Рассмотрена проблема гидроизоляции кровли подземных сооружений. Цель исследований заключалась в разработке мероприятий, повышающих надежность кровли подземных сооружений. Установлено, что наиболее часто протечки возникают в узлах водоприемной воронки, расположенной под слоем грунта. Разработано оригинальное конструктивное решение, которое может применяться как для строящихся, так и для ремонтируемых объектов. Конструкция может применяться без ограничений для любых типов зданий, кровли, технологий устройства, а первые годы эксплуатации показывают ее высокую надежность.
Ключевые слова: гидроизоляция кровли подземных сооружений, причины протечек, устройство для ремонта гидроизоляции
Keywords: waterproofing of the roof of underground structures, causes of leaks, device for repair of waterproofing
УДК 692.435 (69.035.4)
В.В. ПОБЕДИНСКИЙ, доктор техн. наук, профессор, кафедра сервиса и технической эксплуатации, Уральский государственный лесотехнический университет, Д.А. ВАСИЛЕВСКИЙ, канд. техн. наук, руководитель проектно-технического отдела, А.И. ПОПОВ, директор, ООО «Строительная компания «Флатирон», г. Екатеринбург
С точки зрения проектирования кровля зданий и кровля различных сооружений могут иметь существенные различия. Так, например, для подземных паркингов часто предусматривается слой засыпки, как для многих подземных конструкций. Но в этом случае кровля работает в условиях других воздействий и нагрузок, которые трудно учесть. В результате такой неопределенности у кровельных конструкций паркингов в процессе эксплуатации проявляются свои специфические дефекты, которые приводят к тому, что большое количество паркингов и других подземных сооружений почти всегда бывают залитыми водой в периоды дождей или появления талых вод. Все это требует совершенствования подобных конструкций, что и определило цель настоящих исследований, которая заключалась в разработке мероприятий, повышающих надежность кровли подземных сооружений.
В соответствии с целью решались следующие задачи:
– на основании исследований опыта эксплуатации выявить наиболее слабые места в кровельной конструкции подземных сооружений – паркингов, подземных переходов и др.;
– разработать конструктивное решение для устранения выявленной проблемы и апробировать его на строительных объектах;
– обеспечить защиту интеллектуальной собственности разработанного решения.
Изучение опыта эксплуатации выполнялось как теоретически с учетом ранее проведенных исследований [1-6], так и в условиях различных строительных объектов г. Екатеринбурга. При этом выбирались объекты, находящиеся в эксплуатации до 15 лет. В конструктивном исполнении кровли был предусмотрен поверхностный слой грунта не менее 0,5 м. Также в конструкции каждой кровли была предусмотрена система внутреннего водоотвода. Типичные примеры дефектов на исследуемых объектах приведены на рис. 1, где показаны протечки в местах соединения воронок с трубопроводом под железобетонной плитой перекрытия.
Рис. 1. Типичные примеры исследуемых объектов с кровлей под слоем грунта
Исследования показали, что одним из наиболее слабых мест кровли является узел водоприемной воронки и собственно воронка, расположенные под слоем грунта (рис. 2).
Рис. 2. Водоприемная воронка AM-Teho-110 (Финляндия): а – с заготовкой (фартуком) под фланцем из битумно-полимерного материала; б – с заготовкой под фланцем из ПВХ мембраны
В настоящее время для водоотвода с кровли подземных сооружений применяется устройство с использованием водоприемной воронки, приведенное в [7, 8]. Принципиальное решение этой конструкции заключается в том, что воронка установлена в отверстие железобетонной плиты перекрытия и соединена с трубой водосточной системы. Воронка при помощи фланца соединена с гидроизоляционным покрытием. Для гидроизоляционного покрытия, как правило, используются рулонные (битумные или полимерные) материалы.
