Корзина
Этимология понятия «кровельный профнастил», отличия от стенового и несущего
«Кровельный» профилированный настил (профнастил) является разновидностью листового кровельного материала, который изготавливается на специальном технологическом оборудовании из исходного сырья ― рулонной тонколистовой оцинкованной стали (различной ширины) с защитно−декоративном лакокрасочным покрытием.
Процесс изготовления листа кровельного профнастила включает единственную основную технологическую операцию ― профилирование исходного рулонного сырья: формирование геометрических особенностей поперечного профиля листа профнастила, характеризуемое количеством волн, высотой и формой волны, видом и формой крайних продольных кромок («замков») профиля.
Относительная технологическая «простота» изготовления листов профилированного настила нашла достойное отражение в таком замечательном свойстве, как универсальность: профнастил возможно использовать, как стеновой, несущий и кровельный конструктивный элемент.
Листы именно кровельного профнастила (по аналогии с листами металлочерепицы) характеризуются наличием одного или двух основных признаков:
- наличием в составе поперечного профиля (точнее, на накрываемом продольном стыке (волне) листа профнастила) капиллярной канавки (конструктивно исполняемый элемент для защиты подкровельного пространства от поступления атмосферной влаги);
- конструктивным нахлёстом смежных листов профнастила (в продольном направлении) ― по верху волны профиля.
Дополнительным признаком «кровельного» формата является такое расположения профиля профнастила, при котором узкие участки волн профиля расположены выше широких (сжаты узкие полки, положение «negative», Рисунок 1,2).
Различия в видах кровельных профнастилов с разной высотой и длиной волны
За очень редким исключением, продольный профиль листа профнастила включает одинаковые и повторяющиеся трапециевидные волны, характеризующиеся высотой и длиной волны. Увеличение длины волны, как правило, сопровождается одновременным увеличением высоты волны профиля (Рисунок 1,2).
Рисунок 1 − Лист профнастила Н33 negative
Рисунок 2 − Лист профнастила Н60 negative
Количество волн (а также их основные характеристики: длина и высота волны), входящих в состав поперечного профиля кровельного профнастила, зависит от ширины исходного рулонного сырья (в значительном большинстве случаев принимается исходное рулонное сырьё из оцинкованной тонколистовой стали шириной: 1250 мм): чем больше предполагаемое количество волн, тем меньше высота волны. Последовательное увеличение высоты волны профнастила приводит к уменьшению количества волн, формируемых в составе его поперечного профиля.
Зависимость свойств профнастила от толщины стальной основы
Универсальной функциональной характеристикой листов профилированных настилов различного назначения (включая кровельные профнастилы) является их несущая способность. Несущая способность характеризует возможность кровельного профнастила осуществлять защиту внутреннего (подкровельного) пространства от воздействия внешних (прежде всего, атмосферных) воздействий.
Несущая способность кровельного профнастила является интегральной характеристикой, которая формируется несколькими факторами, среди которых важное значение имеют геометрические характеристики и толщина стальной основы исходного рулонного сырья (оцинкованной тонколистовой стали с защитно−декоративным, лакокрасочным покрытием). Толщина стальной основы для листов кровельного профнастила выбирается из широкого ряда стандартных значений в диапазоне: от 0.4 до 0.7 мм.
Толщина стальной основы листа профнастила, принятые размеры и количество волн, формируют геометрические характеристики поперечного профиля профнастила, определяющие его функциональную эффективность:
- осевой момент сопротивления сечения профнастила, W, см3/м;
- момент инерции сечения профнастила, I, см4/м.
Интегральная характеристика несущей способности кровельного профнастила по его прочности (первой группы предельных состояний) выражается зависимостью вида:
W×R (1)
где: R ― расчетное сопротивление стальное основы растяжению, например, для стали марки S350GD (1.0529): EN 10346-2009 принимается по условному пределу текучести и составляет: 350 МПа.
W ― осевой момент сопротивления поперечного сечения профиля профнастила:
- например, для листа кровельного профнастила Н33 negative (высота волны равна: 33 мм, длина волны профиля равна: 210 мм, см. Рисунок 1), толщиной 0.4 мм составляет: 3.314 см3/м, а толщиной 0.5 мм составляет: 4.392 см3/м;
- например, для листа кровельного профнастила Н60 negative (высота волны равна: 58 мм, длина волны профиля равна: 240 мм, см. Рисунок 2), толщиной 0.45 мм составляет: 7.368 см3/м, а толщиной 0.65 мм составляет: 11.097 см3/м;
Ситуации применения профнастила с разной высотой и толщиной стали
Очевидно, что при одинаковой марки стали большей несущей способностью характеризуется кровельный профнастил с большей величиной геометрической характеристики вида W, которая достигается увеличением толщины стальной основы и оптимальным соотношением высоты/длины волны и количества волн в составе поперечного профиля.
