Мембранная кровля: виды, преимущества, технология монтажа

Кровельные материалы на основе битума имеют ряд недостатков, сокращающих срок службы и ограничивающих область их применения. Это побудило разработчиков создать рулонные гидроизоляционные материалы нового поколения — полимерные мембраны.

Устройство мембранной кровли

Крыши с мембранным покрытием конструктивно практически не отличаются от других видов мягкой кровли, только вместо рубероида или рубемаста сверху укладывается материал из нефтеполимерных смол или синтетического каучука. Существует три варианта кровельного пирога под такие покрытия.

Традиционная мягкая кровля с бетонным основанием

Традиционная кровля сооружается на неэксплуатируемых крышах из пустотных или ребристых железобетонных плит. При этом выдерживается следующая последовательность слоёв (снизу вверх):

• ж/б плита;
• разуклонка из лёгкого бетона (с добавкой керамзита или пенопласта);
• пароизоляция;
• утеплитель. Применяются жёсткие разновидности — керамзит, экструзионный пенополистирол или плиты из прессованной минваты высокой плотности;
• армированная стяжка;
• полимерная мембрана.

  

Инверсионная кровля

Инверсионной называется эксплуатируемая бетонная крыша, у которой традиционный порядок следования слоёв немного изменён: мембрана находится под утеплителем. На такой крыше может располагаться кафе, автопарковка или газон. Порядок слоёв здесь следующий:

• ж/б плита;
• разуклонка из лёгкого бетона;
• полимерная мембрана;
• влагостойкий жёсткий утеплитель: из доступных и эффективных таковым является только экструзионный пенополистирол;
• дренажный слой для фильтрации стоков — обычно слой щебня на подложке из геотекстиля;
• финишное покрытие: плитка, асфальтобетон по стяжке или плодородный грунт с растительностью.

  

Скатная кровля со стропильной системой

Конструкция скатной стропильной крыши выглядит так (снизу вверх):

• внутренняя обшивка (гипсокартон, фанера, вагонка и пр.);
• пароизоляция;
• стропила с уложенным между ними утеплителем;
• паропроницаемая гидроизоляционная мембрана или ветрозащита (не путать с мембраной кровельной);
• вентиляционный зазор, который формируется посредством набиваемой на стропила контробрешётки;
• гидроизоляционная плёнка;
• сплошная однослойная или двухслойная обрешётка;
• кровельная мембрана.

  

Достоинства кровельных мембран и их разновидности

Кровельные полимерные мембраны превосходят рулонные битумно-полимерные материалы (БПМ) по всем характеристикам.

1. Имеют срок службы 25–50 лет против пятнадцати у БПМ.
2. Укладываются в один слой (БПМ — в 3–5 слоёв).
3. Быстрее монтируются.
4. Применяются на крышах любой крутизны. БПМ с крыш круче 25^o в жару сползают.
5. Прочны и устойчивы к ультрафиолетовому излучению, потому не нуждаются в присыпке из каменной крошки.
6. Морозоустойчивы (поры отсутствуют), не боятся окисления (даже со стороны озона), экстремальных температур и температурных перепадов.
7. Сохраняют пластичность при низких температурах, потому могут монтироваться зимой. К примеру, СКЭПТ-мембраны сохраняют гибкость на стержне диаметром 5 мм при температурах до -60 ^oС.
8. Могут поставляться в рулонах больших размеров — шириной 15–20 м и длиной до 60 м. Это позволяет свести число швов к минимуму.
9. Мало весят. Толщина мембраны составляет всего 0,8–2 мм, средний вес покрытия — 1,3 кг/м².
10. При воспламенении создают намного меньшую огневую нагрузку на здание, чем БПМ.
11. Эластичны. К примеру, каучуковые мембраны растягиваются без повреждения на 250%, что исключает появление протечек при деформациях крыши или всего здания.
12. Полотнища некоторых разновидностей мембран можно соединять термосваркой, образуя фактически бесшовное покрытие.

    

Единственный недостаток в сравнении с БПМ — высокая стоимость. Но за многолетнюю эксплуатацию расходы на содержание покрытия из мембраны по причине долговечности последней оказываются вдвое меньшими в сравнении с БПМ.

Изготавливают кровельные мембраны из:

• EPDM и СКЭПТ (каучуки этилен-пропилен-диеновые);
• ПВХ (поливинилхлорид);
• ТПО (термопластичные олефиновые эластомеры).

  

Синтетические этилен-пропилен-диеновые каучуки EPDM и СКЭПТ

Первые кровельные мембраны были резиновыми и, несмотря на появление более совершенных разновидностей, выпускаются они и по сей день. Это объясняется их следующими достоинствами:

• низкая стоимость;
• отсутствие необходимости применять специальное оборудование при монтаже;
• стойкость к воздействию растворителей, масел и битумов.

Полотнища EPDM и СКЭПТ мембран скрепляются специальным клеем — это их единственный, но довольно существенный недостаток. Сама мембрана при правильных монтаже и эксплуатации по расчётам может служить до пятидесяти лет (доказанный срок службы — 40 лет), но швы расходятся гораздо раньше. Их приходится периодически переклеивать, а если не сделать этого своевременно, покрытие даст течь.

В России выпускаются каучуковые (СКЭПТ) мембраны «Кромэл» и «Рукрил». Они не уступают по качеству зарубежным аналогам, например, от компаний Carlisle Syntes Systems и Firestone (США), но стоят в два раза дешевле.

Выпускаются СКЭПТ- и EPDM-мембраны в трёх исполнениях:

• мягкие;
• жёсткие (армированные синтетической сеткой);
• с отражающим покрытием (для жаркого климата).

Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ-мембраны стоят дороже каучуковых, но обладают важным преимуществом: полихлорвинил относится к термопластам, то есть после нагрева до состояния размягчения и снятия тепловой нагрузки его физико-химические свойства не изменяются, потому отдельные полотнища можно соединять термосваркой (нагрев горячим воздухом) в цельное покрытие. Швы в такой мембране не расклеиваются и не дают течь, даже если покрытие постоянно находится под водой.

По долговечности ПВХ-мембраны каучуковым практически не уступают: доказанный срок службы составляет 35 лет.

Недостатки:

• неустойчивы к воздействию масел, растворителей и битумов, что требует принятия соответствующих мер безопасности при перевозке и хранении;
• для монтажа требуется специальное оборудование.

Именно необходимость применения специнструмента для сварки ПВХ не позволяет этому виду мембран полностью вытеснить каучуковые изделия, которые до сих пор остаются востребованными.

Термопластичные олефиновые эластомеры (ТПО)

Материал, как и ПВХ, соединяется термосваркой. В отличие от полихлорвинила он не выделяет вредных летучих веществ, но зато сильно уступает прочим мембранам в пластичности.

Мембранная кровля: технология монтажа

В процессе монтажа рулоны просто разворачиваются на кровле. Выравнивание основания не требуется — эластичной мембране неровности не вредят. Снимать старое кровельное покрытие также нет необходимости — требуется лишь застелить его острые элементы двумя слоями геотекстиля.

Далее выполняют следующие операции:

• склеивают или сваривают полотнища;
• фиксируют мембрану на крыше.

Рассмотрим их более подробно.

Клеевое соединение полотен

Клеевым способом соединяются мембраны из синтетического каучука (СКЭПТ и EPDM). Порядок действий следующий.

1. Соединяемые полотнища укладывают с нахлёстом в 150 мм.
2. На нижнем полотнище делают несколько отметок маркером вдоль всего края верхнего, обозначая ширину нахлёста.

   

3. На верхнем полотнище на расстоянии 300 мм от края наносят серию мазков клеем для временной фиксации отогнутого края.

   

4. Край верхнего полотнища отгибают и прижимают к нанесённым ранее пятнам клея.

   

5. Оба полотнища в зоне нахлёста промазывают клеем. При нанесении состава на нижнее полотнище ориентируются на выполненные маркером отметки.

   

6. На смазанный клеем участок нижнего полотнища укладывают специальную ленту с глянцево-гладкой поверхностью так, чтобы её край выступал за маркерные отметки.

   

7. Отогнутый край верхнего полотнища отклеивают и возвращают в нормальное положение, укладывая его на ленту, которая препятствует склеиванию полотен, позволяет разгладить их и добиться полного прилегания.

   

8. Взявшись за торчащий из-под верхнего полотнища край, ленту понемногу вытаскивают и сразу прокатывают нахлёст валиком, прижимая полотнища друг к другу.

   

Склеиванием полотнищ нельзя заниматься в ветреную погоду: в места соединения попадёт мусор и шов получится некачественным.

Видео: технология склеивания EPDM мембран

Теплосварное соединение полотен

Сварка горячим воздухом применяется для соединения мембран из ПВХ и ТПО. Качество шва зависит от ряда параметров:

• температуры нагрева;
• ширины насадки сварочного аппарата, то есть ширины шва;
• скорости сваривания;
• силы давления на свариваемые края.

Температура нагрева — важнейший параметр. Опасен и недогрев, и перегрев. В первом случае края полотнищ прилипнут, но не сплавятся в монолитный шов и такое соединение при малейшей нагрузке разойдётся. Во втором — случится так называемый температурный шок: полимерные молекулы раздробятся на мелкие соединения и материал утратит прочность. Сложность в том, что оптимальное значение температуры нагрева зависит от температуры окружающего воздуха и в некоторой степени от его относительной влажности.

