общие сведения о крышах и кровлях

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРЫШАХ И КРОВЛЯХ
За все время своего существования человечество накопило большой опыт в сооружении крыш
для зданий различного назначения. Формы крыш, их конструктивное исполнение во многом
зависят от сложившихся национальных и региональных традиций, от наличия местных
строительных материалов, наиболее дешевых их видов.
При всем своем многообразии крыши поддаются определенной классификации.
Классифицируют крыши по нескольким признакам: по форме, количеству скатов и их взаимном
расположении, по видам кровельных покрытий и т.п. Прежде чем рассматривать конструктивные
особенности крыши, следует разобраться с такими понятиями, как "крыша" и "кровля", так как
отождествление этих понятий является грубой ошибкой.
Крыша представляет собой конструкцию, состоящую из внутренней несущей части, придающей
крыше определенную форму, и внешнего кровельного покрытия. Крыша принимает все внешние
нагрузки (вес кровли и собственных элементов, вес снегового покрова и т.п.), передает их на
стены дома. Одновременно конструкция крыши создает чердак, являющийся тепловым барьером
между жилыми помещениями и наружным пространством. Именно тепловой барьер, как
показывает практика, является определяющей составляющей общего микроклимата в строении, а
иногда — главной составляющей. В крышах, где предусматривают мансардное помещение,
устанавливают дополнительное утепление для защиты этих помещений от холода или палящих
лучей солнца. Сооружают крышу из железобетонных плит, специальных панелей, деревянных и
металлических ферм, связанных между собой обрешеткой.
Кровля — видимая верхняя оболочка крыши, которая принимает на себя все атмосферные
воздействия, защищая от них внутреннее пространство дома. Выполняют кровлю из
влагоизолирующих слоев, представляющих собой рулонные, листовые и мелкоштучные
материалы, на особенностях которых мы остановимся в соответствующих разделах этой книги.
Для отвода атмосферной влаги кровля выполняется с определенным уклоном к внешним
сторонам дома. Надежная защита здания от атмосферной влаги является не единственной задачей кровли. О других функциях кровельного покрытия мы поговорим в соответствующих
разделах.
ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ КРЫШ
Начало истории крыш совпадает с тем периодом, когда человек, выбравшись из пещер, начал
собственными руками возводить свое жилище. Прототип крыши — простой шалаш, скаты
которого являются одновременно и стенами жилища. Кстати, такое архитектурное решение до сих
пор пользуется большой популярностью, особенно в странах Прибалтики. Форма крыши в виде
шалаша до настоящего времени заложена в основу скатных кровель, независимо от их конструктивного исполнения.
Одновременно с шатровой крышей начали развиваться и плоские крыши, которые сооружали в
рабовладельческих государствах Малой Азии и Северной Африки. В основу городов этого периода
входили одноэтажные постройки с плоской крышей. Архитектуру египтян позаимствовали и
жители Древней Греции. Опорой для древнегреческого жилища служили деревянные или
мраморные колонны, на которых укладывалась балочная конструкция. Сверху стелили тростник,
обмазанный глиной. Со стороны жилого помещения крыша оставалась обнаженной и служила
одновременно и потолком. Такая крыша обычно имела небольшой уклон к центру с отверстием
для отвода дождевой воды. Под таким отверстием устанавливали бассейн, в котором собиралась
дождевая вода. Постепенно несущие конструкции крыши стали делать из бетона, который
затворяли на известковом вяжущем. Конструкция плоских крыш с бетонным основанием, вода с
которых через водоотливные воронки транспортируется по сети ливневой канализации, до сих
пор сохранилась в индустриальном жилом строительстве.
Шатровые крыши сооружали жители Двуречья и Междуречья, которые предпочитали
сводчатые формы с круглым основанием. Здесь же впервые стали применять золото в качестве
кровельного материала при строительстве храмов и дворцов. Купольные крыши оставили
неизгладимый след в храмовом зодчестве у народов всех вероисповеданий. Особенный расцвет
купольные крыши получили во времена средневековья, когда деталировке и архитектурному
оформлению зданий стали уделять большое внимание.
