Крыша для смелых

Крыша — небо дома. Она оберегает его от “вторжения” как буквально, так и символически. А прозрачная крыша не только оберегает, но также служит органичным продолжением внешнего мира, расширяет границы, делает пространство легким и открытым.

Виды и варианты

Для возведения светопрозрачных кровель разработан и применяется целый ряд одноименных материалов. Наиболее популярны сотовый и монолитный поликарбонат, часто используется оргстекло и ограниченно — волнистые листы (“прозрачный шифер”) из ПВХ. Пока менее распространено сотовое оргстекло (аналог сотового поликарбоната) и такие дорогостоящие материалы, как гофрированный сотовый поликарбонат и “прозрачный шифер” из монолитного поликарбоната.

Для изготовления светопрозрачных кровель применяется стоечно-ригельная система из алюминиевого профиля с заполнением триплексом или специальным стеклом, ячеистым поликарбонатом или сотовым акриловым стеклом. Эти материалы и технологии чрезвычайно разнообразны, их предлагают как отечественные, так и зарубежные фирмы. Долговечность современных полимерных светопрозрачных материалов и триплекса составляет 50 лет. Кровля может быть выполнена в виде отдельных наклонных скатов, арок, пирамид, куполов, многоугольников и т.п. Довольно часто эта часть архитектурного ансамбля привлекает частных застройщиков возможностью сконструировать светопрозрачную кровлю для теплицы, зимнего сада, бассейна или домашней обсерватории, или объединить несколько зданий, образовав светлый внутренний дворик. Но следует учитывать, что проектирование системы верхнего освещения в современных зданиях — довольно сложная задача. Ее надо решать комплексно, с учетом климатических условий района строительства и особенностей технологического режима помещений.

Достоинства светопрозрачных кровель

Главными достоинствами светопрозрачных кровель являются:

• визуальное расширение пространства;
• возможность впускать в дом больше света;
• хорошая защита от плохой погоды на террасе, в приусадебном участке и перед входом в дом;
• легкость в использовании;
• долговечность;
• влагонепроницаемость;
• устойчивость к высоким температурам, ультрафиолетовому и химическому воздействиям, коррозии;
• широкое применение, особенно в жилищном строительстве и на садовом участке.

Показатели стойкости пластиков к ударному воздействию во много раз превосходят ударопрочность обычных стекол, что положительно характеризует их не только с точки зрения безопасности при эксплуатации, но и выгодно отличает от обычных стекол при обработке, транспортировке и монтаже. Плотность пластиков не превышает значений 1,05-1,37 г/см3, а плотность обычных стекол — 2,5 г/см3. Таким образом, любой пластик примерно в 2 раза легче стекла. Отдельные виды пластиков, такие как сотовые листы из поликарбоната и оргстекла, входят в категорию сверхлегких материалов, так как значительный их объем занимает воздух. Вес этих материалов в 16 раз ниже веса стекол (при одинаковой толщине листа).

Особенности монтажа

При монтаже светопрозрачной конструкции резка листов и панелей, сверление в них отверстий, в отличие от труднообрабатываемых стекол, могут быть произведены с использованием обычных инструментов для дерево- и металлообработки. Малый вес материалов и специальные крепежные системы значительно упрощают процесс монтажа светопрозрачной конструкции. Используя пластики, легко смонтировать популярные конструкции арочного типа, так как любой из них может быть изогнут без нагрева (конечно, до определенного радиуса, в зависимости от вида и толщины материала). Благодаря способности пластиков к термоформованию из них могут быть произведены геометрически сложные и эстетически привлекательные светопрозрачные элементы. Прозрачные полусферы и купола часто используются, например, в качестве зенитных фонарей (эти элементы можно приобрести в уже готовом виде или заказать их формовку, так как производство таких конструкций требует наличия специального термоформовочного оборудования).

Для увеличения теплоизоляционных свойств светопрозрачной конструкции в качестве материалов остекления используются оргстекло, монолитный поликарбонат. Наилучшие результаты дают стеклопакеты (в том числе – с использованием вышеперечисленных материалов), и сотовый поликарбонат. Применение стеклопакетов и сотового поликарбоната позволяет одновременно значительно улучшить и звукоизолирующие показатели светопрозрачной конструкции.

Категорически не подходят для светопрозрачных конструкций наружного применения прозрачный полистирол, а также поликарбонат без УФ-защитного слоя. Будучи незащищенными от разрушающего воздействия ультрафиолета, они достаточно быстро помутнеют, будут пропускать хуже свет и станут менее прочными (т.е. произойдет деградация материала вплоть до разрушения через 1-2 года эксплуатации). Эти материалы рекомендуется использовать только для интерьерных светопрозрачных конструкций.

