Металлическая кровля широко используется на большинстве промышленных предприятий и в некоторых общественных зданиях Китая благодаря своему малому весу, экономичности и высокой скорости строительства. Однако, несмотря на доминирование металлической кровли на рынке промышленных кровель, проблемы протечек, вызванные ее системными характеристиками, всегда считались постоянной проблемой, влияющей на нормальное производство и повседневную жизнь. На примере ремонта гидроизоляции кровли завода «Мантон» в Пекине в данной статье анализируются основные причины протечек в металлических стальных кровлях и предлагаются решения. Рассматривается применение системы полного приклеивания ПВХ-мембраны при ремонте такого типа кровли с протечками, включая технологию строительства и ключевые моменты контроля качества.

На примере проекта по устройству кровли из профилированного стального композита на заводе «Мантон» в Пекине, осмотр на месте показал, что стальной лист подвержен деформации из-за температурных и нагрузочных деформаций базового слоя стальной конструкции. Под воздействием теплового расширения и сжатия, ветровых нагрузок и пешеходного движения стыки стального листа ослабевали и расходились, повреждая первоначальную гидроизоляцию и вызывая протечки. В частности, в местах соединения, где использовались различные материалы — например, соединение парапетной стены и водостока из стального листа, а также световые люки и другие выступающие части крыши — асинхронные изменения напряжений в материалах приводили к ослаблению стыков, вызывая прямое проникновение дождевой воды в здание (рис. 1).

Рисунок 1. Несостоятельность гидроизоляционных работ на стыке фронтонных стен и других конструкций (слева) и ослабление и отслоение металлической обшивки на коньке крыши (справа).

01 Какие существуют варианты гидроизоляции и ремонта металлических крыш?

Для решения все более серьезной проблемы протечек профилированных металлических кровель в настоящее время обычно используются обычные модифицированные битумные мембраны или покрытия для локального или общего ремонта. Многочисленные случаи отказов показывают, что эти два метода ремонта на основе материалов не могут навсегда решить проблемы протечек металлических кровель, часто приводя к замкнутому кругу «ремонт, протечки и еще один ремонт».

Требования и характеристики ремонта гидроизоляции металлических кровель: Металлические кровли длительное время находятся на открытом воздухе и сильно подвержены воздействию природных условий. Поэтому гидроизоляционная обработка должна соответствовать характеристикам металлических конструкций. Выбранные гидроизоляционные материалы должны обладать следующими свойствами:

1) Хорошая эластичность и прочность на разрыв, позволяющие выдерживать различные вибрации и смещения кровли;

2) Хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям и старению под воздействием УФ-излучения;

3) Адаптируемость к различным климатическим условиям и широкий диапазон рабочих температур обеспечивают работоспособность изделия при высоких и низких температурах, а также соответствие требованиям по перепадам температур и резким перепадам температуры (нагрев/охлаждение);

4) Бесшовная обработка различных участков неправильной формы и т. д.

Ограничивающие факторы при проектировании и строительстве гидроизоляционных ремонтных работ для металлических крыш. План ремонта существующих зданий с металлическими крышами ограничен несколькими факторами, в том числе:

1) минимизация или устранение воздействия на обычное использование помещения владельцем;

2) требующие минимального уровня шума, вибрации и запаха;

3) использование сварки горячим воздухом на месте, избегание работ с открытым пламенем и минимизация загрязнения окружающей среды;

4) прочность, коррозионная стойкость и степень деформации стальной пластины;

5) общее состояние здания (конструкция, осадка, трещины, протечки или капание);

6) Требования к ветровой нагрузке на крышу;

7) Условия нагрузки: масса материала добавляемого ремонтного слоя должна быть менее 5 кг/м² (на основе расчетных предельных нагрузок).

Выбор решения для восстановления гидроизоляции. Проект Пекинского пищевого завода «Манктон» требовал лишь восстановления гидроизоляционных свойств. Поэтому была применена система полного приклеивания, обеспечивающая прочное соединение рулонов ПВХ с поверхностью стальной пластины с помощью специального атмосферостойкого клея. В местах нахлеста использовалась сварка горячим воздухом, что обеспечило прочное, надежное и бесшовное соединение. Конкретное применение решения для восстановления гидроизоляции кровли с использованием рулонов ПВХ в этом проекте показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема строительства при ремонте кровли.

Преимущества использования системы кровельной мембраны из ПВХ с полным прилеганием для ремонта включают: 1) Тонкая и мягкая водонепроницаемая мембрана из ПВХ легко приклеивается к гофрированным поверхностям профилированного стального листа.

