Инверсионная кровля: виды, применяемые материалы и технологии устройства

Пустующая крыша здания при нынешней дороговизне земли в городской черте представляется расточительством. Между тем здесь может быть организовано не только кафе или место для прогулок, но и автопарковка. Подобные нагрузки может выдержать только инверсионная крыша.

Инверсионная кровля: описание и устройство

Инверсионной называют видоизменённую мягкую кровлю, в которой рулонный гидроизоляционный материал расположен под утеплителем. С целью обеспечения интенсивной эксплуатации в конструкцию включают и дополнительные слои, так что в итоге кровельный пирог выглядит так (снизу вверх):

1. Основание, которым служит пустотная или ребристая железобетонная плита.
2. Гидроизоляция.
3. Утеплитель.
4. Дренажная подушка. Очищает от грязи просачивающуюся сквозь верхнее покрытие воду. Благодаря этому заполненное утеплителем пространство над гидроизоляционным ковром не заиливается и жидкость стекает по нему свободно.
5. Финишное покрытие. Это плитка, заасфальтированная стяжка или почва с растительностью. В последнем случае поверхность крыши представляет собой газон или даже сад, что выглядит эффектно.

Пароизоляция отсутствует, поскольку в ней нет необходимости.

Проектирование инверсионной крыши выполняют с учётом требований СНиП 3.04.01–87 «Изоляционные и отделочные покрытия», СНиП II-26–76* «Кровли. Нормы проектирования» и дополнений к данной главе «Кровли. Руководство по проектированию, устройству, правилам приёмки и методам оценки качества».

Плюсы и минусы инверсионной кровли

Этот вид кровли обладает несколькими достоинствами:

1. Способность выдерживать значительные нагрузки. Объясняется тем, что важный и чувствительный элемент кровельного пирога — гидроизоляционный барьер — залегает в глубине конструкции, поэтому не подвергается механическому воздействию.
2. Долговечность. Причина та же: глубокое расположение гидроизоляции. Она защищена не только от механического воздействия, но и от других негативных факторов, например, ультрафиолетового излучения, морозов (снаружи материал разрушается при замерзании проникшей в поры воды), перепадов температур. Инверсионная кровля служит 60 лет и более.
3. Высокое термическое сопротивление. Инверсионная кровля в сравнении с обычной является более тёплой.

Имеются и недостатки:

1. Сложность в устройстве. Требуется подъём на крышу и укладка большого количества дополнительного материала — для дренажного слоя и финишного покрытия.
2. Трудоёмкость ремонта. Чтобы залатать или заменить износившийся гидроизоляционный материал, придётся демонтировать вышележащие слои.
3. Ограниченность применения. Инверсионная кровля не подходит для регионов с дождливым климатом, так как в условиях постоянной сырости под утеплителем могут развиваться грибок и плесень, разрушающие строительные материалы.
4. Визуальная недоступность гидроизоляционного слоя. Это делает невыполнимым его профилактический осмотр.

По этой причине:

• отсутствует возможность предотвратить протечки путём заблаговременного обнаружения и устранения проблем;
• возрастают требования к герметичности уязвимых участков — мест примыкания кровли к трубам, шахтам, стенам, парапету и другим вертикальным конструкциям;
• усложняется обнаружение повреждений гидроизоляционного слоя в случае протечки, которые далеко не всегда находятся над местом появления воды.

Материалы для устройства инверсионной кровли

Перед началом строительных работ необходимо приготовить следующее:

1. Пенополистиролбетон, керамзитобетон или другой подобный материал. Этой смесью выполняют разуклонку — на основании формируют поверхность с уклоном в 1,5—5% для отведения жидкости в водосточную систему.

