• Проектировщику
  • 29.04.2015

Кровля из пвх-мембраны, декорированная композитными панелями

В статье описан опыт проектирования и возведения кровли здания многофункционального комплекса в г. Минске по пр. Победителей, включающего гостиницу, спортивный центр и сопутствующие объекты.

В настоящее время на рынке стройматериалов Беларуси появляются новые кровельные гидроизоляционные материалы, такие как полимерные мембраны, мембраны на основе каучука, синтетические покрытия EPDM (синтетическое резиновое покрытие), мембраны из термопластического полиолефина, профилированные металлические элементы типа Kalzip, Boehme и т.д. Конструкции кровли, выполненные с использованием приведенных материалов, обладают высокой стойкостью к воздействиям окружающей среды, повышенной долговечностью, стойкостью к механическим воздействиям, высокой прочностью по сравнению с традиционными кровлями, выполненными с использованием битумно-полимерных материалов. Кроме того, производители гидроизоляционных материалов, как правило, гарантируют, что их материалы при правильном выполнении строительно-монтажных работ и грамотной эксплуатации прослужат не менее 20–30 лет.

На рынках Европы и Российской Федерации данные материалы получили широкое распространение, чего нельзя сказать о строительстве на территории Республики Беларусь, где эти материалы применяются на единичных объектах. Данный факт можно объяснить как дороговизной самих материалов, так и отсутствием нормативно-технических документов, регламентирующих их легитимное и правильное использование. Однако, несмотря на трудности, современные кровельные гидроизоляционные материалы постепенно находят своего потребителя. Одним из таких объектов стал многофункциональный комплекс в г. Минске по пр. Победителей, включающий гостиницу, спортивный центр и сопутствующие объекты. Заказчиком данного объекта выступает инвестиционная компания «Сокол»; архитектурный проект многофункционального комплекса разработан архитектурной компанией «Воробьев и партнеры», строительный проект разработан СООО «МАГНУС групп».

Общий вид объекта на завершающей стадии строительства представлен на рис. 1.

рис1.jpg

Рис. 1. Общий вид многофункционального комплекса на завершающей стадии строительства со стороны пр. Победителей

ОПИСАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПО ПР. ПОБЕДИТЕЛЕЙ

Многофункциональный комплекс по пр. Победителей представляет собой группу сблокированных между собой зданий различной этажности. В плане комплекс напоминает парящего сокола и состоит из четырех зданий:

  • спортивного центра, выполненного в виде эллиптического 3-уровневого объема, занимающего центральное место во всей композиции; размеры в плане составляют 98,4×66 м;
  • теннисного клуба, представляющего собой 3-этажный объем треугольной формы с закругленными углами; размеры в плане составляют 80×55 м;
  • паркинга в виде 4-уровневого объема треугольной формы с закругленными углами; размеры в плане составляют 80×55 м;
  • гостиницы, которая является доминантой всего комплекса и завершает целостность образа парящего сокола. Здание представляет собой дугообразный 8-этажный объем с размерами в плане 200×18,6 м.

Здания теннисного клуба и паркинга расположены по бокам от спортивного центра и в архитектурной концепции играют роль «расправленных крыльев» парящего сокола. В соответствии с задумкой архитекторов кровля выполнена в двух уровнях: по высотному зданию гостиницы и по объединенному объему, состоящему из зданий спортивного центра, теннисного клуба и паркинга. Общий вид здания со стороны реки Свислочь представлен на рис. 2.

рис2.jpg

Рис. 2. Общий вид многофункционального комплекса со стороны реки Свислочь

По конструктивной схеме здания многофункционального комплекса запроектированы с использованием безригельного монолитного железобетонного каркаса с плоскими монолитными дисками перекрытия. В качестве несущих конструкций покрытия применена система, состоящая из стропильных металлических ферм (с максимальным пролетом 45 м в спортзале и 36,4 м над теннисными кортами), подстропильных металлических ферм и металлических балок, опирающихся на стальные колонны, железобетонные монолитные стены и железобетонные монолитные балки монолитного железобетонного каркаса зданий. Вид здания в процессе строительства представлен на рис. 3.

рис3.JPG

Рис. 3. Вид здания в стадии возведения несущих конструкций покрытия

Благодаря несущим металлическим конструкциям покрытия и уложенному по ним профилированному настилу марки Н-114-750-0,8 образуется единая криволинейная поверхность, по которой выполнена конструктивная система кровли.

ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ КРОВЛИ

Согласно архитектурной концепции многофункционального комплекса, а также для целостного восприятия всех сблокированных зданий было решено выполнить декоративную облицовку кровли композитными алюминиевыми панелями, которые в данном комплексе символизируют оперение птицы. Для большей выразительности в кровле предусмотрены светопрозрачные конструкции со встроенной подсветкой. Композитные алюминиевые панели различных оттенков серого цвета расположены группами в хаотичном порядке, что обеспечивает схожесть декоративного кровельного покрытия с оперением сокола.

Для реализации архитектурной задумки принято решение выполнить конструкцию кровли двухслойной с воздушным зазором между нижним гидроизоляционным и верхним декоративным покрытиями.

Выбор наиболее экономичного конструктивного решения кровли, обеспечивающего минимальные сроки возведения, осуществлялся путем анализа фрагментов кровли, изготовленных с применением различных конструктивных решений. Из представленных на строительном рынке кровельных конструктивных решений были использованы следующие образцы фрагментов кровли:

Образец 1. Конструктивное решение кровли с использованием профилированных металлических листов и металлических элементов Kalzip. Общий вид фрагмента кровли приведен на рис. 4.

рис 4 1.JPG

Рис. 4. Общий вид фрагмента кровли с использованием металлических конструкций Kalzip

В основе конструкции кровли Kalzip применены корытообразные лотковые и несущие поддерживающие в проектном положении алюминиевые элементы. По гребням лотковых элементов установлены декоративные композитные алюминиевые панели.

Образец 2. Конструктивное решение кровли с использованием профилированных листов и металлических элементов Boehme. Общий вид фрагмента кровли приведен на рис. 5.

рис 5.jpg

Рис. 5. Общий вид фрагмента кровли с использованием металлических элементов Boehme

Кровля Boehme по принципиальному конструктивному решению повторяет конструкцию кровли Kalzip.

Образец 3. Конструктивное решение кровли с использованием в качестве гидроизоляционного покрытия гибкой пластифицированной ПВХ-мембраны, уложенной по слою минеральной ваты, и несущей подсистемы, состоящей из металлических шпилек, поверх которых установлены продольные и поперечные металлические «шляпные» профили. По «шляпному» профилю установлены композитные алюминиевые декоративные панели. Для отвода осадков между декоративным и гидроизоляционным слоями выполнен воздушный зазор. Общий вид конструкции приведен на рис. 6.

рис6.jpg

Рис. 6. Общий вид конструктивных слоев кровли (гидроизоляционного – слева, верхнего декоративного – справа)

Так как единая кровля сблокированных зданий представляет собой сложную выпукло-вогнутую систему по высоте и сложную по форме, вытянутую в плане геометрию, состоящую из примыкающих друг к другу эллипсов, при монтаже кровельных систем Kalzip и Boehme возникает необходимость выполнять резку лотковых элементов при стыковке их на перегибах с последующей сваркой разрезанных элементов. Это влечет за собой удорожание всей конструкции кровли, а также приводит к увеличению сроков выполнения работ по сравнению с третьим образцом кровли.

Кроме того, в первом и втором вариантах зазор между лотковым элементом и декоративным композитным покрытием достаточно мал, что при отрицательных температурах воздуха может привести к образованию наледи в пространстве между элементами и вызвать повреждение верхнего декоративного слоя. В третьем варианте зазор регулируется высотой шпильки и может быть достаточно большим.

Еще одним аргументом в пользу третьего варианта является обеспечение равномерного сбора атмосферных осадков по площади кровли. Это достигается путем формирования отбойников (бортиков) из утеплителя и ПВХ-мембраны, которые разделяют поверхность кровли по площади на отдельные участки и направляют стоки в водоприемную воронку, обслуживающую данный участок кровли.

Для обеспечения сбора атмосферных осадков с кровли, изготовленной по первому или второму варианту, необходимо вокруг кровли отдельных зданий в местах их примыкания друг к другу устанавливать лотки и уже в них – водоприемные воронки. Данное решение приводит к увеличению общей высоты конструкции кровли, ее усложнению, а также к общему удорожанию.

После рассмотрения всех представленных вариантов, учитывая сложную геометрию кровли, ее большую площадь, а также предварительные расчеты затрат на возведение кровельных конструкций, комиссия в составе представителей заказчика, инженерной организации и проектировщиков пришла к выводу, что наиболее целесообразно выполнить кровлю по третьему варианту.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КРОВЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПВХ-МЕМБРАНЫ

рис7 1.JPG рис 72 .JPG

Рис. 7. Общий вид гидроизоляционного слоя кровли (слева) и верхнего декоративного покрытия из композитных алюминиевых панелей (справа)

Принятая конструкция кровли с использованием в качестве гидроизоляционного слоя ПВХ-мембраны во многом оригинальная и новая. В открытой печати до настоящего времени подобного конструктивного решения кровель на территории Республики Беларусь не описывалось, поэтому при проектировании приходилось использовать нормативно-технические материалы производителей мембран и зарубежный опыт (ООО «ЭКС ПП Экологические Технологии»). Кроме того, в отечественной нормативной документации очень скудно представлены требования к кровлям, выполненным с использованием синтетических мембран.

