Всем ветрам назло

Шквалистый ветер, а то и ураганы – не редкость для многих областей Центрального, Южного, Дальневосточного и некоторых других федеральных округов России, а также для Казахстана. В последние годы климатическая обстановка стала ещё тревожней. Смерчи невиданной доселе для этих мест силы проносятся в Краснодарском крае и на юге Сибири, ломают деревья в Архангельске и Воронеже, срывают крыши в Магадане и Новосибирске. В такой ситуации необходимо позаботиться о защите от сильных ветров ещё на этапе строительства дома.

Чтобы крышу не срывало

Кровля — это та часть любой постройки, которая в наибольшей степени подвержена воздействию воздушных потоков. А потому при её проектировании возможные ветровые нагрузки необходимо учитывать всегда, даже если особо сильные ветра не характерны для данного региона.

Известно, что парусность кровли (восприимчивость к ветровой нагрузке) растёт с увеличением площади поверхности, на которую действует давление ветра. Таким образом, чем выше скаты, тем большую нагрузку они испытывают, что, в свою очередь, повышает вероятность повреждения кровли. Поэтому для районов, где скорость ветра превышает 10 м/с, иногда рекомендуют устанавливать кровлю с минимальным уклоном — в диапазоне от 9° до 20°.

Однако пологая крыша — тоже не панацея. Если кровлю с высокими скатами ветер может опрокинуть, то пологую при ураганном ветре или торнадо может сорвать — всё зависит от того, как распределяются ветровые нагрузки по кровле.

Кроме того, пологая крыша будет подвержена повышенной снеговой нагрузке, о которой тоже не следует забывать. Особенно памятуя об обильных снегопадах, которые в зимнее время случаются практически на всей территории РФ. Учитывая данное обстоятельство, необходимо искать компромиссное решение для конструкции кровли исходя из особенностей конкретного региона. Так, для ветреных и одновременно снежных областей разумный выбор уклона скатов лежит в диапазоне от 20° до 45°.

Помимо уклона имеет значение и ориентация дома относительно розы ветров. Например, если ветер дует не в скат, а во фронтон, то на кровлю постоянно действует подъёмная сила, которая может сорвать её при сильном ветре.

Необходимость расчёта ветровой и снеговой нагрузок связана с проектированием стропильной конструкции, поскольку её технические характеристики (сечение стропил, шаг их установки и пр.) напрямую зависят от нагрузочных значений.

В соответствии со СНиП 21.014.07-85* «Нагрузки и воздействия» приблизительно ветровую нагрузку (W) на скат кровли (при ветре в скат) можно вычислить по формуле:

W = W0 *k(z)*C, где

W0 — нормативное значение ветровой нагрузки (кгс/м²), принимаемое по таблице ветрового района РФ в соответствии с картой ветровых нагрузок;

k(z) — коэффициент, учитывающий ветровое давление на высоте z, которое определяется в зависимости от типа местности;

С — аэродинамический коэффициент, который учитывает изменение давления в зависимости от уклона ската.

Однако на практике всё гораздо сложнее. Учитывается конфигурация кровли, направление и пульсация ветров, соотношение ветровых нагрузок в скат и фронтон, а также распределение нагрузок в плоскости скатов, поскольку воздействие ветра на разные участки кровли далеко не одинаково. «Расчёт не так прост, как может показаться на первый взгляд, поэтому лучше довериться профессиональным проектировщикам. А чтобы конструкция была надёжной, целесообразно заказать комплектную кровлю, все элементы которой соответствующим образом рассчитаны и подогнаны друг к другу», — советует Андрей Мальцев, руководитель департамента кровельных систем Компании Металл Профиль.

В целом можно сказать, что для областей с сильным ветром по совокупности характеристик предпочтительнее вальмовоя кровля с четырьмя скатами. Конструктивно она представляет собой соединение двух трапециевидных фронтальных и двух треугольных торцевых скатов. Треугольные плоскости — это и есть вальмы. Подобная форма позволяет снизить парусность и предотвращает возникновение слишком большой подъёмной силы в области высокого давления во время сильных воздушных потоков. Вальмовые крыши хорошо выдерживают ветровую нагрузку и имеют презентабельный внешний вид, однако их стропильная система довольно сложна и требует наличия профессиональных навыков при монтаже.

Стальной щит от песчаных бурь

Правильный выбор кровельного покрытия для эксплуатации в сложных климатических условиях — задача не менее важная. В настоящее время дефицита материалов для кровли не наблюдается, а их выбор ограничивается лишь фантазией и финансовыми возможностями домовладельца. В регионах с обильными снегопадами и сильными ветрами в качестве универсального решения можно использовать металлическую черепицу со специальным полимерным покрытием. Если она уложена правильно, без нарушений технологического процесса — никакие погодные сюрпризы ей не страшны.

В отличие от покрытий на битумной основе металлочерепица не разрушается из-за аномально низких температур, да и холодный влажный ветер, характерный для прибрежных районов (Дальний Восток, например), тоже ей не страшен. Особая технология монтажа позволяет выдерживать значительные ветровые нагрузки, а специальное полимерное покрытие надёжно защищает сталь от коррозии и механических повреждений. «В летний сезон сильный ветер нередко перемещает большое количество песка, — продолжает тему Андрей Мальцев (Металл Профиль), — поэтому в ветреных районах мы рекомендуем использовать черепицу из стали с особым износостойким покрытием: например, Colorcoat Prisma^TM». Материал, о котором говорит специалист, это инновационная разработка компании TATA Steel (Великобритания). Его полиуретановое покрытие толщиной 50 мкм обеспечивает длительную эксплуатацию: гарантия производителя составляет 20 лет.

