Лаборатория кровельных технологий
научно-информационный сайт о кровле
Белевич В.Б. – зав. лабораторией кровельных работ ЦНИИОМТП, к.т.н.
Сиденко Д.А. – главный инженер ООО «Инфра-Рей»
12.2000 г.
Устройство кровель из рулонных наплавляемых
материалов с использованием инфракрасных излучателей.

Вместо обычных рубероидов на картонной основе строители в основном применяют наплавляемые рулонные материалы на не гниющей основе с битумными и полимер-битумными покрытиями. Все чаще возникает вопрос о наиболее эффективном способе наклейки новых рулонных материалов, т.е. способе, при котором размягчение покровного слоя наклеиваемых материалов было бы быстрым, нагрев до требуемой температуры - абсолютно безопасным и равномерным.
Проблема состоит в том, что при обычном разогреве наплавляемых материалов огневым способом (т.е. с применением газовых или жидкостных горелок) нагрев покровного слоя происходит контактным путем. Источник тепла - открытое пламя, подвергая температурному воздействию наклеиваемые материалы, разогревает поверхность битумного слоя. Если нагрев будет чрезмерно продолжительным, тепло не только начинает распространяться во внутрь, но за это время происходит перегрев самой поверхности материала; испарение легких фракций, вытекание битума из-под раскатываемого рулона и т.д. В итоге, слой наклеиваемого на основание материала частично утончается, разрушается, что приводит к уменьшению срока службы мягкой кровли.
С подобным разрушением материалов пытаются бороться тем, что визуально оценивают минимальное время, при котором происходит склеивание, но мастика не вытекает из-под полотнища. Это уменьшает разрушение материалов, но при этом ухудшается качество приклейки. Наплавляемые материалы повсеместно подплавляют через непосредственный контакт с пламенем горелки. Температура пламени горелочных устройств составляет 600-800ºС. Процессы разложения битума начинаются примерно при 250ºС.Температура поверхности склеивающих слоев должна составлять около 160ºС. И она определяется пока только визуально по толщине стекающего битума, которая должна составлять около 1 см.
Разработано и успешно применяется новый более безопасный метод склеивания рулонных материалов. Для этого было разработано специальное электрическое оборудование, использующее инфракрасное (ИК) излучение. Достоинством ИК метода служит то, что излучение, проходя в глубину материала до 0,5-1 мм, плавно нагревает поверхность от исходной температуры материала до требуемой, в пределах 140-180ºС. Обратная поверхность рулонов не расплавляется.
С использованием данного оборудования технология производства работ несколько отличается от огневого метода (с использованием горелок). На определенных этапах производства работ появились новые возможности. Например, при ремонте мягкой кровли стало возможным прогреть старую поверхность из рулонных кровельных материалов, используя специальное устройство - регенератор, одновременно убирая пузыри, вздутия и выравнивая поверхность. Тогда старое покрытие спекается в битумную монолитную массу, которая после выравнивания поверхности становится пригодной для нанесения новых слоев рулонного покрытия. Таким образом в некоторых случаях можно избавиться от необходимости снятия старого покрытия и его утилизации. Это существенно снижает себестоимость работ и позволяет сделать работы более экологически чистыми и продлить срок службы изношенного ковра.
Использование ИК излучения позволило изменить процесс получения горячего битума и его обезвоживания. Электрический битумоварочный котел является компактным переносным легко разборным устройством, позволяющим получать необходимое количество битума прямо на рабочем месте. Процесс начала-окончания плавления битума начинается сразу после включения или выключения электрической цепи. Производительность составляет 1,7-2,2 литра в минуту, температура битума на выходе 200-210ºС, расход электроэнергии на 1 кг битума – 0,15-0,2 кВт/ч. В качестве источника тепла используются электрические ИК излучатели.
ИК излучатель прост в изготовлении. Ему возможно придать любую форму, что позволяет его использовать и для обделки труднодоступных мест: примыканий к вертикальным поверхностям, трубам, обработки углов и др.
