Ювелирное обозрение

Поликарбонат — современный, надежный, прочный и экологичный материал, чаще всего используемый в конструкциях, предназначенных сохранять тепло с помощью создания внутри парникового эффекта при сохранении хорошей степени освещенности, таких как теплицы или оранжереи. Бывает и так, что конструкция должна функционировать в условиях повышенных нагрузок, например, в северных широтах, где в зимнее время характерно скапливание снеговой шапки. Именно поэтому перед возведением сооружения из поликарбоната необходимо принять во внимание все нюансы и провести правильное проектирование и последующий монтаж.

Несоблюдение таких требований, как достаточная жесткость каркаса, толщина листов, соотношение площади покрытия к дозволенной нагрузке или пренебрежение к тому, как хранились и транспортировались листы поликарбоната, может в худшую сторону повлиять на долговечность конструкции в целом. Конечно же, к серьезному уменьшению срока эксплуатации могут привести и ошибки во время монтажа, поскольку работы с поликарбонатом имеют ряд особенностей.

Особенности крыши, выполненной из поликарбоната

Основой любой кровли является каркас, состоящий из силовых поперечин, к которым производится крепление кровельных листов. Конфигурация этой конструкции, которая еще называется обрешеткой, будет сильно зависеть от поставленных технических требований, а выполненная на ней кровля должна удовлетворять следующим условиям:

• уровень освещенности помещения должен находиться в соответствии с нормативами, указанными в эксплуатационной характеристике;
• проникающий внутрь свет должен претерпевать дисперсию, создавая внутри конструкции матовое освещение, причем снижение интенсивности при этом должно быть минимальным;
• конструкцией должна быть предусмотрена система вентиляции во избежание возникновения опрелостей и появления плесени;
• во время монтажа должны соблюдаться определенные нормативы, гарантирующие максимальную степень гидроизоляции, теплоизоляции и звукоизоляции, а также возможность демонтажа без повреждения конструкции.

Все эти условия могут быть достигнуты только при правильном подходе к сооружению каркаса, включающего стропильную ферму и обрешетку.

Выбор величины шага обрешетки на стропильной ферме

Основными параметрами, по которым определяется то, насколько часто необходимо укладывать опалубку под крепление поликарбоната являются необходимый уклон крыши, радиус изгиба листа, а также его толщина. Конкретным примером может служить конструкция с уклонов кровли не менее 30 градусов, в идеале этот угол равен 50 градусам. Тогда для листа поликарбоната толщиной 4 мм шаг установки опалубки составляет не более 0,4 м, а для листа толщиной 10 мм — не более 1 м.

Также существуют специальные таблицы, определяющие насколько прочной будет плита поликарбоната, установленная с изгибом заданного радиуса. Изменение значения этого параметра требует и изменения величины шага обрешетки, причем эта зависимость носит прямо пропорциональный характер: при меньшем радиусе изгиба и толщине материала меньшим становится и шаг.

Как уж говорилось выше, особым случаем является сооружение конструкций в условиях образования обильного снежного покрова. При этом шаг установки опалубки уменьшают, проектируя угол уклона крыши таким образом, чтобы достичь минимального значения этого параметра при сохранении способности конструкции не накапливать снежную массу. Следует помнить, что частая обрешетка в значительной мере повышает стоимость сооружения, к тому же ухудшает свойство свободно пропускать свет в помещение, что в северных регионах приведет к использованию дополнительных источников освещения. Так, если использовать листы поликарбоната с гладкой поверхностью, то угол уклона кровли в 30 градусов уже будет достаточным, чтобы снег скатывался, не накапливаясь на ней.

Если используются жесткие плиты поликарбоната толщиной не менее 1,6 см и позволяет шаг установки стропил (не менее 2,3 м), а скат крыши выполняется крутым или в форме арки с радиусом также не менее 2,3 м, то монтажом обрешетки вообще можно пренебречь. Такой вариант может быть использован, к примеру, для организации кровли пристройки или веранды, где необходимо обеспечить стойкость конструкции к большим нагрузкам.

Как видно, здесь сохраняется принцип обратной пропорциональности: можно смонтировать кровлю из более тонких листов поликарбоната при большой частоте установки обрешетки, а можно использовать толстые плиты, с минимальным количеством опалубки, вплоть до ее отсутствия. Кстати, наиболее «воздушно» выглядят как раз более толстый поликарбонат. Следует помнить, что жесткостной профиль листов должен быть расположен перпендикулярно рейкам обрешетки.

Материал для изготовления обрешетки под поликарбонат

Для изготовления удерживающей обрешетки под листы из поликарбоната могут использоваться различные материалы. Ниже представлены основные, чаще всего встречающиеся при изготовлении силового основания.

