Сегодня при строительстве быстровозводимых зданий применяется большое количество различных технологий и технических решений, направленных на снижение общей стоимости здания. Несмотря на то, что во многих российских регионах высота снежного покрова может достигать нескольких десятков сантиметров и более, в последние несколько лет для размещения инженерного оборудования у нас в стране начали широко использоваться плоские кровли. Масса оборудования, выносимого на кровлю, может варьировать от 10 кг до 10 т.

Автор Федор Андронов

Узлы прохода кровли

На горизонтальных кровлях часто размещают системы охлаждения и вентиляции — в основном это касается вентиляторов приточных и вытяжных систем. Для того чтобы проложить вентиляционные каналы через тепло-гидроизоляционный «пирог» кровли, разрабатываются специальные технические узлы — узлы прохода кровли (УПК). Чаще всего их монтируют непосредственно на кровле строители или кровельщики.

Такие узлы должны выполнять следующие основные функции:

• компенсировать статические и динамические нагрузки, связанные с размещением и работой вентиляционного оборудования;
• обеспечивать удобство выполнения гидроизоляции кровли, в т.ч. с помощью ПВХ-мембран.

Кроме того, они должны иметь конструкцию, которую можно легко монтировать на металлический каркас и обладать хорошей теплоизоляцией. Все детали узла прохода кровли должны быть выполнены из материалов, устойчивых к коррозии, или обладать антикоррозийным покрытием.

Практика показывает, что при монтаже узлов прохода кровли строители впадают в две основные крайности. Например, стараясь минимизировать стоимость конструкции, они создают заведомо некачественные УПК, не соответствующие основным требованиям, предъявляемым к таким конструкциям: плохая гидро- и теплоизоляция, неряшливый внешний вид и т.д. Впадая в другую крайность, строители изготавливают узлы стоимостью, превышающей стоимость вентиляционного оборудования.

Системы монтажа крышных вентиляторов

Для зданий с так называемой жесткой кровлей технология организации узла прохода кровли достаточно проста и хорошо освоена. Узел выполняется в виде небольшой постройки, сложенной из кирпича, или ленточного фундамента, отлитого из бетона, на который устанавливается вентиляционное оборудование. В этом случае узел фактически будет являться продолжением вентиляционной шахты здания. К сожалению, такая организация узла не всегда позволяет избежать трудностей, связанных с креплением оборудования и гидроизоляцией примыканий.

Стандартизированного и универсального технического решения для монтажа узла прохода на мягкой кровле в настоящий момент не существует. В то же время, значительное увеличение числа зданий с такой кровлей привело к росту интереса проектантов к данной проблеме. В результате было разработано несколько способов создания узла прохода кровли на мягкой кровле. Часть из них предлагают производители вентиляционного оборудования, часть — организации, специализирующиеся на создании конструкций для различных инженерных систем. Поскольку вентиляторы обладают разными размерами и по-разному монтируются на кровле, конструкции для их размещения на кровле бывают различными. Большинство специалистов используют для их обозначения одно общее название — системы монтажа крышных вентиляторов (СМКВ).

Наибольшее распространение СМКВ получили в США, где на плоских кровлях размещено до 90% вентиляционного оборудования — характерным примером являются рестораны сети McDonalds. Именно в США были разработаны и введены в строй стандарты, определяющие требования к СМКВ и документы, где сформулированы практические рекомендации по проектированию и монтажу систем монтажа крышных вентиляторов. Также в Северной Америке работает большое количество компаний, например Thybar, выпускающих подобные системы: опорные рамы для установки вентиляторов (roof curb), антивибрационные опорные рамы (vibro-curb), системы для крепления кондиционеров (retro-mate) и т.д.

