Конструкция мансардной крыши

Выбор кровельного материала

Традиционным решением является шифер, однако в последнее время от него отказываются в пользу более безопасных и надежных материалов. К тому же, современный шифер представлен в виде листов разных размеров и толщины, с повышенной ударопрочностью и сроком годности до 40 лет. Помимо нее используются такие варианты:

• стальная кровля. Листы металла придают постройке строгий внешний вид и надежно защищают кровлю от осадков и механических повреждений. Недостаток – цена и шумность. Если выбираете металлическую крышу, советую дополнительно установить звукоизоляцию;
• керамика. Почти не издает звуков во время дождя, обладает уникальной внешностью. Также способствует снижению теплопотерь и хорошо выдерживает резкие температурные перепады;
• профнастил. Профилированные металлические листы с предварительно нанесенным рисунком. Их несложно собрать, полимерное покрытие защитит сталь от коррозии, плюс покрытие не перегружает кровлю.

Я хорошо знаком с каждым из упомянутых видов кровли. Но выбирать следует еще до строительства, поскольку ее вес следует учитывать при проектировании дома.

Кровельный материал

Строительный рынок предлагает огромный выбор кровельных материалов, подходящих для перекрытия крыши деревянного дома. Они отличаются высокой погодоустойчивостью, прочностью, длительным сроком службы и эстетичным внешним видом. Кровля сооружений из дерева не должна мешать их «дышать», создавая парниковый эффект, поэтому опытные мастера рекомендуют выбирать среди следующих покрытий:

• Керамическая черепица. Кровельное покрытие из отдельных глиняных черепков – традиционное кровельное покрытие, которое идеально сочетается с деревянными стенами. Характерные особенности черепицы – большой вес, сложность укладки и высокая цена.

Особенности вентиляционной системы теплого чердачного помещения

Вентиляцию теплого чердака частного дома необходимо планировать еще при строительстве крыши. Если при строительстве используется сплошная кровля, выполненная из листового шифера, металлочерепицы или другого листового материала, то между утеплителем и кровельным материалом следует оставить вентилируемое пространство. Сделать это достаточно просто установкой на стропила дополнительной рейки. Воздушные потоки свободно должны двигаться под всей поверхностью кровельного материала. Вход воздушных масс делается в «подшивке», а выход, вдоль всей длины конька.

Для улучшения воздухообмена, самого чердачного помещения, помимо окон, многие специалисты рекомендуют монтировать клапаны ВТК, или на крышу установить дефлекторы, вентиляционные грибки и аэраторы.

Как рассчитать вентиляционную систему для чердачного помещения

Сразу хотелось бы отметить, что наиболее качественно и правильно, учитывая все нюансы, рассчитать вентиляционную систему для вашего чердачного помещения сможет исключительно специалист. Но его услуги стоят немалых денег, поэтому большинство застройщиков производят расчеты самостоятельно.

Следует знать, что для нормально функционирующей естественной вентиляции нужно выдержать следующие пропорции 1:500. На 500 м.кв площади чердака, площадь вентиляционных отверстий должна составлять 1 м.кв.

Разновидности мансардных крыш

Современные мансардные крыши хоть и видоизменились благодаря модным стилевым направлениям, продиктованным временем, но по-прежнему остаются респектабельными и габаритными. Ими очень любят укрывать свои дома частные застройщики, даже несмотря на то, что цена такой крыши довольно высока по сравнению, например, с простой двускатной конструкцией.

Здесь в первую очередь играет роль дополнительное пространство под кровлей, которое можно использовать по своему усмотрению. Чаще всего в нём обустраивают жилые помещения, решая таким образом вечную жилищную проблему. Ведь как бы ни высока была стоимость возведения мансардной кровли, всё же обойдётся она дешевле, чем сооружение дополнительного этажа или капитальной пристройки.

Ну и, конечно же, важное значение имеет внешняя привлекательность мансардной крыши и её способность даже самое простое строение сделать необычайно красивым, а порой и просто фантастическим

Мансардная крыша, устроенная по современной технологии — с большим выносом мощных стропильных ног за пределы дома, — смотрится необычайно эффектно

Мансардные крыши бывают:

1. Односкатными с закреплённой на разных по высоте несущих стенах здания наклонной поверхностью.

2. Простыми двускатными конструкциями из двух симметричных или асимметричных скатов с одинаковым либо разными углами наклона. Двускатные варианты — самые лёгкие в обустройстве, оттого прекрасно подходят для самостоятельного монтажа. К тому же они не требуют серьёзного ухода, что особенно актуально в зимнее время — крутизна обоих скатов не даёт снегу залёживаться на кровле.