В ТКП 45-5.08-277-2013 «Кровли. Строительные нормы проектирования и правила устройства», являющемся основным нормативным документом по проектированию кровель, 2/3 его объема посвящено битумно-полимерным рулонным и мастичным кровлям. О современных кровельных материалах (полимерных мембранах, мембранах на основе каучука, синтетических покрытиях EPDM (синтетических резиновых покрытиях), мембранах из термопластического полиолефина) в ТКП 45-5.08-277-2013 есть только упоминание, что их можно использовать как для эксплуатируемых, так и неэксплуатируемых кровель.

Битумно-полимерные материалы известны очень давно. Они отличаются низкой стоимостью по сравнению с другими кровельными материалами, однако их долговечность и стойкость к внешним воздействиям оставляют желать лучшего.

Новые современные гидроизоляционные материалы (синтетические мембраны), конечно, дороже битумно-полимерных материалов, но это компенсируется их значительным превосходством в долговечности и стойкости к внешним воздействиям. Синтетические мембраны имеют право на применение в отечественном строительстве, однако следует заметить, что нормативные документы, разработанные в Беларуси, должны более подробно отображать требования к кровлям, выполненным из синтетических мембран.

В России уже разработаны и применяются следующие нормативные документы:

  • СП 17.13330.2011 «Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76» (в документе представлены требования к кровлям, выполненным из синтетических мембран);
  • «Рекомендации по применению кровельных рулонных материалов ICOPAL», согласованные с ОАО «ЦНИИПромзданий» (2013 г.);
  • Рекомендации «Кровля и гидроизоляция с применением ПВХ-мембраны «Пластфоил» производства ООО «Пеноплэкс Спб», разработанные ОАО «ЦНИИПромзданий» (2008 г).

Еще об одном аспекте проектирования кровли на основе ПВХ-мембран хотелось бы рассказать – это получение одобрения конструктивной системы кровли, возведенной на многофункциональном комплексе в г. Минске по пр. Победителей, органами МЧС. Для проведения огневых испытаний на полигоне ИЦ «НИИ ПБ и ЧС МЧС Беларуси» были запроектированы и изготовлены 8 фрагментов кровли (4 шт. с размерами 5×3 м и 4 шт. с размерами 2×2 м). После проведения огневых испытаний фрагментов кровли получены протоколы с заключением о том, что представленные образцы имеют предел огнестойкости RE30, что соответствует требованиям ТНПА РБ.

В заключение хотелось бы отметить, что при детальном сравнении всего «пирога» кровли, выполненного с применением битумно-полимерных рулонных материалов, и «пирога» кровли, изготовленного с применением ПВХ-мембраны, разница в стоимости немного нивелируется.

ВЫВОДЫ

Современные гидроизоляционные материалы (синтетические мембраны) обладают высокой прочностью и долговечностью, что является их неоспоримым преимуществом, в то же время они достаточно дорогостоящие, что ограничивает возможность их применения. Однако при сравнении стоимости всего «пирога» кровли в анализируемых конструкциях изначальная «дороговизна» синтетических мембран становится преимуществом, благодаря длительному сроку их эксплуатации и увеличению периодов между капитальными ремонтами.

P.S. Авторы статьи выражают благодарность руководителю проекта инвестиционной компании «Сокол» А. Д. Русакевичу, а также ведущему инженеру ПТО СООО «МАГНУС групп» А. А. Барановскому за оказанную помощь в подготовке статьи.

Наша справка

По информации, представленной ведущим инженером ПТО СООО «МАГНУС групп» А. А. Барановским, стоимость 1 м² кровельного «пирога» с учетом стоимости материалов и строительно-монтажных работ при изготовлении кровли с использованием битумно-полимерных рулонных материалов («Энерготехнологический комплекс») составляет 45 у.е. при сроке службы 7–10 лет, а стоимость аналогичной площади кровельного «пирога», изготовленного с использованием ПВХ-мембраны производства Sikaplan 15G (за вычетом декоративного покрытия и металлических конструкций под нее), составляет 75 у.е. при сроке службы 20–25 лет.

Таким образом, на основании изложенных данных в каждом конкретном случае имеется возможность принять решение о целесообразности применения той или иной системы кровли.

Комментарии
Комментариев к материалу пока нет
Оставить комментарий