Крыша дома из сотового поликарбоната

Сотовый поликарбонат – это листовой частично прозрачный ячеистый материал, изготовляемый из сложных химических полиэфирных соединений с участием катализаторов двухатомных спиртов. Если говорить по-простому – то это материал из прозрачного прочного и гибкого пластика. Сегодня мы рассмотрим как монтируется крыша дома из сотового поликарбоната.

Для раскрытия данного вопроса требуется более полное понимание, что такое сотовый поликарбонат. Конструктивно лист сотового поликарбоната состоит из двух параллельно расположенных листов, между которыми с одинаковым интервалом расположены вертикальные цельные перегородки. Листы сотового поликарбоната изготавливают методом экструзии – механическим продавливанием полужидкой вязкой смеси из полиэфирных соединений.

Стандартная толщина листа варьируется от 4 до 32 мм, а стандартные ширина и длина листа — 2100 на 6000 мм или 2100 на 12000 мм. Хотя материал классифицируется как – прозрачный, во время его производства в основной состав вводят полимерные красители, позволяющие получить сотовый поликарбонат с синим, зеленым, голубым, циановым, бирюзовым и аквамариновым оттенком цвета.

Надо сказать, что производство сотового поликарбоната тесно связано с производством монолитного поликарбоната. Состав материалов приблизительно одинаковый, монолитный поликарбонат отличается от сотового, в первую очередь, своей цельной структурой и сравнительно высокой жесткостью. У него меньше радиус изгиба, и из-за цельной структуры намного больше вес. Монолитный поликарбонат изготавливают с толщиной листа от 2 до 12 мм. Стандартный размер листа 2050 на 3050 мм.

Применение сотового поликарбоната в частном загородном строительстве

Учитывая малый вес, хорошую гибкость и высокую прочность, листы сотового поликарбоната нашли широкое применение в возведении полукруглых и плоских крыш.

Крыши из сотового поликарбоната изготавливают, как над жилыми постройками, так и монтируют при строительстве теплиц, веранд, террас и открытых парковок для автотранспорта.

Как возводится крыша дома из сотового поликарбоната

Основой для кровли из сотового поликарбоната служит система из арочных или прямых стропил, монтируемых на вертикальных упорах или продольных опорах в зависимости от площади и конструкции крыши.

При расчете кровли необходимо учесть следующие факторы:

• Стандартный размер листа и максимально экономный его раскрой;
• Термическое изменение размеров листов при максимально годовой температуре;
• Сохранение прочности и заданной формы листов при воздействии порывистого ветра и возможной нагрузки от выпавшего снега;
• Допустимый радиус изгиба листа при заранее рассчитанном радиусе полукруглой кровли;
• Количество монтажно-крепежных элементов для листов поликарбоната – стыковочных и торцевых профилей, термошайб и саморезов.

Размеры листа и расположение несущих стропил

Зная, что стандартно лист имеет размеры либо 210х600 см, либо 210х1200 см, расположение стропил рассчитывается таким образом, чтобы стыки между цельными листами приходились непосредственно на траекторию стропил, а при самом раскрое листов отходов было минимальное количество. Оптимально стропилы смонтировать с шагом или в 70 см или в 140 см. При этом не стоит опасаться такого шага, как 140 см, так как на стропилах будут монтироваться еще поперечные балки, да и общий вес и нагрузка листа весьма незначительна.

Благодаря свой гибкости сотовый поликарбонат позволяет строить конструкции арочной формы. Для их возведения используются арочные стропила. О технологиях сборки и монтажа таких стропил Вы можете прочитать в специальной статье: Арочные стропила — технология сборки и монтажа.

Термическое изменение листов поликарбоната и связанный с ним расчёт

Толщина стропил как деревянных, так и металлических, зависит от свойств термического изменения размеров листа. Во время жаркого солнечного дня сотовый поликарбонат от нагрева незначительно расширяется, а при понижении температуры принимает исходный размер. Учитывая это свойство материала, листы к стропилам или обрешетке крепят не на жесткий монтаж, как например, монтируют металлочерепицу, а на саморезы или болты с термошайбами.

Конструктивно, термошайба представляет собой прокладку под крепежный саморез или болт с расположенной в верхней части крышкой. При монтаже листового поликарбоната отверстие для крепления в нем изготавливают большего в 2-3 раза диаметра, чем диаметр монтажного самореза. При сужении или расширении листа его монтажное отверстие в любом случае остается накрытым термошайбой. Однако, учитывая, что диаметр отверстий в листах может достигать 10-15 мм, балки для стыковки двух соседних листов должны иметь соответствующую ширину с запасом.

Коэффициент термического расширения сотового поликарбоната находится в диапазоне 0,065-0,072. Значит при изменении температуры от -30° до +30° один метр поликарбоната увеличится на  3,90-4,32 мм.

