Покрытие кровли из сэндвич-панелей

Покрытие кровли из сэндвич-панелей

Хочу поднять такой вопрос о том, как правильно подобрать сэндвич-панели для скатной кровли. Примерно 10 лет назад Заказчик пожаловался на то, что протекла кровля. Это был наш проект и для кровли были заложены кровельные сэндвич-панели. Поднявшись на кровлю стала понятна в чём заключается ошибка – Подрядчик уложил на кровлю не кровельные панели, а стеновые той-же толщины. Намеренно он это сделал чтобы сэкономить или по незнанию, я не знаю. В итоге Подрядчика заставили переделывать всю кровлю за свои деньги. Сэкономить не получилось!

Я думал это единичный случай, но недавно такой случай опять повторился. Поэтому я и написал данную статью, чтобы рассказать, как правильно подбирать сэндвич-панели для кровли.

Что такое сэндвич-панель?

Сэндвич-панель — строительный материал, имеющий трёхслойную структуру, состоящую из двух листов жёсткого материала, в нашем случае металла, и слоя утеплителя между ними. Все детали сэндвич-панелей склеиваются между собой с помощью. Разрез смотрите на фото ниже.

Утеплителем может служить минеральная вата на основе базальта или пенополистирол.

Отличия кровельной сэндвич-панели от стеновой

Кровельная сэнндвич-панель отличается от стеновой по форме замка.

Вот как выглядит стеновая сэндвич-панель:

Вот так выглядит кровельная сэндвич-панель:

Как видим, кровельная сэндвич-панель отличается от стеновой формой профиля верхнего листа и замком.

Такой профиль позволяет увеличить жёсткость кровельной сэндвич-панели по сравнению со стеновой, а также улучшает герметичность шва.

Сравнение прочности кровельной сэндвич-панели со стеновой.

Рассмотрим несущую способность кровельной сэндвич-панели при двухпролётной схеме награждения

Несущую способность кровельной панели можно узнать по следующей таблице:

Толщина панелей, мм Несущая способность кровельных сэндвич-панелей при равномерной нагрузке, кг/м2 Ширина опоры, мм
Длина пролета, м крайней средней
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Наполнитель – базальтовая минеральная вата «ROCKWOOL»
50 421 274 201 142 87 55 60 80
60 507 331 243 161 102 67
80 681 446 328 200 133 92
100 854 560 378 239 164 119
120 1027 675 426 279 194 143 90
150 1287 840 503 336 243 184 100
200 1719 968 570 436 324 252 110
250 2152 1141 698 476 382 320 120
300 2586 1314 826 589 398 337 130
Наполнитель – пенополистирол самозатухающий с антипиренами
50 403 244 156 118 87 75 60 80
60 504 310 213 155 117 106
80 812 530 372 277 215 181
100 911 618 469 357 280 225
120 1071 728 553 437 346 335 90
150 1231 903 671 528 433 364 100
200 1462 984 731 576 471 397 110
250 1579 1063 791 623 510 429 120
300 1694 1140 849 669 548 461 130

Несущую способность стеновой панели можно узнать по следующей таблице:

Толщина панелей, мм Несущая способность кровельных сэндвич-панелей при равномерной нагрузке, кг/м2 Ширина опоры, мм
Длина пролета, м крайней средней
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
Наполнитель – базальтовая минеральная вата «ROCKWOOL»
50 405 291 228 123 84 53 33 60 60
60 417 301 231 146 127 91 62 40
80 443 325 260 159 138 112 100 87 71 50
100 464 346 275 176 157 136 127 106 91 78
120 505 370 292 207 168 150 143 123 110 95 70
150 569 413 322 263 183 160 152 136 125 95 80
200 663 488 386 303 216 185 178 164 151 127 100
250 701 519 408 367 259 220 208 190 185 163 110
300 748 544 428 413 312 284 261 223 208 189 120
Наполнитель – пенополистирол самозатухающий с антипиренами
50 431 314 246 130 103 86 66 53 43 36 60 60
60 435 317 248 148 110 96 81 64 52 43
80 442 321 251 166 125 109 96 86 72 59
100 448 325 254 167 141 122 107 96 87 76
120 497 362 282 185 156 135 119 106 96 88 70
150 548 399 312 212 179 155 136 122 110 100 80
200 647 473 370 259 218 188 165 148 133 121 100
250 699 512 401 306 258 222 195 174 157 143 110
300 750 551 432 353 297 256 225 200 181 164 120