   

2. Цемент марки М150, песок, арматурные стержни или сетки. Этот набор необходим для изготовления стяжки, служащей основанием для гидроизоляционного ковра. Она может укладываться и сверху, если в качестве финишного покрытия решено использовать керамическую плитку или асфальтобетон.
3. Рулонная гидроизоляция. Для инверсионной кровли подойдут битумно-полимерные материалы (например, еврорубероид), которые укладываются в 2–3 слоя, нефтеполимерные (ПВХ и другие) и каучуковые мембраны — новейшие материалы, долговечные и устойчивые ко всем негативным факторам, укладываются в один слой. В инверсионных кровлях с растительностью применяют специальную корнестойкую рулонную гидроизоляцию.
4. Утеплитель, обладающий высокой прочностью и влагоустойчивостью. Данному требованию соответствует только экструзионный пенополистирол, способный без существенных деформаций выдерживать нагрузки до 50 т/м². В отличие от пенопласта (гранулированного пенополистирола), экструзионный имеет однородную структуру.
5. Геотекстиль, щебень или гравий размером от 16 до 32 мм. Используются для изготовления дренажной подушки: поверх утеплителя настилается геотекстиль и затем укладывается щебень слоем не менее 50 мм. Оба материала в совокупности выступают фильтром, благодаря чему по гидроизоляционному ковру стекает чистая вода. Также геотекстиль используют как разделительный барьер между слоями, когда элементы одного могут повредить второй. Под финишное покрытие с низкой водопроницаемостью (асфальтобетон или облицованную плиткой стяжку) допускается в качестве дренажного слоя укладывать специальную мембрану — пластиковую сетку, оклеенную с двух сторон геотекстилем.
6. Рубероид или пергамин. Этими материалами застилают дренажную подушку, если под финишное покрытие требуется укладка стяжки или армированного бетона. Подложка не даст цементному молочку уйти из раствора и забить дренаж.
7. Асфальтобетон, тротуарная или керамическая плитка, почвенные составы (смесь компоста с керамзитом, перлитом или вермикулитом). Эти материалы используются в качестве кровельного покрытия в зависимости от её назначения.
8. Двухуровневые водосточные воронки. Осуществляют сбор жидкости одновременно с гидроизоляционного ковра и поверхности инверсионной кровли.

   

9. Оградка. Эксплуатируемая кровля согласно требованию нормативов загораживается с целью предотвращения случайного падения людей.

   

Виды инверсионных кровель

В зависимости от предполагаемых нагрузок конструкция пирога инверсионной кровли может варьироваться.

Кровля с гравийной засыпкой

Наиболее простая разновидность, не предусматривающая эксплуатацию крыши. Финишное покрытие отсутствует, но гравийная засыпка играет роль не дренажа, а балласта, придавливающего утеплитель. Дело в том, что последний в инверсионной кровле кладут без крепления, давая возможность воде свободно стекать по гидроизоляционному ковру.

Камни используются крупные — размером 25–32 мм. Толщина засыпки составляет 30–50 мм.

Пешеходная кровля

На таких кровлях устраивают кафе, террасы, спортивные площадки и прочее. Роль финишного покрытия играет тротуарная плитка, укладываемая на подсыпку из мелкого гравия (5–10 мм), песка либо смеси этих материалов. Подбирается утеплитель с прочностью, рассчитанной не только на нормативную снеговую нагрузку, но и на вес пешеходов.

Кровля с озеленением

В этой разновидности инверсионной кровли применяется двойная фильтрация: поверх засыпки из щебня укладывается ещё один слой геотекстиля. На последний насыпается почвенный слой для высадки растений. Специалисты советуют в этом качестве применять смесь компоста с вермикулитом, керамзитом или перлитом.

Верхний слой гидроизоляционного ковра делают из специального корнестойкого материала.

Видео: принципы построения правильного пирога для зелёной крыши

Кровля для автопарковки

Всё чаще крыша многоквартирного дома оборудуется под автопарковку. Отличительные черты такой конструкции:

• используется утеплитель с максимальной несущей способностью;
• поверх засыпки (камни размером 25–32 мм) укладывается монолитная или сборная железобетонная плита;
• в качестве финишного покрытия настилается асфальтобетон.

