Мансардная крыша, ее конструкция и основные элементы, а также особенности монтажа и эксплуатации

Содержание

Крыша с историей: мансардная конструкция — выбираем прекрасный вариант

крыша

Большую популярность в индивидуальном строительстве на данный момент имеют ломаные щипцовые крыши. И недаром. Даже учитывая, что строительство крыши составляет 15–20% всей цены строительства, мансардный вариант, дающий дополнительную жилая площадь иногда в целый этаж, считается очень выгодным.

Ломаная щипцовая крыша и история её проявления

Наименование своё ломаная щипцовая крыша получила в честь французского зодчего Франсуа Мансара, использовавшего в собственных проектах обычные для Франции изломанные крутые покрытия. Выбор Мансаром именно подобной конструкции крыши был неслучаен. Наряду с богатыми плавными и грациозными фасадами она позволяла создавать объёмно-пространственные ансамбли архитектуры, предельно чёткие и простые. Большим плюсом при этом имелась возможность оборудовать под стропильными ногами обитаемое помещение, которое и стали называть мансардой.

мансардный

Замок Дампьер слывет очень прекрасной старинной ломаной щипцовой крышей, выстроенной французским архитектором Франсуа Мансара

Хотя необходимо заметить, что первооткрывателем красоты и удобства ломаных щипцовых крыш был не Мансар, а Пьер Леско — тоже французский архитектор, всем известный собственными работами над ослепительным Лувром и величественным Нотр-Дам де Пари.

монтаж

Павильон Флоры в Лувре увенчан массивной ломаной щипцовой крышей, украшенной скульптурными полукруглыми фронтонами со статуями греческих богов

Видео: ломаные щипцовые крыши в средневековых замках Франции

Но история написана, и мы обязаны благодарить французских зодчих за то, что они подарили миру такую великолепную конструкцию, интерес на которую не гаснет в течении многих веков.

Разновидности ломаных щипцовых крыш

Современные ломаные щипцовые крыши хотя и видоизменились благодаря модным направлениям стиля, продиктованным временем, но все также остаются респектабельными и габаритными. Ими сильно любят прятать собственные дома индивидуальные застройщики, даже не обращая внимания на то, что цена подобной крыши очень большая в сравнении, к примеру, с простой двускатной системой.

Тут первым делом играет роль дополнительное пространство под кровлей, которое можно применять на свое усмотрение. Очень часто в нём обустраивают помещения для жилья, решая аналогичным образом постоянную проблему жилья. Ведь как бы ни велика была цена строительства мансардной кровли, всё таки обойдётся она доступнее, чем сооружение дополнительного этажа или капитальной пристройки.

Ну и, разумеется, приоритетное значение имеет внешняя притягательность ломаной щипцовой крыши и её способность даже очень простое строение сделать необычайно привлекательным, а иногда и просто фантастическим.

ломаной щипцовой

Ломаная щипцовая крыша, устроенная по сегодняшней технологии — с большим выносом мощных стропил за пределы дома, — выглядит необычайно великолепно

Ломаные щипцовые крыши бывают:

    Односкатными с закреплённой на различных по высоте несущих стенках строения наклонной поверхностью.

эксплуатация

В односкатной мансардной конструкции помещение для жилья под кровлей сформировывается благодаря креплению ската на различных по высоте стенах дома

монтаж

Дому с двускатной ломаной щипцовой крышей придать можно необычность за счёт вынесения мансарды и отлично выбранной цветовая гаммы в экстерьере

мансардный

Устройство ломаной крыши на основе четырехскатной конструкции дает возможность получить помещение для жилья фактически аналогичный площади, как и на нижнем этаже

крыша

Двухуровневая четырёхскатная ломаная щипцовая крыша из тростника считается великолепным архитектурным элементом современного дома в деревенском стиле

мансардный

Консольная крышная конструкция отличается большим размахом, добавляет дому добротность и монументальность, образовывая просторное помещение мансардного этажа

мансардный

Куполообразные, конусообразные и четырёхскатные кровли в большинстве случаев сочетают со конструкциями скатного типа, обустраивая эркеры и террасы

эксплуатация

В гибридных мансардных крышах могут находится всевозможные конструкции, но они все делаются в едином дизайне, отчего дом в общем, в основном, смотрится оригинально и сказочно

Видео: проекты домов мансардного типа

Конструкция ломаной щипцовой крыши

Мансардная, как и каждая другая, крыша состоит из стропильного (несущего) блока и пирога кровли.