Деревянные скатные крыши использовали и до сих пор используют в малоэтажном
строительстве во всем многообразии форм и стилей. В европейских городах преобладали
двухскатные и вальмовые крыши под красной черепицей над жилыми домами и черного цвета —
над готическими храмами. Модные зубчатые карнизы с огромным выносом над стеной,
преувеличенно украшенные оконные проемы, большое количество дымовых труб над домами —
вот приблизительный облик европейского города. Крутая скатная крыша становится наиболее
видимым элементом строения, а декор и различные убранства усиливали композиционную роль
жилища в общем плане застройки. В средние века, в эпоху романтической архитектуры и готики,
городские здания Северной Европы строились с высокими крышами, пространство под которыми
состояло из нескольких ярусов. Кровля имела уклон скатов 45-75°. Такие дома до настоящего
времени сохранились в Германии и странах Балтии.
В эпоху Возрождения в странах Западной Европы с увеличением габаритов помещений
крутизна крыш уменьшалась. В зависимости от конструкции и формы крыши менялся и облик
домов. Крыши постепенно стали терять свою композиционную роль. В силуэте городской
застройки стали участвовать только купольные крыши уникальных зданий. Эпоха Ренессанса
связана с формированием французского барокко.
Форма крыш получает новое направление — теперь они применяются с переменным уклоном
скатов от 60 до 75° и от 10 до 30°, их геометрия определяет не только новую форму, но и иное
зрительное восприятие. В этот период впервые стали использовать подкрышное пространство для
жилья.
В эпоху классицизма и ампира с увеличением высотной застройки, повышением ее плотности и
размещения зданий по линии улиц, крыши почти полностью исключаются из сферы зрительного
восприятия. Уклон крыш резко снижается, а подкровельное пространство используют, в
основном, для размещения инженерно-технических устройств. Крыши превращаются в
утилитарную необходимость, а композиционная роль переходит к фасадной части здания.
В России допетровского периода города застраивались домами с крышами самых
разнообразных форм, силуэт и композиция которых во многом определялись значимостью
объекта. На Руси преобладали рубленые дома, из которых состояли целые города. И только в X
веке в русских городах стали появляться первые каменные постройки. В рубленых домах
преобладали двухскатные крыши с деревянным покрытием из гонта. Гонт делали из древесины:
пихты, ясеня и, особенно часто, из ели. Классически изготовленный гонт носит название колотого
гонта. Для получения этого кровельного материала использовали ровные части ствола дерева,
расположенные между отдельными ветвями с минимальным количеством сучков и длиной 60 см.
Кололи гонт в радиальном направлении. Для этого топором и молотком от поленьев отделяли
клиновидные части толщиной 2 см. Каждый клин обрабатывали двуручным резаком до получения
детали каплевидной формы толщиной около 1 см. Специальным инструментом — гонтовым
стругом — вырезали паз и полученные таким образом элементы сушили в течение шести месяцев.
Предварительно гонт пропитывали антраценовым маслом, а после устройства кровли ее
покрывали краской.
Бедные слои населения крыли крыши соломой или тростником, как наиболее доступным
строительным материалом. Постепенно солома и тростник, как кровельный материал стали
применяться все реже и реже и только в конце XX века возродились в новом качестве.
Деревянное зодчество наложило свой отпечаток и на внешний облик крыш. Россияне
использовали конструкцию крыши "на сохах" — деревянных столбах, установленных в углах
здания. Одной из методик возведения крыши являлась двускатная самцовая конструкция, суть
которой заключалась в том, что бревна фронтонов укорачивались по мере приближения к коньку.