Пирог «Технониколь»

Компания «Технониколь» выпускает широкий ассортимент материалов для устройства инверсионных кровель любого назначения, в том числе и рулонные битумно-полимерные наплавляемые гидроизоляционные материалы:

1. «Техноэластмост Б» и «Техноэласт ЭПП». Рулонная гидроизоляция общего назначения. Благодаря полиэфирной основе обладает высокой влагостойкостью. Имеет слой присыпки из мелкого песка.
2. «Техноэластмост С». Применяется в верхнем слое гидроизоляционного ковра, когда асфальтобетон укладывается непосредственно на него (в неутеплённых инверсионных кровлях).
3. «Техноэласт-Грин». Материал, не поддающийся разрушительному действию корней растений. Это свойство обусловлено двумя факторами. Наружный слой представлен толстой полимерной плёнкой, а в состав вяжущего добавлена присадка, блокирующая рост корней. При обустройстве гидрозащитного барьера «Техноэласт-Грин» укладывают только верхним (наружным) слоем, нижележащие (внутренние) делают из обычной битумно-полимерной гидроизоляции, например, «Техноэластмост Б» или «Техноэласт ЭПП».
4. «Техноэласт ЭКП». Материал с одной стороны имеет сланцевую присыпку, делающую его устойчивым к солнечному излучению. Применяют «Техноэласт ЭКП» в местах выхода гидроизоляционного барьера наружу, то есть при оформлении примыканий к трубам и другим вертикальным поверхностям.
5. «Техноэласт-Фикс ЭПМ». Материал предназначен для свободной укладки, когда нет возможности приклеить гидрозащиту к основанию. В местах нахлёста соединяется методом сварки.

   

Все наплавляемые материалы (например, «Техноэласт-Фикс» таковым не является) оснащены легкоплавкой полимерной плёнкой. По достижении требуемой температуры на ней проявляется рисунок.

Также компания предлагает:

• битумный праймер, используется в качестве грунтовки перед наклеиванием рулонной гидроизоляции на бетонное или цементное основание;
• горячая мастика №41, применяется для заделки трещин, сколов и температурных швов;
• холодная мастика №23, наносится под край гидроизоляционного ковра, прилегающий к вертикальной поверхности (над прижимной рейкой).

Известны строителям и дренажные мембраны:

• композиционная мембрана Planter-Plast — полимерная сетка, оклеенная с двух сторон геотекстилем, может применяться на асфальтированных кровлях в качестве дренажного слоя вместо подушки из щебня;
• полимерная мембрана Planter-geo для пешеходных кровель.

Компания «Технониколь» выпускает водонепроницаемые полиэтиленовые мембраны Planter Standart и Planter-geo, полностью исключающие поступление влаги к утеплителю. Это увеличивает срок службы последнего, ведь даже экструдированный пенополистирол с его низким водопоглощением постепенно разрушается.

Геотекстиль марки «Технониколь» предлагается отдельно. Плотность его составляет 350–400 г/м². А экструдированный пенополистирол этот производитель выпускает под маркой «Техноплекс 45» и Carbon Prof 300.

Пирог с плиткой

Пешеходные кровли менее подвержены протечкам, если было использовано покрытие в виде цементно-песчаной стяжки, оклеенной керамической плиткой. Толщина стяжки составляет не менее 50 мм, при этом используется цемент марки М150 и более. Арматурную сетку связывают из отдельных прутьев либо используют готовую дорожную сетку с ячейкой не более 150х150 мм.

Выполняют инверсионный пирог с плиткой следующим образом:

1. Под стяжку подстилают рубероид или пергамин с целью удержать в растворе цементное молочко.
2. Сверху её обмазывают в два слоя полиуретановой мастикой (является защитой от воды).
3. Затем присыпают песком для улучшения адгезии. Он должен быть сухой. Наносится он на мастику сразу после укладки второго слоя (максимально допустимая толщина составляет 1,5 мм), пока состав не успел затвердеть.