3. на основе двускатной, односкатной, вальмовой, полувальмовой и других традиционных видов крыш с линией излома как внутрь, так и наружу. Такой формат наиболее востребован среди домовладельцев, поскольку позволяет получить подкровельное помещение гораздо большей площади, чем при других видах мансардных крыш.

4. Четырёхскатными системами с весьма удобной, но менее красивой, чем в ломаных крышах, мансардой.

5. Консольными — образованными сочетанием поверхностей ломаной и двускатной формы с выступающими далеко за стены дома элементами кровли, за счёт чего получается просторное объёмное помещение под крышей.

6. Купольными, шатровыми или коническими, которые с уходом в прошлое «замков на рублёвке» встречаются в частном домостроении довольно редко, разве что в составе сложных кровель.

7. Гибридного типа — трудно поддающегося описанию и определению, но весьма оригинального.

Советы от строителей

Для удачного монтажа мансардной крыши  необходимо придерживаться советов профессионалов:

• Что бы не допустить ошибки в расчетах необходимо предоставить работу опытному профессионалу.
• Все деревянные элементы необходимо обработать средством от гниения
• Для сохранения тепла в доме необходимо использовать утеплитель,  имеющий влагоустойчивое свойство
• Опорные балки следует тщательно крепить к стенам, это предотвратит смещение крыши
• Для более плотного настила утеплителя необходимо проводить его в шахматном порядке.
• Не следует использовать материал пенопласт вместо утеплителя ,он способен выделять вредные для организма пары
• Воизбегания скопления паров необходимоправильно установить вентиляцию.

Выбирая необходимый кровельный настил,  следует помнить, что вся конструкция имеет  довольно большей вес.

Поэтому необходимо останавливать  внимание на качественных и легких  материалах, таких как метало черепица или профнастил,которые позволяют уменьшить нагрузку на фундамент здания. Для строения мансардной крыши необходимо иметь знания строения мансарда и иметь навыки в строительстве

С помощью использования инструкции можно самостоятельно построить мансардную крышу.

Для строения мансардной крыши необходимо иметь знания строения мансарда и иметь навыки в строительстве. С помощью использования инструкции можно самостоятельно построить мансардную крышу.

Виды мансардных окон

Согласно рекомендациям СНиПа, площадь мансардных окон не должна быть меньше 10 процентов от площади пола, поэтому в каждом помещении, образованном в результате разделения мансарды, должно быть окно.

Устройство мансардных окон в крыше

На изображении выше представлены разновидности окон для установки на мансарде, при этом наиболее простой разновидностью считается наклонная установка окна. Несмотря на простоту, подобный вариант связан с некоторыми проблемами гидроизоляции стыков. Кроме этого, придется устанавливать окно с усиленной рамой и армированным остеклением из-за повышенных нагрузок на конструкцию окна.

Подобная установка имеет ряд достоинств:

• Пропускает больше света, поскольку отсутствуют резкие границы света и теней.
• Не усложняется поверхность крыши, так как она остается ровной.
• Установка окна требует меньше времени.

Чем меньше угол наклона крыши, тем потребуется большее окно по площади. На изображении ниже указано, как следует расположить окно, в зависимости от угла наклона.

Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

При монтаже окна следует брать во внимание расстояние между стропилами. Окно должно быть уже на 5 см, по сравнению с расстоянием между стропилами

Это необходимо для того, чтобы не нарушать целостность всей конструкции. В противном случае придется дополнительно усиливать элементы крыши, что не всегда оптимально.

Вместо одного большого окна лучше установить два небольших. Кроме того, что проблем значительно уменьшится, два небольших окна смотрится ничуть не хуже, чем одно большое. Не следует также забывать о нагрузках, которые больше действуют на одно большое окно.

Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

Установка окон-дормер связана с появлением ендов, как сверху, так и с боков. Как правило, подобная конструкция становится более сложной в любом случае. Кроме этого, имеются некоторые сложности при укладке кровельного материала, так как подобные места являются вероятными участками протечек влаги. На таких участках приходится укладывать кровельный материал особенно тщательно. В регионах, где выпадает много осадков в виде снега, такие окна подвержены особенно высоким нагрузкам при сходе снега. Решить данную проблему помогают снегозадержатели, которые монтируются над такими окнами. Достоинство подобных окон заключается в том, что возле него допустимо стоять в полный рост. На самом деле, такие окна пропускают меньше света, при этом рельеф крыши становится сложнее, с рядом некоторых проблем.

Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

Утопленные окна также используются, но в основном тогда, когда необходимо организовать выход на балкон. Утопленное окно – это не лучший вариант, поскольку света оно пропускает мало, а тени становятся достаточно глубокими. Это не совсем комфортно для глаз человека. Кроме этого, усложняется геометрия крыши, хотя не настолько, как в случае с выступающими окнами.

Если организовать окна в торцевых частях мансарды, то это существенно упростит данную проблему. В таком случае можно вполне обойтись без усиления рамы и стекол, поэтому подойдут самые обычные качественные стекла. Вариант малозатратный и легко реализуемый своими руками, поэтому именно такие окна чаще всего устанавливают хозяева на мансардах.

Типы и размеры

Высшая точка высоты подкровельного пространства должна быть не менее 2,5 м, чтобы считать это помещение мансардой. В противном случае это уже чердак. Согласно СНиП можно установить минимальное значение от потолка до пола.

Различия видов мансардной кровле определяются по следующим значениям:

• полумансарда – при высоте вертикальной стены менее 0,8 м;
• мансарда – при высоте стен от 0,8 до 1,5 м;
• этаж – при высоте стен свыше 1,5 м.

Жилые комнаты на таких мансардах имеют вертикальные стены, при этом средняя высота стены здесь может составлять по нормативам 2,5 м.

Минимальная высота потолка (этажа) наклонного участка также прописана в СНиПе:

• угол наклона 30 градусов – 1,2 м;
• угол наклона в 45 градусов – 0,8 м;
• угол наклона в 60 и более градусов – не нормируется.

Ширина сооружения – еще одна главная составляющая для определения типа мансарды. Минимальные нормы по ширине – не меньше 80 см. Для жилой мансарды этот показатель (ширина) увеличивается до 2 м, особенно если ширина самого дома составляет не менее 4,8 м. Что касается площади постройки, установить данный параметр можно по специальной формуле. Расчеты ведутся в соответствии со строительными нормами и правилами. Площадь обычной мансарды не может быть меньше 16 кв. м. Проект обустройства мансарды охватывает все конструктивные элементы – скаты крыши, опорные стены, фронтоны, стропила. Полностью учитывается тип и размер мансардного помещения.

В целом, работа по обустройству мансарды выглядит следующим образом:

1. проверяется кровля;
2. выполняется обрешетка (из деревянных досок);
3. выполняется крепеж изоляционных материалов;
4. укрепляется верх стропильной конструкции;
5. проверяются (при необходимости заменяются) ребра жесткости – стропила для крыши;
6. по периметру внешних стен кладутся балки, они соединяются со стропильной конструкцией;
7. выполняются диагональные скосы (связи) для придания прочности мансардной крыше;
8. укрепляются подпирающие опоры.
9. Прокладывается гидроизоляционный слой, утеплитель.

Монтаж. Пошаговая инструкция

Монтаж крыши предусматривает следующие действия:

• Крепление и укладка бруса по всему периметру строения
• Установление каркаса. Для этого брусья крепятся к балкам, лежащим в продольном положении, и скрепляются. Сверху укладывается перемычка. Расстояние должно быть между брусьями около двух метров.
• Монтаж арок – между полученными на предыдущем этапе арками натягивается веревка и по ее уровню строятся остальные арки.
• Монтаж стропил
• Установка балки коньковой – необходима для опоры стропил
• Следующий этап необходимо оставить вентиляционные ходы
• Установление обрешёток – чаще всего используют фанеру
• Укладывание теплоизоляционных материалов чаще всего используют материал минеральная вата. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не меньше 30 см. Если будет ложиться два слоя необходимо следить о накладке листов друг на друга, это поможет избежать прохождения холода на стыках.
• Монтаж гидроизоляции
• Укладка кровельного материала
• Внутреннее отделочное обустройство мансардной крыши

Расчет стропильной системы мансардной крыши с разным количеством скатов

Определившись с дизайном мансардного помещения, приступают к монтажу каркаса крыши. При этом основные ее элементы и узлы определяются формулой расчета, которая поможет подобрать профиль, длину и сечение элементов системы, шаг их расположения, способы соединение деталей. Учитывая особенности чердачной крыши, часть помещения  будет иметь низкий потолок.

Совет: в местах, где потолок мансарды находится слишком низком, можно расположить ниши для хранения вещей, различные модульные шкафчики, стеллажи.

Стропильная система крыши: составление проекта

Сначала определяются с выбором схемы каркаса мансардной крыши. В строительстве стропила делят на наслонные и висячие. Наслонные опираются на стены дома, и устанавливаются в зданиях, где расстояние между стенами не превышает значение 6,5 м, а висячие — монтируют на затяжку и мауэрлат. Если ширина пролетов большая, стропильную систему необходимо усилить дополнительными связями.