Сотовый поликарбонат

Этот материал еще называют ячеистый или канальный. Его можно использовать для кровли бассейнов, внутренних двориков, навесов и козырьков; вертикального остекления; кровли и стен зимних садов, теплиц, оранжерей; прозрачных перегородок; световых коробов зенитных фонарей и т.д. Материал выпускается в виде ячеистых панелей или плит и может иметь различную структуру. Стандартная длина плиты — 6 м (под заказ выпускаются плиты до 13 м), ширина составляет 980-1250 мм. Выпускаются панели толщиной от 4 до 32 мм. На рынке представлены панели прозрачные и окрашенные в различные цвета (молочный, белый, бронза, бирюза, зеленый, синий, желтый, красный, серый).

В кровлях зданий используются панели толщиной от 10 мм, обладающие хорошей теплоизоляцией и достаточной жесткостью. Плиты толщиной 10-16 мм с внутренними перекрестными ребрами жесткости обладают повышенной прочностью и жесткостью по сравнению со стандартными видами, что позволяет применять их в конструкциях со значительной нагрузкой.

Панели сотового поликарбоната имеют вес в 12 раз меньше, а ударную прочность в 50-200 раз большую, чем у стекла той же толщины, и в 8 раз больше, чем у оргстекла. По теплоизоляции панели сотового поликарбоната не уступают стеклопакетам и имеют жесткость, обеспечивающую необходимую стойкость к возможным физическим нагрузкам (ветер, снег и т.д.). Остекление из сотового поликарбоната может быть плоским или арочным. Учитывая малый вес панелей сотового поликарбоната, поддерживающая конструкция может быть значительно легче той, которая бы использовалась при обыкновенном остеклении. Использование системы специальных пластиковых и алюминиевых профилей делает монтаж кровли быстрым и удобным. Внешне сотовый поликарбонат придает конструкциям легкость и воздушность. Кроме того, важным преимуществом сотового поликарбоната является то, что панели при разрушении не разлетаются на осколки.

Сотовый поликарбонат обеспечивает хорошую звукоизоляцию. Теплоизоляционные характеристики улучшаются с увеличением толщины панели. Применение специального покрытия предупреждает образование конденсата. Верхняя (рабочая) поверхность защищена от УФ-излучения. Также в исполнении с УФ-защитой ячеистый поликарбонат применяется в наружных конструкция. Он может использоваться при температурах от -40°С до +120°С, практически не изменяя своих механических характеристик. Сотовый поликарбонат не поддерживает горения (при температуре выше + 120°С материал плавится, но не способствует распространению огня), имеет малый удельный вес (от 0,8 до 4,0 кг/м2) и прост в обработке (резке, высверливании).

К недостаткам сотового поликарбоната можно отнести значительный коэффициент теплового расширения (разный у панелей разного цвета).

Для безопасной транспортировки и хранения с двух сторон на него наносится защитная пленка, которую удаляют в процессе монтажа. При обработке и монтаже панели могут быть изогнуты в пределах минимально допустимых радиусов, определенных для каждого типа. Для соединения панелей между собой и крепления их к каркасу рекомендуется использовать специальные соединительные профили из поликарбоната, алюминия или стали. Выпускаются также панели сотового поликарбоната для арочного остекления с надежным замком, который облегчает монтаж и позволяет в некоторых случаях обойтись без промежуточных несущих арок за счет усиления кровли элементами замка. Обычно поликарбонатные панели монтируют целиком, без раскроя, в соответствии с шагом опор. При монтаже защитный слой от УФ-излучения должен быть ориентирован наружу. Края панелей защемляют профилями, а к промежуточным продольным опорам и обрешетке панель крепят с помощью саморезов с использованием специальных термошайб. Для изоляции алюминиевого профиля и несущего каркаса необходимо использовать резиновые уплотнители. Воздушные каналы ячеистого поликарбоната необходимо защищать от проникновения влаги и пыли. Для этого торцы панелей, обращенные вверх или расположенные горизонтально, закрывают сплошной защитной лентой, а торцы, направленные вниз, защищают специальной перфорированной алюминиевой лентой для дренажа, образующегося конденсата и для вентиляции каналов в панели. Сверление отверстий необходимо выполнять между ребрами жесткости. Наиболее качественная резка панелей осуществляется с помощью высокоскоростных циркулярных пил с мелкими неразведенными зубьями. Для склеивания панелей сотового поликарбоната используют клеи на полиуретановой основе. Специалисты отмечают, что при хранении сотовый поликарбонат требует защиты от солнца, влаги и других атмосферных воздействий. Необходимо беречь его и от механических повреждений. Для обеспечения долгого срока службы поликарбонатные панели не должны непосредственно контактировать с металлическими конструкциями.

Профилированный ПВХ

При проектировании конструкций из ПВХ-профилей производители профильных систем на сегодняшний день придерживаются двух подходов. Первый основан на сборке конструкции из элементов простой оконной системы, дополненной набором различных усилительных, соединительных, поворотных и удлинительных профилей, а также стропильными конструкциями кровли. Второй вариант предусматривает применение фасадной системы. При этом, независимо от варианта исполнения стен (учитывая большие снеговые нагрузки), в конструкции светопрозрачной кровли следует использовать ПВХ-профили исключительно в комбинации с мощными стальными элементами (в основном коробчатого сечения), выполняющими роль несущих стропильных конструкций.