К примеру, при температуре воздуха +25 ^oС, нормальной влажности (40–60%) и ширине насадки 40 мм оптимальная температура нагрева составляет 560 ^oС.

Чтобы точно подобрать все параметры в соответствии с текущими погодными условиями, перед монтажом проводят пробную сварку. Соединяют два небольших фрагмента мембраны и затем пытаются их разорвать по шву. По результатам теста делают выводы:

• разрыв произошёл вне шва — параметры сварки подобраны верно;
• разрыв по шву — материал перегрет;
• полотнища в зоне шва отклеились друг от друга — температура оказалась низкой.

Пробную сварку выполняют каждый раз после:

• длительных отключений аппарата, во время которых он успевает остыть;
• существенных изменений погодных условий.

Установив оптимальные параметры, приступают к монтажу.

1. Полотнища укладывают с нахлёстом в 60 мм.
2. Край верхнего полотнища приподнимают и заводят под него насадку термофена, повернув её на 45 градусов.

   

3. Прогрев материал, аппарат двигают дальше, а обработанные участки прокатывают силиконовым валиком. При правильном осуществлении сварки появляется небольшое количество белого дыма.
4. Завершив сварку шва и дождавшись остывания, его качество проверяют плоской отвёрткой, которая проводится вдоль шва с небольшим давлением. При обнаружении дефектов (шлиц отвёртки свободно проходит в пространство между полотнищами) сварку в этом месте производят повторно. Если материал перегрет, на дефектный участок наваривают заплату с размерами больше на 100–150 мм в каждую сторону.

   

5. Для надёжности шов снаружи промазывают жидким ПВХ.

Видео: сварка горячим воздухом ПВХ-мембраны

Узлы примыканий

Примыкания к вертикальным конструкциям — стенам, парапетам, вентиляционным трубам — оформляют следующим образом.

1. К вертикальной конструкции на высоте не менее 30 см от основного кровельного покрытия дюбелями прикручивают специальную стальную рейку в пластиковой оболочке (ламинированную). Шаг дюбелей — не более 25 см.
2. Под рейку перед окончательным прикручиванием наносится полиуретановый герметик. При оформлении примыканий к наружным или внутренним углам вместо реек применяют уголки. Между последовательно уложенными профилями следует оставлять зазор для свободного температурного расширения.
3. От мембраны отрезают полосу шириной, на 15 см превосходящей высоту установки рейки над основным покрытием, то есть не менее 45 см.
4. Приваривают край полосы к пластиковой оболочке рейки.
5. Приклеивают полосу к вертикальной конструкции.
6. Приваривают нижний край (при правильно выбранной ширине полосы он лежит на кровле) к основному кровельному материалу.
7. Проверяют качество швов плоской отвёрткой и обмазывают их жидким ПВХ.

   

Видео: устройство внешнего и внутреннего углов кровли из ПВХ-мембраны

Особенности выполнения Т-образных швов

Часто длинное полотнище приходится собирать из двух или более кусков. В таком случае сначала свариваются поперечные швы, а потом — продольные. В результате получается Т-образный шов.

Поперечные швы располагают вразбежку — со сдвигом. Пересечение четырёх слоёв материала в одной точке не допускается. Углы полотнищ скругляют для плавности перехода от одного полотнища к другому.

Балластное крепление мембраны

Проще всего придавить мембрану слоем щебня или гравия весом в 50 кг/м². Такой способ возможен при следующих условиях:

• уклон кровли не превышает 15^o;
• крыша способна нести указанную нагрузку (помимо снеговой).

Камни применяются крупные, чтобы их не сдуло ветром. Если углы и кромки у них острые, поверх мембраны предварительно настилают геотекстиль.

Вместо камней можно выложить на покрытие тротуарную плитку или бетонные блоки.

Механический способ крепления

При отсутствии возможности применить балласт мембрану фиксируют специальными крепёжными изделиями.

1. Болтами, анкерами или саморезами (в зависимости от типа основания) с крупными пластиковыми шляпками. Такие шляпки не способны продавить материал.
2. При уклонах свыше 10^{o —} указанными метизами в сочетании с дисковыми держателями.
3. На выступающих элементах крыши — специальными краевыми рейками с уплотнителем.

Механическим способом можно крепить только армированные мембраны.

Крепёж устанавливают вдоль швов с шагом в 200 мм. При уклоне более 2^o в ендовах устанавливается дополнительный ряд крепёжных элементов.

Клеевое крепление мембраны

Клеевой способ дорог и наименее надёжен, потому его применяют в последнюю очередь, когда прочие способы исключены.

Можно прибегнуть к сплошному приклеиванию мембраны, но чаще клей наносят избирательно:

• по периметру;
• вдоль швов;
• на рёбрах;
• в ендовах;
• в местах примыкания к вертикальным конструкциям и трубам.

