Гиперболическая кровля из бетона и латекса

Идея создания такой крыши принадлежит Джорджу Незу. В середине восьмидесятых годов прошлого века он занимал пост директора по планированию для города Денвер. Потом, в рамках работы для Организации Объединенных Наций и USAID, занимался  организацией помощи крупномасштабных переселений в Африке, Восточной Европе и Южной Америке в связи с чрезвычайными ситуациями, связанными с наводнениями или землетрясения. Именно там он реализовал идею строительства HyPar крыш - деятельность, которая стала делом всей его жизни.

Видео с Джоржем Незом

HyPar кровля (hypar — гиперболическая с англ.) — это система, которая использует минимум материалов и всё равно является достаточно прочной, чтобы держать все элементы кровли, противостоять ветрам и землетрясениям. Огромный плюс конструкции в том, что она хорошо вентилируется и сводит конденсацию до минимума.

Гиперболическая форма крыши — это не причуда дизайна, а требование законов физики. И потому 1 см бетона достаточно, чтобы крыша была прочной и эффективной. Такая кровля чрезвычайно долговечна и практична. Она уже давно используется во всем мире в течение почти трех десятилетий.

Таким образом, бетонные крыши конструкции Дж. Неза могут стать хорошей альтернативой крышам из листового железа, шифера и других современных кровельных материалов. Крыша легко строится, она дешева, устойчива к ветрам и землетрясениям, хорошо показала себя в холодном климате. Она не нагревается от солнца, не производит шум от дождя. В общем, это технология, заслуживающая вашего внимания.

Принцип и технология

Принцип HyPar кровли - это возможность быстро и с наименьшими затратами построить крышу над головой, а  потом уже возводить стены. Хотя ничто не мешает строить такую крышу обычным способом непосредственно на стены здания. Такой подход позволяет значительно экономить средства при строительстве.

Примечание переводчика: для россиянина эта конструкция также может быть и интересна и полезна.
Во-первых, территория у нас большая, и опасно-сейсмических районов у нас достаточно.
Во-вторых, тема быстровозводимых построек интересует многих.
В-третьих, эту технологию с успехом можно применять на различных дворовых постройках, для ремонта крыш, для строительства летних домиков временного пребывания. Но если подумать, то ее можно приспособить и для возведения домов постоянного проживания в холодном климате.

Основной технологический процесс включает в себя построение каркаса из дерева. Далее на каркас натягивается и закрепляется синтетическая штукатурная сетка. Затем сетка покрывается с обеих сторон раствором из смеси цемента и латекса (акрила), чтобы создать тонкую оболочку hypar-цементной крыши. Бетонно-латексная крыша получается очень тонкая. При толщине примерно 1см – из-за своей формы гиперболическая крыша может выдержать вес нескольких людей.

Примечание переводчика: вместо синтетической штукатурной сетки может использоваться оцинкованная штукатурная сетка, стекловолокно, мешки джутовые или льняные, нетканое волокно.
На Российском пространстве латекс (акрил) — это латексные и акриловые клеи типа Бустилат, или, например, клей латексный Супермастика (компания AquaNova). Не сочтите за рекламу, но мы, когда начали экспериментировать с  латекс-цементной крышей, использовали в смеси именно его. Клей Супермастику проще всего приобрести в магазинах, причем разного объема и он имеет нужные для данной технологии характеристики.

Для строительства каркаса крыши можно использовать любые пиломатериалы, так как жесткость конструкции достигается за счет того, что пропитанная смесью цемента с латексом основа (штукатурная сетка или другой материал) при высыхании стягивается, становится жестким монолитом и дополнительно укрепляет каркас. А поскольку цементно-латексное покрытие по толщине всего 1 см, то крыша получается не тяжелая, ее вполне могут поднять несколько человек без использования техники и установить на несущие опоры. Возведение крыши HyPar  не требует энергоемкого оборудования, а также специальной техники.

Нужно также иметь в виду, что покрытие крыши создается из нескольких слоев цементно-латексной смеси. Накладываются они постепенно по мере высыхания каждого слоя. Поэтому при создании крыши может понадобиться до 7 дней.

Крыша HyPar позволяет построить самые разные конструкции. Но форма пирамиды является самой эффективной. И, тем не менее, форма и стиль проекта почти полностью зависит от вашей  фантазии. Это скорее арт-проект, чем просто крыша. И если вы хотите создать что-то действительно уникальное, это метод для вас.

Сетка на конструкции крыши является основой для нанесения смеси латекса и цемента.

Латекс является основным элементом смеси и дает новые свойства бетону: бетон становится невероятно прочным и приобретает водоотталкивающие свойства...

Говорит Д.Нез, добавив, что крыши были протестированы службой национальных парков и лабораторией в Денвере.

Основные шаги строительства HyPar крыши

Закрепление штукатурной сетки

Деревянная рама каркаса позволяет использовать степлер или гвозди, чтобы закрепить сетку. Закрепление начинается с нижнего угла.
Первая полоса синтетической штукатурной сетки туго натягивается, частично перекрывая панель.
Вторая полоса начинается в том же самом углу и располагается в другом направлении. Полосы натягиваются, чередуясь к вершине с осторожностью, чтобы избежать морщин или перекосов.

Нанесение цементно-латексного жидкого раствора

Жидкий раствор латексной (акриловой) краски смешивается с цементом в определенных пропорциях. Затем наносится кистью на панели крыши. Пластмассовая кисть-щетка используется, чтобы распределить его по поверхности. Внутреннюю сторону также покрывают раствором, чтобы штукатурная сетка  была полностью промазана.

Возможные формы параболических конструкций.

Принцип гиперболической конструкции позволяет сделать много интересных форм кровли, всё ограничивается лишь вашей фантазией. Можно получить разнообразные и интересные строительные конструкции, используя принцип модульности.  

Вопросы и ответы

Какой приблизительно рецепт для цементно-латексного раствора?

В растворе должно быть достаточно латексной (акриловой) краски, чтобы можно было наносить её кистью, примерно 10-15%. Если в растворе будет слишком много цемента, то он не будет наноситься кистью (не будет достаточно текучим). Если будет слишком жидким, то будет капать и протекать насквозь. Консистенция раствора должна напоминать густые сливки.

Нужна ли дополнительная опалубка для нанесения цементно-латексного раствора?

В принципе нет. Но, это частично зависит от того, какое тканое покрытие вы используете как основу. Если у вас ткань с большими отверстиями, увеличьте наложение (количество слоев тканого покрытия). Тогда жидкий раствор не будет протекать.

Какой порядок работ по нанесению раствора?

Сначала накладываем раствор сверху. Потом на нижней стороне. Нужна правильная последовательность. Промазав раствор по верхней части крыши, на нижней стороне получатся вкрапления раствора похожие на творог. Их нужно тщательно размазать, важно удалить воздушные пузыри и получить однородное покрытие.

Если я использую металлический каркас, как прикрепить сетку к каркасу?

Вы можете использовать цемент для скрепления каркаса и сетки (ткани, мембраны). Штукатурная сетка совместима с цементным раствором. Поэтому Вам остается только поместить раствор на каркас и наложить сетку.

Источник:tscglobal.org; www.flyingconcrete.com: greenbuildingelements.com