Инновации в конструкциях крыш, зеленая кровля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Архитектура производственных объектов и архитектурные конструкции»

Инновации в конструкциях крыш, зеленая кровля

Выполнил ст.гр . 11203213

Рогатень Марина

Проверил:

Токарева Н.А.

Минск 2015

Введение

В действительности, что же такое инновации? Согласно одному из определений, инновация - это новый или усовершенствованный продукт либо производственный процесс, маркетинговый или организационный метод.

Ключевой частью этого определения является не столько слово «новый», сколько «усовершенствованный», поскольку функциональность и практичность важнее новизны как таковой. Причем полученное усовершенствование должно иметь спрос со стороны рынка. В истории имеется немало примеров, когда рациональному изобретению приходилось ждать своего звездного часа годы, а то и десятки лет, а некоторые из усовершенствований так и не нашли своего потребителя.

Когда речь заходит об инновациях, в первую очередь в голову приходит мысль о высоких технологиях. Программные продукты для IT, электроника, химическая, космическая промышленность, фармацевтика и многие другие наукоемкие отрасли - являются по-настоящему постоянными «клиентами» инновационных компаний. Но в данном материале хотелось бы обсудить тему внедрения инноваций в такой сложной и консервативной отрасли, как строительство.

Конечно, мода на инновации пришла и в эту сферу. И тут и там можно встретить заверения строительных компаний и предприятий-производителей о том, что в их работе используются инновационные технологии, инновационные материалы, инновационные способы ведения бизнеса и сервисного обслуживания. И практически все согласны с тем, что инноваций должно быть еще больше, но, к сожалению, этот термин носит пока в большей степени спекулятивный, чем практический характер.

И все-таки в своей работе мне было интересно изучить в некоторой степени сферу строительсва, а именно , инновационные решения в конструкциях крыш. В большей степени меня заинтересовало применение зеленых крыш, плюсы и минусы. И в данной работе я постараюсь раскрыть наиболее интересные решения в конструкциях крыш.

кровля керамический озеленение крыша

1. Современная кровля: новые конструкции и материалы

Технология создания облегченных строительных конструкций переживает в настоящее время бурное развитие. Шведский производитель Lindab, один из мировых лидеров среди поставщиков легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), постоянно работает над созданием новой продукции в этой области: перфорированных термопрофилей для утепленных кровель и наружных стен, балок из оцинкованной стали, которые используются в качестве стропил и элементов каркаса межэтажных перекрытий, несущего каркаса здания, также стальной вентилируемой обрешетки, профилированного листового металла, металлочерепицы, листового металла для фальцевой кровли и водостоков.

Вместе с экологически чистыми типами утеплителей и листами гипсокартона эти изделия составляют основу технологии сооружения облегченных зданий - строительную технологию будущего. Как подтверждено многочисленными исследованиями, сталь и гипсокартон создают здоровую среду обитания человека и не наносят ущерба окружающей среде при эксплуатации и переработке. Здания, построенные из этих материалов, практически не подвергаются влиянию биологических процессов разрушения (появление плесени и грибка), а сами эти материалы безопасны для здоровья людей.

Легкие, стальные горячеоцинкованные (275 г/м2) профили изготавливаются из высокопрочной конструкционной стали с пределом текучести 350 Н/мм2, что объясняет их высокую несущую способность, по сравнению с профилями, изготавливаемыми из традиционных марок строительных сталей. Термопрофили и акустические профили, легкие оцинкованные балки используются во внешних несущих и внутренних стеновых конструкциях, межэтажных перекрытиях и несущих каркасах зданий.

Конструкции сборной металлической кровли Lindab состоят из кровельных покрытий различного типа, укладывающихся на вентилируемую стальную обрешетку, которая, в свою очередь, опирается на перфорированный термопрофиль или непосредственно на стальные стропильные балки. Пространство между кровельным покрытием и внутренним потолочным слоем гипсокартона или профлиста заполняется утеплителем с организацией вентилируемого воздушного зазора над утеплителем для его просушки.