Примечания:

  • *Толщина сэндвич-панели условна принята равной толщине утеплителя
  • *Толщина металлического листа панели принята за 0.5 мм
  • *Допустимый прогиб для стеновых сэндвич-панелей составляет L/150, для кровельных – L/200
  • *Нагрузки соответствуют двухпролётной (многопролётной) схеме нагружения
  • Данные взяты согласно данным производителя МеталлПром, для других производителей показатели могут отличаться (очень часто в меньшую сторону).

Как видим из данных таблиц кровельная сэндвич-панель прочнее стеновой, но разница не кажется такой значительной, но есть одно небольшое допущение – для кровельной панели максимальный прогиб принят 1/200, а для стеновой панели 1/150. Т.е. для стеновой панели допускаются большие перемещения, что неприемлемо для кровли. За счёт больших перемещений шов не остаётся герметичным

Кровельный замок

Другая причина почему нельзя применять стеновые панели на кровлю заключается в том, что замок стеновых панелей не подходит для кровли.

Вот как выгладит замок кровельной панели

Вот как выглядит замок стеновой панели

Подбор толщины кровельной панели

Подбор толщины кровельной панели подбирают по 2-ум критериям:

  • По необходимому термическому сопротивлению
  • По необходимой несущей способности.

Подбор толщины панели по термическому сопротивлению.

Требуемое термическое сопротивление рассчитывается согласно СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

Прежде всего необходимо определить ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °С ∙ сут/год). Данный параметр определяем по формуле 5.2 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий:

ГСОП = (tв — tот)zот, 

где tв — расчётная внутренняя температура воздуха, принимаемая по минимальным температурам согласно ГОСТ 30494-2011, ГОСТ 12.1.005-88;

tотzот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, а при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С (принимается согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология).

Далее по таблице 3 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий определяем требуемое термическое сопротивление ограждающей конструкции в зависимости от назначения здания, рассчитанного значения ГСОП смотрим в колонке «Покрытий и перекрытий над проездами» необходимое значение.

Таблица 3 (СП 50.13330.2012) — Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Здания и помещения, коэффициенты а и b Градусо-сутки отопительного периода, °С сут/год Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче  (м2 ∙ °С)/Вт, ограждающих конструкций
Стен Покрытий и перекрытий над проездами Перекрытий чердачных над неотапливаемыми подпольями и подвалами Окон и балконных дверей, витрин и витражей Фонарей
1 2 3 4 5 6 7
1 Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития 2000 2,1 3,2 2,8 0,3 0,3
4000 2,8 4,2 3,7 0,45 0,35
6000 3,5 5,2 4,6 0,6 0,4
8000 4,2 6,2 5,5 0,7 0,45
10000 4,9 7,2 6,4 0,75 0,5
12000 5,6 8,2 7,3 0,8 0,55
a 0,00035 0,0005 0,00045 0,000025
b 1,4 2,2 1,9 0,25
2 Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом 2000 1,8 2,4 2,0 0,3 0,3
4000 2,4 3,2 2,7 0,4 0,35
6000 3,0 4,0 3,4 0,5 0,4
8000 3,6 4,8 4,1 0,6 0,45
10000 4,2 5,6 4,8 0,7 0,5
12000 4,8 6,4 5,5 0,8 0,55
a 0,0003 0,0004 0,00035 0,00005 0,000025
b 1,2 1,6 1,3 0,2 0,25
3 Производственные с сухим и нормальным режимами* 2000 1,4 2,0 1,4 0,25 0,2
4000 1,8 2,5 1,8 0,3 0,25
6000 2,2 3,0 2,2 0,35 0,3
8000 2,6 3,5 2,6 0,4 0,35
10000 3,0 4,0 3,0 0,45 0,4
12000 3,4 4,5 3,4 0,5 0,45
а 0,0002 0,00025 0,0002 0,000025 0,000025
b 1,0 1,5 1,0 0,2 0,15
Примечания