Большинство ПВХ-профиля, предлагаемого на рынке, — это импортный материал. Основные поставки ПВХ-профиля в Украину (около 60%) осуществляются из Западной Европы. Лидер европейских поставок — Германия. Наиболее известные торговые марки — Plustec, Gealan, Aluplast, Veka, Salamander, Schu..co, Plastmo, Thyssen (Германия), Deceuninck (Бельгия), Rehau (Германия, Бельгия, Россия), KBE (Германия, Россия).

ПВХ-профиль представляет собой листовой профилированный материал толщиной от 0,8 до 1,5 мм. Также производятся дополнительные аксессуары: коньковые элементы, элементы примыкания. Этот материал применяется в арочных и скатных кровлях, для создания козырьков, навесов, а также отдельных светопрозрачных участков кровельных покрытий, выполненных из непрозрачных профилированных листовых материалов.

ПВХ-покрытия обладают очень высокой ударной прочностью даже при низких температурах, очень низким водопоглощением, химической инертностью. Листы могут иметь защитный слой от солнечного излучения, а их теплопроводность составляет 0,14 м2х°С/Вт.

Выпускаются листы прозрачные и окрашенные в разные цвета, с различным профилем волны.

Монтаж ПВХ-покрытия аналогичен монтажу других профильных кровельных покрытий. Выполняется в направлении, противоположном господствующему направлению ветра на данной территории — от свеса к коньку. Плиты всегда укладываются вверх стороной, покрытой защитным слоем от УФ-лучей. Листы монтируются на деревянную или металлическую обрешетку из продольных балок без изоляционного ковра. Шаг обрешетки рассчитывается в зависимости от нагрузки. Волнистые листы крепятся в вершину волны с использованием соответствующих дистанционных подкладок и специального крепежа. Просверленные отверстия должны быть на 3 мм больше диаметра стержня винта. При монтаже кровель большой площади листы из профилированного ПВХ укладываются по ширине внахлест в две волны, а по длине с нахлестом в 200-300 мм, в зависимости от угла наклона ската кровли. Места перекрытий в районах с сильными ветровыми нагрузками рекомендуется уплотнить силиконом. В местах окончания конструкции крыши оставляется зазор не менее 3 см.

Для резки применяются пилы по металлу, для сверления — спиральные сверла по металлу с твердосплавными наконечниками. Следует подобрать такой профиль волны, сечение которого обеспечило бы достаточный отвод дождевой воды.

Специалисты обращают внимание на то, что обрешетка должна быть окрашена белой краской. Плиты должны складироваться на ровном основании, не подвергаться воздействию солнечных лучей, штабилироваться на высоту не более 50 см. Для перемещения по уложенному покрытию необходимо использовать толстые доски, подложив под них мягкую прокладку.

Полиэстер, армированный стекловолокном

Полиэстер, армированный стекловолокном —  недорогой рулонный или листовой светопропускающий материал, который производится из полиэфирных смол с добавлением стекловолокна. Материал используется для покрытия объектов большой площади, зон отдыха, козырьков и навесов. Кроме того, производители выпускают коньковые элементы из полиэстера для монтажа крыш сложной формы.

Полиэстер, армированный стекловолокном, атмосфероустойчив, в том числе, к УФ-излучению, прочен, пропускает свет без эффекта рассеивания. Имеет низкий коэффициент линейного термического расширения. Температуростойкость материала составляет от -40 до +100°С.

На рынке представлен прозрачный бесцветный и тонированный, плоский и профилированный с различной формой и высотой профиля полиэстер, армированный стекловолокном.

Проблема выбора

На вопрос о том, как выбрать оптимальный материал для светопрозрачной конструкции, единого ответа просто не существует. В каждом конкретном варианте при выборе материала необходимо проанализировать все требования, предъявляемые к светопрозрачной конструкции. Чтобы правильно выбрать материал, надо, прежде всего, ответить на следующие вопросы:

– Предназначена ли конструкция для максимального сохранения тепла (теплица, оранжерея, зимний сад, остекление и кровля отапливаемых зданий) или ее назначение ограничивается защитой от дождя, ветра и т.д. (навес, козырек, беседка)?

– Насколько актуальны требования по ударопрочности, пожаробезопасности, звукоизолирующим свойствам конструкции?

– Какие нагрузки будут воздействовать на конструкцию в течение срока ее эксплуатации?

– Какие денежные средства готов вложить заказчик в строительство?

Остановив свой выбор на конкретном материале, желательно проконсультироваться со специалистами, которые ознакомят вас с его техническими характеристиками, условиями эксплуатации, рекомендациями по применению, помогут с необходимыми расчетами, а также предостерегут от возможных ошибок при монтаже.

Текст: Ольга Камоликова