2) Водонепроницаемая ПВХ-мембрана Sika Sarnafil обладает превосходными характеристиками и сертифицирована BBA на 35-летний срок службы; ее белая поверхность имеет высокую отражательную способность по отношению к солнечному свету, что минимизирует поглощение тепла и повышает теплоизоляцию кровли, а также способствует энергосбережению.

3) Слой армирования из стекловолокна обеспечивает превосходную стабильность размеров и хорошую устойчивость к механическим ударам, выдерживая длительный износ от стальных гаек; нетканая основа обеспечивает как изоляцию, так и амортизацию по отношению к основанию, а также улучшает адгезию.

4) Мембрана обладает высокой степенью удлинения при разрыве, что позволяет ей хорошо адаптироваться к деформации подложки.

5) Меньшее количество кровельных слоев, меньшая нагрузка, упрощение строительства и более высокая устойчивость к ветровой нагрузке.

02 Как провести ремонт гидроизоляции кровли?

Последовательность работ: Очистка основания → Укладка и надежное закрепление водонепроницаемой ПВХ-мембраны → Сварка мембраны горячим воздухом → Детальная обработка.

Требования к основанию: Основание кровельных панелей необходимо обработать перед началом строительства. Основание следует тщательно очистить водой (или протереть влажной тканью, если это невозможно), при необходимости использовать чистящие средства или растворители, после чего дать ему полностью высохнуть. Сильно заржавевшие участки кровельных панелей следует зашлифовать, а основание очистить для обеспечения адгезии мембраны (рис. 3).

Рисунок 3. Шлифовка и удаление ржавчины с основания из стальной пластины (слева) и удаление излишков стальной пластины в области водостока (справа).

Рулонная ПВХ-мембрана укладывается вдоль кромок стальной пластины при монтаже с полным прилеганием, при этом нахлесты свариваются в местах приварки. Сначала производится предварительная укладка мембраны, при этом рыхло упакованная мембрана располагается на основании в соответствии с его контуром, обеспечивая ее ровность, прямолинейность и отсутствие перекручивания. Длинные нахлесты должны составлять не менее 80 мм; короткие стыки должны быть сварены встык с использованием полосы некомпозитной ПВХ-мембраны шириной 150 мм.

С помощью шпателя (или валика) равномерно нанесите слой клея как на мембрану, так и на основание. Рекомендуемая дозировка клея составляет 0,5 кг/м². Когда клей станет полусухим и еще не липким, скребите их вместе и уплотните валиком (рис. 4).

Рисунок 4. Соединение прокатанного материала с профилированным стальным листом.

Для нахлеста по длинной стороне сварка горячим воздухом выполняется непосредственно с использованием автоматического сварочного аппарата; для стыкового соединения по короткой стороне сварка горячим воздухом выполняется после нахлеста некомпозитным рулонным материалом шириной 150 мм, при этом ширина сварного шва составляет не менее 25 мм (рис. 5).

Рисунок 5. Длинная сторона была сварена с помощью автоматического сварочного аппарата (слева), а короткая сторона — с помощью ручного сварочного аппарата (справа).

03 Как обрабатывать детализированные узлы?

Для обеспечения надежности и эстетичности соединений, а также повышения эффективности строительства, на месте изготавливаются сборные элементы, соответствующие стальным пластинчатым соединениям, такие как коньки (рис. 6).

Рисунок 6. Конструкция узлов соединения стальных пластин.

Для наружных стыков водосточных желобов стальная пластина отрезается у выступающей части желоба, а кровельная мембрана герметизируется к внутренней стальной пластине желоба. Затем наносится атмосферостойкий герметик, эффективно предотвращающий обратный поток дождевой воды в помещение.

При укладке основной кровельной мембраны для соединения труб, проходящих через кровлю, соответствующий участок мембраны разрезается, чтобы пропустить трубу. Затем труба, проходящая через кровлю, закрепляется вдоль вертикального края мембраной, при этом нижний конец приваривается к основной кровельной мембране. Верхний конец затем затягивается металлическим зажимом и герметизируется герметиком (рис. 7).

Рисунок 7. Обработка входного узла ветряной турбины.

Оригинальный световой люк в месте его установки на крыше износился и вышел из строя. Для обеспечения безопасности и общей гидроизоляции крыши поверх оригинального светового люка была установлена стальная пластина, к которой был приклеен и приварен большой рулон ПВХ (рис. 8).

Рисунок 8. Способ изготовления соединения светового люка, закрытого стальной пластиной.