Кровля Российский патент 2025 года по МПК E04D11/02 

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству плоских и скатных кровель.

При доле в 2-3% от общих затрат при возведении здания, проблемы, связанные с дальнейшей эксплуатацией кровель, составляют до 70% от всех рекламаций по итогам эксплуатации всего здания. Кроме этого, сохранение кровлей заданных при проектировании характеристик непосредственным образом влияют на расход энергоресурсов при эксплуатации зданий, поскольку замоченный или деформированный слой утепления снижает свои теплоизоляционные характеристики и ведет к ненормативным расходам на поддержание требуемых параметров микроклимата внутри здания. Быстрый износ части конструкций зданий, прежде всего, кровельных ведет к необходимости частых ремонтов с формированием значительного количества отходов с высокими классами опасности, что в совокупности с повышенными расходами энергоресурсов при эксплуатации зданий снижает конкурентоспособность экономических субъектов. Важность повышения конкурентоспособности российской экономики за счет повышения ее эффективности, снижения выбросов парниковых газов, внедрения мероприятий и программ устойчивого развития нашли отражение в Указе Президента России Указ Президента Российской Федерации от 04.11.2020 г. №666.

В настоящее время все массово применяющиеся плоские и скатные кровельные системы на отапливаемых зданиях - это сложные многослойные конструкции, как правило, с единственным гидроизоляционным слоем, выполняемым из штучных, рулонных, жидких материалов или стального профилированного листа. При повреждении такого слоя влага начинает бесконтрольно проникать во все нижележащие слои и о протечке становится известно только, когда влага доходит до места, где сможет пройти через перекрытие и появляется на потолках помещений. Основной недостаток таких многослойных конструкций - невозможность точного определения места затекания воды (место повреждения гидроизоляционного слоя), сколько ее уже скопилось на перекрытии кровли и какая площадь утепляющего слоя замочена. Это связано с тем, что в применяемых кровельных системах, как правило, нет монолитности - между слоями нет плотного сцепления. Также, в существующих кровельных конструкциях по-прежнему нет материалов, локализующих места протечек и ограничивающих растекание воды. Как следствие этого, при повреждении единственного гидроизоляционного слоя вода, доходя до перекрытия, может свободно перемещаться по перекрытию, часто меняя направление и, как правило, вытекать на значительном расстоянии от места повреждения гидроизоляционного ковра (слоя). За время, с момента повреждения гидроизоляционного ковра (слоя) до протечки, видимой на потолке, на перекрытии кровли может скопиться значительное количество воды, растекшееся тонким слоем на большой площади. Это застарелая и общеизвестная проблема применяемых кровельных систем, поэтому строительное сообщество постоянно ищет пути ее решения. В современных кровельных системах даже 10 литров просочившейся через повреждение гидроизоляционного ковра (слоя) воды могут растечься лужей, площадью 1,5-2 квадратных метра. При множественных повреждениях или при существенном одиночном повреждении гидроизоляционного ковра количество попавшей на перекрытие воды может измеряться сотнями литров, лужи при этом могут достигать десятков метров площади. При таком неблагоприятном сценарии происходит замачивание утепляющего слоя на значительной площади, что приводит к потере теплоизолирующих свойств части кровельного покрытия. Площадь поврежденных участков может достигать десятков процентов от общей площади кровли. В следствии продолжительности неблагоприятного погодного периода в большинстве регионов это приводит к серьезным последствиям, часто необратимым, требующим замены утепляющего слоя на больших площадях кровель.

Основным вектором почти всех путей поиска решения указанной проблемы являются улучшение физико-механических характеристик материалов для гидроизоляционного ковра и повышение культуры и качества выполнения работ. Но проблема имеет системный характер - повреждения гидроизоляционного ковра (слоя) на существующем уровне техники практически неизбежны - повсеместно перепад температур на кровлях, достигает более 100 градусов Цельсия, а снеговые нагрузки нередко составляют сотни килограммов на квадратный метр. Косвенным признанием неизбежности повреждений является интерес крупных производителей кровельных материалов к разработке и внедрению систем раннего обнаружения и локализации протечек, а также систем мониторинга состояния кровельного покрытия. Поскольку избежать повреждений гидроизоляционного покрытия, а значит и его протечек практически невозможно, то адекватным решением может являться включение в состав кровельного покрытия функционального слоя или материалов, локализующих места протечек и ограничивающих растекание воды вследствие протечек, снижающих негативные последствия. Кровельная система, в которой будет реализовано решение, позволяющее ограничить бесконтрольное растекание и накопление воды на перекрытии при повреждении гидроизоляционного ковра (слоя), станет отвечать современным ожиданиям заказчиков строительства зданий и позволит решить ряд давно назревших проблем.

