Для характеристики крыш в соответствии с общим решением здания применяют термины крыша, мансардная крыша и покрытие. Первый термин исторически применялся только к чердачным крышам, второй - к чердачным крышам, в которых часть пространства чердака предназначена для постоянного пребывания людей (жилая, административная или др. функци), третий - к наружным ограждающим бесчердачным конструкциям, совмещающим ограждающие и несущие функции в единой слоистой структуре (рис. 20.2). Ее традиционно применяют для промышленных и большепролетных общественных зданий с несущей конструкцией покрытия пространственной формы. В последнем случае устройство чердака технически сложно и эстетически неприемлемо: пространственные конструкции обычно имеют выразительную форму, играющую существенную роль в архитектурной композиции зданий.
Разработка конструкций крыш любого типа и назначения должна осуществляться на основе учета всех силовых и не силовых воздействий. К силовым относят воздействия собственной массы конструкции, снега, ветра, кратковременных эксплуатационных нагрузок и специфических инженерно-геологических воздействий (сеймика, просадки грунтов основания и пр.).
К несиловым относятся воздействия атмосферных осадков, солнечной радиации, переменной температуры и влажности наружного воздуха, химических реагентов, содержащихся в атмосфере и атмосферной влаге, теплового потока и потока пара (рис. 20.3). Соответственно конструкция крыши должна отвечать требованиям прочности, устойчивости, малой деформативности, гидро, - тепло - и пароизоляции, а ее внешняя поверхность - наружное покрытие (кровля) должна обладать водонепроницаемостью, морозостойкостью, химической и радиационной стойкостью. Кровельный материал должен отвечать по фактуре и цвету эстетическим требованиям.
Соответственно перечисленным требованиям конструкция крыши должна содержать несущие элементы, теплоизоляцию, пароизоляцию, гидроизоляцию и основание под нее. Несущие конструкции крыш выполняют из железобетона, дерева или металла; теплоизоляцию - из плитных или засыпных материалов (плиты пенополистирольные, минераловатные на синтетической связке, фибролит, ячеистый и легкий бетон, керамзитовый гравий и др.); пароизоляцию - из рулонных материалов (рубероид, пергамин, фольга и др.); гидроизоляцию - из кровельных плиток (глиняная, цементная или металлочерепица, асбестоцементные плоские плитки, шифер), листовых (кровельная сталь, волнистый асбестоцемент) или рулонных материалов (рубероид, стеклорубероид, гидроизол, фольгоизол и др.) либо из мастик. Основанием под кровлю служат деревянные доски или бруски (обрешетка), цементный раствор, асфальтобетон (стяжка), либо бетон несущей конструкции крыши. Практикой строительства выработаны целесообразные взаимосвязи материалов названных элементов. При деревянных несущих конструкциях применяют деревянное основание (обрешетку) и плитные или листовые кровельные материалы, при железобетонных - рулонные или мастичные. Все элементы конструкций могут быть совмещены (совмещенная крыша или покрытие), либо разъединены пространством чердака (чердачные крыши). В зависимости от размещения теплоизоляции по верху или по низу чердачного пространства различают чердачные крыши с холодным или теплым чердаком. Крыша с холодным чердаком является наиболее распространенной конструкцией, В ней могут быть использованы несущие элементы из дерева или железобетона и любые кровельные материалы. Наличие вентилируемого чердачного пространства облегчает борьбу с перегревом помещений верхних этажей в жарком климате и осушение конструкций над помещениями с влажным или мокрым режимом.
Крыши с теплым чердаком выполняют с несущими конструкциями только из железобетона и применяют в многоэтажных жилых домах при использовании чердачного пространства в качестве воздухосборной камеры вентиляционной системы здания.
Совмещенные крыши применяют в большинстве общественных зданий. В жилищном строительстве совмещенные крыши применяют в домах высотой до 4 этажей, строящихся во II и III климатических районах.
Для отвода воды с крыши ее верхнюю плоскость (скат) выполняют наклонной. По величине угла наклона (или его тангенса в дробях или процентах) ската к горизонту (уклону) различают три группы крыш: крутые (с уклоном ската более 15%), пологие (от 4 до 15%), плоские (2-3%). Величина уклона назначается в зависимости от изоляционных свойств кровельного материала и плотности его сопряжений. Например, крышам из черепицы придают максимальный уклон (до 50%), чтобы ускорить отвод воды в связи с недостаточной плотностью примыкания отдельных черепиц друг к другу, а крышам с многослойной кровлей из приклеенных материалов - минимальный (до 3%) - см. табл. 20.1.
Крыша может иметь один или несколько скатов в зависимости от ширины здания и его конфигурации в плане. Ребра пересечения скатов имеют следующие названия - горизонтальное верхнее - конек крыши, выступающее наклонное - накосное ребро, западающее наклонное - разжелобок или ендова. Иногда западающее ребро срезают узкой наклонной плоскостью - лотком. Лотки, ендовы и разжелобки служат для организации отвода воды с крыши. По их оси располагают приемные воронки водостоков.
Крутые и пологие крыши обычно устраивают по деревянным или стальным несущим конструкциям (стропилам или стропильным фермам) с устройством чердака или мансарды. Плоские крыши (чердачные или бесчердачные), как правило, устраивают по железобетонным несущим конструкциям.