Изоляция плоских инверсионных кровель

Описание принципа инверсионной кровли

Эксплуатационные характеристики и долговечность плоских кровель зависит от многих факторов, включая расположение и гидроизоляционного слоя. В плоских кровлях обычной утепленной конструкции, когда теплоизоляция располагается под гидроизоляционным слоем и поверх плит покрытия, гидроизоляционный слой термически изолирован от остальной части кровельной конструкции, подвержен воздействию широкого перепада температур и, соответственно, с повышенным риском преждевременного выхода из строя. Кроме того, необходим пароизолирующий слой между покрытием и теплоизоляцией во избежание конденсации и вспучивания гидроизоляционной мембраны.

Концепция инверсионной кровли позволяет преодолевать эти проблемы путем размещения теплоизоляции поверх гидроизоляционной мембраны, поддерживая этим ее температуру на постоянном уровне, близком к температуре внутри здания и предохраняя ее от повреждающих воздействий, что положительно влияет на ожидаемый срок службы кровли.

Теплоизоляционный слой предохраняет гидроизоляционную мембрану от:

• большого перепада температур: сравнение различных систем показывает, насколько незначительное воздействие оказывают температурные напряжения на гидроизоляционную мембрану в инверсионных кровлях
• разрушения в результате атмосферных воздействий
• разрушающего эффекта ультрафиолетового излучения
• механических повреждений во время строительства, эксплуатации и технического обслуживания
• разрушений в результате пучения мембраны, поскольку она действует как паронепроницаемый слой и, находясь с теплой стороны теплоизоляционного слоя, ее температура остается выше точки росы, так что риск конденсации устранен.

Теплоизоляцию эксплуатируемой кровли в инверсионном варианте следует предусматривать только из плитного экструдированного пенополистирола (напр., Пеноплэкс 45), характеризующегося низким водопоглощением, что исключает возможность его увлажнения и размораживания в процессе эксплуатации кровли. Экструдированный пенополистирол также обеспечивает повышенную механическую защиту мембраны как в период строительства, так и после того, как кровля принята в эксплуатацию.

Строительные и механические характеристики инверсионной кровли

В инверсионных кровельных конструкциях риск конденсации значительно снижен благодаря тому, что температура кровельной конструкции и гидроизоляционного слоя поддерживается на уровне выше точки росы: поскольку гидроизоляционная мембрана расположена с теплой стороны теплоизоляционного слоя, она также выполняет роль паронепроницаемого слоя.Кровли с высокой теплоемкостью, такие как бетонные покрытия объемным весом не менее 150-200 кг/м², не подвержены быстрому охлаждению в результате стока дождевой воды под теплоизоляционным слоем. Однако кровли с тонким металлическим перекрытием могут быть этому подвержены во время длительных периодов холодных дождей. Это может привести к некоторой конденсации с нижней стороны перекрытия, чего можно избежать, если перекрытие будет иметь минимальное значение R, равное 0,15 м^{2 о}С/Вт (т.е. такое, которое обеспечивает 20 мм фанеры).

В инверсионных кровлях определенное количество воды будет стекать под теплоизоляционными плитами, и она может отводить от перекрытия тепло. С учетом климата и среднего количества дождевых осадков во время отопительного периода такими периодическими потерями тепла можно пренебречь. В зимний же период времени замерзания воды под утеплителем происходить не будет.

Отвод воды, гидроизоляция

Особое внимание необходимо обратить на отвод воды с кровли, его необходимо предусматривать преимущественно внутренним с обеспечением уклона кровли 1,5-3% к водоотводящим устройствам. Уклон кровли можно создать наклоном несущей плиты покрытия, что является предпочтительным, либо укладкой слоя керамзитового гравия переменной толщины с проливкой цементным раствором. При недостаточной несущей способности плит покрытия необходимо предусмотреть их усиление в соответствии с расчетом.

В эксплуатируемых кровлях предъявляются высокие требования к гидроизоляционному слою, т. к. при протечках возникают значительные трудности в определении мест его повреждения и выполнении ремонтных работ из-за необходимости, в большинстве случаев, снятия верхних защитных слоев кровли.

В связи с этим, гидроизоляционный ковер рекомендуется предусматривать из наиболее надежных и долговечных гидроизоляционных материалов. Наиболее надежным материалом для озеленяемых эксплуатируемых кровель, подвергающихся высокой пешеходной и корневой нагрузке, являются полимерные мембраны Резитрикс^® (Германия). Это четырехслойный композитный материал толщиной 3,1 мм, состоящий из искусственного каучука ЭПДМ, термопластичного полимера ТПЭ, армирующего слоя и битумно-полимерного слоя. Соединение швов производится сваркой горячим воздухом, что дает прочность шва, сравнимую с прочностью основного материала.

Гарантийный срок эксплуатации материала - не менее 50 лет.

С точки зрения необходимости дополнительной защиты гидроизоляционного слоя, инверсный вариант кровли является предпочтительным.

Дренажный и фильтрующие слои

На участках кровли с растениями, как правило, дренажный слой выполняется из гравийного щебня фракции 20-40 мм, толщиной 50 мм, который должен иметь два разделительных фильтрующих слоя из неподверженных гниению тканей (например, нетканое полотно на основе полимерных синтетических волокон – геотекстиль объемным весом 150-250 г/м². Фильтрующие разделительные слои будет препятствовать попаданию мелких частиц грунта растительного слоя в дренажный слой из щебня и стыки теплоизоляционных плит. Под дренажным слоем из щебня устраивается влагосохраняющий слой из профилированной мембраны, укладываемый “шашечками” вниз.

Для облегчения дренажа и уменьшения гидравлического давления под теплоизоляционными плитами используют дополнительный слой из профилированной мембраны, который также будет способствовать оттоку воды из стыков теплоизоляционных плит.

Почвенный субстрат

Рекомендуется использовать не полностью почву, а добавлять в нее в качестве составных частей керамзит, торф, вермикулит, перлит, имеющие меньшие удельные веса, чем почва и тем самым уменьшающие нагрузку на несущие конструкции здания. Используемые для создания почвенного субстрата компоненты должны удовлетворять следующим требованиям:

• компоненты должны быть инертны, не изменять химический состав почвенного раствора и не оказывать  токсического действия на растения;
• соотношение воды и воздуха в почвенном субстрате при поливе должно быть благоприятным для нормальной жизнедеятельности растений, что достигается соответствующими размерами частиц субстрата. Оптимальными считаются частицы диаметром 3-6 мм, допускается наличие частиц до 1 см;
• почвенный субстрат должен обладать достаточной механической прочностью и долговечностью в сочетании с небольшим объемным весом.

Основным компонентом почвенного субстрата является грунт. В качестве грунта можно использовать так называемый растительный грунт, который изготавливается путем снятия верхнего слоя почвы на глубину залегания корневой системы растений, произрастающих на участке, где заготавливается этот грунт.
Почва должна быть очищена от посторонних примесей и корневых остатков растений и иметь плотность не менее 5-20 кг/см² (плотность определяется как сопротивление сжатию).

Почва должна быть достаточно плодородной, т.е. содержать в 20 г почвы не менее 4 % гумуса, не менее 6 мг легко гидролизуемого /доступного/ растениям азота и не менее чем по 10 мг гидроокиси фосфора (Р₂О₅) и окиси калия (К₂О).
Плодородие почвы определяется лабораторным путем.