Сталь. Наиболее распространенным и бюджетным материалом для изготовления каркаса конструкции под установку листов поликарбоната является металлический профиль сечением 2х2 см с частотой установки лонжерона через каждые 60 – 80 см. С помощью специального трубогибочного станка таким каркасам придается необходимая форма, например, арочная.

Сборка несущей конструкции производится на месте с помощью крепежных элементов и электродуговой сварки. Во избежание прогиба каркаса под тяжестью снега шаг установки обрешетки устанавливается исходя из определенных требований, но не менее 1,5 м.

Алюминиевый сплав. Также основание может быть выполнено из дюралюминиевого профиля, который имеет основное преимущество — меньше подвержен коррозийному эффекту. Однако, это дорогостоящий материал, поэтому он используется несколько реже.

Древесина. Дешевый и прочный материал, однако для постройки несущей конструкции необходимо использовать клееную древесину, либо т-образный профиль, обработанный специальным раствором. Обыкновенная отрезная доска или брус сильно подвержены деформации под воздействием влаги, что неизбежно приведет к появлению трещин на листах поликарбоната. Также недостатком является и то, что при помощи этого материала практически невозможно создать арочную конструкцию.

Проектирование и расчет конструкции обрешетки под поликарбонат

При проектировании сооружения из поликарбоната также необходимо стремиться к оптимальному соотношению ценакачество. Следует учитывать, что выгоднее, например, использовать металлический профиль вкупе с толстым поликарбонатом. Это решение обосновано тем, что металл стоит дороже, а при такой конфигурации можно выполнять более прореженную обрешетку, тогда и количество сварных швов будет сведено к минимуму.

Для удобства проектирования существуют специализированные программы, которые производят расчет конструкции и делают чертеж по следующим входным параметрам:

• форма стропильной фермы и кровли в целом;
• геометрические размеры кровельного поликарбоната;
• высота конструкции;
• климатические условия в зависимости от региона.

В более простом варианте для определения оптимального значения шага обрешетки можно воспользоваться специализированными таблицами.

Крепление листов поликарбоната к обрешетке

Как и для любого другого профильного кровельного материала предпочтительно использовать специальные саморезы с головкой под накидной ключ с встроенной гайкой и стопорной резиновой шайбой. Однако, существует и более удобный крепеж — термошайба для крепления поликарбоната. Конструктивно это шайба с пластиковой втулкой и уплотнительным кольцом, снабженная декоративно-защитным колпачком на защелке.

Преимущества использования такого крепления следующие:

• организация плотного, надежного и герметичного соединения;
• устранение эффекта передачи холода по металлу, из которого выполнен саморез;
• ограничение хода крепежного элемента по высоте втулки, что устраняет проблему с замятием листа поликарбоната.

Основным недостатком таких элементов можно выделить их сильно выступающую над кровлей форму, что может привести к задерживанию снежной массы. Поэтому их все же лучше применять при использовании особо прочной несущей конструкции арочного типа. В остальных случаях следует отдать предпочтение классическому саморезу с пресс-шайбой.

Являясь превосходным материалом, поликарбонат дает возможность реализовывать сооружения по самым сложным проектам. Такие конструкции будут светлыми, теплыми и прочными только при условии, что имеют под собой прочную, продуманную обрешетку.

Никакая кровля не может быть сооружена без обрешетки и стропил, на которых и должен размещаться материал, в частности, поликарбонат. Поэтому, если принято решение сделать крышу именно из этого материала, следует разобраться, что он собой представляет.

Обрешетка под крышу

Условия, которым должна удовлетворять конструкция

• возможность, если в этом будет необходимость, ее демонтировать;
• установка должна выполняться с учетом правил строительства по прочности, звуко-, тепло- и гидроизоляции;
• обеспечение системой вентиляции;
• лучи солнца должны проникать, но со смягченной яркостью;
• уровень освещения должен соотноситься с установленными правилами.

Чтобы соответствовать всем этим требованиям, конструкция должна иметь хороший каркас.

Шаг обрешетки

Этот показатель определяется толщиной листов поликарбоната, уклоном крыши и радиусом изгиба материала.

Кровля, если она полая, должна иметь уклон до тридцати градусов. А шаг должен соответствовать ее толщине. Так, 4 мм лист – шаг 40 см, 9 мм – 90 см. Считается, что лучший угол – 50 градусов.

Используя специальные программы, таблицы, допустимо сделать расчет максимального значения прочности изделия, которое получается при ответном размере радиуса изгиба. При уменьшении толщины поликарбоната уменьшается и шаг.

