Установка мачт с громкоговорителями на скатную или полукруглую кровлю

До начала определения способов и узлов крепления мачт на скатную и полукруглую кровлю следует установить ряд факторов, оказывающих наибольшее влияние на применяемые технические решения при установке мачт на такие конструкции.

Начать стоит даже не с материала кровли или типа стропильной системы, а с принципа организации силового каркаса кровли. В последнее время, особенно на жилых домах все чаще встречается скатная кровля, выполненная путем монолитной конструкции. Такая кровля в своем большинстве не имеет дополнительных несущих элементов в виде стропильной системы, а более похожа на плоскую кролю, но отлитую под углом. Рассмотрение такого решения в разделе статей о скатной кровле может носить лишь весьма условный характер, так как способ крепления аналогичен крепления мачты с использованием гильзы ОГР на плиту перекрытия. Это же справедливо и в отношении узлов крепления оттяжек, устанавливаемых на плиту перекрытия. Единственным существенным отличием при такой установке является то, что опорная площадка как гильзы ОГР, так и закладного узла для оттяжек должна иметь тот же угол, относительно вертикальной оси, что и угол ската кровли, на который устанавливается мачта. Из этого факта следует, что в большинстве случаев изделие ОГР для наклонной железобетонной кровли является скорее изделием штучным, чем серийным и в большинстве случаев требует разработки решений по нетиповым металлоконструкциям.

В данной статье более не станем уделять внимания этому способу установки, потому как уже было указано выше методы его установки аналогичны установке на плиту перекрытия плоской кровли.

Вторым наиболее существенным фактором, влияющим на способ установки мачт, является наличие эксплуатируемых помещений под скатной кровлей, иными словами — помещений на мансардном этаже. Наличие таких помещений, в противовес чердачным помещениям всегда осложняет не только работы на этапе проектирования и монтажа, но и при дальнейшем обслуживании. Кроме того, толщина слоя от гидроизоляционного слоя кровли до отделки скатного потолка на мансардном этаже в зависимости от температурного района и толщины теплоизоляционного слоя может достигать в минимальном своем значении 200 мм, что практически полностью сводит на нет усилия по обеспечению вертикальной устойчивости мачты, оставляя за собой лишь функции опорной конструкции. Удержание в вертикальном состоянии мачты, при этом, полностью ложится на оттяжки. Еще одним ограничением при дальнейшей эксплуатации мачты, установленной на кровле с помещениями на мансардном этаже, является ограничение доступа к хвостовику мачты в процессе эксплуатации, ввиду завершенности отделки потолка мансардного этажа. Вследствие этого, целесообразно осуществлять не жесткое крепление хвостовика мачты к стропильной системе, а установка закладной гильзы, которая позволит при необходимости осуществить замену мачты в случае нарушения ее эксплуатационных характеристик или необходимости замены на иную модификацию.

С точки зрения установки мачт следует различать одно и двускатные кровли. Кровли, имеющие большее количество скатов в большинстве случаев, с точки зрения установки мачты, можно представить на участке установки мачты либо одним, либо другим из вышеперечисленных типов кровли. Чуть ранее, в статье, были указаны ограничения, при установке матч на кровлях над мансардными помещениями, в данном разделе рассматриваются варианты, когда доступ к стропильной системе не ограничен.

По принципу установки мачт над помещениями чердака, образованных скатами кровли следует различать установку мачты с опорой на стропильную систему или установкой мачты с опорой на перекрытие чердака. Наиболее простым способом является второй, когда вертикальные усилия, возникающие под воздействием веса мачты, громкоговорителей и вертикальной составляющей вектора оттяжки воздействуют на плиту перекрытия чердака. В этом случае практически отсутствует необходимость разработки опорных узлов на стропильную систему.

Рассмотрим вариант неутепленного чердака с плитой перекрытия и деревянной стропильной системой. При таких исходных данных наиболее удобным вариантом представляется использование мачты увеличенной длины с опорой ее на плиту перекрытия. В качестве опорной конструкции часто используется основание и укосины мачты с пространственной конструкцией. Для ее установки производится демонтаж утеплителя плиты перекрытия, установка на плиту перекрытия опорной площадки с креплением к плите анкерами и установкой мачты таким образом, чтобы при вертикальном своем положении обеспечивалось ее прохождение в непосредственной близости от стропильной ноги. Осуществляется крепление ствола мачты хомутом или комплектом УКМС (реже УКМШ) к стропильной ноге. В большинстве случаев при креплении к стропильной системе целесообразно исключить сквозное крепление к стропильной ноге отдавая предпочтение креплению в обхват стропильной ноги. При использовании такого способа крепления и возвышении мачты над кровлей не более 1/3 своей длины допускается не применять оттяжки для ее удержания в вертикальном положении. Вертикальность и устойчивость мачты будет обеспечиваться за счет крепления ее опорной площадки к плите перекрытия и стропильной системе. В отдельных случаях, при использовании усиленных стволов мачт допускается, чтобы мачта возвышалась над наивысшей точкой своего крепления на ½ общей высоты, однако данный способ существенно увеличивает динамические нагрузки на стропильную систему и применение его целесообразно только в тех случаях, когда иные способы крепления полностью исключены.

Допускает производить опору мачты не на площадку опорной конструкции пространственной мачты, а на лежень стропильной системы. В этом случае хвостовик мачты крепится к лежню с использованием кронштейна, аналогично креплению телевизионных мачт, а удержание мачты в вертикальном положении полностью обеспечивается за счет ее крепления к стропильной системе здания.

Еще одним вариантом установки мачт с возможностью эксплуатации без оттяжек является способ крепления мачты к стойке как с опорой на лежень, так и без нее. При таком способе установки мачта крепится вертикальной стойке с использованием хомута или комплекта УКМС (реже УКМШ). При этом, расстояние между самой низкой точкой крепления мачты и самой высокой должно быть не мнее 2/3 общей высоты мачты.

Часто сумма высот чердака и высоты необходимого возвышения мачты над кровлей превышает по высоте наиболее часто используемую мачту МК3. В этом случае есть два варианта установки мачты. Один из них — это изготовление мачты нетиповой требуемой длины, второй — это использование составной мачты, точнее будет сказать комплекта составной мачты. Данный комплект представляет собой дополнительную мачту необходимой длины, хвостовик которой имеет трубу меньшего диаметра, равной условному диаметру мачты. Для увеличения общей длины составной мачты необходимо комплект составной мачты соединить и закрепить с комплектом предполагаемой к использованию мачты. При всех удобствах транспортировки, подъема и монтажа использовании составных мачт следует помнить, что такая мачта требует дополнительного узда крепления в непосредственной близости от точки сочленения двух ее стволов.

В ситуации, когда невозможно организовать опору мачты на плиту перекрытия всегда, для удержания мачты в вертикальном состоянии используются оттяжки. При этом, вариант крепления хвостовика мачты также имеет большую вариативность. Например, в случае если стропильная система организована стропильными ногами из двутавровой металлической балки, то наиболее распространенным способом крепления является установка путем сварного соединения стальной пластины к кромкам пояса (полки) двутавра. Крепление к установленной пластине хвостовика мачты осуществляется с использованием хомута или комплекта УКМС (реже УКМШ).

При деревянной стропильной системе крепление целесообразно осуществлять в обхват стропильной ноги. Сверление отверстий для крепления в теле стропильной ноги допускается осуществлять только при условии, что произведены необходимые расчеты допустимой несущей способности стропильной ноги после сверления и с учетом дополнительной нагрузки, создаваемой мачтой с громкоговорителями системы оповещения населения.

Важно полностью исключить крепление любых конструктивных элементов мачт к прогонам, обрешетке, а также к поврежденным или деформированным стропильным балкам, в том числе к исправным составной стропильной ноге в точке соединения. Также необходимо избегать крепления к подмоге, нарожнику и ригелям (затяжкам) при недостаточном их сечении, особенно в их средней части.

С точки зрения выбора мест установки мачт следует стараться осуществлять их установку как можно ближе к коньку. Такое простое и эффективное решение позволит снизить нагрузку на кровлю, обеспечить лучший с точки зрения круговой диаграммы простор для размещения громкоговорителей и снизить боковую нагрузку на ствол мачты при сходе снега с кровли.
Исключить крепление мачты в ендове и месте стыка ломанной кровли ввиду наибольшей предрасположенности данного места к нарушению гидроизоляции кровли и образованию протечек.

Одним из самых болезненных и острых вопросов, особенно при установке технических средств оповещения населения и мачт для размещения громкоговорителей на действующих зданиях со скатной кровлей является обеспечение гидроизоляции места прокола. С четом большого разнообразия кровельного материала охватить в рамках статьи все возможные способы не представляется возможным, однако основные методы, которыми следует руководствоваться приведем ниже.

Одной из самых простых для осуществления гидроизоляции является фальцевая металлическая кровля. Причем тип применяемого замка не столь важен, будь то двойной стоячий фальц или популярный нынче квикфальц. При выборе места монтажа мачты важно предусмотреть, чтобы место прокола и точка вывода мачты находилась на максимальном расстоянии от замка фальцевой кровли, но не менее 100 мм для установки кровельной проходки. Наибольшее распространение получили гофрированные кровельные проходные элементы, именуемые мастер-флеш. Также применяется более старый метод с использованием элемента «копыто». Для использования на кровлях с относительно плоской и однородной структурой (фальцевая кровля, мягкая черепица) подходят больше всего и требуют нанесение битумной гидроизоляции под плоскость кровельной проходки. Однако, для мугкой черепицы часто также используется обмазочная гидроизоляция на основе кровельной мастики. Для кровли с более сложным рельефом, например металлочерепица применяют специальные угловые проходки, выпускаемые, как правило, производителем металлочерепицы. В этом случае обеспечивается полное повторение рельефа рисунка кровли и наилучшее прилегание.

Организация надежной кровельной проходки через шиферные, особенно застарелые кровли — всегда вызывают наибольшую трудность как на этапе устройства отверстия, так и на этапе герметизации после установки мачты. В данном случае можно использовать только гидроизолирующие материалы на основе кровельной мастики.

Однако, к образованию влаги под слоем гидроизоляции ведет не только некачественно выполненная гидроизоляция в месте примыкания кровли к мачте, но и конденсат, который образуется на внутренней поверхности мачты в случае, если не осуществлена теплоизоляция ствола мачты в месте прохождения через кровлю. С этой целью необходимо производить герметизацию и теплоизоляцию внутренней полости мачты в точке прохождения ее через кровлю. Наиболее части для этих целей используется монтажная пена. Однако при ее использовании целесообразно предусматривать, что в процессе эксплуатации может потребоваться замена и прокладка дополнительной линии оповещения в теле мачты, внутренняя полость которой при установке мачты на двускатной кровле используется достаточно часто.

В заключении статьи целесообразно суммировать отдельные советы по установке мачт на скатную кровлю:

• при установке на кровлю, под которой находится этаж с мансардными помещениями целесообразно осуществлять не жёсткое крепление хвостовика мачты к стропильной системе, которая в последствии будет скрыта отделкой, а крепить к стропильной системе закладную гильзу, позволяющую осуществить замену мачты без необходимости доступа к хвостовику мачты со стороны выполненной отделки ската кровли со стороны мансардного помещения.
• наиболее целесообразно устанавливать мачту с опорой на плиту перекрытия, снимая при этом нагрузку со стропильной системы здания.
• при установке мачт избегать их крепления к ветхим и непредназначенным для восприятие вертикальных нагрузок элементам стропильной системы.