Анализ данного конструктивного решения позволил выделить следующие недостатки:
1. Все выпускаемые в настоящее время водоприемные воронки предназначаются для кровли зданий и не учитывают специфику эксплуатации гидроизоляционных покрытий подземных сооружений, где применяются аналогичные гидроизоляционные материалы. Как известно [1-4, 6, 9], около 90% повреждений кровли и гидроизоляции происходит в сопряжениях с конструктивными элементами (в примыканиях), в первую очередь в узлах с водоприемными воронками. Но если на кровле зданий повреждения в местах соединений с воронками могут быть обнаружены при осмотрах, то на кровле подземных сооружений они скрыты слоем грунта, не позволяющим выявить места повреждений.
2. В процессе эксплуатации из-за деформационных перемещений происходит разрыв гидроизоляционного покрытия в месте соединения с воронкой, и вода стекает в отверстие для воронки в железобетонной плите перекрытия (рис. 1) мимо водосточной системы в нижерасположенное помещение.
3. В случае повреждения гидроизоляционного покрытия в удаленном от воронки месте (в пределах площади водосбора этой воронки) вода сразу протекает под гидроизоляционное покрытие и течет по перекрытию к отверстиям для воронок, минуя также водоотводные трубы.
4. В ходе эксплуатации узкое входное отверстие воронки забивается плотным мелкодисперсным илом из вышерасположенного слоя грунта, и устройство не обеспечивает водоотвод. Если для защиты от грунта используется не мелкая сетка, а геотекстильный материал [8], как это предусмотрено строительными нормами [7], то заиливание полипропиленовой ткани наступает еще раньше.
5. Главный недостаток – отсутствие доступа к устройству для обязательной технической эксплуатации (ремонт, периодическая прочистка). Коммуникации системы водоотведения смонтированы изнутри, поэтому, чтобы не нарушать целостность покрытия, узел водоотведения следует обслуживать также изнутри. Но это невозможно, поскольку воронка установлена непосредственно снаружи помещения.
С учетом данных недостатков была сформулирована идея нового технического решения. Она заключается в обеспечении водоотвода с кровли независимо от наличия и места повреждения кровли (в пределах площади водосбора воронки), доступа при обслуживании к конструкции водоотвода изнутри помещения и одновременно с возможностью использования его как для строящихся, так и при ремонте гидроизоляции эксплуатируемых объектов. Немаловажными факторами являются обеспечение минимальной стоимости, относительная простота конструктивного исполнения и надежность устройства.
Согласно этим требованиям и в первую очередь несложности исполнения, было разработано решение, которое заключалось в следующем.
На нижней поверхности железобетонной плиты перекрытия 1 (рис. 3) подземного сооружения под отверстием для водоприемной воронки и непосредственно под воронкой установлена герметичная емкость 2 с отверстием для ревизии 4, соединенная с трубой водосточной системы 3.
Рис. 3. Разработанная конструкция для водоотвода с кровли подземных сооружений: а – схема устройства; б – монтаж устройства на строительной конструкции; 1 – железобетонная плита перекрытия; 2 – труба водосточной системы; 3 – герметичная емкость; 4 – отверстие для ревизии
Устройство используется следующим образом. Функционально непригодная воронка отсоединяется от трубы водосточной системы 2 (рис. 3) и под отверстием для этой воронки к поверхности железобетонной плиты перекрытия 1 с герметичной прокладкой крепится емкость, например в виде металлического ящика 3, которая соединяется с трубой 2 водосточной системы. Вода с расчетной поверхности водосбора – как по гидроизоляционному покрытию, так и попавшая под него в результате повреждений – стекает по уклону к отверстию для воронки и попадает в металлический ящик 3, откуда поступает по трубе 2 в водосточную систему. Прочистка устройства в процессе эксплуатации выполняется через закрытое крышкой отверстие для ревизии 4.
Таким образом, предложенная конструкция позволяет обеспечить водоотвод с кровли независимо от повреждений гидроизоляционного покрытия на площади водосбора воронки и возможность для ремонта и прочистки при эксплуатации изнутри помещения.