Нельзя забывать и о снежных нагрузках зимой, поэтому шаг в таких регионах должен быть меньше. Однако такое решение вызвало бы существенное удорожание проекта, поэтому стараются проектировать крышу таким образом, чтобы накопление снега было минимальным. Уклона в тридцать градусов будет достаточно, если вспомнить, какой гладкой является поверхность поликарбоната.

Однако, допустим, для обустройства веранды лучше выбирать арочную конструкцию, способную хорошо противодействовать большим нагрузкам. Опалубка может и не использоваться при радиусе и шаге стропил 2,3 м, а толщине – 16 мм.

Ребра жесткости конструкции должны находиться под углом девяносто градусов. В итоге более возвышенно выглядит материал самой большой толщины.

Расчет позволяет сделать выбор: частая – тонкий материал, разряженная – лист большей толщины.

Каркас и материал

Простой тип каркаса – тонкостенные трубы 20х20 мм с шагом 60-80 см. Если нужно изготовить кровлю арочной формы, тогда трубы можно согнуть, используя станок.

Каркас из стали собирается на месте, используя уголки, болты и прочие крепежные элементы. Шаг ферм — менее 1,5 м. Это позволит поверхности выдержать вес снега.

Алюминиевая обрешетка не подвержена коррозии, поэтому отлично эксплуатируется снаружи. Но удорожание проекта, если сравнивать со стальным вариантом, — более 2,5 раз.

Древесина также может применяться для изготовления каркаса, но только она должна быть клееной. Иначе конструкцию ждут трещины и деформация.

Расчет обрешетки

Не стоит забывать при проектировании каркаса об экономичности. И поэтому появляется вопрос, сделать частую обрешетку или же выбрать толще пластик. Поскольку металлические изделия обойдутся дороже, стоит использовать разреженную обрешетку. При этом не требуется как минимум одна операция – сварка, в отличие от работы с металлическими конструкциями.

Чтобы рассчитать обрешетку, стоит воспользоваться одной из программ, разработанных непосредственно для этой цели. И подобные программные средства учитывают такие параметры:

• регион, где применяется конструкция;
• высота арки;
• длина, ширина пролета;
• толщина материала;
• тип кровли.

Сделать расчет шага обрешетки доступно, если воспользоваться специальными таблицами.

Крепление листов

Для крепления обрешетки используются саморезы, при выборе которых учитывается материал и форма сооружения. Чаще всего это крепежи под плоскую или накидную головку. В некоторых случаях используются термошайбы. Выгода применения последних очевидна:

• ножка, благодаря опоре на каркас, противодействует смятию листа;
• отсутствуют «мостики холода», которые создаются саморезами;
• обеспечивается должный уровень герметичности, а также прочности соединения.

Термошайбы включают защелкивающуюся и уплотнительную крышки, пластик с ножкой. Однако в применении такого крепления есть один недостаток – выпуклая форма, которая может ухудшить перемещение снега. Следовательно, шайбы лучше использовать или для арочных конструкций, или для имеющих значительный запас прочности.

В иных случаях эффективнее применить саморезы с наиболее плоской шляпкой. Тогда скольжение осадков будет без преград.

Выбор и расчет – важная база для конструкции

Как видим на фото, обрешетка из поликарбоната – отличное решение по многим показателям. И важно лишь рассчитать ту конструкцию, которая будет использоваться при конкретных условиях. Тогда эксплуатация может быть безопасной и долговечной, при этом с обеспечением всех качеств поликарбоната, как материала. А значит, цели будут достигнуты.

Долговечность и функциональность конструкций в большинстве случаев зависит не только от правильного выбора листов и комплектующих, но и от грамотного проектирования и монтажа. Определенную роль играет и соблюдение требований по хранению и транспортировке материала. Работа с поликарбонатом имеет свои особенности. Их незнание приводит к серьезным ошибкам, которые приводят к резкому уменьшению полезного срока эксплуатации и прочности всей конструкции.

Любая кровельная система предполагает наличие каркаса, на который должен крепиться материал для кровли, и поликарбонат в этом вопросе – не исключение. Любой, кто намерен возвести крышу из этого материала, должен решить один из важнейших вопросов, что из себя представляет обрешетка под поликарбонат.

Какой должна быть крыша из поликарбоната ↑

Подобная конструкция должна удовлетворять определенным условиям.

• уровень освещения должен соответствовать установленным нормативам;
• солнечные лучи должны беспрепятственно проникать через нее, но яркость их при этом должна смягчаться;
• должна быть обеспечена система вентиляции;
• монтаж крыши проводят с соблюдением строительных норм по прочности, гидро-, тепло- и звукоизоляции;
• возможность при желании демонтировать ее и т. д.

Для всего этого необходимо иметь грамотный каркас: обрешетку и стропильную систему.