Оборудование для монтажа мембранной кровли

Единственный специализированный инструмент для укладки кровельной мембраны — сварочный аппарат. Его применяют только при монтаже мембран-термопластов — из ПВХ и ТПО. Сварка осуществляется без присадочного материала.

Аппараты для сварки мембран делятся на три типа:

• автоматические;
• полуавтоматические;
• ручные.

Автоматические аппараты

Автоматические сварочные аппараты — это большие и тяжёлые машины, предназначенные для сварки прямых длинных швов на основной, легкодоступной части горизонтальной или вертикальной поверхности. Вот их достоинства:

• точно поддерживают оптимальные для текущих погодных условий температуру, скорость сварки и давление на соединяемые поверхности, чем обеспечивается высокое качество шва;
• обеспечивают оптимальный расход воздуха (актуально для мембран из ТПО);
• длинные участки сваривают со стабильно высоким качеством, тогда как при ручной сварке таких швов из-за монотонной работы особенно сильно проявляется человеческий фактор и, как результат, сильно страдает качество;
• не требуют от оператора высокой квалификации — он лишь осуществляет настройку параметров и корректирует направление движения автомата вдоль шва.

Помимо качества автоматический аппарат обеспечивает высокую скорость монтажа — 2–8 метров за минуту (м/мин). При ручном методе скорость сварки составляет не более 0,4 м/мин.

Полуавтоматические устройства

Полуавтоматические аппараты применяются в местах, где невозможно задействовать массивный автомат: на крышах с большим уклоном, вертикальных поверхностях, парапетах и других конструкциях. Они также обеспечивают высокую скорость и хорошее качество монтажного шва, но сильно уступают по этим параметрам автоматическим устройствам.

Ручные термофены

Ручные аппараты применяются в сложных и труднодоступных местах примыкания кровельного покрытия к различным конструкциям, на криволинейных участках, при сварке коротких торцевых швов. Ручной сварочный аппарат называют термофеном. Он лёгок и удобен в работе, при нештатных ситуациях автоматически отключается. Параметры режима работы отображаются на дисплее. Температура воздуха ступенчато регулируется 10-позиционным переключателем с шагом в 60 градусов. Самые совершенные модели поддерживают необходимую температуру автоматически.

Ведущие производители техники для сварки мембранных кровель

Оборудование для сварки ТПО и ПВХ мембран производят компании Швейцарии, США, Германии, Швеции.

Leester Process Technologies (Швейцария)

Наивысшую оценку пользователей получили следующие модели:

• автоматические «Варимат V» и «Битумат» (второй используется для сварки битумно-полимерных материалов);
• полуавтоматический «Триак Драйв»;
• ручные «Триак S2», «Триак PID», «Хот-Джет S».

  

Forsthoff Gmbh (Германия)

Компания Forsthoff Gmbh постоянно совершенствует свою продукцию. Так, в ручных сварочных аппаратах серии «S», вышедшей в 2009-м году (Grand-S Electronic, Hot Air S, Quick-S Electronic и др.), были применены следующие решения:

• кнопки управления перенесены на торец рукоятки, чем исключается случайное нажатие;
• рукоятка изменила форму, став более удобной;
• установлен новый электромотор с более долговечными графитовыми щётками (ресурс составляет 1500 часов);
• внесены изменения в конструкцию, исключающие в случае износа щётки повреждение коллектора пружиной;
• усовершенствованы форма и крепление щёток, что позволяет быстро их менять.

  

Herz (Германия)

Помимо термофенов в каталоге данного производителя представлены тестеры для проверки качества сварных швов и многое другое оборудование. Наибольшим спросом пользуются автоматический сварочный аппарат Laron и ручной Rion, тогда как модели серий Eron, Mion и Comon применяются при монтаже кровельных мембран довольно редко.

Lansite (США)

Компания производит качественные ручные аппараты бюджетного сегмента. Ассортимент представлен двумя сериями — Tornado и Hurricane.

Sievert(Швеция)

Создатель надёжной автоматической сварочной машины SievertTW 5000, популярной среди профессионалов. Компания «Пеноплэкс СПб» даже официально рекомендует применять её при монтаже своих мембран «Пластфоил». Особенности аппарата:

• двигательная система с полным приводом (повышается качество сварного шва независимо от толщины мембраны);
• регулируемые передние колёса позволяют выполнять сварку под разными углами;
• мощный двигатель обеспечивает подъём по скату с уклоном до 30^o.

Видео: аппараты и принадлежности для сварки ПВХ-мембран

Полимерные гидроизоляционные мембраны — практически идеальный кровельный материал: они долговечны, эластичны, стойки ко всем негативным атмосферным факторам. Но покрытие оправдает надежды только при условии грамотного монтажа, потому его желательно доверять сертифицированным специалистам.