Данное обстоятельство имеет значение при формировании проектных решений и оптимизации форматов использования видов и толщины профиля. Например, для расчетной длины ската длиной 9000 мм возможно применение следующих вариантов кровельных профнастилов:
- Вариант 1. Кровельный профнастил Н33 negative (см. Рисунок 1): длина листа составляет: 9000 мм, толщина профиля равна: 0.50 мм, расчетная схема опирания листа: четырехпролетная, длина пролета составляет: 2250 мм, количества опорных элементов составляет: 5 опор.
- Вариант 2. Кровельный профнастил Н60 negative (см. Рисунок 2): длина листа составляет: 9000 мм, толщина профиля равна: 0.45 мм, расчетная схема опирания листа: трехпролетная, длина пролета составляет: 3000 мм, количества опорных элементов составляет: 4 опоры.
В зависимости от конкретной проектной и производственной ситуации (например, недоступностью исходного сырья требуемой толщины или предпочтительной стоимостью листа профнастила) предпочтение может быть отдано варианту, характеризующимися не самыми высокими показателями его несущей способности в сочетании с параметрами опорных конструктивных элементов.
Сравнение профнастила и металлочерепицы как кровельных материалов
Кровельные материалы из профилированной оцинкованной тонколистовой стали (с защитно−декоративным лакокрасочным покрытием) в формате металлочерепицы и кровельного профнастила предназначены для одинаковой области применения и являются в известной степени конкурентными вариантами решения задачи защиты внутреннего (подкровельного) пространства зданий и сооружений со скатными крышами от воздействия внешних атмосферных факторов.
Сравнительная характеристика рассматриваемых кровельных материалов представлена в Таблице 1.
Таблица 1 – Сравнительная характеристика конкурентных вариантов кровельных материалов
| № п.п. | Наименование показателя | Вариант формата кровельного материала | |
| лист металлочерепицы | лист кровельного профнастила | ||
| 1 | Минимальное значение для уклона ската, градусов: | 14 | 5.5 |
| 2 | Минимальная высота волны профиля, соответствующего минимальному значению для уклона ската мм | не имеет значения | 44 |
| 3 | Минимальная толщина стальной основы профиля, мм | 0.4 | 0.4 |
| 4 | Максимальная толщина стальной основы профиля, мм | 0.6 | 1.0 |
| 5 | Диапазон рациональных значений длины листа, м | 0.5÷6.0 | 0.5÷12.0 |
| 6 | Формат расположения опорных конструкций (элементов обрешётки) | фиксированный, расстояние между опорами равняется длине тайла (волны) профиля (350, 400 мм) | произвольный, расстояние между опорами зависит от несущей способности профиля, рациональный диапазон составляет: от 500 до 3000 мм |
| 7 | Возможность применения в других областях (конструкциях зданий) | нет | да |
| 8 | Возможность применения исходного сырья из тонколистовой оцинкованной стали без защитно−декоративного лакокрасочного покрытия | нет | да |
| 9 | Эстетическая выразительность | выше | ниже |
| 10 | Эксплуатационная пригодность | ниже | выше |
| 11 | Расход опорных элементов (обрешетки) | выше | ниже |
| 12 | Возможность оптимизации расхода (раскладки листов) по поверхности ската | ниже | выше |
| 13 | Скорость и технологичность монтажа | высокая | высокая |
Применение кровельного профнастила в составе ограждающей конструкции полистовой сборки
Принципиальная структура ограждающей части скатной крыши полистовой сборки с кровельным материалом из листов кровельного профнастила представлена на Рисунке 3.
1. Кровельный профнастил; 2. Обрешетка; 3. Контррейка; 4. Гидробарьер; 5. Утеплитель минераловатный; 6. Паробарьер; 7. Стропильная нога; 8. Нижняя обрешетка; 9. Потолок; 10. Саморез для скрепления профнастила между собой по длинне; 11. Саморез для крепления профнастила к обрешетке. 12. Гвоздь крепления обрешетки к стропильной ноге; 13. Гвоздь крепления контррейки к стропильной ноге.
Рисунок 3 – Структура скатной крыши полистовой сборки с применением кровельного профнастила
Ограждающая конструкция скатной крыши поэлементной сборки формируется из отдельных конструктивных элементов, каждый из которых характеризуется определенным функциональным свойством (например, утеплитель предназначен для обеспечения тепловой защиты, а рейки обрешетки ― для опирания листов кровельного профнастила).
Состав ограждающей конструкции скатной крыши поэлементной сборки в значительной степени зависит от необходимости применения утеплителя: различают неутеплённые (холодные) и утеплённые (тёплые) конструктивные решения.
Для каждого из этих вариантов возможно подобрать оптимальный вид, длину и толщину листов кровельного профнастила, который является заметным и важным конструктивным элементом, определяющим эффективность функционирования скатной крыши поэлементной сборки.