От чего зависит шаг обрешетки под поликарбонат ↑

Как и в случае любого другого материала для кровли шаг опалубка определяет уклон крыши, а также радиус изгиба и толщина поликарбонатного листа .

Для конструкций с более пологой кровлей уклон должен быть не меньше 30°, а шаг, который имеет обрешетка для поликарбоната, – эквивалентен ее толщине, то есть, например, для 4-миллиметрового СПК он не должен быть больше 40 см, для 10 – соответственно, одного метра. Оптимальным углом наклона считают угол в 50°.

По готовым таблицам или программам можно посчитать максимальную прочность плиты, которая достигается при соответствующей величине радиуса изгиба. Любое его изменение проводит к корректировке шага опалубка, при этом чем радиус и толщина материала меньше, тем меньше выбирают шаг.

Помимо этого, учитываются также снеговые нагрузки –для более снежных районов шаг опалубка выбирают поменьше. Поликарбонатную крышу проектируют так, чтобы снег на них особо не накапливался, иначе пришлось бы значительно уменьшить шаг. Тогда конструкция получилась бы слишком дорогой. Если учесть гладкость поверхности пластика, минимального уклона в 30° достаточно, чтобы позволить снежной массе не задерживаться на крыше.

Тем не менее, например, для крыши веранды конструкцию лучше выбирать более крутую, а еще лучше арочную, которая способна противостоять максимальным нагрузкам. При определенных значениях – толщина материала (16 мм), шаг стропил (2,3 м) и радиус (2,3 м) опалубку можно даже не использовать. В этом случае ее выполняют только в тех местах, где соединяются опоры.

Ребра жесткости листов СПК при укладке должны располагаться под прямым углом (строго перпендикулярно) к обрешетке. Поэтому на кровле особенно воздушно и прозрачно смотрится материал наибольшей толщины.

Таким образом, расчет обрешетки под поликарбонат дает возможность выбора между двумя вариантами каркаса: достаточно частая обрешетка – при условии использования тонкого СПК или разреженная – но с более толстым материалом.

Особенности конструкции каркаса из разных материалов ↑

Простейшим вариантом решения каркаса для СПК являются тонкие трубы из сортового металлопроката (20х20 мм), расположенные через 600-800 мм. Для арочных кровель трубы изгибают по заданному радиусу посредством роликового станка.

Стальной каркас собирают на месте при помощи болтов, винтов, уголков и специального крепежа. Чтобы его детали не прогнулись под тяжестью снега, шаг ферм должен быть меньше 1500 мм.

Каркас может быть выполнен из алюминия, который намного лучше подходит для эксплуатации снаружи, на улице, чем сталь, поскольку он, можно сказать, коррозии не подвержен. Но изделие из него получается значительно дороже стального – порядка 2,5 раза.

Для каркаса используется и древесина, но только клееная. Обычные доски и массивные бруски непременно поведет, из-за чего листы поликарбоната станут деформироваться и трескаться, и образуют между ними трещины и широкие щели.

Сотовый поликарбонат – расчет обрешетки ↑

Одним из условий выбора СПК для кровли является его экономичность. Как поступить – выбрать пластик потолще или выполнить частую обрешетку. Если учесть, что металл стоит намного больше, чем поликарбонат, выгоднее – разреженная обрешетка. Более того, этот вариант еще и менее трудоемкий, так как металлоконструкцию нужно еще и сварить.

Для расчета обрешетки созданы специальные программы, в которых учитывают следующие параметры:

• тип кровли,
• толщину листа,
• ширину и длину остекляемого пролета
• высоту арки
• регион.

Оптимальный шаг обрешетки можно определить также из соответствующих таблиц.

Крепеж листов поликарбоната ↑

Саморезы для обрешетки подбирают с учетом формы ее конструкции и материала. Помимо обычных, под накидную или максимально плоскую головку, используют также специальные термошайбы.

Они состоят из шайб: из пластика с ножкой и уплотнительной, а также защелкивающейся крышки. Подобные шайбы имеют определенные преимущества:

• обеспечивают надежность и герметичность крепления;
• устраняют «мостики холода», создаваемые саморезами;
• ножка термошайбы, упираясь в каркас конструкции, предотвращает смятие панели.

Однако их ярко выраженная выпуклая форма, как и саморезов под накидную, может затруднить скольжение снега, поэтому для крепления рекомендуется использовать их в конструкциях, имеющих большой запас прочности, или арочных.

В остальных случаях целесообразнее использовать саморезы, имеющие максимально плоскую шляпку, скажем, оцинкованную пресс-шайбу, чтобы обеспечить беспрепятственное скольжение снега и льда с крыши.