В работах ЦНИИПромзданий главными эксплуатационными показателями, определяющими долговечность наплавляемых битумных и битумно-полимерных материалов, приняты показатель гибкости на брусе и теплостойкость материала. Гибкость на брусе радиусом 10 мм принят как основной эксплуатационный показатель для битумных и битумно-полимерных материалов. Потеря работоспособности происходит при значении главного эксплуатационного показателя -гибкости на брусе радиусом 10 мм при температуре +10 0С и 15 0С. При гибкости на брусе минус 4-6 0С - срок службы материала 10 лет; при гибкости минус 7-15 0С -срок службы 10-20 лет; при гибкости минус 6-минус 25 0С -срок службы 10-35 лет.Потенциальный срок службы материала определяется по данным ЦНИИПромзданий:П =[ tпред.гибк. -(Dt+tгибк.)] / V;tпред.гибк.- предельное значение показателя гибкости при температуре 10-15 0С;Dt-изменение показателя гибкости материала после кратковременного воздействия пламени газовой горелки (примерно 3 0С);tгибк.- исходная гибкость материала, 0С;V-скорость снижения показателя гибкости, 0С/год.Для битумно-полимерных материалов, модифицированных атактическим полипропиленом (АРР), - 1/V=0,9, для материалов, модифицированных стирол-бутадиен-стиролом (SBS),- 1/V=0,7. В формуле, предложенной ЦНИИПромзданий, при применении инфракрасного нагрева Dt будет равно 0, так как при этом способе отсутствует пережег материала. В формуле, предложенной ЦНИИПромзданий, скорость снижения показателя гибкости (У) на брусе не учитывает месторасположение материала в конструкции кровли. Скорость снижения показателя гибкости зависит от места расположения в конструкции кровли по сторонам света (на северной или южной стороне находится конструкция), от закрытости кровли близрасположенными зданиями, деревьями, т.е. открытая местность или закрытая. На северной стороне нет такого количества солнечных лучей, поэтому tпред.гибк. наступит через более продолжительное время. На кровлях зданий, расположенных среди более высоких сооружений или среди высоких деревьев, т.е. в закрытой местности, показатель гибкости материала будет изменяться иначе, чем в открытой местности. Поэтому для всей площади кровли этот показатель не отражает фактической картины. Для отражения фактического состояния необходимо также учитывать влажность утеплителя и влажность цементно-песчаной стяжки. В формулу следует вводить для расчета показатель парциального давления паров воды. За 3-5 лет эксплуатации кровли влага уходит, но вред наносится в первые годы. Кроме того, не учитываются сила ветра на высоте более 25 м, химическая агрессия, биостойкость, горючесть. Следует принимать в расчет и толщину наплавляемого слоя: толщина наплавляемого слоя должна быть более 2 мм, а сумма толщин более 3 мм. При уклоне 1,5-25% кровля считается плоской, но, как видно, интервал уклона имеет очень большой разброс, почти в 16 раз. Уклон 1,5% обеспечивает сток воды, а максимальный уклон 25% обеспечивает невымывание посыпки при увеличенных скоростях воды. В предложенной формуле ЦНИИПромзданий испытания проводили в камерах искусственного климата, условия в которых не отражают реальную картину: замачивание-1час, ультрафиолетовое облучение -1час, замораживание при температуре минус 20 0С и оттаивание при +20 0С по 0,5 часа десять раз, тепловое воздействие (термостарение) при 80 0С-12 часов. Как видно, слишком много факторов в предложенной формуле прогнозирования срока службы кровельного материала не учитывалось. При испытании в камерах искусственного климата 6 лабораторных циклов приравнивается к 1 году эксплуатации. За сутки переход через 0 0С осуществляется 10 раз. Не учитывается и поведение основы при замораживании: увеличивается или уменьшается в объеме основа в виде стеклохолста, стеклоткани, полиэстера, стекловолокна.Директор "Гидрол-Кровля" Я.И.Зельманович предлагает долговечность кровли определять по реологическим свойствам до и после старения гидроизоляционного материала.В "Методических рекомендациях по определению условной долговечности кровельных рулонных и мастичных материалов под воздействием искусственных климатических факторов"
При анализе дефектов кровель прослеживается уменьшение долговечности кровель. Почти 62% уложенных кровель имеют дефекты в первый год эксплуатации. Со второй половины прошлого века изменилась этажность зданий и изменились конструктивные элементы крыши, появились различные основания под кровлю, в том числе стальной профлист с присущими ему недостатками: меньшей поверхностью для закрепления кровли; большой проницаемостью для воздушных потоков; температурными деформациями; коррозией; деформацией под нагрузкой; быстрым остыванием клеящей мастики. Этот анализ показывает, что надо искать пути совершенствования выбора конструкций кровли в зависимости от основания, а также выдвигать необходимые требования к самим основания.