При проведении работ по реконструкции плоской или малоскатной кровли в скатную - кровельное покрытие кладется на Z-балки, расположенные параллельно коньку. Они, в свою очередь, опираются на стойки, закрепленные своими нижними опорами к направляющим, устанавливаемым на старом кровельном покрытии. Применение конструкционных материалов Lindab для облегченных зданий ускоряет монтаж. Все поставляемые элементы конструкций нарезаются в размер в заводских условиях согласно заранее разработанной спецификации проекта и маркируются в соответствии со схемой монтажа сооружения. Отсутствует необходимость подгонки деталей «по месту». Все элементы легкие - нет необходимости усиливать фундаменты или применять тяжелую подъемную технику.

Технология строительства облегченных зданий идеально подходит для использования совместно с системами автоматизированного проектирования.

Система строительства облегченных зданий является открытой и гибкой, что дает архитектору полную свободу в выборе облика здания.

Материалы, используемые при строительстве по данной технологии - сталь, гипсокартон и применяемые утеплители, - отвечают самым высоким требованиям по теплоизоляции и герметичности, что дает возможность строить энергосберегающее жилье в любых климатических зонах.

Причина, по которой сталь ранее не использовалась в конструкциях утепленных кровельных систем и наружных стен, связана с ее высокой теплопроводностью, которая способствовала образованию так называемых «мостиков холода». Они образуются в металлических элементах с хорошей теплопроводностью, проходящих по всему поперечному сечению кровли или стены. Они являются основной причиной потери значительного количества тепла, а также промерзания внутренней поверхности утепленной кровли или стены и выпадению конденсата, разрушительно влияющего на конструкции и отделочные материалы.

Lindab решил эту проблему, запустив в производство стальные перфорированные профили для утепленной кровли или наружных стен, так называемые термопрофили, с минимальным поперечным сечением, в которых в шахматном порядке прорезаются сквозные канавки для увеличения пути прохождения теплового потока.

2. Испанская фирма выпустила инновационный гибкий керамический материал Flexbrick

Испанская стартаповская компания Flexbrick разработала новую технологию в керамике и недавно представила на рынок инновационный керамический гибкий строительный материал под одноименным названием Flexbrick.

Новая промышленная система состоит из гибких листов, каждый из которых представляет собой сплетенные между собой каркасы из стальной проволоки с заключенными в них блоками из обожженной глины.

По словам компании, эта система предоставляет неограниченные возможности для архитекторов и дизайнеров в проектировании конструкций любых форм и размеров, благодаря своему исключительному сочетанию гибкости, механической прочности и эстетичности внешнего вида. Только путем изменения толщины керамических блоков этот «текстильный» материал может быть использован в качестве напольного покрытия, кровли, накладных стеновых панелей, вентилируемых фасадов, сводов, а также для выполнения различных ландшафтных работ, в том числе укрепления склонов, изготовления уличных архитектурных элементов, дорожных покрытий и т.д.

Система Flexbrick была разработана совместно с другими испанскими компаниями Piera Ecocerбmica и Cerбmica Malpesa. Гибкие керамические листы позволяют построить конструкции любой кривизны, при этом они достаточно легкие, что позволяют минимизировать использование опорных конструкций и колонн. Более того, система является действительно универсальной - модифицировав только 10 процентов компонентов, ее можно настроить для использования в практически любых строительных конструкциях.

Система Flexbrick выпускается в широком диапазоне цветов керамических блоков и поставляется заказчику либо в рулонах, либо на специальных поддонах.

3. Строительство купольных домов из «надувного» бетона может скоро стать повседневной практикой

Недавно архитектор Николо Бини представил широкой общественности технику строительства купольных домов из бетона без швов и межпанельных стыков, которую разработал в 70-х годах прошлого столетия его отец, Данте Бини. Первый дом под названием Бинишелл («Binishell») был построен в предгорье Этны в 1964 году и за почти 50 лет выдержал множество землетрясений, выбросов пепла и лавы, ураганов, благодаря своей аэродинамической форме. А сейчас архитектор заканчивает строительство демонстрационного дома-бинишелла площадью 83 кв. метра в качестве доказательства жизнеспособности технологии.

