CC BY
17
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
УДК 69.024.12:696.121+69.002.5
Н.А. ЦВЕТКОВ, докт. техн. наук, профессор,
A. В. ДЕГТЯРЕНКО, канд. техн. наук, доцент,
B.А. ПЕСТУНОВ, аспирант,
ТГАСУ, Томск
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ (РЕМОНТА) МЯГКИХ КРОВЕЛЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОБИЛЬНОГО КОМПЛЕКТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Выполнен анализ состояния мягких кровель на 411 объектах в Томской, Новосибирской и Кемеровской областях. Показаны типичные дефекты примыкания и ковров, недостатки традиционных технологий их текущего и капитального ремонта. Предложена технология и организация восстановления водонепроницаемости мягких кровель с использованием разработанного мобильного комплекта оборудования.
Введение
Восстановление водонепроницаемости (ремонта) мягких кровель чрезвычайно актуально, особенно в Сибири [1, 2]. На их ремонт ежегодно расходуется около 15 % средств, выделяемых на содержание зданий, и более 50 % выпускаемых и ввозимых в Россию рулонных кровельных материалов. Детальное обследование состояния кровель (порядка 78 тыс. м2) на 421 объектах в Томской, Новосибирской и Кемеровской областях показало, что более 32 % мягких кровель находятся в аварийном состоянии. На кровлях, ремонт которых не производился 7-15 лет, как правило, разрушены парапеты и более чем 75 % дефектов с протечками обнаружено в местах примыканий ковра к ним и к вентиляционным каналам (рис. 1). Площади ковров таких кровель от 10 до 60 % имеют вздутия, трещины и водяные линзы (рис. 2). На многих из них растет трава, кустарник и даже деревья (рис. 3).
© Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, В. А. Пестунов, 2007
Рис. 2. Типичные трещины и вздутия ковров кровельного покрытия
Рис. 3. Присутствие растительности на мягких кровлях
При использовании традиционных технологий текущего и капитального ремонта мягких кровель производится частичная или полная замена ковра. При этом вследствие отсутствия системы утилизации удаляемых битумосодержащих покрытий наносится в подавляющем большинстве случаев экологический вред окружающей среде. Качественное выполнение ремонтных работ возможно при температуре воздуха более плюс 5 °С. Используемое тяжелое оборудование, например битумоварки, требует подъемных механизмов при транспортировке на объекты и редко поднимается на кровли. Горячий битум поднимается на кровли в ведрах, что в ряде случаев приводит к загрязнению фасадов и повышенному травматизму рабочих.
В этой связи учеными и специалистами разных стран разрабатываются новые энергосберегающие, экологически ориентированные технологии и мобильное оборудование для ремонта мягких кровель с максимальным устранением недостатков существующих технологий.
Технология и организация восстановления мягких кровель с использованием теплосиловых воздействий
Совершенствование любой технологии восстановления мягких кровель выполняется на основе углубления знаний, полученных при изучении процессов, связанных с потерей работоспособности этого важнейшего элемента зданий. Вследствие выпадения атмосферных осадков в весенне-летний период и таяния снега происходит процесс накопление влаги на поверхности кровельного покрытия, увлажнение парапетов и примыкания. Насыщение влагой кровельного ковра может происходить двумя путями. За счет атмосферных осадков заполняются влагой микротрещины, разрывы верхнего слоя и более нижних слоев кровли, образуются водяные линзы. Интенсивно влага проникает в конструкции вертикальных стен через дефекты в примыкании ковра. За счет диффузии водяного пара в зимнее время, вследствие дефектов пароизоляционного слоя в кровле образуются паровые мешки и водяные линзы из-за конденсации водяного пара. По этим причинам насыщается влагой стяжка, слой утеплителя, паровая изоляция и плиты покрытия, происходит интенсив-
ная коррозия закладных соединительных деталей в зданиях, особенно промышленных из сборного железобетона, теряется прочность строительных материалов и конструкций. При накоплении пыли, грязи и семян в дефектных местах на кровлях появляется растительность.
Наиболее перспективной с позиции устранения вышеперечисленных дефектов, экономии материальных и трудовых ресурсов является известная технология ROOF компании «American Industries Ins». Технология основана на восстановлении кровель термохимическим способом, обеспечивающим прогрев кровельного ковра и восстановление свойств битумосодержащих материалов под воздействием инфракрасного излучения. Технология позволяет существенно расширить сроки проведения ремонтных работ за счет их выполнения даже при отрицательных температурах, повысить качество ремонта и экономию материалов [3, 4]. Однако эта технология не решает вопросы надежности водонепроницаемой защиты примыкания как наиболее уязвимых участков мягких кровель [4]. Более того, как показал опыт, эта технология требует обеспечения оптимальных распределенных температурно-временных параметров тепловых воздействий на поверхность мягких кровель в зависимости от количества слоев гидроизоляционного материала, конструкции и состояния основы, поскольку воздействие высокоинтенсивного лучистого потока и высокой температуры на поверхность ковра кровли интенсифицирует процессы старения битума.