Разные схемы-проекты стропильной системы мансардной крыши, их отличия

Для расчета предполагаемых нагрузок существуют специальные формулы.

Для определения снеговой нагрузки воспользуетесь формулой: S=Sg*µ.
В которой:
S — нагрузка снеговая,
Sg — вес покрова снега на 1 м2 площади (данный показатель можно найти в СНИП  — разделе «Стропильные системы»),
µ —коэффициент, зависящий от угла наклона кровли (он составляет 1,0 — для плоских крыш с наклонным углом в 25 градусов, и 0,7 — для крыш с наклоном от 25 до 60 градусов).
Для расчета ветровой нагрузки применяется следующая формула:
W = Wo*k
В которой:
Wo — норма ветровой нагрузки, определяющаяся по таблице СНИП индивидуально для каждого района страны,
k — коэффициент, который определяет колебание ветровой нагрузки в зависимости от высоты дома и типа местности его расположения.

Внимание: для крыши с крутыми склонами снеговые нагрузки учитывать не обязательно.

Для расчета других элементов мансардной крыши и сечения стропил можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Необходимо указать кровельный материал, материал изготовления чердачных перекрытий, а программа выдаст расчет обрешетки, угол сечения и расстояние между стропилами мансардной крыши.

Онлайн-программа для расчета

Материалы для изготовления стропильной системы

Чаще всего каркас для мансардной крыши сооружают из дерева. При этом следует подбирать прочную древесину, способную противостоять перепаду температур и гниению. Подойдет для этих целей материал первого сорта хвойных пород и лиственница.

Совет: для защиты стропильной системы, древесину следует обработать специальным антисептическим и огнезащитным составом.

Пропитка стропил мансардной крыши антисептиком

Если на крышу предполагаются большие нагрузки, то могут применяться металлические стропила мансардных крыш. Они могут опираться на деревянные балки, или всю конструкцию полностью изготовляют из металла.

Стропильная конструкция мансардной крыши состоит из ферм. А  стропила для мансарды (ноги) выступают составляющими элементами каждой  фермы. Количество ферм определяется длиной фасада и шагом их установки.

Ферма — металлическая стропильная система мансардной крыши, фото

Металлическая конструкция крыши крепкая и долговечная, но имеет она и недостатки, связанные с доставкой и монтажом, а также ее высокой стоимостью.

Схемы

Теперь пришла очередь чертежей и схем.

Двускатная крыша

Устройство двухскатной крыши с мансардой и холодным чердаком над ней. Большой пролет кровли вынуждает использовать центральную стойку, на которую опираются наслонные стропила. Боковые стойки придают скатам дополнительную жесткость и служат каркасом для стен мансарды.

Устойчивость по отношению к снеговой нагрузке обеспечивает пара ригелей: первый служит основой для горизонтального утепленного потолка, второй скрыт в холодном чердаке.

Схема мансардной конструкции при ширине крыши менее 6,5 метров.

Еще одна, более простая стропильная система двухскатной крыши с мансардой. Центральная стойка отсутствует. Укороченный ригель делает потолок ломаным: горизонтальная центральная часть соседствует с наклонными участками.

Ломаная крыша

Устройство стропильной системы мансардной крыши с ломаными скатами. У ломаной мансардной крыши стойки всегда устанавливаются точно под изломом. Стягивающий изломы друг с другом ригель обеспечивает максимальную жесткость конструкции. Увы, у такой схемы есть серьезный недостаток: потолок остается сравнительно низким даже в центре мансарды, хотя высота конька позволяет поднять его еще на несколько десятков сантиметров.

Вальмовая крыша

Стропильная система вальмовой крыши с мансардой. Здесь жесткость обеспечивается накосными (угловыми) стропилами со стойками в середине их длины. Стойки соединяются между собой горизонтальными связями. Нарожные стропила опираются на накосные и образуют прочное основание для кровли.

Односкатная крыша

Варианты стропильной системы односкатной мансардной крыши. У единственного ската на первое место выходит проблема обеспечения устойчивости к снеговой нагрузке, поэтому при пролете свыше 4,5 метров стропилам нужны дополнительные опоры.

На схеме показаны варианты их монтажа:

• При пролете до 6 метров достаточную жесткость обеспечит установка косой подстропильной ноги;
• Центральная стойка с парой подстропильных ног позволяет увеличить пролет до 12 метров;
• Две промежуточные стойки с косыми ногами и связкой между ними дают возможность сделать 16-метровый пролет.

