I. Типы кровель зданий из стальной конструкции

[1] Крыши зданий из легких стальных конструкций в зависимости от используемого материала в основном бывают следующих типов: цветные профилированные стальные листы, цветные стальные сэндвич-панели, цветная рулонная кровля, различные легкие кровельные панели, GRC-панели, металлические арочные гофрированные кровли, композитные профилированные стальные листы и т.д.
[2] В качестве основных материалов для кровли и стен зданий из легких стальных конструкций обычно используются цветные профилированные листы или сэндвич-панели. Цветные профилированные листы соединяются с помощью 3600-миллиметровых кровельных листов с загнутыми краями, соединений типа «скрытый замок», а также с помощью гвоздей. Стропильные балки изготавливаются из тонкостенных С-образных или Z-образных стальных профилей с небольшим собственным весом. Уклон кровли обычно проектируется в пределах 1/10～1/15.
II. Соединение кровельных панелей
В системах зданий из стальной конструкции кровельные панели соединяются продольно и поперечно. Продольное соединение осуществляется в основном методом нахлеста, при котором верхняя панель перекрывает нижнюю, а в месте нахлеста используется специальный водонепроницаемый герметик и фиксирующая планка. В настоящее время используются три основных метода поперечного соединения: соединение внахлест, соединение со скрытым замком и соединение с защелкивающимся скрытым замком.
III. Анализ причин протечек в различных частях и решения
Протечки в системе кровли в основном распределены следующим образом:
Коньковая часть
★ Причины протечек: слишком высокая высота волны в коньковой части, коньковая крышка не обеспечивает водонепроницаемость; продольный нахлест не обработан герметиком или силиконом, образуя щели и протечки; продольный нахлест коньковой крышки выполнен с помощью заклепок, прочность недостаточна из-за температурного расширения и сжатия, в результате чего заклепки ломаются и образуются протечки; отсутствие заглушек между коньковой крышкой и кровельными панелями или неправильное размещение заглушек приводит к их выпадению и протечкам.
★ Решения: сделать коньковую крышку шире, увеличить уклон; нанести герметик или силикон на места нахлеста; заменить заклепки; заглушки должны соответствовать типу панелей, при установке заглушек следует наносить герметик или силикон сверху и снизу.
Часть с аэраторами
★ Причины протечек: отсутствие пенопластовых заглушек в местах стыков аэраторов с кровлей, а также отсутствие герметика или силикона в продольных нахлестах; отсутствие внешней облицовки в местах стыков с аэраторами; отсутствие гидроизоляции в местах отверстий опорных колонн аэраторов; наличие скрытых дефектов изготовления и установки аэраторов, приводящих к протечкам.
★ Решения: перед установкой заглушек необходимо использовать пенопластовые заглушки, продольные нахлесты должны быть обработаны герметиком или заглушками и закреплены заклепками; перед установкой аэраторов необходимо установить кровельные панели; необходимо, чтобы подрядчик по установке аэраторов провел гидроизоляцию отверстий после завершения установки аэраторов; проверить качество установки и водонепроницаемость аэраторов.
Часть с световыми панелями
★ Причины протечек: несовпадение профиля световых панелей и профиля кровельных панелей, гребни световых панелей выше, чем у кровельных панелей. После установки из-за слишком герметичной изоляции образуется перепад давления между внутренней и внешней стороной световых панелей, капиллярная вода проникает через щели по бокам световых панелей и протекает внутрь кровли; недостаточная длина продольного нахлеста световых панелей, а также старение герметика и потеря адгезии; отслаивание герметика; жесткое соединение световых панелей и стальных листов, промежуток не загерметизирован.
★ Решения: водонепроницаемые винты вкручиваются в верхнюю часть гребня; кровельные панели в местах установки световых панелей должны быть надежно герметизированы, герметик по бокам должен быть шире и покрывать верхнюю часть гребня, предотвращая проникновение капиллярной воды.
Часть с отверстиями в кровле
★ Причины протечек: отверстия не обработаны гидроизоляцией в соответствии с проектными узлами, стальные заглушки не обработаны герметиком или силиконом; слишком малая площадь вокруг отверстий, затрудняющий сток воды и образование луж; отсутствие гидроизоляции в местах нахлестов вокруг отверстий; отсутствие элементов конструкции по периметру отверстий, образование углублений и застой воды; наличие препятствий для отвода воды при проведении гидроизоляционных работ, образование застойных зон.
★ Решения: работы должны выполняться в соответствии с чертежами и строгой технологической последовательностью, с применением герметика и силикона; площадь вокруг отверстий должна соответствовать требованиям к водоотведению; после проделывания отверстий в стенах и крыше необходимо немедленно провести гидроизоляционные работы; при дополнительных проемах в ограждениях необходимо по возможности добавлять стропильные балки или уголки, уменьшая деформацию ограждений; гидроизоляционные работы должны проводиться аккуратно и плотно, обеспечивая беспрепятственный сток воды.
Часть карниза
★ Причины протечек: карнизная часть является основным источником протечек, при установке внешних кровельных панелей не используются пенопластовые заглушки, внешние кровельные панели не загнуты вниз; недостаточная длина внешних стеновых панелей, а также отсутствие водонепроницаемой отделки в карнизной части.
★ Решения: при установке внешних кровельных панелей необходимо использовать пенопластовые заглушки и загибать внешние кровельные панели вниз на 30 градусов; в карнизной части следует установить дополнительную отделку в соответствии с проектными требованиями.