Монтаж инверсионной крыши

Перед началом работ способность основания крыши выдержать эксплуатационную нагрузку необходимо подтвердить расчётом (СП 20.13330).

Техника безопасности при проведении строительных работ на крыше с применением материалов с содержанием битума и растворителей (являются горючими) регламентируется нормативными документами ППБ 01–93 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации» и СНиП 12–03–01 «Безопасность труда в строительстве». Предписывается следующее:

1. Разместить на месте проведения работ средства пожаротушения.
2. Наносить мастики в направлении, при котором пары относятся от работника ветром. При отсутствии ветра человек надевает респиратор с угольным фильтром.
3. Не использовать открытый огонь при нанесении мастик с содержанием растворителя. Также во время работы с такими составами запрещается применять электросварку, резать металлические элементы болгаркой и выполнять другие действия, сопровождающиеся образованием искр.
4. Хранить на рабочих местах мастики и другие составы с содержанием растворителя в объёме, не превышающем потребности одной смены.
5. Работы вести в нескользкой обуви без подков или гвоздей на подошве и только в сухую погоду.

На эксплуатируемых кровлях ряд ГОСТов предписывает сооружать ограждения. Его характеристики зависят от высоты здания:

• для дома до 30 м минимальная высота ограждения составляет 1000 мм, шаг между стойками не более 1200 мм, а между горизонтальными перекладинами — 300 мм;
• для строений выше 30 м минимальная высота ограждения — 1100 мм, шаг стоек и горизонтальных перекладин — тот же, но конструкция дополняется вертикальными элементами с шагом не более 110 мм.

Требования относятся к высоте ограждения относительно поверхности инверсионной кровли. Соответственно, при установке ограды на парапете её высоту уменьшают.

Требуемая прочность для ограждения крыши при горизонтальном воздействии оговорена в СНиП 2.01.07–85*. При горизонтальной нагрузке в 300 Н/м длины, действующей в верхней точке ограждения, последнее должно оставаться неподвижным.

Инспектируют эту конструкцию крыши каждые 5 лет.

Порядок выполнения работ

Последовательность действий при устройстве инверсионной крыши с автопарковкой:

1. Сначала подготавливают основание. Сметают с бетонной плиты мусор и осматривают её на предмет повреждений. При наличии трещин и сколов их шпаклюют горячей мастикой, например, «Мастикой №41» от «Технониколь». Её нагревают, постоянно помешивая, до температуры 160–180^о С. Растворителя эта мастика не содержит.
2. Если основание плоское, выполняют разуклонку с углом в 1,5–5% при помощи керамзитобетона или пенополистиролобетона.

   

3. Устанавливают двухуровневые водосточные воронки. Их назначение — сбор воды с двух поверхностей: гидроизоляционного ковра и финишного покрытия (асфальтобетон).
4. Укладывают армированную цементно-песчаную стяжку на цементе марки М150. При площади кровли более 40 м² в стяжке устраивают температурно-деформационные швы. Их можно заполнить горячей мастикой. По толщине стяжка должна достигать края нижнего уровня водосточной воронки.
5. Стяжку покрывают праймером. Эта смесь растворителя и нефтяных битумов обеспечит более прочное склеивание гидроизоляционного ковра и основания. В случае свободной укладки, то есть без приклеивания, праймер не применяется.
6. Укладывают гидроизоляционный ковёр. Современные битумно-полимерные материалы (например, еврорубероид) можно укладывать методом наплавления. Для этого нижняя поверхность нагревается пропановой горелкой, затем материал прижимается к поверхности крыши и фиксируется валиком. Рулоны раскатывают поперёк ската, начиная снизу. Перед укладкой осуществляют примерку, то есть рулон раскатывают, укладывают как нужно и затем снова скатывают с двух сторон к центру. Наплавление производят три сотрудника: один разогревает пропановой горелкой рулон снизу, второй — раскатывает рулон специальным крюком, а третий тщательно прокатывает приклеенный материал валиком, чтобы не оставалось пузырей.