В настоящее время насчитывается более 1600 таких «бинишеллов», построенных в 23-ти странах мира, и все они благополучно выдержали стихийные бедствия, поэтому, по словам Бини-младшего, могут рассматриваться в качестве недорого постоянного жилья для беженцев и людей, лишившихся крова над головой в результате техногенных и природных катастроф. Кроме того, такая технология вполне подходит для строительства школ, военных баз, стадионов и других крупных объектов.

Технология строительства таких бетонных домов отличается низкими затратами, как временными, так и финансовыми, поскольку в ней не используется тяжелая спецтехника, да и использование материалов сведено к минимуму.

Возведение стен дома начинается с укладки на фундамент надувного шара из прочной мембраны, а поверх - деревянной опалубки, укрепленной стальной арматурой, которая заливается бетонной смесью со специальными добавками. Пока бетон еще не совсем затвердел, шар начинают надувать воздухом с помощью мощного воздушного насоса, при этом бетон постепенно поднимается с земли, приобретая форму купола и затвердевая. Примерно через час, когда бетон окончательно затвердеет, шар сдувается и может быть использован повторно для строительства следующего купольного дома.

Как утверждает архитектор, расходы на строительство одного купольного дома по данной технологии составляет всего 3500 долларов. Покатая форма крыши дома способствует пассивному солнечному обогреву, а также может быть использована для организации «зеленой» кровли, которая замечательно сохраняет благоприятный микроклимат во внутренних помещениях дома.

Безусловно, для того, чтобы данная технология прижилась в строительной индустрии, архитектору предстоит решить некоторую непрактичность проживания в куполе, например, невозможность повесить картину на стену или провести коммуникации сквозь твердые стены из бетона.

4. Светопрозрачные кровли

Светопрозрачные кровли - один из наиболее сложных видов алюминиевых конструкций, требующий консультаций со специалистами на самых ранних стадиях проектирования и строительства.

Этот вид кровли обеспечивают надежную защиту от атмосферных осадков и других неблагоприятных факторов окружающей среды, в том числе от ультрафиолетовых лучей, и одновременно делают пространство открытым и легким.http://stroisam.ucoz.ru/_si/0/42668989.jpg

Они могут быть выполнены в виде отдельных наклонных скатов, арок, пирамид, куполов, многоугольников и т.п.

Для изготовления светопрозрачных кровель применяется стоечно-ригельная система из алюминиевого профиля с заполнением стеклом, стеклопакетами или панелью из сотового поликарбоната.

Очень важным требованием выступает прочность материала. Светопрозрачные конструкции кровли должны выдерживать не только собственный вес, но дополнительные нагрузки во время ветра и снегопадов. Прочность кровли также необходима для осуществления эксплуатационных и ремонтных работ.

Внешне светопрозрачные конструкции выглядят очень легкими и хрупкими, но это обманчивое впечатление. На самом деле такие кровли отлично защищают здание от всех агрессивных внешних воздействий: осадков в виде дождя и снега, сильных ветров, прямых солнечных лучей. Многочисленные испытания и многолетняя практика показали, что подобные кровельные материалы отлично противостоят химической агрессии, механическим ударам, коррозии, воздействию слишком высоких или низких температур, а также их резким перепадам.

С помощью специальных покрытий на основе оксидов редкоземельных металлов стеклу придаются энергоэффективные свойства - сохранение теплоты и защита от солнца.