Разработанная конструкция была апробирована на объектах Екатеринбурга. Впервые она использовалась при ремонте гидроизоляции подземных паркингов (рис. 4).
Рис. 4. Реализация предложенной конструкции при ремонте гидроизоляции подземных паркингов г. Екатеринбурга: а, б – монтаж с отводом сбоку в паркинге жилищного комплекса «Родина» (ул. Папанина, 18); в, г – монтаж с отводом снизу в паркинге бизнес-центра «Президент» (ул. Б. Ельцина, 1а)
Для обеспечения защиты интеллектуальных прав была разработана патентная заявка на полезную модель. Аналогом полезной модели принято известное дренажное устройство крыши (патент на изобретение РФ № 2091545, опубл. 27.09.1997 г.), которое содержит желоб, выполненный в конструкции крыши, отверстие, расположенное в основании желоба, сточную трубу, соединенную с отверстием, и средство для изменения открытого потока воды на закрытый поток, когда поток воды увеличивается. С целью усиления дренажа элемент устанавливается в сточной трубе в горловине после отверстия, с помощью которого регулируется площадь поперечного сечения сточной трубы таким образом, чтобы форма поперечного сечения сточной трубы оставалась, по существу, неизменной при регулировании. За прототип конструктивного решения принято устройство, приведенное в [7].
С точки зрения патентоспособности сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
– водоприемная воронка может не использоваться для водоотведения;
– под отверстием для водоприемной воронки на нижней поверхности плиты перекрытия установлена герметичная емкость;
– герметичная емкость соединена с трубой водосточной системы;
– герметичная емкость имеет отверстие для ревизии.
Таким образом, заявляемая полезная модель соответствовала критерию «новизна», а также еще одному обязательному критерию – «промышленная применимость», т.к. изготавливается (рис. 2б) на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому на нее был получен соответствующий патент [9] (рис. 5).
В заключение можно отметить, что предложенная конструкция может применяться без ограничений для любых типов зданий, кровли, технологий устройства, а первые годы эксплуатации показали ее высокую надежность.
Библиографический список
1. Грассник А., Грюн Э., Фикс В. и др. Предупреждение дефектов в строительстве. Защита материалов и конструкций. Перевод с нем. Ю.М. Веллера, под редакцией Г.С. Когана. – М.: Стройиздат, 1989, – 216 с.
2. Белевич В.Б. Справочник кровельщика. – М.: Высшая школа, 2002, – 461 с.
3. Сиденко Д.А. Дефекты плоских кровель из битумно-полимерных материалов и методы их устранения // Кровельные и гидроизоляционные материалы, №4, 2006, с. 69.
4. Гроздов В.Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. – СПб.: Издательский дом KN+, 2001, – 131 с.
5. Манькин А.М. Кровли и их элементы. Справочник. – М.: ТриЛ, 2006, – 367 с.
6. Методика выявления дефектов и оценка эксплуатационных свойств кровель железобетонных крыш жилых зданий. – М.: ЦНИИЭПжилища, Стройиздат, 1985, – 61 с.
7. СП 17.13330.2011. Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76. – М.: ЦНИИПромзданий, 2011, – 69 с.
8. Машинский В.Л., Суденкова Н.А. Пособие по озеленению и благоустройству эксплуатируемых крыш жилых и общественных зданий, подземных и полуподземных гаражей, объектов гражданской обороны и других сооружений. – М.: Компания Спутник+, 2006, – 125 с.
9. Пат. 132822 Российская Федерация, МПК Е04D 13/04 (2006/01). Устройство для водоотвода с кровли подземных сооружений / В.В. Побединский, А.И. Попов, Н.Н. Подгайский, Д.А. Василевский, И.Л. Подвойский; заявл. 26.04.13, опубл. 27.09.13, бюлл. №27.