Переносная кровельная машина - основное кровельное оборудование, где используется данный излучатель (рис. 1). Она состоит из нагревательного блока (2), опорного прокаточного вала (катка) (1) и руля управления с гашеткой включения (см. рис. - на руле машины). Конструкция машины устроена так, что ее масса распределяется на опорный каток (1), который в процессе работы и движения машины подает и прикатывает наклеиваемые рулонные материалы (3) с достаточным удельным давлением, позволяющим добиться хорошего приклеивания. Этому способствует одновременное разогревание основания. Расплав битума, образующийся в процессе наклейки материалов, "течет" в виде небольшого валика перед опорным катком, заполняет и выравнивает все неровности поверхности кровли. Количество и нагрев расплава контролируется по "выдавливаемому" шву мастики по краям материала. Ширина шва должна составлять примерно 10 мм, что соответствует и ширине расплава перед опорным катком при приклеивании рулонных материалов, и является оптимальной.
Машину обслуживает один (или два) человек. При несложной поверхности кровли два рабочих-кровельщика способны за смену устроить до 500 м2 мягкой кровли. Питание машины - 220/380 В, напряжение в цепях управления - 36 В, мощность - 30 кВт. Расход электроэнергии на 1 м2 составляет 0,15 кВт/ч. При работе машины нет открытого огня, разогрев битумной (полимер-битумной) массы происходит в относительно закрытом объеме. Управление нагревом осуществляется нажатием гашетки на руле машины. При снятии рук оператором с руля, оборудование автоматически отключается. Органом по сертификации "ПОЖТЕСТ" выдано заключение, что данное оборудование "… не подлежит обязательной сертификации в области пожарной безопасности". Это позволяет использовать электрические кровельные машины на пожароопасных производствах и зданиях.
Нагревательный блок, входящей в состав кровельной машины, состоит из трех нагревательных элементов. Отключение среднего элемента делает возможным производить полосовую приклейку материалов для устройства вентилируемой кровли без дополнительных затрат, что актуально при ремонтных работах, при новом строительстве в холодное время года, в зданиях с повышенной влажностью. Вентилируемые кровли не образуют вздутий и позволяют длительное время поддерживать утеплитель и стяжку в сухом состоянии.
Процесс укладки материалов электрическим оборудованием состоит в следующем. Наклеиваемый рулон раскатывают и укладывают на кровле так, как он будет наплавляться. Начало рулона заправляют в кровельную машину. Опорным катком его прижимают к основанию. Оператор включает машину и через 7-15 сек начинает движение. По количеству расплава битумной массы по краям рулона контролируется скорость движения машины. После завершения прикатки рулона оператор (или оператор с помощником) повторяет операцию с новым рулоном. Время прикатки 10-метрового рулона составляет 3-10 минут (в зависимости от модификации машины и времени года).
Для устройства мест примыканий и оклейки парапетов используется облегченный вариант машины – облучатель шириной 1 метр. Он позволяет проклеивать плавные перегибы кровли и вертикальные участки.
Для труднодоступных мест, обделки труб, углов и пр. применяется ручной компактный облучатель шириной 0,4 метра. Его масса составляет около 6 кг, размер нагревательной поверхности 30х15 см. Работу нагревателем производят, как и пламенной горелкой: нагревают основание, наклеиваемый материал, затем материал укладывают на основание и прижимают. Все это происходит без применения открытого огня.
Данная технология и оборудование позволяет не разрушать современные кровельные материалы в процессе устройства рулонных кровель, что существенно увеличивает срок их службы. Отсутствие открытого огня, продуктов горения и возможность повторного использования старого покрытия делает метод более экологически чистым. Значительно снижается пожароопасность работ. Механизация отдельных процессов и равномерный оптимальный нагрев материалов и основания позволяют добиться высокого качества работ.
В настоящее время метод проходит внедрение в новом строительстве Комплексом перспективного развития и реконструкции г. Москвы.
Ручная электрическая кровельная машина.
Кровельная машина состоит из корпуса (1) (рис. 2), нагревательного блока (2), опорно-прикатывающего вала (3), руля с кнопкой включения (4) и электрического щита управления. Пульт управления соединяется с машиной гибким кабелем.