В отличие от традиционных технологий и технологии ROOF, в предлагаемой [5-7] технологии предусматривается изучение снежного покрова кровли в зимнее время с целью определения высоты специально разработанного защитного фартука примыкания [8], предусматривается использование специальной обуви [9] и нового мобильного комплекта оборудования [10-17].
На первом этапе восстановления работоспособности мягких кровель выполняется ее диагностика с детальной фиксацией всех нарушений целостности ковра и примыкания, всех скрытых дефектов с обязательным определением толщины гидроизоляционного слоя. Выполняется проектирование технологической карты и календарного графика работ для каждого объекта с учетом данных зимнего обследования и результатов диагностики ремонтируемой кровли.
На втором этапе кровля тщательно очищается от пыли, грязи, растительности и посторонних предметов. Восстанавливаются при необходимости парапеты и конструкции выходов вентиляционных систем, выполняется ремонт примыкания ковра к сливным воронкам, обеспечивается выполнение работ по устройству фартука примыкания, конструкция которого представлена в работе [8]. Высота фартука примыкания определяется толщиной снежного покрова на кровле и конкретными особенностями конструкции примыкания, но не менее 0,2 м. Фартук примыкания выполняется с использованием долговечных и прочных рулонных материалов, например из отечественного материала ППМ-1 Кемеровского завода «Прогресс». Монтаж фартука примыкания включает следующий перечень работ:
а) выполняется выравнивание вертикальной (наклонной) стенки на уровне верхней границы фартука сплошной горизонтальной полосой шириной 80-100 мм раствором полимербетона;
б) после твердения полимербетон обрабатывается слоем праймера с приклеиванием материала (например, ППМ-1, предварительно нарезанного полосой необходимой ширины) таким образом, чтобы горизонтальная полоса на ковре покрытия была шириной не менее 150 мм;
в) наклеенная верхняя часть фартука плотно прижимается к вертикальной стене через 200 мм металлическими пластинками толщиной не менее 1 мм, шириной 25-30 мм и длиной порядка 100 мм двумя винтами с пластмассовыми дюбелями;
г) верхняя часть фартука примыкания вместе с металлическими пластинками заделывается слоем мастики;
д) нижняя часть фартука поднимается и временно закрепляется на вертикальной (наклонной) стенке до завершения всех работ по ремонту ковра кровли.
Монтаж фартука по разработанной технологии надежно обеспечивает исключение проникновения влаги через его верхнюю часть к примыканию кровли. При этом исключается проникновение влаги и в конструкции вертикальных (наклонных) элементов здания, к которым он крепится (рис. 4).
Рис. 4. Монтаж фартука примыкания на административном здании МП ЖХ г. Северска
Из комплекта разработанного мобильного оборудования используется при этом пульт управления (рис. 5) и битумная электропечь (рис. 6). Емкость печи позволяет разогреть до требуемой температуры 60 л битума.
Параллельно на втором этапе выполняются работы по вскрытию водонепроницаемого слоя в местах образования водяных линз, паровых мешков и трещин с дальнейшей просушкой этих мест. Вскрытия производятся аккуратно. Водонепроницаемый слой при необходимости скатывается в рулон с прокладкой, исключающей слипание рулона в монолит. После просушки вскрытых мест и ремонта при необходимости стяжки (утеплителя и паровой изоляции) снятый верхний слой кровли устанавливается на прежнее место.
Рис. 5. Пульт управления Рис. 6. Битумная электропечь
На третьем этапе выполняется тепловая обработка ковра мягкой кровли и мест ее примыкания. Используются одновременно 3 горизонтальных термо-спекателя (рис. 7) и угловой термоспекатель, выполненный с использованием специальных шарниров (рис. 8).
Рис. 7. Горизонтальный термоспекатель Рис. 8. Угловой термоспекатель
В работе [18] выполнен детальный анализ теплопереноса при взаимодействии горизонтального термоспекателя с системой «водонепроницаемый слой - стяжка - утеплитель» при радиационно-конвективном подводе теплоты на поверхность водонепроницаемого слоя. Эти исследования позволили обосновать ширину зоны вторичной тепловой обработки (не менее 4 см) с учетом неточности установки плоских термоспекателей. Полученные в этой работе
результаты позволили разработать схему организации тепловых и силовых воздействий (рис. 9).
Реализация схемы перестановки трех прямых термоспекателей сводится к следующему. После разметки кровли квадратами 0,9х0,9 м с учетом зон вторичной тепловой обработки, шириной 5 см (на рис. 9 эти зоны показаны заштрихованной площадью) три плоских термоспекателя помещаются на квадраты 3, 5, 11. После завершения тепловых воздействий термоспекатели перемещаются в последовательности а-б-в на квадраты 13, 15, 1 и т.д. Этим обеспечивается одновременность работы термоспекателей и надлежащая организация силовых воздействий в квадратах 3, 5, 11 и других. Разработанная схема организации технологического процесса при восстановлении мягкой кровли позволяет звену из трех человек, работая с комплектом из трех термо-спекателей, за восьмичасовую смену обрабатывать в среднем 50-80 м2 мягкой битумосодержащей кровли.
Рис. 9. Схема организации тепловых воздействий тремя прямыми термоспекателями
Практическая реализация схемы тепловых и силовых воздействий на спекаемый композит мягкой кровли показана на рис. 10.
На четвертом этапе, после завершения тепловых и силовых воздействий, поверхность каждого обработанного квадрата модифицируется специальными материалами в растворенном или расплавленном состоянии. Если поверхность ковра не подвергалась модификации, то желательно дополнительное устройство верхнего водонепроницаемого слоя из современных наплавляемых материалов. После выполнения этих работ тщательно приклеивается горизонтальная часть фартука примыкания.
Рис. 10. Практическая реализация схемы тепловых и механических воздействий на спекаемый композит кровли
Возможно многократное использование разработанной технологии на одной и той же кровле при условии обязательной модификации верхнего слоя (теоретически 5-6 раз). При этом нижняя часть фартука примыкания поднимается перед теплосиловой обработкой ковра и примыканий и тщательно приклеивается после завершения всех работ. Гарантированный срок службы отремонтированной кровли при соблюдении всех требований технологического регламента - не менее 5 лет.
Выводы
Предложен апробированный вариант экологически ориентированной технологии и организации восстановления водонепроницаемости (ремонта) мягких кровель с использованием нового комплекта мобильного электрооборудования. Разработанная технология может быть многократно использована для ремонта одной и той же кровли, продлевая срок службы дорогостоящих битумосодержащих материалов до 25-30 лет. Комплект оборудования помещается в прицепе легкового автомобиля, что делает привлекательной технологию для использования в сельской местности при ремонте небольших по площади мягких кровель. Наиболее тяжелой из комплекта оборудования является битумная электропечь (35 кг), поэтому подъемных машин для реализации технологии не требуется.
Финансовая поддержка при выполнении НИР, разработке, изготовлению и апробации мобильного оборудования осуществлялась: грантом Президента РФ (№ МК-2412.2004.8 с объемом финансирования 270,0 тыс. рублей); Федеральной службой специального строительства РФ (инновационный проект с объемом финансирования 250 тыс. рублей); Министерством образования
РФ (два проекта по программе «Архитектура и строительство» с объемом финансирования 300,0 тыс. рублей); Федеральным агентством по образованию РФ (проект № 7756 по программе «Развитие научного потенциала высшей школы» - 1900 тыс. рублей); администрацией Кожевниковского района Томской области (договор № 087/6 - 78,0 тыс. рублей); администрацией г. Север-ска Томской области (договор № 060/6 - 56,0 тыс. рублей, договор № 070/6 -
76.0 тыс. рублей); администрацией Томского района Томской области (договор № 083/6 - 53,0 тыс. рублей); Государственным унитарным предприятием «Томск АВИА» (договор № 066/6 - 356,0 тыс. рублей); Томским государственным архитектурно-строительным университетом (договор № 090/6 -
90.0 тыс. рублей); Новосибирским государственным архитектурно-строительным университетом (договор № 076/6 - 70,0 тыс. рублей); Кожевниковским заводом сухого молока Томской области (договор № 6213/6 - 206,0 тыс. рублей); ООО «Дубль-3» Томской области (договор № 067/6 - 75,0 тыс. рублей) и другими организациями и предприятиями. Выполнено опытных работ по восстановлению водонепроницаемости мягкой кровли на площади более 6300 м2. Срок эксплуатации первых отремонтированных по предлагаемой технологии мягких кровель составил уже более 9 лет (общая площадь кровель на 14 объектах - более 1700 м2).
Библиографический список
1. Цветков, Н.А. Восстановление мягких кровель / Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко // Жилищно-коммунальное хозяйство. - 2004. - № 6. - Ч. I. - С 62-64.
2. Таткин, А.А. Восстановление эксплуатационной пригодности мягких кровель из многослойных битумосодержащих композитов с использованием терморадиационных устройств / А.А. Таткин, И.И. Подшивалов, Н.А. Цветков // Вестник Томск. гос. архит.-строит. ун-та. - 2000. - № 2. - С. 112-120.
3. Газетов, Р.Р. Руководство по технологии ROOF / Р.Р. Газетов, С.А. Стороженкою -Санкт-Петербург, 1996. - 43 с.
