные элементы выполнены в виде стержней со шляпкой с развитой поверхностью на одном конце и винтовой конусообразной нарезкой на другом конце, ввинчиваемой со стороны ковра в утеплитель, при этом высота каждого стержня выполнена меньше толщины утеплителя, а шляпка каждого такого стержня расположена между внахлест уложенными краями смежно расположенных полотен ковра.2. Кровельная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что каждый стержень со шляпкой и винтовой нарезкой выполнен из ударопрочного полиамида с наполнителем из стекловолокна.3. Кровельная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что каждый стержень, имеющий шляпку и винтовую нарезку, выполнен с центральным продольным отверстием с некруглым сечением.