Из уровня техники известны способы нахождения протечек, преимущественно, посредством визуального контроля.

Известен метод обнаружения утечек (DE 4105044 A1, опубл.: 27.08.1992) в уплотнениях, особенно на крышах, с использованием секторов визуального контроля, содержащих водорастворимые пигменты, наносимые на уплотнение сваркой или клеем»

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в выявлении мест протечек с помощью пигментсодержащих полос, наносимых в виде секторов небольшой площади на утеплитель в кровельном покрытии. Метод, возможно, позволяет подтвердить наличие намокания утеплителя в месте предполагаемой протечки после вскрытия гидроизоляционного ковра.

Недостатком вышеуказанного решения является то, что решение не локализует (ограничивает) место протечки и не ограничивает бесконтрольное растекание воды по перекрытию кровли. Это влечет за собой бесконтрольное намокание утеплителя в кровельном покрытии на какой угодно площади и, соответственно, потере теплоизоляционных свойств кровли.

Также известно устройство для обнаружения протечек на плоских и плоских скатных крышах (DE 19729841 A1, опубл.: 02.04.1999).

Указанное изобретение предусматривает разделение кровли на гидроизолированные между собой участки с последовательным заливанием воды в каждый такой участок. В случае фиксации изнутри протечки (в любом месте) четко устанавливается связь протечки с конкретным участком кровли.

Недостатком вышеуказанного решения является то, что оно не локализует место протечки, то есть не ограничивает бесконтрольное растекание воды по перекрытию кровли. Это влечет за собой намокание утеплителя в кровельном покрытии на какой угодно площади, и соответственно потерю теплоизоляционных свойств кровли.

Также известна конструкция крыши для обнаружения протечек (US 5317852 A, опубл.: 06.07.1994), сущность которой заключается в следующем.

Слои материалов, лежащие под гидроизоляционным ковром, под водонепроницаемой мембраной адаптированы для стока попавшей воды через локализованные нисходящие дренажные каналы к точке сброса, которую можно обнаружить из-под крыши. Таким образом, место утечки определяется в пределах расстояния между этими проходами. Разрыв мембраны, вызвавший утечку, легко устраняется с минимальным повреждением конструкции крыши.

Недостатком вышеуказанного решения является то, что оно сложно в реализации - кроме водонепроницаемости верхнего гидроизоляционного ковра необходимо решить задачу водонепроницаемости и монтажа всех водоотводящих каналов и их сочленений.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является локализация места протечки многослойной кровли, позволяющая также визуально определять по проступающей на потолке укрытого помещении влаге место повреждения гидроизоляционного слоя. Для применения изобретения подходит любая плоская или скатная многослойная кровля, содержащая, по меньшей мере, один утепляющий слой (см. обзор многослойных кровель: https://skyprofil.by/dokumentacija/poleznye-sovety/ustrojstvo-krovli/).

Указанная задача решается разделением, при монтаже, всей поверхности кровельного перекрытия на соединенные между собой (в том числе посредством перекрытия кровли) ячейки (сегменты) с водонепроницаемыми (гидроизолированными боковыми сторонами или сторонами и дном (решетчатая конструкция), локализующие места протечек и ограничивающие бесконтрольное растекание воды по перекрытию. То есть техническая задача решается созданием универсальной, надежной и долговечной строительной конструкции (устройства) - сегментной гидробарьерной кровельной решетки (СГКР) для плоских и скатных кровель. Конструкции, учитывающей предыдущий уровень технического развития (DE 4105044 A1, DE 19729841 A1, US 5317852 A) и основанной на принципе разделения всей поверхности перекрытия кровли на отдельные гидроизолированные сегменты (ячейки), в которые укладывается (насыпается, заливается) утепляющий материал. При разделении перекрытия кровли на гидроизолированные ячейки (сегменты), становится возможной локализация места протечек и ограничение бесконтрольного растекания. Ячейки (сегменты) могут иметь разные типоразмеры, например, согласно типоразмерам плит утепляющих материалов, таких как базальтовая (каменная) вата, листовой вспененный полистирол, экструдированный пенополистирол. Соответственно, предпочтительная форма ячеек - прямоугольная (преимущественно, но не исключительно). В некоторых вариантах осуществления жесткость граней (боковых сторон сегментов) должна обеспечивать заливку/засыпку в них и таких утепляющих материалов как керамзит, керамзитобетон и полистиролбетон.