Полувальмовая крыша

Конструкция полувальмовой крыши с центральной фермой. Высота фронтонов позволяет переложить на них основную нагрузку. На фронтоны опирается сборная ферма, которая служит опорой для боковых стропил. Для большей жесткости стропильные ноги связаны между собой ригелями и продольными прогонами.

Отличительные черты

У всех мансардных крыш есть одна важная особенность – это подпирающие стены, которые являются заметно выше, чем в случае холодного чердака. Скат, разделяемый четко на пологий и относительно крутой, нужно делать максимально тщательно. Имеет смысл даже приглашать профессионалов, потому что экономия на их услугах, как показывает практика, иррациональна и приводит только к вредным последствиям. Работы еще можно выполнить самостоятельно, но вот подготовка проекта мансарды намного сложнее, чем в случае с обычной кровлей.

Обязательно оборудуется слой гидроизоляции, чтобы исключить проникновение влаги в помещение. Внешнее покрытие всегда создается только из материалов, отличающихся одновременно легкостью и крепостью. Изнутри отделку ведут по большей части при помощи гипсокартонного листа и основанных на нем материалов. Несущие конструкции делаются исключительно из дерева либо металла. От утеплителя до кровельной отделки требуется оставлять пустой промежуток для максимальной вентиляции.

В отличие от простого чердака мансарда всегда оснащается конвективной принудительной вентиляцией. Благодаря ей застоявшийся воздух поднимается к коньку крыши и покидает ее сквозь аэраторы. А одновременно с этим свежие воздушные потоки проходят внутрь при помощи карнизных продухов. Непрерывная циркуляция помогает поддерживать приятный микроклимат. Совершенно отпадают проблемы с избыточной влажностью и духотой.

Монтаж стропил

Однако изучить строение конструкции стропил, и произвести грамотные расчеты — только половина дела. Самую качественную подготовку может обесценить бестолковая реализация, и для кровли такое обстоятельство едва ли не важнее, чем для иных строительных сфер

Вот почему так важно уметь своими руками пошагово выполнить все работы

Бруски непременно выходят за контур наружной стены. Это требование позволяет повысить доступную полезную площадь.

Опираться нижняя балка должна на перекрытие; опирание на мауэрлат запрещено. Подкосные блоки по такой схеме располагаются под краями треугольных боковин. Не надо думать, что их обустройство усложнит работу. Ведь зато вполне можно отказаться от мауэрлата (правда, без бетонного слоя, куда будут анкерами примонтировать балки, обойтись все равно не выйдет). Карнизная ширина для деревянного жилища составляет минимум 0,5 м, для построек из натурального и искусственного камня — минимум 0,4 м; такие сведения позволяют правильно поставить при сборке все части и сразу же оценить готовый результат.

Сам вынос стропил производится крайне четко:

• первым шагом оказывается крепление наружных балок, диаметр которых минимум 15х20 см;

• затем придется протянуть шнур, связывающий крайние балки, и дополнить недостающие балочные элементы в промежутке (шаг отличается для теплых и необогреваемых помещений, высчитывается отдельно);

• далее вырубают гнезда под крайние опоры, промеряя тщательно расстояние;

• готовят эти опоры;

• фиксируют временные распорки.

Когда они готовы, нужно сделать выверку точек под опоры — в этом поможет отвес. Если все правильно, в серединах фронтов ставят пару опорных блоков. Они подпирают прогоны. Связывают далее сами опорные конструкции между собой и с прогонными узлами. В центрах балок помечают, где будет производиться крепление опор и конькового блока. Установку дощатых стоек производят на строго одинаковых расстояниях.

Размер стоечных частей и перекрывающих балок должен быть идентичен. Предварительные соединения делаются с помощью гвоздей. Но собрать стропила при окончательной установке придется с использованием уголков. Начальную пару стоек фиксируют затяжными брусками. Уже только затем идет крепление отдельных стропил.

​​​​​​Ставят их на мауэрлаты либо на перекрывающие балки. Выбор того или иного варианта определяется планом строительства

Что немаловажно, коньковые стропила можно связать с помощью шайб и болтов либо за счет накладок из металла. Подкосы присоединяют к центрам боковых стропил, стоек и бабок, устанавливаемых в середине затяжки

Так работают последовательно по всем фермам. Затем их связывают при помощи прогонов. Дистанция между фермами должна составлять 0,6-1 м. Чтобы повысить прочность сборки, дополнительно применяют усиление скобами. Потом уже можно переходить к обрешетке и другим значимым элементам.

О том, как сделать стропильную систему мансардной крыши, смотрите в следующем видео