Если возводится скатная кровля на деревянных прямых стропилах, то поверх всех стропил в системе монтируется обрезная доска с шириной в 80х100 мм. То есть, для стыковки двух листов, изначальная ширина ребра стропилы в 40 мм увеличивается примерно вдвое. При монтаже полукруглой кровли на деревянных сборных стропилах, как правило, верхнюю поверхность стропил расширять не требуется, так как сами по себе сборные арочные стропила из дерева имеют толщину ребра более 100 мм.

Возможность сопротивления листов ветровым и физическим нагрузкам

Если планируется монтировать односкатную или двускатную кровлю, крытую сотовым поликарбонатом, то угол наклона стропил должен составлять не менее 5  градусов. При таком угле дождевая вода не будет на ней скапливаться. Не рекомендуется угол 25-30° при котором могут образовываться снеговые мешки. Оптимальный для скатывания снега является угол 45-50°. При этом нужно учитывать что при большом угле наклона на поверхность поликарбоната при сильном ветре будет значительная нагрузка, что может негативно сказаться на сроке эксплуатации кровли.

При монтаже арочной крыши из сотового поликарбоната листы монтируются с определенным радиусом изгиба, поэтому их сопротивляемость нагрузкам за счет напряжения возрастает сама по себе.

Рекомендуемый минимальный радиус изгиба листа зависит от его толщины:

• 4 мм – 700 мм;
• 6 мм – 1050 мм;
• 8 мм – 1400 мм;
• 10 мм – 1750 мм;
• 16 мм – 2800 мм.

Например, если при обшивке арочной кровли использовать лист толщиной в 10 мм и его согнуть, задав ему радиус изгиба 200 см, то лист во время термического изменения, либо лопнет, либо деформируется. Чтобы этого не произошло необходимо или использовать листы с большей толщиной, или изначально рассчитывать радиус изгиба стропил под листы определенной толщины. Маленький радиус изгиба способствует образованию микротрещин, которые ведут к разрешению поликарбоната, поэтому рекомендуется делать радиус изгиба больше минимального.

Длина стыковочного и торцевого профиля

Стыковочный профиль при проектировании стараются располагать продольно кровельным стропилам. Лист поликарбоната также размещают продольно скату или дуге арки. Подсчитав количество целых листов, не трудно высчитать общую протяженность между ними стыковочного профиля. Длину торцевого профиля рассчитывают исходя из поперечной протяженности ската или дуги арки. В качестве верхнего торцевого профиля используют алюминиевый глухой профиль, а нижний край поликарбоната закрывают с помощью самоклеящейся перфорированной алюминиевой ленты. Отверстия на нижней торцевой ленте необходимы для своевременного выпуска из толщи листа поликарбоната конденсата.

Сравнение строений с использованием сотового поликарбоната со строениями из других материалов

Если сравнивать сотовый поликарбонат с такими кровельными материалами, как шифер, металлачерепица и профнастил, то поликарбонат сразу выигрывает по таким качествам, как гибкость, малый вес, прозрачность и простата в обработке при монтаже.

Сравнивать же сотовый поликарбонат со штучным кровельным материалом, таким как керамическая или битумная черепица, вообще бессмысленно, так как это материалы с абсолютно разными техническими свойствами. Более уместно сравнивать сотовый поликарбонат с другими листовыми материалами химической промышленности, например, с ПММА – полиметакрилом или ПВХ – поливинилхлоридом.

В общих чертах, дома, построенные или крытые сотовым поликарбонатом, отличаются следующими качествами:

• Меньшее потребление электроэнергии за счет частичного естественного освещения;
• Относительно низкая теплопроводность кровли за счет полостей в толще поликарбоната;
• Минимальная весовая нагрузка на несущие стены и фундамент здания;
• Более быстрый и дешевый монтаж кровли за счет габаритов листов поликарбоната;
• Относительно низкая цена по сравнению с домами, покрытыми другими кровельными материалами;
• Обычную двускатную или односкатную кровлю легко смонтировать самостоятельно.

При этом надо учитывать некоторые особенности крыши из поликарбоната. Если под крышей из полкарбоната нет утеплителя, то летом помещение под действием солнечных лучей прогревается чрезмерно сильно, а в холодную погоду остывает быстрее. Проявляется эффект парника. Поэтому поликарбонат часто используют при строительстве теплиц.

Если под поликарбонатом монтировать утеплитель, то теряется его преимущество в светопропускании.

Ещё один недостаток поликарбоната — треск или отдельные щелки при изменении температуры. Это связанно с большими температурными деформациями самого материала.

Таким образом, сотовый поликарбонат имеет большой спектр применений, благодаря своим отличительным характеристикам: светопропускание, прочность, невысокая цена и хорошая стойкость к атмосферным воздействиям.