В зависимости от типа крыши (кровли) ячейки решетчатой конструкции могут характеризоваться следующими конструктивными особенностями:

• Ячейка (сегмент) без дна в виде рамки или с дном в виде поддона для укладки на монолитное железобетонное перекрытие кровли;

• Ячейка (сегмент) без дна в виде рамки или с дном в виде поддона с вырубкой на боковых ребрах (сторонах) или формованием дна под размер и форму волны стального профилированного листа, если проектом предусмотрено такое перекрытие кровли;

• Ячейка (сегмент) с дном в виде поддона, если они укладываются на нижнюю обрешетку между стропилами скатной кровли или перекрытие чердака кровли.

Ячейки (сегменты) укладываются с плотным прилеганием друг к другу без зазоров, боковые грани (стороны) прилегающих сегментов проклеиваются специальным клеевым составом или гидроизоляционной лентой (например, общедоступной бутил-каучуковой лентой). Нижняя кромка каждого сегмента приклеивается водонепроницаемым, атмосферостойким клеевым составом к перекрытию кровли (если это бетонное или металлическое основание) или закрепляется к стропильной системе с укладкой на нижнюю обрешетку (если это скатная кровля или чердачное перекрытие). Таким образом, укладывая сегменты, плотно друг к другу, в составе кровельного перекрытия создается сегментная решетка (решетчатая конструкция), в которую укладываются, засыпаются или заливаются утепляющие материалы. Плотное гидроизолированное прилегание боковых сторон ячеек (сегментов) друг к другу, а также гидроизолированное прилегание нижней кромки или дна каждого сегмента к перекрытию кровли позволяет достигнуть необходимого технического результата - разделение всей площади перекрытия кровли на гидроизолированные участки, ограничивающее площадь растекания жидкости при повреждении гидроизоляционного ковра (слоя) кровли как можно меньшим количеством ячеек (сегментов).

Дополнительным техническим результатом, который достигается за счет синергетического эффекта применения сегментной гидробарьерной кровельной решетки (ограничителя протечек) для плоских и скатных кровель (СГКР) является армирующая функция. При локализации мест протечек и ограничения площади протечек, применяя СКГР, одновременно происходит предохранение утепляющего слой от слеживания и сдавливания (базальтовый утеплитель), а также масштабного осыпания (если в качестве утеплителя проектом заложен керамзит). Этому способствуют боковые грани (стороны) сегментов достаточной жесткости. Проблема потери утепляющим слоем своей формы на плоских кровлях имеет серьезные последствия. В результате таких негативных изменений ухудшаются теплоизолирующие характеристики слоя утепления, изменяются проектные углы уклонов кровельного покрытия для отведения воды в водоприемные воронки. Это приводит к образованию застойных луж на кровле. Разделение перекрытия кровли на гидроизолированные ячейки (сегменты) также позволяет локализовать протечку и определить предполагаемое место повреждения гидроизоляционного ковра (слоя) вертикальной проекцией от места вытекания на верхний гидроизоляционный слой с минимальной поправкой. Кроме простого визуального определения места протечек может применяться и инструментальный контроль. Как правило, замоченные участки имеют иную температуру в сравнении с сухими и с помощью прибора тепловизионного контроля можно определить те сегменты, в которых утеплитель более влажный. Также эффективным будет и использование электронно-импульсного метода детекции, поскольку электропроводность замоченных сегментов также будет отличаться. Важно отметить, что СГКР не является дополнительным гидроизоляционным ковром (слоем), изобретение решает задачу локализации мест протечек и ограничения бесконтрольного растекания воды по перекрытию кровли. При этом, безусловно, возможен и факультативный эффект повышения гидроизоляционных характеристик всего кровельного покрытия в сравнении с обычными конструкторскими решениями.

Предлагаемое изобретение не предъявляет дополнительных требований к квалификации рабочего персонала или требований наличия сложного и дорогостоящего оборудования. Сырье для производства, например, полимерных ячеек (сегментов) производится крупными российскими компаниями, такими как СИБУР. Процесс производства ячеек (сегментов) не отличается от производства любых других полимерных формованных изделий - литье в формы, термоформование, вакуумное или формование под давлением. Оборудование для этих процессов производят и предлагают множество российских компаний. Водостойкие клеи и гидроизоляционные ленты для приклеивания сегментов к перекрытию кровли и для склеивания между собой также в широком ассортименте представлены на российском рынке. Технологические операции по монтажу сегментов на перекрытии кровли не требуют специальных навыков - все операции просты в исполнении. Дополнительная операция в производстве работ обусловлена достижением практического результата - продление эффективной эксплуатации объектов капитальных вложений, безопасности и эффективности инвестиций.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан вариант одной ячейки решетчатой конструкции в виде рамки, для плоского основания.