4. Паничев, А.Ю. Заключение по физико-техническим показателям испытаний образцов многослойного гидроизоляционного кровельного покрытия для фирмы «AMERICAN INDASTRIENS INC» / А.Ю. Паничев, Н.А. Машкин. - Новосибирская государственная академия строительства, № 474 от 16 октября 1997 г.
5. Дегтяренко, А. В. Технология и комплект оборудования для восстановления водонепроницаемости многослойных мягких кровель с устройством фартука примыкания / А.В. Дегтяренко, Н.А. Цветков // Известия вузов. Строительство. -2002. - № 4. - С. 6669.
6. Дегтяренко, А.В. Комплект оборудования для восстановления водонепроницаемости мягких кровель/ А.В. Дегтяренко, Н.А. Цветков // Вестник Томск. гос. архит.-строит. унта. - 2002. - № 1. - С. 67-75.
7. Дегтяренко, А.В. Управление температурными режимами в технологии восстановления водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом / А. В. Дегтяренко, Н.А. Цветков / НИИ строит. материалов при Том. гос. архит.-строит. ун-те. Деп. в ВИНИТИ АН РФ 10.07.02 № 1288-В2002. - 2002. - 11 с.
8. Свидетельство на полезную модель № 25028 РФ, МКИ Е04Д 13/14. Строительный элемент для влаго- и радиационной защиты примыкания / О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, И.И. Подшивалов. Приоритет от 28.01.2002. Зарегистрировано 10.09.2002. Бюл. № 25.
9. Свидетельство на полезную модель № 19547 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Приспособление для уплотнения разогретого многослойного битумосодержащего кровельного материала /
Недавний О.И., Цветков Н.А., Дегтяренко А.В. [и др.]. Приоритет от 19.03.2001; Зарегистрировано 10.09.2001. Бюл. № 25.
10. Свидетельство на полезную модель №20765 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумной массы / Недавний О.И., Цветков Н.А., Дегтяренко А.В. [и др.] Приоритет 05.04.2001; Зарегистрировано 27.11.2001, Бюл. № 33.
11. Свидетельство на полезную модель № 21796 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли / Недавний О.И., Цветков Н.А., Дегтяренко А.В. [и др.]. Приоритет 30.07.2001; Зарегистрировано 20.02.2002. Бюл. № 5.
12. Свидетельство на полезную модель № 21797 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли / Недавний О.И., Цветков Н.А., Дегтяренко А.В. [и др.]. Приоритет 30.07.2001; Зарегистрировано 20.02.2002, Бюл. № 5.
13. Свидетельство на полезную модель №26806 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли / Недавний О.И., Цветков Н.А., Дегтяренко А.В. [и др.]. Приоритет 03.09.2001; Зарегистрировано 20.12.2002. Бюл. № 35.
14. Патент на полезную модель № 49055 МПК Е 04D 15/06. Битумная электропечь / Цветков Н.А., Дегтяренко А.В., Моржицкий А.В. Приоритет от 11.05.2005. Опубликовано
10.11.2005. Бюл. № 31.
15. Патент на полезную модель № 49056 МПК Е 04D 15/06. Шарнирное инфракрасное устройство для разогрева битумосодержащего покрытия кровли / Цветков Н.А., Приоритет от 17.06.2005. Опубл. 10.11.2005. Бюл. № 31
16. Патент на полезную модель № 50567 МПК E04D 15/06. Плоское шарнирное устройство для разогрева битумосодержащего покрытия кровли / Цветков Н.А., Дегтяренко А.В., Моржицкий А.В. Приоритет от 30.05.2005. Опубл. 20.01.2006. Бюл. № 02.
17. Патент на полезную модель № 52045 МПК E04D 15/06. Плоское устройство для разогрева кровли / Цветков Н.А., Дегтяренко А.В., Моржицкий А.В. Приоритет от
17.10.2005. Опубл. 10.03.2006. Бюл. № 7.
18. Теплоперенос в технологии восстановления водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом / А.В. Дегтяренко, Н.А. Цветков, С.И. Скачков // Вестник Томск. гос. архит. строит. ун.-та. - 2002. - № 1. - С. 58-67.
Ы.А. TSVETKOV, АУ. DEGTYARENKO, V.А. PESTUNOV
TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF RESTORATION OF SOFT ROOFS WITH USE OF MOBILE COMPLETE SET OF AN ELECTRIC EQUIPMENT
The analysis of a condition of soft roofs on 411 objects in Tomsk, Novosibirsk and Kemerovo areas was carried out. The typical defects of an adjoining and coverings, shortage of traditional technologies of their current and capital repair are shown. The technology and organization of restoration of water resistance of soft roofs with use of the developed mobile complete set of the equipment were offered.