Одними из основных достоинств стандартных американских СМКВ являются низкая масса системы и незначительные динамические нагрузки на кровлю. Как правило, вес крышных вентиляторов не превышает 100 кг, а давление, оказываемое ими на поверхность кровли — 800 Па. Использование таких облегченных вентиляторов позволяет реализовывать СМКВ в виде обычных деревянных каркасов, облицованных листовым алюминием. По периметру систем размещается деревянный брусок, используемый для фиксации гидроизоляционной пленки и крепления нижней части вентиляторов одновременно. Интересно, что вентиляторы, установленные на кровле, могут использоваться не только в качестве вытяжных, но и в качестве приточных или реверсивных. То есть через один и тот же СМКВ может подаваться как приточный, так и вытяжной воздух. Некоторые американские производители (например, компания Greenheck) поставляют крышные вентиляторы в комплекте с СМКВ. Так многие американские компании изготавливают СМКВ на заказ, системы могут быть любых размеров и прочности. Также при создании СМКВ некоторые компании предлагают следующие нетрадиционные технические решения:

• установка профнастила на гофры (с сохранением герметичности);
• размещение крупногабаритных roof-top длиной до 10 м;
• виброизоляторы, встроенные в раму СМКВ;
• система гашения сейсмической волны, вызванной землетрясениями.

В Европе для крепления вентиляционного оборудования на кровле тоже используются СМКВ, однако пока они не получили широкого распространения. В основном это связано с тем обстоятельством, что европейским производителям не удалось наладить массовый выпуск доступных СМКВ, использующих вышеперечисленные технические решения — во многом это обусловлено региональными традициями проектирования. Поэтому в европейских государствах выбор СМКВ, доступных массовому пользователю, намного меньше. В основном такие системы применяются для организации вентиляции складских и торговых комплексов, т.е. зданий большого размера с плоской кровлей по металл-каркасу.

При создании некоторых СМКВ используются стандартные технические решения, позволяющие одному устройству выполнять несколько различных функций. Например, система компании Systemair благодаря специальному материалу, используемому в качестве теплоизоляции, одновременно является опорным узлом крышного вентилятора и шумоглушителем.

СМКВ могут использоваться для шахт систем естественной вентиляции и дымоудаления. Некоторые из них, например системы СМКВ компании Colt, могут осуществлять вентиляцию и дымоудаление из помещения с помощью встроенных малонапорных реверсивных осевых вентиляторов или вообще без вентилятора. Площадь таких вентиляционных узлов может составлять несколько квадратных метров. В России подобные системы установлены на зданиях торговых комплексов «Ашан» и «ИКЕА». Данные СМКВ могут состоять из основания, монтируемого на стропильные балки, и верхней части, которая выбирается для решения определенной технической задачи. Еще одной технической особенностью СМКВ фирмы Colt являются автоматические системы защиты от осадков. Эти системы закрывают створки проёма естественной вентиляции при первых каплях дождя.

Использование СМКВ в России

СМКВ, используемые в СССР, отличались крайне простой конструкцией. В основном в качестве таких систем у нас в стране использовались так называемые стаканы серий «СТ».

При их монтаже строители руководствовались типовыми чертежами, разработанными специалистами

СантехНИИпроект. Эти стаканы имели форму цилиндров и предназначались для монтажа крышных вентиляторов стандартных размеров. Гидроизоляции или утепления в них предусмотрено не было. В основном, стаканы размещались на монолитных или сборных железобетонных кровлях с битумной гидроизоляцией.

В настоящее время данные изделия выпускают несколько российских производственных предприятий, однако целесообразность их применения представляется сомнительной. По сути стаканы «СТ» являются своего рода «кашей из топора». Они отличаются низкой себестоимостью, но дополнительные затраты, связанные с трудоёмкостью их монтажа и расходом материалов, достаточно значительны и могут превысить стоимость самой СМКВ.

В основном неудобство их монтажа обусловлено цилиндрической формой стакана — к круглому основанию СМКВ сложно подвести материалы с плоской поверхностью или прямой кромкой: стропильные балки, утеплители Rockwool, ПВХ мембраны и др. Кроме того, именно неудобная форма примыканий часто становится причиной протечек или повышенной стоимости выполнения гидроизоляции кровли.

Сегодня в России строится большое количество зданий с мягкой кровлей, и проектировщикам неудобно постоянно разрабатывать узлы СМКВ индивидуально для каждого конкретного здания. В то же время доступных типовых проектов таких систем на российском строительном рынке пока нет. Поэтому большая часть проектантов просто пренебрегают разработкой СМКВ.