На фиг. 2 показан вариант одной ячейки решетчатой конструкции в виде поддона, для плоского основания.

На фиг. 3 показан вариант одной ячейки решетчатой конструкции в виде рамки для основания из стального профильного листа.

На фиг. 4 показан вариант одной ячейки решетчатой конструкции в виде поддона для основания из стального профильного листа.

На фиг. 5 показан пример последовательности функциональных слоев кровли на железобетонном основании.

На фиг. 6 показана установка ячеек в виде рамок на плоское основание.

На фиг. 7 показана установка ячеек в виде поддона на плоское основание.

На фиг. 8 показана установка ячеек в виде рамки на основание из стального профильного листа.

На фиг. 9 показана установка ячеек в виде поддона на основание из стального профильного листа.

На фиг. 10 показана установка ячеек решетчатой конструкции на скатной крыше.

Кровля (СГКР) представляет собой сборную (составную) строительную конструкцию (устройство). Вся площадь перекрытия кровли разделена на гидроизолированные ячейки (сегменты) 1, в которые укладываются, насыпаются или заливаются утепляющие материалы 2. Вышележащие слои кровельного покрытия монтируются в обычном порядке и задаются проектом, например, цементно-стружечная плита 3 и собственно гидроизоляция 4 (фиг. 5) Ячейки 1 могут быть как с дном (фиг. 1, 3), так и без дна в виде рамки (фиг. 2, 4) - в зависимости от типа кровли, где ячейки 1 будут применяться. В случаях, если проектом предусмотрено двухслойное утепление, то возможна укладка второго (вышележащего) ряда ячеек 1 без приклеивания к нижележащим слою утепления и ячейкам, но с гидроизолированным склеиванием боковых граней (сторон) рядом уложенных ячеек 1 второго ряда. Основанием для монтажа СГКР могут являться: монолитные железобетонные плиты перекрытия 5, сборные перекрытия из железобетонных плит, перекрытие из стального профилированного листа 6, а также нижняя обрешетка 7 между стропильной системой 8 скатной кровли или перекрытия чердака. Такие утепляющие материалы как базальтовая вата, листы вспененного полистирола, листы экструдированного пенополистирола могут укладываться в отдельные ячейки 1 будущей СГКР заранее, в заводских условиях, как отдельная подготовительная производственная операция. Собранный таким образом элемент будущей СГКР, включающий в себя ячейку 1 и лист 2 утепляющего материала может доставляться сразу на строительную площадку или промежуточный склад как готовое изделие.

СГКР собирается из отдельных, гидроизолированно соединенных между собой и с перекрытием кровли 5 или стропильной конструкцией ячеек 1 в предпочтительном исполнении прямоугольной формы, размеры ячейки 1 соответствуют типоразмеру обычно применяемых листовых утепляющих материалов. Ячейки 1 могут быть:

1. Без дна, представляя собой рамку из элементов L-образного сечения (фиг. 1) - такая форма сечения обеспечивает необходимую площадь приклеивания к основанию;

2. С дном, представляя собой поддон (фиг. 2);

3. Так же, как по п. 1, 2, но с вырубкой по нижней кромке боковых стенок (граней) под размер и форму волны стального профилированного листа (фиг. 2, 4).

Изготавливаться ячейки 1 могут из полимерных материалов достаточной плотности (АБС/ПВХ/ПВД/ПНД/ТПО/ПП/ПУ/каучуки, их аналоги или композиции этих полимеров, в том числе вспениваемые). Толщина стенок ячеек 1 должна обеспечивать достаточную жесткость для выполнения армирующей функции для слоя 2 утепления, но не препятствовать плотному соединению боковых сторон листов утепляющего материала 2. Листовые утепляющие материалы 2 могут укладываться в отдельные, заранее произведенные, ячейки 1 в заводских условиях и доставляться сразу на строительную площадку или промежуточный склад как готовое изделие. Также утепляющие материалы 2 могут укладываться и после сборки ячеек 1 в гидробарьерную кровельную решетчатую конструкцию уже непосредственно на кровле. Пластичные и сыпучие утепляющие материалы, такие как керамзит, керамзитобетон и полистиролбетон заливаются/засыпаются в уже предварительно собранную решетчатую конструкцию. СГКР может монтироваться на таких типах перекрытий как монолитные железобетонные плиты 5, сборные железобетонные, перекрытия 6 из стальных профилированных листов, а также на нижнюю обрешетку 7 между стропилами 8 скатных утепленных кровель или чердачных перекрытий.