В рамках реформы ЖКХ следует отметить, что для улучшения и удешевления эксплуатации следует отдавать кровлю для ее эксплуатации тем фирмам, которые ее выполняли. Тем самым создается цепочка, в которой производитель материала будет четко фиксировать возникающие дефекты, а затем и совершенствовать технологию производства материала, технологию устройства кровли, правила эксплуатации кровли. Причиной часто возникающих отказов кровли является отсутствие расчетов по оптимальному выбору ее конструкции.
На кафедре технической эксплуатации зданий ведутся работы по установлению долговечности кровли как из битумных, битумно-полимерных, так и эластомерных материалов. При прогнозировании срока службы всей кровли, а не только уложенных материалов, хотя снижение свойств гидроизоляционного материала наиболее существенно влияет на долговечность кровли, учитываются все факторы, приводящие к снижению надежности и влекущие за собой преждевременный отказ. В методике, разрабатываемой кафедрой, учитываются площади выступающих частей; площади кровли, ориентированные по сторонам света; площади кровли с максимальными уклонами; количество водосточных воронок на данную площадь; способ соединения с основанием; тип основания; количество стыковых соединений (площадь швов); тип материала; толщина материала, основные физико-технические свойства материала; количество слоев и др. Для эластомерных материалов необходимо контролировать степень их вулканизации (так как на кровле применяются вулканизированные и невулканизированные материалы), а также их толщину. Деформации в стыках панелей и узлах сопряжений кровель из-за сезонных и суточных колебаний температур достигают больших значений. Поэтому важно правильно выбрать материал и комплектующие детали для этих примыканий. Количество стыковых клеевых соединений, зависящее от ширины и длины материала, вносит дополнительные внутренние напряжения от усадки, температуры, поэтому их важно учитывать при прогнозировании долговечности кровли. Наиболее часто применяемой основой является стеклоткань, которая бывает мягкой гладкой и каркасной. При использовании каркасной стеклоткани прочность материала повышается за счет прохождения битума через дырчатое плетение (например, у люберита, изопласта). В гладкой стеклоткани прочность создается только за счет сцепления битума со стеклотканью, поэтому прочность ниже (линокром, бикрост).
Всего в этом многофакторном расчете приводится 31 показатель. Учитывается и шефмонтаж с коэффициентом надежности (по статистической обработке результатов обследования - количество рекламаций фирме на 100 уложенных ею кровель). По данным Госстроя РФ в 2000 г. суммарная площадь кровель существующего жилищного фонда составила 2млд 800 млн. м2, из них 470 млн. м2-плоские кровли. Материалы и конструкции крыш находятся в очень сложных условиях эксплуатации.
Так как кровли являются наиболее ремонтируемыми элементами крыш, то занимаются этими работами огромное число фирм. В настоящее время по стране насчитывается 209 тысяч фирм, имеющих строительную лицензию, из них 50 тысяч находятся в Москве, из которых около 13 тысяч фирм занимаются кровельными работами.
В настоящее время ведется апробация предложенной методики, в которой предлагается принципиально иной подход к прогнозированию срока службы кровель и оценке технического состояния кровли. Задачами исследований становятся нахождение и оценка всех особо предрасположенных к созданию аварийных ситуаций зон и критических точек, характерных мест, узлов и стыков, которые дают наибольшую вероятность отказов, в т.ч. и таких, как теплопотери, продувания, протечки, увлажнения и промерзания. При проектировании конкретной кровли ее план должен быть разбит на квадраты для лучшей интерпретации крыши в виде некоторой модели. Не все конструктивные элементы кровли имеют одинаковые сроки службы.
Кровля - представляет собой сумму элементов различной надёжности. Качество кровли - это функция многих факторов. Крыша состоит из отдельных элементов, как малонадежных: воронок, ендов, примыканий к трубам и вертикальным поверхностям и более надежных: участков рядового покрытия между ними - площади которых не равны друг другу; не находятся в одинаковых условиях и отказывают в различное время. Каждый элемент кровли граничит с соседним, что предполагает в дальнейшем возможность учёта и их взаимодействия. Условность границ, тем не менее, создаёт сетку с неравномерными ячейками, каждую из которых можно идентифицировать, как указывалось, с конкретным элементом: элементом рядового покрытия, воронкой, световым фонарём, ендовой, деформационным швом или его частью и т. д. Отдельная ячейка кровли- самостоятельный расчётный элемент со своими эксплуатационными возможностями; все такие участки находятся в разных эксплуатационных условиях и, естественно, что дефект каждого участка к различным последствиям.
Гарантированные сроки службы любой кровли могут выполняться только лишь при обеспечении ее качества.
На кафедре ведутся работы по определению эксплуатационных свойств мягких кровель, опробуется математическая модель прогнозирования их срока службы с учетом всех факторов, влияющих на долговечность кровли. Для выбора конструкции кровли должен производиться расчет, аналогичный расчету строительных конструктивных элементов. Для современных кровель не подходит имеющаяся на сегодняшний день система эксплуатационных оценок и методик прогнозирования ее долговечности.
