Анализ разрушений зданий показывает, что наиболее уязвимым звеном при сильном ветре является кровля. Крупно размерные детали широко распространенных в нашей стране покрытий жилых и общественных зданий в виде крупноразмерных листов металлочерепицы или перфорированного настила при сильном ветре подвергаются динамическим нагрузкам, в результате чего крупноразмерные металлические листы или целые фрагменты кровель сносятся со зданий, создавая чрезвычайную опасность для людей. Природа подарила нам пример оптимального покрытия, легко воспринимающего любые деформации – это чешуйчатые покрытия. Зафиксированные в одной точке, наслаиваясь друг на друга, чешуйки сохраняют целостность покрытия даже при весьма значительных деформациях его основы. Именно на это и обратили внимание любознательные греки еще в VII в. до н. э., они первыми в Европе начали изготавливать черепицу. Рациональные римляне усовершенствовали эти покрытия, назвав их tegula. Со временем, латинское tegula трансформировалась в английское tile (черепица), французское tuile (отсюда название примыкающего к Лувру сада Тюильри, т. е. мастерская, где делали черепицу), испанское teja (теха) – вероятно, от него происходит название штата Техас, где прибывшие на американский континент испанцы изготавливали черепицу. В Римской империи, а затем и во всех европейских странах черепица стала основным кровельным материалом. В Средние века для разных климатических зон были разработаны разные виды черепицы, например в Южной Германии в XIII в. получила распространение черепица типа Monch-Nonnenn (монах-монашка). Для кровель с большим уклоном чаще применялась плоская черепица типа бобровый хвост, для кровель с меньшим уклоном – пазовая штампованная черепица с большим сложным замком. Известно, что в Китае S-образная черепица была известна еще в IV в. до н. э. В странах Дальнего Востока чрезвычайно широкое применение нашла разнообразная по форме и цвету фигурная черепица, устанавливаемая на коньках и ребрах кровли, а также у водосточных желобов. Благодаря этому, кровля в восточной, в частности китайской, архитектуре приобрела господствующее значение. В 1368–1644 гг. широкое распространение получила цветная глазурованная черепица разнообразной формы. Тем самым искусство устройства кровель было доведено до совершенства. Их высокие функциональные и эстетические характеристики, долговечность и устойчивость к различного рода воздействиям, являются образцовыми и достойными подражания. В богатой лесами России, особенно в ее северных регионах, аналогом керамической черепицы служили деревянные дощечки, которые крепились без единого гвоздя на обрешетку и именно поэтому сохранились в течение трех столетий. Если бы они крепились гвоздями в четырех точках, то в результате неизбежных деформаций были бы разрушены. В XVIII–XIX вв. производство керамической черепицы было налажено в России, в первую очередь в ее западных регионах. К началу XX в. Российская империя была одним из крупнейших производителей черепицы. На территории Казанской губернии черепица в промышленных масштабах производилась в Казани, Чистополе, Елабуге, Пестецах. Важную роль при этом играли учебно-гончарные мастерские. Традиции производства черепицы сохранялись в Казани до 1956 г., но тотальная индустриализация строительства в ущерб качеству, долговечности, экономической целесообразности привела к их утрате.
Широко применяемые кровли из металлочерепицы создают проблемы не только при ураганах. Во время дождя и града возникает эффект барабана. Без выполнения специальных мероприятий по звукоизоляции в мансардных этажах жить невозможно.
В отечественной учебной литературе указано, что кровля из черепицы является тяжелой и неиндустриальной, ее необходимо устраивать с большим уклоном (боле 30 градусов ) для быстрого стока воды. Черепица в странах Западной Европы не только широко применяется, но для жилищного строительства является основным кровельным материалом, причем производство и продажа ее увеличиваются. В Германии и Италии на каждый 1 м² вводимой жилой площади производится больше 1 м² черепицы, а во Франции – больше 2 м² . Черепица является основным кровельным материалом не только для Западной, но и для Центральной и Восточной Европы, Скандинавии, азиатских стран. Везде, где выпадают осадки в виде дождя или снега, для покрытия жилых домов используют преимущественно керамическую черепицу. Ее доля среди всех кровельных материалов превышает 50%. Что касается тяжести черепицы, то, во-первых, качественная кровля должна иметь массу, достаточную для того, чтобы гасить удар дождя или града. Во-вторых, вес черепицы в эксплуатационном состоянии не превышает 70 кг/м² . В то же время расчетная снеговая нагрузка, например для Казани, составляет 159 кг/см² . При соответствующем угле наклона кровли мы значительно снижаем снеговую нагрузку, а при угле наклона 60° она исчезает вовсе. Это означает, что никакого увеличения нагрузки черепичные кровли не дают. В отечественной и зарубежной литературе подробно показано, что для каждого угла наклона кровли от 11 до 63° производится соответствующий вид черепицы, поэтому ее разновидности насчитывают сотни типоразмеров. При этом учитываются различные климатические зоны, количество осадков, их вид, господствующие ветра и т. д. В зависимости от эстетических требований могут применяться различные методы укладки черепицы. Для плоской черепицы в каждом сечении кровли должно быть не менее двух слоев. Учитывая, что кровли являются важнейшим элементом архитектуры зданий, цветовому оформлению черепицы придается большое значение. При реставрации старинных зданий во Франции и Италии часто выставляются требования имитации черепицы XVII–XVIII вв., и производители успешно решают такие задачи. За последние десятилетия технология черепицы продвинулась далеко вперед, обеспечив высокую конкурентоспособность этому материалу. Широкому применению черепичных кровель в нашей стране мешает отсутствие системных исследований сырья для производства черепицы. Требует своего совершенства и нормативная база. Требования к сырью для производства черепицы в России весьма неоднозначны, а эксплуатационные свойства явно занижены по сравнению с требованиями, предъявляемыми в зарубежных странах. В частности, морозостойкость черепицы в России 25 циклов, а в Германии – 150. С нашей точки зрения попытки найти такие месторождения глин, которые по своим параметрам подходят для производства высококачественной черепицы, являются неперспективными. Изучение зарубежного опыта, анализ литературных данных свидетельствуют о том, что для получения оптимального состава сырья необходима композиция глин различных месторождений. Так, в богатой глинами Италии более 70% черепицы производится из композиции глин 2–3 месторождений. Такой опыт применяется на отдельных предприятиях России. Таким образом, не существует никаких объективных причин, которые мешали бы широкому распространению черепицы в нашей стране, что, безусловно, повысит эксплуатационные и эстетические характеристики кровель, сделает их безопасными и долговечными.
Источник: издательство Стройматериалы
Строительные материалы №9
Сентябрь, 2007
http://www.rifsm.ru/editions/journals/1/2007/117/