Завершалась такая крыша треугольником, вырубленным из бревна. Кровля настилалась по
слегам, врубленным в концы самцов и представляющим собой обрешетку. Архитектура самцовой
крыши не ограничивалась треугольной формой. Меняя длину самцов, сооружали крышу в виде
башни, которая получила название "бочки". Если самцы устанавливали с четырех сторон дома,
получали крестовую "бочку". При строительстве храмов и замков крестовая "бочка" совершенствовалась, принимая форму луковицы, венцом которой был крест, шест или другое
деревянное украшение. Такие конструкции крыши применяли вплоть до конца XIX века, когда
доминировать стала стропильная конструкция, сохранившаяся до наших дней без существенных
изменений. Со временем форма шатровой крыши усложнялась, принимая четырех-, шести- и
восьмиугольную форму.
Во второй половине XIX в. и в начале XX в. с внедрением строительной техники, освоением
новых материалов стали вновь применять развитые формы крыши с использованием чердачного
пространства под устройство мансардных этажей. Вплоть до середины XX века кровельное
зодчество существенных перемен не претерпело. В селах и на окраинах городов возводились
индивидуальные постройки. Они практически не отличались от типовых проектов, за исключением некоторых деталей, в которых проявлялась робкая фантазия застройщиков. Среди
кровельных материалов преобладала листовая сталь, волнистые асбестоцементные листы, а в
большинстве случаев просто — солома. Начиная с середины XX столетия, к соломенным крышам
стали прибегать все реже и реже, отдавая предпочтение волнистым асбестоцементным листам,
как наиболее дешевому и доступному материалу.
С началом XX века символом развития архитектурных форм становится железобетон.
Геометрические формы конструктивизма и рост этажности полностью меняют архитектурный
облик здания и его декоративных элементов. Крыша многоэтажек становится плоской, а в
качестве элементов архитектурного завершения верха здания часто используют парапеты с
проемами для сквозного проветривания чердачного пространства. В этот период развития
индустриального жилищного домостроения форма крыши как завершающего архитектурного
элемента здания была практически полностью утрачена. Крыши возводились с малым уклоном, а
позднее с плоским покрытием. В индустриальном строительстве преобладали рулонные кровли
на основе рубероида и битума.
Начиная с 90-х годов картина резко изменилась. С началом развития рыночных отношений к
услугам строителей и застройщиков появились современные строительные материалы, которые
ознаменовали новую эру "крышного зодчества". Качество и дизайн современных кровельных
покрытий осуществили революцию в строительстве, открыли перед застройщиками практически
неограниченные возможности. В корне стала меняться и сама форма крыш, в которой проявилось
стремление уйти от надоевших стандартных решений. Все чаще стали рационально использовать
под жилье подкрышное пространство — мансарды, добиваясь тем самым наиболее полного
задействования архитектурно-планировочной структуры дома.
НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КРЫШАМ
Нормативные требования к современным крышам содержатся в большом количестве
документов, часть из которых безнадежно устарела, но до сих пор не отменена. Проектирование
крыш выполняют с учетом указаний действующих норм:
— СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания";
— СНиП 2.08.02-89 "Общественные здания и сооружения";
— СНиП 31-02-2001 "Дома жилые одноквартирные";
— СНиП II-3-76 "Кровли" и др.
На многие современные, появившиеся сравнительно недавно материалы для конструкций
крыш, государственные стандарты (ГОСТ) еще не разработаны. Одним исключением стало
принятие ГОСТ 30547-97 "Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие
технические условия". Такое положение дел в нормативной базе значительно затрудняет работу
проектировщиков и строителей. Поэтому при выборе тех или иных кровельных материалов
следует обращать внимание на технические показатели, приведенные в ТУ, технических
свидетельствах или рекламных проспектах и сравнивать их с требованиями по условиям
эксплуатации. При этом следует иметь в виду, что технические показатели, приводимые в ГОСТ и
ТУ, не сопоставимы с показателями, содержащимися в рекламных проспектах инофирм, так как
они определяются по разным методикам.