Напряжение электрического питания 220/380В, потребляемая мощность 30 кВт. При внешне больших показателях потребляемой мощности и напряжении на 1 м2 кровли затрачивается 0,1-0,2 квт час электроэнергии, что дешевле, чем, например, использование газа, его привозка и пр. В целях электробезопасности управляющая цепь машины имеет напряжение 36 В, а кнопка включения находится в постоянно выключенном положении.
Для работы на машине достаточно 2-х человек – оператора и помощника. Скорость движения машины при наклейке рулонных материалов составляет 2-3 метра в минуту. Бригада кровельщиков за смену способна устроить до 500 м2 мягкой кровли.
Правила производства работ при использовании данного оборудования принципиально не меняются. Раскатывается и укладывается рулон на основание. Начало рулона заправляется в кровельную машину. При движении машина прикаточным валом прокатывает и прижимает уложенный рулон к основанию в момент их оптимального нагрева t=140-160°С (см. фото). Небольшой валик битумного расплава, образующийся в процессе прикатки заполняет и выравнивает все неровности поверхности и формирует битумный шов вдоль края рулона.
Достоинством инфракрасного излучателя является то, что он позволяет равномерно и одновременно по всей поверхности прогревать наклеиваемый материал и основание. Нагрев поверхности происходит в относительно закрытом объеме и без присутствия огня.
Оптимальные условия нагрева и прикатка позволяют добиться высокого качества и герметичности устраиваемого кровельного ковра, превосходящим по качеству и долговечности другие методы нанесения рулонных материалов.
На основе кровельной машины созданы модификации, использующиеся для устройства мест примыканий (нагревательный блок шириной 1 метр) и ручной облучатель труднодоступных мест (нагревательный блок шириной 0,4 метра). Они позволяют выполнить работы любой сложности на вертикальных и криволинейных поверхностях.
Блок-1000
представляет собой облегченный вариант кровельной машины (рис. 3). Управляется он двумя рабочими, и технология работы не отличается от вышеописанной.
Блок-400
компактное устройство (рис. 4) весом 6 кг и размерами облучателя 25х35 см. При работе с ним сначала нагревают основание, затем наносимый материал (при визуальном контроле нагрева), и нагретые поверхности прижимают.

На основе оборудования с инфракрасными излучателями создано новое оборудование с несколько иными функциями: регенератор старой кровли и электрический битумоварочный котел.
Регенератор старой кровли.
Данное название несколько условно. Следует знать, что невозможно полностью восстановить старый ковер из-за потери им физико-механических свойств. Но при определенных условиях возможно расплавить старое расслоившееся и вздувшееся основание в единую монолитную битумную массу. Это экономит время и затраты по снятию изношенного покрытия и восстановлению стяжки и уклонов, позволяет обезопасить помещения от протечек при производстве ремонтных кровельных работ. Регенерированная кровля является идеальной поверхностью (по сути – битумная стяжка) для нанесения нового гидроизоляционного покрытия.
Напряжение питания и потребляемая мощность такие же, как у кровельной машины. Производительность - до 150 м2 кровли в смену. Глубина прогрева основания до 6-10 слоев. Затраты электроэнергии на 1 м2 до 1,5 квт час. Регенератор обслуживается одним человеком.
Электрический битумоварочный котел.
Всем известна проблема получения горячего битума в строительстве. В основном используются 1-3 тонные котлы, готовящие сразу большое количество битумного расплава, который не всегда полностью используется.
Компактный электрический битумоварочный котел (рис. 5) не имеет в общепринятом смысле емкости для разогрева и обезвоживания битума. Благодаря этому процесс получения горячей битумной массы начинается сразу после включения нагревателей и длится непрерывно до их отключения. Это позволяет получать строго необходимое количество горячего битума.
Общий вес пустого разборного котла составляет около 60 кг. В разобранном виде он легко переносится двумя рабочими. Напряжение питания 220/380 В, мощность 18-30 кВт. Расход электроэнергии на приготовление 1 л битума – до 0,2 квт час. Высота котла 1,5 м, диаметр 0,8-1 м, что позволяет использовать это оборудование практически в любом месте. В комплект входят 2-3 ведра-термоса емкостью 20 литров. Один термос заполняются горячим расплавом за 10-15 мин., после чего на его место устанавливается следующий термос, а предыдущий можно использовать для производственных целей.