Во многих зданиях, используются методы проектирования и строительства с деревянным каркасом, в которых используются крутые черепичные крыши с закрытыми чердачными или стропильными помещениями. В то время как действующие строительные нормы и правила используют конкретные критерии проектирования для снижения вероятности возникновения проблем с влажностью в невентилируемых чердачных системах, наиболее распространенным и проверенным временем подходом является обеспечение надлежащей вентиляции под кровлей.
Вентиляция – это система притока и вытяжки, создающая поток воздуха. Правильная вентиляция чердаков обеспечивает круглогодичные преимущества для всех типов кровельных систем, создавая на чердаках более прохладные летом и более сухие зимой, защищая от повреждения материалов и конструкции, помогая снизить потребление энергии и предотвратить образование наледи.
При плохой вентиляции летнее солнце может вызвать сильное накопление тепла в чердачном помещении. В здании с плохой вентиляцией температура на чердаке может со временем достичь высоких показателей. Перегретый чердак в сочетании с влажностью может вызвать ряд проблем, в том числе повреждение настила крыши и черепицы, которые могут деформироваться и преждевременно прийти в негодность. Тепло, поглощаемое на чердаке, также может излучаться в жилое помещение, вызывая интенсивную работу кондиционеров, вентиляторов, холодильников и других приборов. В результате счета за электроэнергию могут увеличиться.
Зимой влажный и теплый воздух из нижних частей здания имеет тенденцию подниматься через потолок на чердак, особенно через обходные пути, где установлено электрическое и сантехническое оборудование. На холодном чердаке теплый влажный воздух конденсируется на холодных поверхностях стропил, гвоздей и другого металла, а также на чердачной стороне настила. Избыток воды может создать несколько проблем.
Во-первых, конденсат может вызвать набухание настила, что приведет к волнистости и короблению как настила, так и черепицы. Во-вторых, вода может сгнить настил крыши, лишив ее способности выдерживать нагрузки и способности удерживать гвозди. В-третьих, на изоляцию может капать сильная конденсация, снижая ее эффективность и, возможно, просачиваясь к потолку внизу. Влажная изоляция вызывает гниение древесины, плесень и грибок, что приводит к ухудшению качества воздуха в остальной части дома.
Еще одна зимняя проблема, вызванная плохой вентиляцией, — образование наледи. Они образуются в более прохладном климате зимой, когда тепло накапливается в плохо вентилируемых и/или недостаточно изолированных чердачных помещениях. Накопляющееся на чердаке тепло в сочетании с солнечным теплом растапливает снег на крыше, даже если температура наружного воздуха может быть ниже нуля. Поток тающего снега вновь замерзает на карнизах и водосточных желобах. Этот цикл замораживания-оттаивания может привести к образованию воды, которая может скапливаться под черепицей крыши и за облицовочными досками, пропитывать настил крыши и обшивку стен, повреждать наружные и внутренние стены, отслаивать краску и разрушать потолки. Текущие типовые строительные и энергетические нормы включают требования, направленные на снижение вероятности образования наледи, что чаще встречается в существующих домах с меньшей изоляцией, которая позволяет теплу уходить через чердак на крышу. По этой причине замена кровли предоставляет прекрасную возможность пересмотреть конструкцию крыши и чердака и устранить любые недостатки при установке нового кровельного покрытия.
КАК РАБОТАЕТ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Для эффективной вентиляции требуется очень специфический тип движения воздуха, чтобы обеспечить круглогодичный эффект. Для обеспечения воздухообмена необходимо установить поток воздуха — постоянный, большой объем движения воздуха. Компоненты системы должны быть правильно подобраны по размеру и расположены, чтобы обеспечить постоянный поток воздуха, движущийся в постоянном направлении по всей площади чердака. Движение воздуха можно создать с помощью естественной или механической вентиляции. Две ключевые силы создают естественное движение воздуха: эффект стека и ветра. Механическая вентиляция зависит от источника питания.
ЭФФЕКТ СТЕКА
Эффект стека возникает потому, что нагретый воздух легче холодного. Поднимающийся теплый воздух приводит к увеличению давления в верхних частях чердака и к уменьшению нижних частей. Воздух естественным образом будет выходить и попадать в верхние и нижние места чердачного помещения соответственно из-за перепада давления. Хорошо спроектированная система вентиляции размещает вытяжные отверстия на коньке или рядом с ним, а приточные отверстия размещает в самой нижней точке чердака, обычно на потолке или рядом с краем крыши.
ЭФФЕКТ ВЕТРА
Сам по себе эффект стека не может создать большой объем движения воздуха, необходимый для надлежащей вентиляции. Сила ветра является ключевым элементом при проектировании системы безмеханической вентиляции. Воздушный поток, направляемый ветром, на внешнюю поверхность здания и над ней, создает области с высоким и низким давлением воздуха. Высокое давление заставляет воздух поступать на чердак, а низкое давление вытягивает воздух.
КАК ЗАСТАВИТЬ ЭТИ ПРИРОДНЫЕ СИЛЫ РАБОТАТЬ
Правильно спроектированная система вентиляции требует баланса между приточными и вытяжными отверстиями для достижения желаемой производительности воздушного потока. Как правило, площадь приточной вентиляции должна быть равна или превышать площадь вытяжной вентиляции . Площадь, свободная от сетки, — это общая беспрепятственная площадь, через которую воздух может войти или выйти из вентиляционного отверстия, измеренная в квадратных метрах. Кроме того, впускные и выпускные отверстия должны быть расположены так, чтобы создать правильный баланс между высоким и низким уровнем. Баланс достигается, когда половина площади вентиляционного отверстия расположена высоко на чердаке (вытяжка), а другая половина — внизу чердака (приток). Без этого баланса область правильной вентиляции ограничивается меньшей из двух вентиляционных площадей.
Правильное расположение вытяжных/впускных отверстий обеспечивает непрерывный поток воздуха, движущийся в желаемом направлении. Приточные и вытяжные вентиляционные отверстия должны быть расположены так, чтобы обеспечить непрерывный поток воздуха вдоль нижней стороны обшивки крыши. Кроме того, впускные отверстия должны быть расположены так, чтобы вероятность проникновения дождя или снега была минимальной, а впускное отверстие не было заблокировано грязью, строительным мусором или изоляцией чердака.
В целом, правильная вентиляция играет решающую роль в сохранении срока службы крыши и работоспособности здания, особенно в свете постоянно меняющихся погодных условий. С учетом вышеизложенных рекомендаций создание прочных и долговечных крыш вполне возможно.