В результате монтажникам приходиться самостоятельно закреплять вентиляторы на кровле. При этом они либо используют некачественные самодельные СМКВ, либо закрепляют оборудование непосредственно на кровле.

В 2004 г. одним из столичных проектантов были сформулированы основные требования к системам монтажа крышных вентиляторов. В основном они повторили и расширили требования соответствующих американские стандартов. Список основных требований к СМКВ выглядит следующим образом:

• системы СМКВ должны удобно монтироваться к металлическим балкам каркаса кровли — стальная конструкция;
• крепить ПВХ к системе СМКВ должно быть удобно — внешняя поверхность, соприкасающаяся с пленкой, должна представлять собой плоскость, горизонтальное сечение СМКВ должно быть квадратным;
• системы СМКВ должны обладать жесткой конструкцией и выдерживать вибрационные нагрузки, генерируемые мощными вентиляторами с вертикальной осью — нагрузки «на срез» в горизонтальной плоскости;
• в системах СМКВ должна быть предусмотрена возможность монтажа отсечных клапанов;
• системы СМКВ должны быть оснащены теплоизолированными стенками;
• у систем СМКВ должна быть возможность размещения любого типа вентиляторов, в т.ч. и осевых высокого давления для подачи воздуха внутрь здания (системы ПД);
• у систем СМКВ должна быть предусмотрена возможность монтажа на скатной кровле с любым углом наклона;
• все элементы конструкции СМКВ должны отличатся полной коррозионной устойчивостью в любом климате;
• при необходимости в СМКВ должна быть реализована возможность работы с вентиляторами систем ДУ (дымоудаление — 600 °С);
• на объект СМКВ должны поставляться в полной заводской готовности — время монтажа на кровле следует сократить до минимума.

В 2004 г. выполнение всех вышеперечисленных требований не мог обеспечить ни один отечественный производитель. Пробный выпуск СМКВ начался в 2005 г., и спрос на данные системы превзошел и ожидания, и технические возможности производителя. Опция СМКВ, предложенная на рынке крышных систем вентиляции, стала использоваться примерно в 50% заказов. Крупнейшими объектами, где были установлены новые системы, стали здания торговых комплексов «Мега» и «ИКЕА», расположенные в различных городах страны. Новые СМКВ позволили монтировать крышные вентиляторы от № 355 до № 1400 и осевые от № 400 до № 1250. Силовой каркас СМКВ выполняется цельносварным и облицованным листовым металлом (с двух сторон). Возможны различные исполнения: с облицовкой из оцинкованной или нержавеющей стали, с утеплением или без. В СМКВ могут встраиваться отсечные клапаны следующих типов:

❏ простые обратные;

❏ механические с моторным приводом;

❏ противопожарные — особенно актуально при монтаже крышных вентиляторов систем дымоудаления.

Изначально на российском рынке новые СМКВ были предложены именно как опция для вентиляторов дымоудаления крышного типа. Одной из основных проблем данного оборудования являются повышенные требования по огнестойкости кровли в зоне выброса. Дело в том, что засыпать горючую кровлю негорючей щебенкой или бетонной плиткой не всегда возможно. Во-первых, это может привести к значительному увеличению статических нагрузок на крышу, во-вторых — к ухудшению внешнего вида здания.

Сегодня проектанты начинают все чаще начинают использовать СМКВ для пропускания через кровлю не только вентиляционных каналов, но и других инженерных коммуникаций: дымоходов, кабелей и т.д. Также необходимо отметить следующие дополнительные возможности, которые СМКВ предоставляют пользователю:

❏ возможность вывода нескольких вентиляционных шахт небольшого размера в один общий узел СМКВ;

❏ возможность использования СМКВ для подачи воздуха внутрь зданий, в т.ч. в системах ПД (противодымный подпор);

❏ возможность увеличения высоты сброса дымовых газовых от систем ДУ до двух метров или более (актуально при использовании кровли из горючих материалов без защиты).

В настоящее время производством СМКВ в России занимаются сразу три предприятия. Их продукция в разной степени удовлетворяет части вышеперечисленных требований к СМКВ. ■