Конечно, надёжность и прочность дешёвыми не бывают, но есть и более экономичные варианты, сомневаться в качестве которых также не приходится. Так, например, металлочерепица PURETAN, которая выпускается из стали с покрытием на основе полиуретана, но с меньшей толщиной лакокрасочного покрытия (35мкм), разработанным шведским концерном Akzo Nobel, имеет 12-летнюю гарантию. Для сравнения: стандартная гарантия российских производителей на широко распространенные кровельные материалы с покрытием на основе полиэстера составляет всего 1 год.

Строго говоря, для определения устойчивости полимерных покрытий к механическим повреждениям существует специальный стандарт — так называемая «твёрдость по карандашу». Воздействуя на покрытие карандашными грифелями разной твёрдости, определяют, какой из них будет оставлять на поверхности существенные повреждения. Например, обычная металлочерепица из полиэстера имеет показатель «B» (мягкий карандаш), металлочерепица PURETAN — «H» (твердый карандаш). В общем случае показатели твёрдости кровельных материалов с полиуретановым покрытием варьируются в пределах от «H» до «2H», но при этом Colorcoat Prisma^TM, также имеющая в основе покрытия полиуретан, характеризуется показателем «3Н». Это даже превосходит требования российского стандарта, который регламентирует для особо стойких покрытий твёрдость по карандашу, равную «2H».

Выбирая кровельное покрытие для ветреных районов, в особенности для степей и пустынных местностей, а также прибрежной полосы, следует учитывать износостойкость. Как известно, скупой платит дважды, и если речь идёт о местности, где воздушные потоки переносят большое количество песка, то лучше немного переплатить, но зато быть спокойным за свою крышу долгие годы.

Дела фасадные

Всё сказанное выше о кровельном покрытии справедливо также и для фасадов, которые также подвержены воздействию переносимого ветром песка. Поэтому фасад нуждается в защите ничуть не меньше, чем кровля.

Современный строительный рынок не испытывает недостатка в различных средствах облицовки: это и фасадные краски, и штукатурные системы, и всевозможные облицовочные материалы. Однако не все они обладают достаточной износостойкостью, которая так необходима при их использовании в ветреных зонах. Так, например, краски и штукатурные покрытия, находясь под постоянным воздействием ветра и песка, довольно быстро приходят в негодность: на поверхности появляются трещины и царапины, материал начинает осыпаться, и вскоре возникает необходимость дорогостоящего ремонта. Существуют, правда, особо прочные штукатурные системы на карбоновой основе, но стоимость их довольно велика для среднестатистического домовладельца.

Получивший в последнее время благодаря своей относительно невысокой стоимости распространение виниловый сайдинг вообще сложно рассматривать как подходящий вариант для суровых климатических условий. Данный материал очень плохо переносит мороз (становится хрупким и часто лопается), поэтому в регионах с низкой зимней температурой (особенно в сочетании с сильным ветром) применение его нецелесообразно. Если же говорить о другой группе ветреных областей — южной, то здесь злейшим врагом винила является интенсивное солнце, буквально выжигающее декоративный слой своей ультрафиолетовой составляющей и заставляющее винил деформироваться из-за нагрева, который он тоже не любит.

Однако существуют и более интересные решения. Например, стальной сайдинг, изготавливаемый из той же стали с полимерным покрытием, что и металлочерепица. Её способность противостоять износу уже была охарактеризована выше. К тому же стальной сайдинг не боится перепадов температуры и устойчив к воздействию ультрафиолета. Последнее обстоятельство позволяет выпускать его не только в пастельных тонах, как виниловый, но практически любых ярких расцветок, что оставляет большой простор для дизайнерских фантазий домовладельцев. Особый интерес представляют решения «под дерево». Так, сайдинг L-брус^® повторяет форму, цвет и рисунок поверхности бруса, используемого для строительства срубов, а сайдинг Woodstock^® — оцилиндрованного бревна.

Важно и то, что стальной сайдинг может использоваться не просто как отделочный материал, но является универсальной облицовкой для облегчённой версии навесных вентилируемых фасадов, используемых в частном и малоэтажном домостроении. Сильный ветер в сочетании с низкими зимними температурами требует серьёзного утепления стен. Вентилируемый фасад с минераловатным утеплителем, 10-сантиметровый слой которого по своим теплоизоляционным свойствам соответствует кирпичной кладке метровой толщины, будет оптимальным выбором по соотношению цена/эффективность. «Сайдинг — это лёгкая и долговечная облицовка, позволяющая использовать облегчённую подконструкцию вентфасада. В результате домовладелец сможет сэкономить на материалах не в ущерб качеству», — добавляет Сергей Якубов, руководитель департамента фасадных систем и ограждающих конструкций Компании Металл Профиль.

Строительство в зоне сильных ветров требует особого подхода. При этом имеют значение как проектные решения, так и материалы, используемые для защиты и облицовки строений. При правильном выборе того и другого дому не будут страшны ни ураганы, ни песчаные бури, ни стужа, он прослужит долго и будет надёжным пристанищем для своих обитателей.