В последнее время в торгово-развлекательных комплексах, отелях, художественных галереях, а также в офисных зданиях и учреждениях, все большей популярностью пользуются эффектные атриумы со светопрозрачным (как правило, купольным или ребристо-купольным) покрытием. Довольно часто эта часть архитектурного ансамбля служит для объединения нескольких зданий с образованием светлого внутреннего дворика. http://stroisam.ucoz.ru/_si/0/85419141.jpg

Основные достоинства светопрозрачных кровель:

*идеальная защита от плохой погоды и солнечного света на террасе, в приусадебном участке и перед входом в дом;

*легкость и долговечность в использовании;

*влагонепроницаемость;

*устойчивость к высоким температурам, ультрафиолетовому и химическому воздействиям, коррозии;

*широкое применение, особенно в жилищном строительстве и на садовом участке.

Сложность реализации - вот один из основных минусов светопрозрачной кровли . Впрочем, этот недостаток оказывается решающим только лишь в том случае, если выбор в пользу такого кровельного покрытия был сделан лишь на основании визуальных и эстетических предпочтений. Если же речь идет о том, что разрешить проблему дефицита естественного освещения дома иначе никак нельзя, то этот недостаток рассматривается лишь в качестве барьера, который необходимо преодолеть. Кстати, для этого сегодня существует большое количество способов, ведь светопрозрачные крыши сейчас находятся на пике популярности и ведущие инженеры по всему миру предлагают различные более или менее оптимальные варианты их устройства.

5. Озеленение крыш - особенности конструкции

Озеленение крыш зданий - это вовсе не современный тренд. История зеленых садов на крышах домов началась еще несколько тысяч лет назад. Первые из них были построены в Вавилоне. Самым известным садовым комплексом можно считать сады Семирамиды. Далее эту технологию проложили зодчие Греции, Рима, а потом и всей западной Европы. Сегодня озеленение крыш снова входит в моду, так как позволяет более рационально использовать поверхность дома.

Обычно, такая кровля состоит из трех слоев. Нижний -- это пленка, которая призвана защитить несущую конструкцию крыши от воздействия корней растений. Поверх нее укладывают подкладку из пенопласта, которая обеспечивает необходимый баланс воды в данной экосистеме. Финальный слой -- это непосредственно грунт, в который высаживаются растения. В итоге, полученная конструкция отличается высокими эксплуатационными показателями и малым весом. Единственный недостаток таких крыш -- восторженные взгляды соседей и прохожих, которые не могут налюбоваться подобным решением.

6. Зеленая крыша - технология

Существует всего два типа зеленых крыш -- экстенсивные и интенсивные. Первый тип отличается большей простотой. Он оптимален в тех случаях, когда необходимо уменьшить затраты времени и сил на уход за крышей. Такую систему можно применять на крышах с углами скатов, которые не превышают 45 градусов. Именно по данной технологии проводят озеленение промышленных объектов, торговых центров, террас, гаражей, беседок, остановок и прочих построек, которые не предусматривают возможность выхода человека на крышу.

Для организации такой крыши используют различные сорта многолетних растений, не требующих полива и стрижки, а также хорошо справляющихся с суровыми условиями зимы. Несмотря на простоту конструкции, лучше заранее проконсультироваться со специалистами, ведь зеленая крыша своими руками немного отличается от обычной кровли, а поэтому имеет свои нюансы укладки. По прошествии времени на такой крыше селятся не только растения, но и птицы, которые начинают радовать своими песнями. Этот аспект является еще одним преимуществом, которое присуще только этому типу крыш.

Но если вы хотите не просто любоваться зеленой крышей и слушать утренние трели птиц, но также и отдыхать на самой крыше, то тогда необходимо прибегнуть к монтажу интенсивной зеленой кровли. Интенсивное озеленение можно применять абсолютно везде, но наибольшее распространение оно получило при оформлении частных домов. Такая крыша подразумевает укладку дорожек, кустарников и деревьев. То есть возникает возможность организации полноценного сада на крыше. При этом фантазия дизайнера практически ничем не ограничивается и на такой кровле можно создавать многоярусные клумбы, альпийские горки и даже водоемы. На интенсивных зеленых крышах зачастую проводится освещение и полив.