Сборка СГКР на монолитных железобетонных, сборных железобетонных и перекрытиях из стального профилированного листа 5, 6 осуществляется путем приклеивания нижней кромки ячеек 1 к перекрытию водонепроницаемым, атмосферостойким клеевым составом. Тип ячейки 1 - с дном или без дна - определяется проектом. При выборе ячейки 1 с дном необходимо обеспечить приклеивание всей площади дна сегмента к перекрытию. Техническая задача приклеивания сегмента к перекрытию 5 - обеспечить гидроизолированное примыкание нижней кромки или дна сегмента к перекрытию и обеспечить полное водоудержание внутри сегмента. Ячейки 1 укладываются, предпочтительно, в разбежку, согласно правилам укладки листовых утеплителей, с плотным прилеганием боковых граней друг другу без зазоров. Стыки проклеиваются гидроизоляционной лентой, например, бутил-каучуковой лентой. Это обеспечит гидроизолированное примыкание ячеек 1 друг другу. Техническая задача проклеивания боковых соединений (стыков) ячеек 1 - обеспечить перетекание воды из одной ячейки в другую без просачивания между ними к перекрытию 5, 6. Если полная ячейка 1 не убирается в ряд, а обычно это происходит в местах сопряжения перекрытия с вертикальными конструкциями кровли, то ячейка обрезается с соблюдением вышеуказанных рекомендаций по приклеиванию к перекрытию и проклеиванию стыков между ячейками (частью ячейки). После монтажа решетчатой конструкции и перед укладкой утеплителя 2 в ячейки, на плоских железобетонных и стальных перекрытиях видимые участки перекрытия могут быть покрыты жидкими пароизоляционными составами. Это обеспечит наличие пароизолирующего слоя (не показан), а также повысит качество гидроизолирующих соединений ячеек 1 между собой и перекрытием кровли. В волну на дне ячеек для укладки на перекрытие кровли 6 из стального профилированного листа могут укладываться специально подготовленные ламели из листовых утепляющих материалов, также эти узлы могут быть заполнены полиуретановыми пенами или их аналогами. Кроме этого, возможно изготовление такой ячейки с плоским дном со стороны укладки утепляющего материала 2. Эти решения позволят избежать воздушных карманов на дне ячеек 1 из-за разной геометрической формы материалов (в случае, если стальной лист и, соответственно, дно ячейки имеют волнообразную форму, а утепляющий материал плоскую).

Сборка СГКР на скатных кровлях и перекрытиях чердаков осуществляется после укладки пароизоляционной мембраны 9 путем укладки ячеек 1 между стропилами на нижнюю обрешетку 7 (контробрешетку). На скатных кровлях и чердачных перекрытиях должны применяться ячейки 1 с дном - это позволит улучшить гидроизоляционные характеристики кровельного покрытия. Примыкания ячеек друг к другу и к стропилам 8 проклеиваются гидроизоляционной лентой, например, бутил-каучуковой.

Если проектом предусмотрена укладка листового утеплителя в два слоя, то возможно монтировать СГКР также в два уровня. При этом, как в первом, так и во втором уровне монтаж ячеек 1 осуществляется с разбежкой, согласно правилам укладки листовых утеплителей. Во втором уровне приклеивание нижней кромки ячеек 1 к нижележащеим слою утепления и ячейкам 1 не требуется, необходимо только соблюсти укладку ячеек 1 плотно друг к другу без зазоров и проклеить стыки гидроизоляционной лентой.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству плоских и скатных кровель. Многослойная кровля содержит гидроизоляционный слой и по меньшей мере один утепляющий слой. Кровля снабжена ячейками, каждая из которых выполнена в виде рамки или поддона, заполненных утеплителем, при этом боковые грани смежных рамок или поддонов плотно соединены между собой или со стропильной конструкцией с образованием решетчатой конструкции, а нижние кромки рамки или дно поддона соединены с перекрытием или с нижней обрешёткой, при этом все соединения выполнены на клеевой основе. Технический результат изобретения - точная локализация мест протечек и ограничение бесконтрольного растекания воды по перекрытию кровли. 10 ил.

Многослойная кровля, содержащая гидроизоляционный слой и по меньшей мере один утепляющий слой, отличающаяся тем, что она снабжена ячейками, каждая из которых выполнена в виде рамки или поддона, заполненных утеплителем, при этом боковые грани смежных рамок или поддонов плотно соединены между собой или со стропильной конструкцией с образованием решетчатой конструкции, а нижние кромки рамки или дно поддона соединены с перекрытием или с нижней обрешёткой, при этом все соединения выполнены на клеевой основе.