   

7. Следующую полосу, расположенную выше по скату, укладывают с нахлёстом в 150–200 мм. Место стыка заливают мастикой.
8. При укладке без приклеивания нижний слой делают из специального материала, полосы которого в местах нахлёста можно приварить друг к другу (у «Технониколь» это материал Техноэласт-Фикс). Сварка осуществляется газовой горелкой.
9. Если на инверсионной кровле предполагается разместить газон, следующий слой формируют из корнестойкого рулонного материала (например, «Техноэласт-Грин»). Полотнища располагают так, чтобы швы между ними не совпадали с местами стыка в предыдущем слое. Края материала заводятся на стены и крепятся механическим способом.
10. В местах примыканий горизонтальной и вертикальной поверхностей формируют бортик из цементно-песчаного раствора. Он необходим для плавного перехода.
11. Укладывают фрагмент рулонного материала так, чтобы одна его часть (шириной в 30 см) лежала на гидроизоляционном ковре, а другая (шириной в 20 см) заходила на вертикальную поверхность.

    

12. Укладывают ещё один фрагмент с заходом на горизонтальную и вертикальную поверхности по 40 см.
13. Свернув верхний край рулонного материала на вертикальной поверхности наподобие валика, его фиксируют рейкой (прикручивается дюбелями), после чего в отгиб заливают специальную мастику (Например, «Мастику №23» от «Технониколь»).
14. Поверх гидроизоляционного ковра укладывают геотекстиль. Он защитит утеплитель от механического воздействия со стороны каменной или песчаной присыпки на верхнем слое гидроизоляции.
15. Далее кладут утеплитель без крепления. Чаще всего используются плиты экструдированного пенополистирола. Марка подбирается в зависимости от ожидаемых нагрузок, толщина — согласно расчёту на теплопотери. Свободная укладка утеплителя обусловлена необходимостью облегчить сток воды.

    

16. Поверх утеплителя устраивают дренажный слой. Настилают геотекстиль, насыпают крупный гравий слоем в 50 мм и более и застилают геотекстилем.
17. В случае применения в качестве финишного покрытия цементно-песчаной стяжки или монолитной железобетонной плиты с последующим асфальтированием вместо гравийной засыпки можно применять специальные дренажные мембраны.
18. Перед укладкой стяжки или бетона дренажный слой накрывают пергамином или рубероидом. Подстилать под стяжку полиэтилен нельзя.
19. Укладывают армированную цементно-песчаную стяжку (для легковых автомобилей) или монолитную железобетонную плиту (для грузовых). В местах примыкания к парапету и прочим вертикальным элементам оставляют температурно-деформационные швы. Перед заливкой вокруг водосточных воронок устанавливают стальные конструкции для установки защитных решёток.
20. Далее кладут асфальтобетон. Максимально допустимая толщина — 70 мм. При большем значении появятся колеи. В местах стыковки с парапетом и прочими ограничивающими элементами также устраивают температурно-деформационные швы.

Водосточные воронки закрывают стальными решётками.

При наличии в здании деформационных швов их следует предусмотреть и в кровельном пироге. Над швом в гидроизоляционном слое закладывают резиновые шпонки, в асфальтобетоне — из специальных гидроизолирующих материалов, применяемых при строительстве мостов.

Видео: устройство гидроизоляции эксплуатируемой крыши

Устройство инверсионной кровли позволяет задействовать каждый имеющийся в здании квадратный метр. Но такая конструкция предъявляет высокие требования к качеству монтажа гидроизоляционного ковра, ведь здесь этот слой кровельного пирога, в отличие от обычной крыши, труднодоступен.