1 Значения  для величин ГСОП, отличающихся от табличных, следует определять по формуле

где ГСОП — градусо-сутки отопительного периода, °С сут/год, для конкретного пункта;

ab — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6, для группы зданий в поз. 1, где для интервала до 6000 °С ∙ сут/год: а = 0,000075, b = 0,15; для интервала 6000 — 8000 °С ∙ сут/год: а = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000 °С ∙ сут/год и более: а = 0,000025; b = 0,5.

2 Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого значения приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.

3* Для зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3, нормируемые значения приведенного сопротивления теплопередаче, должны определяться для каждого конкретного здания.

Далее открываем технические характеристики завода изготовителя сэндвич-панели и подбираем толщину панели таким образом, чтобы его термическое сопротивление было больше, чем требуемое.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ С УТЕПЛИТЕЛЕМ ИЗ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ для производителя МеталлПром:

Толщина, мм Термическое сопротивление Rt=m2×°C/Вт Теплопроводность λ=Вт/Мк Предел огнестойкости, ГОСТ 30247.0-94 Плотность, кг/м3
50 1,04 0,05 EI 30 105-140
80 1,67 0,05 EI 30 105-140
100 2,08 0,05 EI 90 105-140
120 2,5 0,05 EI 90 105-140
150 3,13 0,05 EI 150 105-140
200 4,14 0,05 EI 150 105-140
250 5,21 0,05 EI 150 105-140

Например, подбираем толщину кровельной сэндвич-панели для г.Уфы.

tот,=-6 °С (минус 6°С)

zот =209 дней

tв = 21  tв °С (Таблица 1 (ГОСТ 12.1.005-88))

ГСОП = (tв — tот)zот, =(21-(-6))*209=5643

Требуемое термическое сопротивление согласно Таблице 3 (СП 50.13330.2012) Rтреб=3,0 (м2 ∙ °С)/Вт

Подбираем требуемую толщину утеплителя 150 мм (R=3,13 (м2 ∙ °С)/Вт>Rтреб=3,0 (м2 ∙ °С)/Вт).

Проверка несущей способности кровельной панели.

Чтобы проверить несущую способность кровельной панели нужно вычислить расчётную снеговую нагрузку. Снеговая нагрузка считается в зависимости от снегового района, угла наклона кровли, формы кровли. Подробнее о расчёте снеговой нагрузки читайте в статье «Расчет снеговой нагрузки».

Для Уфы расчётная снеговая нагрузка будет равна 350 кг/м2 (для кровли с углом до 10°, без снеговых мешков).

Подбираем максимальный шаг прогонов для панели толщиной 150 мм и снеговой нагрузке 350 кг/м2 по техническим характеристикам завода-изготовителя (см. таблицу выше). Как видим максимальный шаг прогонов для данной панели будет 2,0 м, что нужно учесть при проектировании. Т.е. нужно либо принять шаг прогонов не выше 2.0 м, либо увеличить толщину панелей.

Нередко по технико-экономическому сравнению иногда лучше применить панель потолще, чтобы уменьшить количество прогонов. Т.е. по теплотехническому расчёту требуется меньшая толщина, но для того, чтобы сэкономить металл на прогонах и фермах, выгоднее применить панели большей толщины, особенно при большой величине снеговой нагрузки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *