Узлы мансардной крыши – строительство и монтаж ломаной крыши частного дома с фото технологии возведения и чертежами работ + как сделать кровлю мансардного типа

Конструкция мансардной крыши: основные узлы и элементы

Благодаря целому ряду неоспоримых преимуществ мансардные кровли стали очень популярны в частном строительном секторе. Мансарда дает возможность расширения эксплуатируемой площади и получения дополнительной комнаты, которую можно использовать для любых целей.

Мансардные кровли появились четыре столетия назад, в 17 веке. Их изобрел французский архитектор Франсуа Мансар, в честь которого и названо это подкровельное помещение. А воплотил идею Пьер Леско – один из авторов знаменитого Лувра.

Нормативные строительные акты определяют мансарду как чердачный этаж, фасадом которого (полностью или частично) служит скат наклонной или ломаной кровли. Линия пересечения крыши и фасада должна располагаться на высоте как минимум 1,5 м над поверхностью пола.

Полезные сведения о кровле ондулин характеристики, достоинства и недостатки.

Советы профессионалов по технологии укладки мягкой кровли вы найдете в этой статье.

Мансардное помещение занимает определенную часть или общую площадь постройки. Помещение может быть практически любой формы.

Основной отличительной особенностью мансардного типа кровли является разделение ската на пологую верхнюю и более крутую нижнюю части.

Основные виды крыш и устройство мансарды

Проектирование и особенности мансарды зависят от типа кровли. Она может быть ломаной, треугольной, асимметричной.

Односкатная кровля – в силу ее особенностей мансарда устраивается крайне редко.

Двухскатная – два направленных в противоположные стороны ската делают эту разновидность крыш максимально удобной для устройства мансарды.

Ломаная – одна из вариантов двускатной – прекрасно приспособлена для обустройства подкровельного жилого помещения.

Вальмовая и ее разновидность – полувальмовая четырехскатная – при данных типах кровель ломаный контур не так ярко выражен, как в случае с двумя скатами, однако сооружать мансардные этажи очень удобно.

Пирамидальная, коническая, купольная – подходит для многогранных построек или зданий с закругленным силуэтом. Устройство мансарды в таких конструкциях – задача нелегкая, но выполнимая.

Главные типы кровель с мансардой

Мансардные кровли делятся на два вида:

• Одноуровневые.
• Двухуровневые.

Первая разновидность оснащена выносными консолями. Она больше всего подходит для двускатной или ломаной кровли.

Для второй характерно наличие опор смешанного типа.

Выбор конкретного вида крыши зависит от количества возможных нагрузок. При проектировании мансарды необходимо учитывать потенциальные нагрузки на перекрытие.

Простейшей формой мансардной кровли является треугольная прямолинейная. Для увеличения подкровельного пространства можно выбрать ломаную форму скатов. При несущей средней стене мансарда устраивается на основе системы стропил.

Вентилируемые и невентилируемые крыши

Решение вопроса об устройстве кровли с вентиляцией или без нее зависит от уровня влажности, особенностей климата, средней температуры.

• Повышенный уровень влажности требует устройства вентилируемого типа, при котором между крышей и слоем утеплителя сохраняется зазор для циркуляции воздушных масс. Свoбoдное пространство нaходится над слоем теплоизоляционного материала, над которым располагается тонкая плита из железобетона. Это дает возможность просушивания кровли и сокращения воздействия солнечного облучения. При планировании мансарды рекомендуется выбирать именно вентилируемую разновидность.
• При строительстве в зонах с небольшим количеством осадков, сухим климатом можно выбирать невентилируемый тип кровли.

Слои мансардной крыши

При устройстве мансарды в обязательном порядке устраивают следующие слои:

• Кровельный материал – его основной функцией является защита от неблагоприятных факторов внешней среды. При выборе материала необходимо учитывать конфигурацию кровли, параметры здания, особенности погоды в регионе, размер бюджета и т.д.
• Подкровельная пленка – защищает систему стропил и внутренний утеплитель. При выборе ориентиентируются на особенности утеплителя.
• Гидроизоляция – защищает здание от проникновения влаги.
• Система стропил и обрешетка – являются каркасом кровли, обеспечивающим стойкость конструкции. Система стропил распределяет общую нагрузку по поверхности стен. Материалом для нее служат деревянные брусья.
• Слой утеплителя – сохраняет тепло во внутреннем помещении и препятствует проникновению холодного воздуха.
• Пароизоляция – предупреждает образование конденсата вследствие разницы между внешней и внутренней температурами.
• Вентиляция. При использовании мансарды в качестве жилого помещения требуется система вентиляции. Лучшим вариантом является устройство двух зазоров: первый должен располагаться над утеплительным материалом. Он служит для удаления накопившегося пара. Второй зазор находится под покрытием кровли и служит для устранения влаги из-под кровельных материалов.

Воздушные массы должны подниматься от кровельного основания к коньку.

Особенности стропильной системы

От системы стропил зависит надежность всей конструкции. Именно она является скелетом всей кровли.

Оптимальным вариантом является мансардная кровля со скатами, расположенными под разными углами. Благодаря этой особенности эксплуатируемая площадь в значительной мере увеличивается.

Еще на этапе проектирования рассчитывают общую нагрузку на кровлю.

Применяются два типа стропил:

• висячие;
• наслонные.

Висячие

Опорой для них служат наружные стены. Поскольку балки обладают свойством сжатия и разжимания, пропадает необходимость в использовании промежуточных опор.

При этом возникает распорная (горизонтальная) нагрузка, оказывающая давление на стены. Для ее сокращения балки соединяются с помощью затяжки из металла или дерева. Она размещается у самого основания или повыше. Прочность конструкции зависит от высоты расположения затяжки.

Битумный герметик для кровли цена, свойства, характеристики разных производителей.

Полезные сведения о конструкции четырехскатной крыши собраны здесь.

Все о ремонте мягкой кровли в одном материале https://rooffs.ru/myagkaya/info/tehnologiya-remonta.html.

Для снижения степени прогибания стропильных ног в пролеты параллельно затяжке врезается ригель (при величине пролета до 8 м).

При длине пролета более 8 м монтируется бабка (вертикальная стойка с двумя подкосами). Могут использоваться и более сложные конструкции – фермы.

Наклонные стропила

Применяются при наличии промежуточных несущих стен. Они одним концом упираются во внутреннюю стену или особые колонные, другим – во внешние стены. Это простейший и наиболее экономичный тип системы стропил. Его использование целесообразно при расстоянии между стенами до 6,5 метров.

При возведении промежуточной опоры расстояние может быть увеличено до 12 метров.

Стропила устанавливаются на мауэрлат – опорный брус. Соединение верхней части стропил и ферм производится с помощью прогона, над которым располагается конек.

Коньковый прогон – располагается в самой высокой точке кровли и соединяет стропила.

В случае наклонных стропил прогон служит упором для верхней части стропильных ног. Материалом для этой детали является доски или брусы сечением 20 х 5 или 15 х 5 мм. Они могут быть соединены друг с другом (при большой нагрузке или значительной длине пролета).

Прогон конька опирается на внутренние (несущие) стены. Между стойками и стенами должен находиться лежень или прослойка. Значительные параметры пролетов требуют увеличения прочности конструкции. С этой целью используются монтируемые между стойками и прогоном подкосы.

Бабка используется для соединения стропила и затяжки в случае наличия висячих стропил (она позволяет повысить жесткость конструкции).

Мауэрлат – вся стропильная система опирается на данную деталь. Его основной функцией является передача нагрузок на верхнюю часть стены. Кроме того, он соединяет крышу с постройкой.

В верхней части устраивается бетонный пояс с анкерами из металла. В мауэрлате проделывают отверстия для установки на анкеры.

Детали крепления: гвозди, болты, шурупы, скобы, хомуты.

Угол наклона

При устройстве жилого помещения необходимо правильно рассчитать угол наклона.

• Во-первых, он должен соответствовать погодным условиям.
• В-вторых, величина зависит от кровельного покрытия.
• В-третьих, угол должен быть таким, чтобы подкровельное пространство использовалось максимально эффективно.

Большое количество осадков требует устройства крутых скатов для быстрого избавления кровли от дождевой воды и снега.

Что касается материалов, то при выборе металлочерепицы угол должен составлять около 22 градусов, профнастила – от 5 до 30 и более градусов. Рулонные материалы укладываются на кровлях с небольшим углом наклона.

Специфика монтажной системы кровли с мансардой

Отличительными особенностями конструкции являются:

1. Повышенный уровень сложности, обуславливающий также дороговизну. Поскольку потолки получаются несколько заниженными, для получения большого чердачного помещения устраивают прямую крышу, стены которой расположены под острыми углами по отношению к полу.

2. Мансардные окна, которые дают возможность воплощать различные дизайнерские фантазии. Окна могут быть выполнены в виде отдушин или дверей, через которые можно выходить на крышу.

3. Строгие требования к прочности системы стропил – особенно при устройстве черепичной крыши. При этом идеальные параметры стропил -5 х 15 мм.

При угле наклона больше 45 градусов шаг между стропилами может доходить до 1,4 м. В регионах с большим количеством осадков длина шага сокращается до 60-80 см.

4. При выборе мансардной кровли требуется отвод водных потоков от стен. В случае деревянной постройки стропильные ноги должны иметь запасную длину до 55 см, при этом они могут опираться на бревна сруба (при проектировании нужно предусмотреть шипы и гнезда).

Если строение из камня, для распределения нагрузки по стенам под края стропильных ног необходимо подкладывать брусы (выше уровня перекрытия мансарды, с изоляцией от камня при помощи особой прокладки).

5. Толщина материала для стропил зависит от размеров пролета, угла уклона кровли, типа кровельных материалов, количества ветровой и снеговой нагрузки.

Основные требования при устройстве любой мансардной кровли

• В качестве покрытия следует выбирать легкие и прочные материалы, чтобы облегчить их доставку на нужный этаж. Прекрасный выбор – мягкая черепица, металлочерепица, металлические листы, черепица, изготовленная на основе цветных металлов, цементно-песчаного раствора или глины.
• Несущая конструкции должна быть из дерева или металла. Применение железобетона или камня нерационально, поскольку система становится громоздкой и обходится значительно дороже.
• Для устройства внутренних перегородок мансарды использовать гипсокартон и легкие профили (тонколистовой профиль, фанера). Гипсокартон применяется и для облицовки внутренних стен.
• С особой тщательностью устраивать теплоизоляцию, поскольку от теплопотери больше всего страдает именно мансарда. Оптимальным материалом для этого слоя является минеральная вата.
• Необходимо также устройство гидро- и пароизоляции. Пароизоляция устраивается с внутренней стороны, а гидроизоляция – с внешней.
• Между утеплителем и кровлей непременно должно быть свободное пространство для проветривания.

Плюсы

Среди главных достоинств мансардных кровель необходимо отметить:

• значительное увеличение жилой площади;
• улучшение экстерьера здания, придание ему индивидуальности;
• возможность создания дополнительной площади в уже готовом здании без выселения жильцов;
• доступность в цене (по сравнению с возведением нового этажа).

Минусы

Основные недостатки кровли с мансардой можно свести к следующему:

• В углах значительно сокращается пространство – особенно при треугольной форме. Как правило, кровельный скос начинается на уровне 0,5-1 метра. Этой величины недостаточно для того, чтобы человек стоял в углу в полный рост. Выбор ломаных скатов в некоторой степени решает проблему, поскольку нижняя часть становится крутой, а верхняя – пологой.
• Нет возможности устраивать полноценные окна. Используются особые, предназначенные для мансарды окна, которые обходятся в значительную сумму: в них применяются усиленное стекло и рама повышенной прочности. Такие окна стоят почти в два раза дороже обычных.
• В силу особенностей конструкции и использования нескольких разновидностей материалов монтаж мансардной кровли значительно сложнее монтажа обычной.

ВЫВОДЫ

• Мансарда- это обустроенное под жилье чердачное помещение.
• Основной отличительной чертой мансардной кровли является деление ската на крутую нижнюю и пологую верхнюю части.
• Мансардные кровли могут быть одноуровневыми и двухуровневыми.
• Мансардная кровля отличается от обычной по строению – в частности, при ее устройстве необходимо уложить слои паро-, гидро-, теплоизоляции и обеспечить вентиляцию.
• В стропильную конструкцию входят висячие и наслонные стропила.
• Угол наклона кровли зависит от погодных условий, кровельного материала.
• Стропильная система должна быть очень прочной.
• Основным плюсом мансардной кровли является увеличение жилой площади.
• Основной недостаток – дороговизна и усложненность конструкции.

Как построить мансардный этаж смотрите в видео сюжете.

схема, конструкция, выбор креплений, фото сборки и установки мансардных стропил, особенности расчета системы

Одним из ключевых звеньев в строительстве подчердачного этажа является расчет стропильной системы мансардной крыши. Сложность заключается в том, что необходимо учесть несколько важных составляющих: снеговую нагрузку, порывы ветра, угол наклона скатов, вес самих стропил, утеплителей, гидроизоляции, кровельных материалов. Стропила могут быть комбинированными, металлическими или деревянными.

Мансардная крыша должна быть легкой, чтобы не нагружать фундамент. Застройщики все чаще используют тонкостенные металлические стропила мансардных крыш, их стоимость гораздо выше деревянных, но скорость и простота монтажа таких систем покрывает этот недостаток с лихвой.

В самостоятельном строительстве стропильная система мансардной крыши традиционно изготавливается из дерева, поэтому за основу возьмем именно этот материал.

Полезно знать

Чтобы правильно рассчитать стропильную конструкцию мансарды, необходимо суммарно учесть 3 вида нагрузок, действующих на кровельную систему. Во-первых, следует вычислить вес самой мансардной крыши: кровельный материал, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила, теплоизоляционный слой мансарды, пароизоляция, чистовая отделка. Для этого потребуется знать вес каждого материала на 1м^2, такие параметры указываются в инструкциях и сертификатах заводов–изготовителей.

Например, полимерно-битумной гидроизоляции потребуется 5 кг/м², один квадратный метр минваты весит 10 кг, стандартной обрешетки из доски в 25 мм — 15 кг, ондулин приблизительно 3 кг, металлочерепица — самый тяжелый кровельный материал. При подсчете нагрузки сложите все показатели и умножьте на поправочный коэффициент 1,1.

Во-вторых, конструкция стропильной системы мансардной крыши должна выдерживать снеговые нагрузки, в некоторых районах этот показатель превышает более 500 кг на м². Формула для расчета снеговой нагрузки:

S=Sg x µ, где

S  — снеговая нагрузка;

Sg  —  масса снега на 1м² горизонтальной поверхности, показатель устанавливается нормативными документами для каждого климатического района в отдельности;

µ — коэффициент, зависящий от уклона крыши: угол в 25^о – коэффициент 1,0, 25-60^о – 0,7, если уклон выше 60^о коэффициент не учитывается.

И наконец, ветровые нагрузки. Для их расчета применяется формула:

W = Wo x k, где

W – ветровая нагрузка;

Wo – нормативные данные, которые определяются индивидуально для каждого района;

k – поправочный коэффициент для разного типа местностей и высотности здания.

Высота здания, м	Открытый тип местности: морские побережья, озера, степи	Закрытый тип местности: города, лесные массивы
5	0,75	0,85
10	1,0	0,65
20	1,25	0,85

На основании суммарной нагрузки на стропильную систему мансардной крыши, определяется длина, шаг и поперечное сечение стропильной ноги. Далее мы привели таблицу рекомендуемых параметров для устройства стропильной системы в умеренном климатическом поясе (Московская область):

Расстояние между стропилами мансардной крыши, м	Длина ноги, м
	6	5.5	5.0	4.5	4.0	3.5	3
	Поперечное сечение балок, мм
0,6	50*200	50*200	50*175	50*150	50*150	40*175	40х150
0,9	75*250	75*200	75*175	75*175	50*200	50*175	50х150
1,1	100*200	75*200	75*200	75*175	75*175	75*150	75х150
1,4	100*200	100*200	75*200	75*200	75*200	75*175	75х150
1,75	100*250	100*200	100*200	100*200	75*200	75*200	75х150
2,15	—	100*250	100*250	100*200	100*200	100*175	100х150

Для других элементов стропильной системы мансардной крыши существуют свои параметры:

• мауэрлат выполняется из бруса 150*150, 100*150, 100*100 мм;
• ригель – 100*200-150 мм;
• прогоны – 100*200-150-100 мм;
• енды, диагональные ноги – 100*200 мм;
• затяжка – 50*150 мм;
• подкос – 150*150, 100*100 мм.
• подшивочная доска – 25*100 мм.

Важно: Деревянные стропила должны соответствовать ГОСТу 8486-86(83). На 1 п/м ноги может быть не более 3 сучков, размер сучков не должен превышать 30 мм по длинной стороне. Сквозные трещины недопустимы. Влажность дерева менее 18%. 

Стропильная система двускатной мансардной крыши, чертеж основных элементов фермы

Основные узлы

Стропильные конструкции мансардных крыш не зависимо от проекта включают в себя множество сопряжений и стыковых узлов, они соединяются между собой, врубаются в затяжку и мауэрлат, имеют вспомогательные элементы системы: ригели, бабки, опоры либо подкосы, дополнительно скрепляются скобами, болтами, хомутами. Устройство стропильной системы мансардной крыши должно предусматривать равномерное распределение всех нагрузок на основание и несущие конструкции строения.

Схема стропильной системы мансардной крыши, основные узлы и элементы

В зависимости от архитектурного решения, определяется вид мансардной крыши, в свою очередь от конфигурации кровли зависит не только внутренний интерьер мансарды, ее полезная площадь, но и какой вид стропильной системы применим в каждом конкретном случае: висячий или наслонный.

Наслонная система, опирание ноги на коньковый брус и мауэрлат

Наслонные стропильные ноги опираются на несущие стены мансарды, а в середине поддерживаются промежуточными опорами, в таких системах нагрузки передаются исключительно на изгиб. Висячие опираются только на мансардные стены, обычно устанавливаются при монтаже мансардного этажа, где нет внутренней несущей стены, они не создают горизонтальную нагрузку, только на сжатие и изгиб.

Висячая система устраивается, если расстояние между опорами-стенами не более 6,5 м, установка дополнительной опоры дает возможность перекрыть мансарду шириной до 12 метров, если требуется перекрыть более широкий участок, то на каждые 3 метра устанавливается своя опора.

Висячие и наслонные стропила мансардной крыши

Если по проекту мансарды предусмотрен не один, а несколько уклонов, как в классической мансардной крыше, то обычно чередуются висячие (верхние) и наслонные (нижние) стропила.

Посмотрите, как устанавливается стропильная система мансардных крыш, видео урок поможет разобраться во всех тонкостях устройства ломаной конструкции.

Несущие элементы системы обеспечивают прочность и устойчивость всей конструкции мансардной крыши. У мансардной крыши несущими элементами являются: обрешетка, стропила, мауэрлат. Конструктивные особенности системы определяются  видом мансардной крыши: односкатной, вальмовой, многоскатной, щипцовой и пр.

Стропильная система мансардной крыши, схема расположения узлов односкатного перекрытия

Форма крыши мансарды зависит от перекрываемой площади и архитектурного замысла, для обустройства полноценной мансарды лучше выбирать простые виды мансардных крыш, чтобы балки и стойки не загромождали пространство внутри.

Мансарда, стропильная система вальмовой четырехскатной крыши

Этапы монтажа стропильной системы мансарды

Технология монтажа мансардной крыши требует определенной последовательности:

• установка мауэрлата;
• укладка поперечных балок;
• монтаж вертикальных стоек;
• затяжка боковых стоек или установка конькового бруса;
• разметка шага и монтаж стропильных ног;
• установка вспомогательных узлов: ригелей, подкосов, подстропильных ног;
• обрешетка, гидроизоляция, настил кровельного материала.

Крепление мауэрлата является важным этапом для устройства всей системы, это основа конструкции

Технология стыковки

Не смотря на то, что алгоритм возведения стропильной системы достаточно прост, установка стропил мансардной крыши требует грамотного подхода к монтажу стыковочных узлов. Основная нагрузка в системе приходится на ноги, поэтому от качества их монтажа на мауэрлат, а так же от надежности их соединения между собой зависит безопасность и прочность крыши, да и мансарды в целом.

Стропильная система мансардной крыши, фото крепления висячих стропил к мауэрлату

Существует 2 варианта соединения стропила с мауэрлатом: скользящее и жесткое. В деревянных мансардных конструкциях нельзя делать все соединения жесткими, так как дерево при определенных условиях сжимается и расширяется, а при жестком соединении возникают распорные нагрузки на несущие узлы, в совокупности это приводит к деформации элементов стропильной системы мансарды.

Как правильно крепить наслонные стропила для мансарды

Важно: Жесткое соединение используется, если стропила наслонные, тогда нога жестко крепится к мауэрлату, но при этом на коньке, между собой или на прогоне узлы системы должны крепиться скользящим соединением. 

Если на мансардной крыше применяется жесткая система крепления, то необходимо исключить какие-либо усилия: скользящие, крутящие моменты, повороты, сдвиги. Для жесткого крепления существует два способа соединения:

• врубка в стропильной ноге;
• нашивка подпорного бруса.

Седло (врубка) делается на ноге, запилы должны обеспечить плотное прилегание деталей, и не должны превышать 1/3 высоты бруса. Для жесткого крепления стропило упирается врубкой в мауэрлат, 2 гвоздя забиваются с боков, под углом друг к другу, крест на крест, третий гвоздь забивается сверху, вертикально. Рекомендуется дополнительно усилить крепления металлическими пластинами, уголками, болтами.

Скользящий способ соединения заключается в том, что в мауэрлате выпиливается выемка под ногу, затем детали соединяются между собой специальным металлическим уголком — салазки. Так крепится наслонная система.

Скользящее крепление мансардной стропильной системы

Независимо от способа соединения мансардной стропильной системы, стропила и мауэрлат прикручивают между собой проволокой или дополнительно соединяют анкерами, чтобы исключить сдвиг крыши от сильных порывов ветра. Подкосы, бабки, распорки и бабки  крепятся скобами и хомутами.

Как нарастить и усилить стропила мансарды

Зачастую стропильной ноге не хватает длины бруса, чтобы не заказывать специальные доски, и не удорожать строительство мансарды, их наращивают.

Важно: Так как жесткость стропильной системы в местах стыковки теряется, соединения следует делать там, где изгибающий момент стремится к нулю. 

Стропила из бруса сращиваются косым прирубом. В деталях делают наклонные запилы, их длина должна быть равна удвоенному сечению, а торцы высотой, равной сечению бруса, умноженному на коэффициент 0,15. Стык крепят болтами. Подобное соединение балок гармонично вписывается в дизайн мансарды, и позволяет оставить несущие элементы крыши открытыми.

Иногда стропила мансарды крепят внахлест, доски друг на друга должны заходить не менее чем на метр, затем они крепятся гвоздями или болтами в шахматном порядке. Если мансардные стропила наращиваются встык, то запил должен быть строго в 90^о, элементы прикладываются торцами, с двух сторон накладываются доски, затем конструкция крепится болтами либо гвоздями.

Варианты удлинения стропильной ноги

Если сечение материала недостаточно, то доски усиливают. Спаренные стропила состоят из двух и более досок, плотно прилегающих друг к другу, прошивается такая конструкция гвоздями в шахматном порядке. Составные стропила делают из двух досок, между которыми вставляются вкладыши длиною 2 высоты доски. Расстояние между вкладышами не должно превышать 7 высот ноги. Верхняя часть составных стропил может состоять из одинарной доски.

Способы усиления стропильной ноги

Как стыковать стропила наверху

Соединение стропил мансардной крыши между собой наверху имеет несколько вариантов. Если конек не предусмотрен, доски обрезаются под углом, крепятся между собой гвоздями, и дополнительно при помощи металлических и деревянных накладок. Висячие системы при сложной стропиловке многоскатной мансардной крыши, крепятся в шип, одинарным или двойным зубом.

Верхнее соединение стропил на безконьковой мансардной крыше

Если стропильной системой предусмотрен конек, то к  коньковому брусу стропила можно крепить внахлест, либо запилив торцы под нужным углом, обязательно следует усилить стыки металлическими или деревянными накладками.

Стыковка стропил на коньковом брусе

Сборку стропильных ферм лучше проводить на земле, а затем поднимать и устанавливать конструкцию на мансардный этаж. Прежде всего, необходимо сделать шаблон. Для этого доска прикладывается по месту, отчерчивается угол запила для верхнего стыка, и отмечается паз для крепления к мауэрлату, затем таким же образом примеряется вторая доска.

На земле по полученным отметкам доски запиливаются, стыкуются между собой, шаблон поднимается на крышу и примеряется. Если геометрия мансардной крыши соблюдена, то всю стропильную систему можно изготовить по одному шаблону, но в случае небольших отклонений, рекомендуется делать только верхний запил и стыковку, а врезку в мауэрлат делать по месту.

Мансардная крыша: узлы и конструкция

Автор Optimist На чтение 4 мин. Опубликовано 20.03.2011

Мансарду можно оборудовать под любой конфигурацией крыши, но эффективность использования полезной площади будет различной (рис. 1).

Рис. 1 Использование полезной площади в мансардных помещениях:

1 — ограничения полезной площади при прямой крыше; 2 — увеличение полезной площади при ломаной крыше; 3 — неиспользуемые площади; А — соотношение используемой и неиспользуемой площади при ломаной крыше; Б — увеличение используемой площади при четырехщипцовой конструкции крыши.

Геометрические формы мансард могут быть различными: иметь треугольный или ломаный силуэт, быть симметричными и несимметричными, располагаться по всей ширине здания или только по одну сторону от его продольной оси. По отношению к наружным стенам мансарды могут располагаться в створе (рис. 2) или выходить за их границы.

Рис. 2 Сложный четырехскатный каркас крыши, позволяющий создать в мансарде четыре хорошо освещаемых помещения

Наружные стены мансард могут быть утепленными или полностью, или только в границах отапливаемых помещений с устройством в последних наклонных, ломанных или плоских потолков. Выбор строительной архитектурной системы мансардного этажа в той или иной степени предусматривает использование максимально легких конструкций и материалов.

Во-первых, это облегчит их транспортировку к месту монтажа, а во-вторых, снизится нагрузка на несущие конструкции здания-основы. При проектировании мансарды необходимо учитывать следующие моменты:

• конструктивную схему, материал ограждающих конструкций и деталей мансарды определяют с учетом единства конструкции и архитектурных форм здания-основы
• особое значение имеют форма и габариты помещений, выбор светопрозрачного ограждения (вертикальных или наклонных окон), их размещение с учетом интерьера и во взаимосвязи с архитектурным обликом здания
• выбор планировочного варианта мансарды необходимо осуществлять, исходя из планировки здания-основы
• мансарды с крутоуклонной крышей требуют особого подхода к выбору кровельного материала, к обеспечению теплозащиты, герметизации и гидроизоляции

В подстропильном пространстве, образованном наклонными плоскостями крыши, неизбежно образуются «мертвые зоны» (боковины), непригодные для жилья. Эти зоны при правильном проектировании с успехом можно использовать под различные бытовые нужды (кладовые, встроенные шкафы и т.п.). Образуют эти зоны, устанавливая вертикальные стены, уменьшающие полезную площадь мансарды (рис. 3).

Рис. 3 Каркас боковых стен мансард:

1 — напольный брус; 2 — стропило; 3 — опорный брус, формирующий зону, которую можно использовать под бытовые нужды; 4 — балка перекрытия; 5 — привальный брус.

Но при этом следует помнить, что площадь любого эксплуатируемого помещения мансарды не должна быть меньше 7 м2 с соотношением высоты к площади пола 1:2. Мансардные крыши с ломаным скатом (рис. 4) устраивают в том случае, если габариты мансарды трудно вписать в треугольную форму.

Рис. 4 Ломаная мансардная крыша и ее основные узлы

Такой конструктивный прием позволяет уменьшить площадь «мертвых зон» в подстропильном пространстве и наиболее полно использовать полезную площадь чердака. Однако монтажная схема ломаной мансардной крыши несколько сложнее и расходы на ее сооружение не всегда оправданы. Дело в том, что при соблюдении определенных пропорций дома высота потолков в мансардном этаже с ломаной крышей получается несколько заниженной.

Кроме того, под ломаной крышей может теряться много полезной площади чердака. В тоже время стены с наклоном к полу дают расширенные дизайнерские возможности и позволяют уйти от классического «кубизма» помещений.

В домах со средней несущей стеной крышу над мансардой тоже делают на основе стропильной фермы. Ее нижний пояс, имеющий опору в центре нагрузки, может быть более легким. Затяжками такой фермы служат балки межэтажного перекрытия.

Высота жилых помещений в мансардном этаже в чистом виде должна составлять не менее 2,5 м, при этом в жилую площадь могут включаться и участки помещений с меньшей высотой. В соответствии со СНиП 2.08.01-89 площади мансардных помещений, пригодные для проживания, могут быть с высотой узкой части наклонного потолка 1,5 м при наклоне 300 к горизонту, 1,1м — при наклоне 450 и 0,5 метра при наклоне 600 и более.

Устройство кровли мансардного типа — основные узлы

Город с его суетой и загазованностью утомляет человека, так хочется жить на свежем воздухе зимой и особенно летом. Загородный дом даёт такую возможность, но не всегда в нём хватает полезной площади. Как без больших затрат можно получить дополнительную площадь? За счёт чердачного помещения. Можно просто переоборудовать его в жилое пространство.

Мы рассмотрим устройство простой мансардной крыши, как средства расширения площади загородного дома. В дачном строительстве, многие хозяева рассчитывают на мансарду, как жилую часть дома, ещё на уровне проектирования, и это правильный подход.

Разновидности мансардного типа крыш

Многообразное устройство мансардной кровли объясняется не только архитектурными решениями, но и желанием хозяина использовать подкровельное пространство с максимальной пользой, не теряя эстетической составляющей. Асимметричная конструкция мансардной крыши подчёркивает индивидуальность владельца и придает особый колорит как строению, так и всему участку в целом. Именно этот подход и объясняет множество разновидностей мансард.

Мы рассмотрим несколько видов крыш данной конструкции, а именно:

1. Используется один уровень с прямоугольным сечением или трапециеобразной формой, вписанной в углы наклона уже существующих скатов кровли.
2. Сооружают один уровень с выносом консоли, которая используется как кровля гаража или веранды.
3. Если высота подкровельного пространства превышает пятиметровую отметку, то возможно построить двухуровневую мансарду, учитывая рекомендованную высоту потолка в 2−2,5 метра и монтаж внутридомовых лестниц.
4. Устройство ломаной мансардной крыши требует учёта многих обстоятельств и придаёт строению колорит и оригинальность, но зачастую требует индивидуального подхода к проектированию.
5. В каждом из вариантов присутствуют симметричные треугольные и ломаные конструкции, а также асимметричные односкатные разновидности крыш.
6. Щипцовые, вальмовые варианты дают широкий простор для фантазии, а также для расположения панорамных, вертикальных и наклонных, врезных окон.
7. Конусные куполообразные или пирамидальные крыши требуют скрупулёзного расчёта, они сложны и дорогостоящи в постройке.

Чтобы придать классификации мансардных крыш более чёткие очертания, необходимо, прежде всего, уяснить вписывается ли мансардное помещение в существующую кровлю. Запроектировано ли это при начале строительства или же нужна реконструкция существующего строения вплоть до демонтажа старой крыши и обустройства на её месте новой кровельной конструкции.

Если производится коренная переделка, то нужен профессиональный анализ прочности фундамента и несущих стен на новую, подчас довольно значительную, нагрузку.

Для того чтобы понять, как распределить нагрузку на стены и фундамент сооружения, нужно оценить устройство мансардных стропильных систем и их разновидностей при проектировании или реконструкции.

Преимущество мансардных типов крыш и конструкция стропильной системы

Практичность выбора мансардного типа кровли объясняется желанием получить дополнительную жилую площадь при минимизации затрат на её обустройство. При этом в плотной дачной застройке не нужно занимать участок, а достаточно укрепить стены и фундамент в расчёте на дополнительную нагрузку или же предусмотреть мансардный этаж на этапе проектирования. Мы выясним, какие преимущества даёт устройство такой мансардной крыши у частного дома, и рассмотрим виды стропильных конструкций. Такая кровля имеет следующие достоинства:

• невысокая цена, поскольку подкровельное помещение не имеет собственных стен, а вместо них утепляются составные элементы крыши;
• нет нужды в монтаже отдельной системы отопления, что даёт существенную экономию;
• быстрота возведения, поскольку затраты времени не на много превышают возведение просто крыши;
• мансарда придаёт дому красивый внешний вид, а хозяева получают хорошо освещённое и тёплое дополнительное жилое помещение.

Есть у мансарды и определённые недостатки, например, потеря части площади первого этажа за счет лестницы. Также кровельные конструкции более сложные в монтаже по сравнению с обычной крышей и требуют большего количества материалов. Нужно отметить, что на мансардную кровлю ветровое воздействие будет заметно больше и это следует учитывать при проектировании. Как правило, владельцы учитывают эти недостатки и справляются с ними потому, что достоинства мансарды оказываются выше изъянов.

При возведении дополнительного этажа освещение осуществляют за счёт фронтонных окон различного вида, а также мансардных окон, которые монтирую в скат кровли. Это придаёт крыше современный вид и позволяет проникать дневному свету в подкровельное помещение.

Нужно уделить особое внимание освещённости лестничного пролёта и наличию вентиляции как внутридомовой, так и кровельной, ещё на этапе проектирования.

Все характеристики и внешний вид мансардного помещения определяются конструкцией стропил, которые бывают следующих видов:

• односкатная стропильная группа, при строительстве мансардного помещения следует учесть разную высоту стен, что приносит определённые неудобства при планировке;
• двускатные симметричные или асимметричные, в них жилое помещение вписывается так, чтобы в высокой части от пола до потолка было не менее 2,2 м, а в низких не менее 1,5 м;
• ломаные конструкции, в них наклон стропил позволяет вписать более просторное прямоугольное помещение с фронтонным расположением окон, для увеличения площади делаются выносы скатов от 0,5 до 1 м;
• щипцовый вид, позволяет получить дополнительную площадь и освещение;
• вальмовые крыши, не дают существенного выигрыша полезной площади из-за четырёхскатной конструкции;
• купольные и пирамидальные виды, сложные для организации жилого пространства.

Самыми предпочтительными вариантами являются щипцовые и ломаные конструкции, поскольку позволяют выделить наибольшую жилую площадь в подкровельном пространстве без больших материальных и трудовых затрат.

Выбор материала и необходимый инструмент

Выбор кровельного покрытия и пиломатериала очень важен, поскольку устройство мансардной крыши таково, что её сложно будет ремонтировать в дальнейшем. Операции по замене отдельных узлов потребуют частичного демонтажа стен жилого помещения, утеплителя и пароизоляции или кровельного покрытия. Поэтому качество материалов должно быть безупречным, и лучшим выбором является металлочерепица и хвойные породы дерева. Сухой калиброванный брус с наименьшим количеством сучков и сколов прослужит долгие годы, а гарантийный срок службы металлочерепицы составляет от 15 до 50 лет в зависимости от производителя. Безусловно, выбор за вами, однако для ломаной крыши с большим углом наклона скатов мягкий или хрупкий материал не подходит.

Важно помнить, что весь пиломатериал перед монтажом должен быть обработан антисептическими и противопожарными составами.

При расчёте материалов необходимо руководствоваться проектом, в котором указаны результаты промеров, применительно к конкретной конструкции мансарды. В случае самой популярной ломаной крыши, необходимо учитывать, что у нижних балок затяжки должны присутствовать выносы от стен здания от 60 см и более. Это делается не только для защиты стен строения, но и для увеличения габаритов жилой мансарды. Частота установки стропил зависит от длины пролёта и колеблется от 60 до 90 см. Каждая стропильная группа состоит из следующих элементов:

• нижняя балка перекрытия сечением не менее 50Х150 мм, которая крепится к мауэрлату или через закладные болты к стенам здания;
• наслонные стропила, определяющие угол наклона нижней части кровли;
• вертикальные стойки, служат основой для стен жилого помещения мансарды;
• верхняя балка (затяжка), на ней монтируется потолок, и она служит основой для верхней части ломаной кровли;
• висячие стропила образовывают основу для верхних скатов крыши;
• бабка соединяет конёк висячих стропил и опирается на затяжку, создавая жёсткую опору;
• подкосы, схватки и дополнительные стойки необходимы для прочности и жёсткости стропильной группы.

Брус между стропилами и обрешётка рассчитываются в зависимости от длины здания и с учётом фронтонных свесов. К жёсткому креплению ломаной крыши нужно подходить очень ответственно, поскольку из-за большой крутизны нижних скатов, она подвергается значительным ветровым нагрузкам.

Множество элементов и их тщательная стыковка подразумевают наличие качественного инструментария, особенно распиловочного, поскольку в каждой стропильной группе присутствуют пазы и стыки под разными углами. В случае демонтажа старой кровли при реконструкции и строительстве новой мансардной крыши могут понадобиться следующие инструменты и крепёжные элементы:

• гвоздодёр, молоток, топор;
• цепная электро- или бензопила;
• шуруповёрт и электродрель;
• уровень, отвес, шнур и рулетка;
• угольник, маркер и карандаш;
• набор пилок и электролобзик;
• торцовочный распиловочный станок, позволяющий пилить древесину под разными углами;
• пила циркулярная;
• долота и стамески;
• металлические уголки, саморезы, гвозди.

Кроме того, необходимо рассчитать по площади нужное количество кровельного покрытия, теплоизоляционного, гидро- и пароизоляционного материала, а также элементов вентиляции подкровельного пространства.

Монтаж мансардной крыши

Чтобы лучше понять устройство кровли, нужно рассмотреть демонтаж старых и монтаж новых конструктивных элементов на примере ломаной крыши частного дома. Последовательность действий состоит из следующих этапов:

• демонтаж старой конструкции, желательно с полной заменой элементов;
• оценка специалистом прочности фундамента и стен для монтажа веса нового мансардного этажа;
• устройство закладных элементов крепежа мауэрлатных балок или горизонтальных затяжек, как основы мансардной конструкции;
• настил гидроизоляционного материала между мауэрлатом и стеной;
• крепление мауэрлата или балки;
• монтаж к балке наслонной стропильной системы с одновременным крепежом стоек, а также подкосов и схваток для придания устойчивости конструкции;
• крепление балки, соединяющей крайние противоположные стропила;
• натяжение шнура между крайними балками;
• монтаж последующих наслонных стропильных систем;
• крепление верхней затяжки к стойкам и висячих стропил верхнего ряда по натянутому шнуру с использованием бабок и соединением на коньке;
• установка обрешётки с учётом необходимого выноса;
• настил гидроизолирующей плёнки с нахлёстом в 7−10 см;
• монтаж контробрешётки;
• настил кровельного покрытия с перекрытием, рекомендуемым производителем для данных углов наклона скатов, начиная с нижнего ряда;
• крепление вентиляционной системы с аэраторами;
• врезка мансардных окон, согласно проекту;
• монтаж тепло- и пароизоляционного покрытия;
• окончательная отделка жилого мансардного помещения.

Это примерный перечень работ, который может отличаться от конкретного проекта мансардной крыши. Существует примерный расчёт, объединяющий некоторые стандартные решения, но в каждом отдельном случае требуется адаптация под ваше строение с учётом погодных условий данного региона. Обустройство мансарды является наилучшим решением для рачительного хозяина, поскольку не требует значительных затрат.

Подводим итог

Нами рассмотрены вопросы устройства кровли мансардного типа в частном строительстве. Это довольно сложный процесс, который требует участия квалифицированных специалистов, в особенности в оценке прочности фундамента и несущих стен. Опираясь на мнение профессионалов, можно построить мансарду своими силами.

Стропильная система мансардной крыши

На крышу дома идет высокая нагрузка. От ветра, снега, отделки внутри – все оказывает давление. Его принимает и распределяет стропильная система. Чем качественнее она сделана, тем дольше и лучше прослужит дом.

Рассказываем важные моменты создания стропильной системы мансардной крыши:

• как оценить затраты на проект;
• из чего строить;
• какое устройство у стропильной системы;
• какие виды бывают;
• какие нюансы возникают из-за материалов дома.

Узнайте, как сделать надежную крышу, которая выдержит затяжной снегопад и шквальный ветер.

Прикидываем цену стропильной системы еще до строительства

Начнем с главного – бюджета. Его можно прикинуть до первых чертежей и расчетов.

Представьте будущий загородный дом:

• Какая у него крыша? Большая, с множеством эркеров, выступами в разных местах, непонятной формой – увеличит стоимость стропильной системы. Простая, двухскатная, без излишеств – снизит. Сложнее крыша – дороже расчеты, материалы, строительство и эксплуатация.
• Какое финишное покрытие? Чем тяжелее, тем больше нагрузка на стропильную систему и выше расходы. Мягкая кровля и металлочерепица экономят деньги. Цементно-песчаная или керамическая черепица тяжелая, поэтому придется делать более массивную и дорогую конструкцию.
• Какой угол наклона кровли? Все зависит от баланса между ветровыми и снеговыми нагрузками. Чем больше угол наклона, тем быстрее скатывается снег и меньше давления от него. Но растет парусность и нагрузка от ветра. Вам важно знать, что чем больше всего давит на крышу, тем надежнее и дороже нужна стропильная система.
• Как выглядит мансарда – везде балки стропил или они закрыты для красоты? Декоративная отделка – это расходы сами по себе и нагрузка на стропильную систему. Без нее будет дешевле.
• Какие свесы у крыши? Чем они короче, тем меньше расходы. Потому что ниже нагрузка на стропила.
• Какой размер дома? Больше 6 метров в ширину и хотите мансарду без опор – тогда нужны фермы. Их расчет, проектирование и производство будут дороже.

Если коротко – чем сложнее конструкция крыши, тем больше платить. Убираете каминные трубы, эркеры, снижаете наклон скатов и экономите. Но не всегда, поэтому нужно смотреть расчеты.

Материалы для стропильной системы мансардной крыши

Сделать стропильную систему двухскатной или ломаной мансардной крыши можно из дерева, готовых ферм и клееных балок, металла. Подходящий вариант выбирают с учетом нагрузок, стен дома, бюджета.

Дерево – стандартный выбор. Обычно берут сосну или ель. Они недорогие и прочные.

Брать нужно дерево без сучков, гнили, обзола, трещин. У дерева с пороками низкая прочность. Пару лет стропила прослужат и сломаются.

Дерево предварительно нужно высушить. Лучше взять материал камерной сушки, где влажность точно ниже 20%. Такое дерево не меняет геометрию.

Если взять слишком влажную древесину, то ее усушит или скрутит при высыхании. Это деформирует кровлю. Придется все делать заново и потратить больше денег.

Фермы и клееные балки – дороже, но проще и надежнее. Их изготавливают на заводе по чертежам. Каждая деталь точно соответствует тому, что нужно. Так исключают ошибки при подгонке пиломатериала прямо на строительной площадке.

Фермы рассчитывают, чтобы они ложились на наружные стены. Им не нужны дополнительные опоры, так что вы выигрываете пространство в мансарде.

Фермы приезжают уже готовыми деталями. Все пронумеровано и с инструкцией по сборке. Остается поставить стропильную систему на стены, сделать обрешетку, кровельный пирог и саму кровлю.

Фермы до 6 метров устанавливают вручную. Если строите широкий дом, то здесь ждут дополнительные расходы. Потому что для больших ферм нужно заказывать подъемник. Вручную их поднять не получится.

Некоторые заводы делят большие фермы на несколько элементов. Потому что иначе их не довезти до строительной площадки. Выбирайте качественную бригаду для сборки таких ферм. Потому что любая ошибка снизит прочность стропильной системы.

Металл – непопулярный материал. Он прочнее дерева, не боится гниения и грибка. Но высокая теплопроводность перекрывает эти преимущества. Быстрый нагрев и остывание требуют хорошей теплоизоляции. Иначе из-за разности температур на поверхности металла появится конденсат и испортит дом.

Для создания металлической стропильной системы можно использовать легкие стальные тонкостенные конструкции. Это каркас с низким весом, который дает малую нагрузку на стены.

Он долговечный. Производители заявляют до 100 лет службы без какого-либо ухода.

Его просто монтировать. На строительную площадку приезжают готовые к сборке элементы с одинаковым размером.

Но такой же качественной теплоизоляции, как с деревянными стропилами не получится. Можно поэкспериментировать с термопрофилем, который создан специально для защиты от промерзания. Это дорого, но зато сможете использовать металл в крыше мансарды.

Продлеваем срок службы стропил

Обрабатывайте все поверхности, чтобы стропильная система двухскатной мансардной крыши из дерева прослужила долго.

Покрывайте все антисептиками. Они дезинфицируют дерево и останавливают процесс гниения. Производители заявляют срок службы антисептиков от 20 до 35 лет. Все это время дерево должно простоять без гнили.

Используйте антипирены. Они замедляют распространение огня и увеличивают огнестойкость дерева. Обычная балка потеряет прочность через 15-20 минут горения. Обработанная – через 40-50 минут. В 2 раза больше времени на спасение в пожаре.

Обрабатывать желательно все деревянные конструкции. Но особенно хорошо пройдитесь по стропилам рядом с источниками высоких температур: горячими трубами, дымоходами.

Средний срок службы антипиренов от 30 до 40 лет. Потом их нужно обновить.

Необходимые термины

Небольшой блок с пояснениями про основные узлы мансардной крыши, без которого дальше идет что-то на непонятном языке.

• Мауэрлат. Это такая балка из дерева, которая лежит на стене. Она создает переход от деревянной конструкции стропил к кирпичной стене. Используют в домах, которые не из дерева, чтобы равномерно распределить нагрузки.
• Лежень. Принимает на себя нагрузку от стоек и перераспределяет ее. Это защита от точечного давления. Принцип действия, как у снегоступов – чем больше площадь воздействия, тем меньше шанс провалиться под снег. Лежень точно также не дает пробить стойке пол.
• Прогон. Горизонтальная балка для поддержки стропил. Не дает им прогнуться от давления со стороны кровли. Увеличивает жесткость обрешетки, чтобы она оставалась на месте при нагрузках.
• Стойки и подкосы. Держат прогон, чтобы не прогнулся уже он. Передают нагрузку дальше на лежни.
• Затяжка. Используется в висячей стропильной системе. Стягивает стропила, чтобы они не разъехались в стороны от нагрузок.

Теперь идем дальше. Вы поймете, почему заниматься конструкцией стропил мансардной крыши должен опытный строитель.

Виды стропильных систем мансардных крыш

Есть два вида стропильных систем мансардной крыши: наслонные и висячие.

Наслонные стропила универсальны. Неважно, какого размера дом – они подойдут.

Особенность конструкции в использовании лежня и стоек. Лежень – кладут параллельно мауэрлату, если его используют. На него опирают стойку. В результате нагрузка перераспределяется. Появляется дополнительная поддержка стропильных ног.

Наслонная система простая, но в центре комнаты будут стойки. Придется их обыгрывать при создании интерьера.

Посмотрите на картинку, чтобы понять, как все это работает. Чтобы представить финальный вариант, мысленно  закройте все наклонные поверхности кровлей снаружи и отделкой внутри.

Висячие стропила подходят для крыш с шириной до 6 метров. Для больших размеров не хватит прочности. Нужно использовать фермы, если хочется мансарду без стоек.

Висячие стропила крепят на несущие стены и коньковый прогон. В результате на них воздействует распирающее усилие. То есть они всегда стремятся разъехаться в разные стороны.

Чтобы держать стропильную систему мансардной крыши на месте, устанавливают затяжки. Они скрепляют ноги между собой и компенсируют распирающее усилие.

Чем выше ставите затяжку, тем прочнее она должна быть. Иначе давление порвет дерево. Крыша сломается.

Иллюстрация, чтобы вы представили висячую стропильную систему.

Полезный совет для шага стропил мансардной крыши

Планируете использовать утеплитель, который привозят в рулонах или матах? Тогда подбирайте шаг стропил мансардной крыши так, чтобы он был на 1 сантиметр меньше утеплителя.

Это упрощает укладку материала. Нет свободного места – не появится зазоров. Это дополнительная защита от появления мостиков холода и росы в кровле. Так что ваша крыша прослужит дольше.

Для мансардного этажа наклон стропил от 35 градусов

Помните об угле наклона стропил больше 35 градусов. Он нужен вне зависимости от выбранного типа стропильной системы.

Если сделаете меньше, то получите холодный чердак. На нем невозможно сделать мансарду, так как высота этажа будет слишком маленькой.