Собственный сад на крыше дома позвонит отдохнуть от знойной погоды, кроме того, температура в помещении будет намного ниже, так как почва и зелень хорошо защищают от палящего солнца. К общему разнообразию растений крыши можно добавить экзотические цветы, также на площадку можно вынести столики и стулья, шезлонги и тенты. То есть на такой крыше можно вполне реально отдохнуть.

7. Особенности конструкций садов на крыше

Сады на крыше можно охарактеризовать следующими параметрами:

· высокая безопасность для людей. Одним из обязательных требований такой крыши является организация парапетов и ограждений высотой не менее 120 см. Они должны выдерживать нагрузку взрослого человека. Кроме того, устанавливаются специальные укрепления и ветровые щиты;

· использование только экологически чистых материалов;

· защита несущих конструкций от коррозии, действия плесени и грибков;

· хорошая изоляция корней растений;

· допустимые значения нагрузок на несущие конструкции (как статических, так и динамических);

· возможность организации дополнительных помещений для хранения инвентаря.

В идеале, решение об организации такой зеленой кровли необходимо принимать еще на этапе планирования всего здания. В этом случае возможно проведение всех расчетов возможных нагрузок на фундамент и элементы несущей конструкции. Но вполне реален монтаж зеленой кровли на последних этапах возведения дома, без организации предварительного проекта озеленения. В этом случае монтаж такой крыши ни чем не отличается от предыдущего варианта. Но все равно придется удостовериться в том, что несущие конструкции и стропила смогут выдержать нагрузку растений, системы полива и т. д. Только в этом случае можно будет получить качественную кровлю.

Озеленение крыши имеет целый ряд достоинств:

· экологичность -- крыша выделяет в воздух только кислород;

· поглощение вредоносных излучений;

· отличная защита от шума;

· отменная теплоизоляция, положительное влияние на климат внутри здания;

· снижение запыленности на участке;

· защита кровельного пирога от механических повреждений;

· эстетичность и престижность здания, уникальный внешний вид

Таким образом, становится понятно почему озеленение крыш становится все более популярным. И наконец-то в Республике Беларусь появился проект с зеленной крышей- это инновационный проект «Маяк-Минска».

Заключение

Несомненно, использование по-настоящему инновационных материалов оказывает заметное влияние на качество возводимых объектов и, соответственно, на стоимость квадратного метра. Риэлторы отмечают, что в среднем себестоимость строительства возрастает на 15%. Большинство потребителей, сожалеют инноваторы, по-прежнему ставят во главу угла не будущую выгоду, которую могут принести современные энергосберегающие технологии и принципы «green development», а стоимость конечного предложения. Инновации же воспринимаются как дорогие, статусные «фишки».

Из всех перечисленных мировых тенденций в нашей стране,пока удалось привлечь внимание участников рынка только к энергосбережению, поскольку это самые доступные для понимания потребителя затраты предстоящей эксплуатации дома. Все остальные опции, включая использование естественных источников света и энергии, создание здоровой и комфортной среды, вопросы экологии и эргономичности пространства начинают выглядеть совсем невесомыми преимуществами, как только цена за квадратный метр падает тяжким грузом на весы покупательской рациональности. Да и откуда ждать высокой притязательности к оптимальной вентиляции помещений от покупателей жилья в стране, где даже голую бетонную коробку в многоэтажном муравейнике, называемую квартирой, не может позволить себе большая часть населения.

Литература

1. И. АНИКИН, ведущий техн. специалист московского представительства компании Lindab Profil AB, Швеция

2. Источник: http://www.stroyinform.ru/

3. http://www.vzavtra.net/materialy/ispanskaya-firma-vypustila-innovacionnyj-gibkij-keramicheskij-material-flexbrick.html

4. http://www.vzavtra.net/stroitelnye-texnologii/stroitelstvo-kupolnyx-domov-iz-naduvnogo-betona-mozhet-skoro-stat-povsednevnoj-praktikoj.html

Размещено на Allbest.ru