Часть водосточных желобов
★ Причины протечек: наличие щелей в сварных швах внутренних водосточных желобов, приводящих к протечкам; слишком малый диаметр водосточных желобов и водосточных труб, не соответствующий длине скатов здания; отсутствие заглушек на торцах водосточных желобов; недостаточная длина внешних кровельных панелей, выступающих в водосточные желоба, что приводит к обратному току воды в здание.
★ Решения: увеличить глубину водосточных желобов, чтобы вода не переливала через стыки.
Место соединения кирпичной стены и легкой стальной крыши
★ Причины протечек: в данном месте легко возникают протечки, протечки в месте соединения кровельных панелей и цементной стены обусловлены прежде всего несовпадением напряжений, что приводит к растрескиванию силиконового герметика и места соединения и протечкам.
★ Решения: предотвратить деформацию от температуры, использовать соединение с двойной отделкой; при соединении с кирпичной стеной отделка должна быть под углом и полностью герметичной; между отделками следует нанести герметик.
IV. Анализ других причин протечек в системе кровли
Причины, связанные с проектированием
① В системе водоотведения кровли не предусмотрены меры по переливу в соответствии с нормами, в случае, если интенсивность дождя превышает возможности системы водоотведения, вода переливается через стыки, а в некоторых случаях даже разливается по крыше, вызывая аварии;
② Недостаточное количество водосточных труб, большое расстояние и длительное время прохождения воды по водосточным желобам, приводят к застою воды; отсутствие L-образных кровельных элементов в верхней части внешних стеновых панелей создает угрозу протечек внутри водосточных желобов;
③Проектирование водоотводных элементов из профилированного листа нерационально, не обеспечивая водонепроницаемость.
④Нормы регламентируют значения контролируемых деформаций элементов конструкции: прогиб стропил L/180, прогиб стропильных балок L/180 (где L — пролет изгибаемого элемента). Сечение стропил кровли спроектировано слишком малым, а расстояние между ними слишком большим, поэтому под воздействием ветровой нагрузки деформация стропил и профилированного листа будет чрезмерной;
⑤Не были в полной мере учтены влияние деформации конструкции, температурных деформаций, усушки, вибрации и т.д., защита не отвечает требованиям деформации основания.
⑥Уклон кровли легких зданий с портальными рамами рекомендуется принимать в пределах 1/8~1/20; в районах с большим количеством осадков следует принимать большее значение; в южных районах уклон кровли не должен быть менее 5%. В практике проектирования на многих объектах уклон кровли слишком мал, и дождевая вода не может своевременно стекать в водосточные желоба.
Неправильный выбор материалов
①Для водосточных труб используются пластиковые трубы, которые обладают низкой прочностью и легко повреждаются в процессе монтажа и эксплуатации стальных конструкций.
②Стальной лист, используемый для водосточных желобов, слишком тонкий, и сварные швы легко повреждаются.
③Не были выбраны подходящие типы светопропускающих и кровельных профилированных листов в зависимости от уклона кровли; малая высота волны и недостаточное боковое перекрытие препятствуют водоотведению.
④Профилированные листы ограждающих конструкций слишком тонкие, и после некоторого времени эксплуатации наружная обшивка подвергается коррозии или деформации под воздействием температуры, увеличивая зазоры между листами.
⑤Качество цинкового покрытия базового листа профилированного листа низкое, слой покрытия слишком тонкий, что приводит к сокращению срока службы профилированного листа и его преждевременной коррозии;
⑥Низкое качество уплотнительных прокладок самонарезающих винтов, склонных к растрескиванию, и герметика, склонного к старению.
⑦Заметная деформация панелей, различная высота и расстояние между соседними панелями; для заклепок панелей следует использовать водонепроницаемые заклепки.
Конструктивные мероприятия
①Заглушки эффективны для предотвращения протечек из-за щелей и не должны игнорироваться, например, обеспечение правильной установки заглушек между профилированным листом и коньковым покрытием, нанесение силиконового герметика под заглушку между светопропускающим листом и коньковым покрытием, установка стальных заглушек на концах волн профилированного листа в местах прохождения отверстий в кровле;
②Щели в местах перекрытия легко увеличиваются под воздействием температуры, поэтому необходимо обеспечить достаточную длину перекрытия;
③Воду лучше отводить, чем задерживать, обычно при монтаже герметик наносится на внутреннюю сторону стального листа, чем больше, тем лучше;
④Необходимо уделять достаточное внимание негативному влиянию теплового расширения и сжатия ограждающей системы кровли стальных конструкций и принимать соответствующие конструктивные меры.
В процессе эксплуатации
①Произвольное увеличение нагрузки на стропила кровли, приводящее к деформации кровельных панелей.
②Значительное накопление грязи в водосточных желобах, препятствующее водоотведению.
③Старение герметика и уплотнительного материала, отсутствие необходимого обслуживания в процессе эксплуатации.
Существует множество факторов, вызывающих протечки в ограждающих конструкциях стальных зданий. Для решения проблемы необходимо серьезно отнестись к проектированию, разработать рациональный проект, выполнить качественную обработку узлов примыкания (заделку водоизоляционного слоя), швов (деформационных швов, швов разделения), отверстий (водосточных воронок, входов, карнизов) и оснований (основания парапета, основания оборудования, основания труб, основания дымохода) и других мест, подверженных воздействию воды; в процессе строительства разработать специальный план работ по гидроизоляции ограждающих конструкций, обеспечить согласованность действий различных специалистов. Правильное проектирование, качественный монтаж, рациональная конструкция, правильная эксплуатация и последующее обслуживание — все это гарантирует полную водонепроницаемость ограждающих конструкций стальных зданий. В общем, независимо от способа монтажа, при соблюдении определенной технологии и соответствующих норм можно уменьшить или предотвратить возникновение протечек.