Стропильная ферма

Крышная конструкция с мансардой тяжелее, чем простой неутеплённой. Она имеет очень много дополнительных связывающих узлов, за счёт чего является наемно тяжёлой. Благодаря этому систему стропил под мансарду лучше делать из дерева. Применять композиционный материал из бетона и стали и металл не рекомендуется, чтобы не повышать давление на сам фундамент.

крыша

На стропильной ферме ломаной щипцовой крыши могут использоваться как наслонные, так и висячие конструкции

Ключевые составляющие несущей системы ломаной щипцовой крыши:

  1. Мауэрлат — основание из бруса сечением не менее 90х140 мм, уложенное по верхней грани несущей стены. Он является опорой для стропил, забирая их массу на себя.
  2. Стропильные ноги — висячие или наслонные, образовывающие Наклон скатов.
  3. Стойки стоящие вертикально, задающие границы помещения мансардного этажа.
  4. Подкосы для поддержки стропильных систем, которые предупреждают их прогиб под тяжестью пирога кровли.
  5. Затяжки — горизонтальные балки для связки пары разных стропильных систем, размещенные внизу и вверху стропил. Верхние затяжки (ригели) считаются основанием перекрытия чердака.
  6. Прогоны межстропильные, монтируемые в ломаных конструкциях для усиления их жёсткости.

Расчёт стропильной фермы ломаной щипцовой крыши

Рассмотрим расчёт несущего блока на примере ломаной крыши, которая является очень сложной по собственному устройству. Перед проведением вычислений нужно нарисовать план дома с отображением замерных и проектных показателей — наклонного угла скатов, ширины стен дома, формы крыши и т. д. Стоит еще сказать, что не будет мешать иметь карты снеговых и нагрузок ветра по регионам.

монтаж

Перед расчётом ломаной щипцовой крыши нужно изобразить её план с указыванием всех требуемых для проведения вычислений показателей

Допустим, что в результате замеров или во время проектирования строения были получены следующие исходники:

  • ширина торца дома (Шд) — 7,0 м;
  • наклонный угол наслонных стропильных систем от плиты перекрытия верхнего этажа до излома (угол а) — 60° и уклон висячих стропильных систем в месте излома (угол б) — 30°;
  • возможная высота мансарды (Вм) — 2,3 м;
  • шаг установки стропильных систем — 0,6 м;
  • планируемая ширина карнизов крыши (Шс) — 0,6 м.

Дом выстраивается, например, в Нижнем Новгороде. Вынесения компонентов стропильного блока за стенки дома нет.

По карте распределения по регионам ветровых и нагрузок снгега находим подходящие месту строительства критерии. Для Нижнего Новгорода нагрузка снгега составляет 240 кг/м?, а ветровая с учитыванием корректирующего коэффициента — 32 х 0,65 = 20,8 кг/м?.

эксплуатация

Во избежание деформации крыши из-за плохо выбранных материалов, очень важно понимать ветровые и нагрузки снега, которые зависят от региона строительства

Таблица: нагрузка снгега в зависимости от региона

Номер региона 1 2 3 4 5 6 7 8
Нагрузка снгега, кг/м 2 80 120 180 240 320 400 480 560

Таблица: нагрузка ветра по регионам

Номер региона 1 2 3 4 5 6 7
Нагрузка ветра, кг/м 2 24 32 42 53 61 84 100 120

Таблица: корректирующий показатель нагрузки ветра для различных типов местности

А Б В
Высота сооружения, м Открытые берега озёр, морей, водохранилищ, степи, пустыни, лесостепи, тундра Массивы леса, городские территории и другие участки, одинаково покрытые препятствиями высотой более десяти метров Городские районы с плотной застройкой зданиями, высотой более 25 м
не больше 5 0,75 0,5 0,4
5–10 1,0 0,65 0,4
10–20 1,25 0,85 0,55
Примечание: если например дом выстраивается в черте города, но возле моря, то берут значение из колонки «А»
  1. Вычисляем потенциальную ширину будущей мансарды исходя из покатости скатов с применением тригонометрических функций: Шм = Шд – 2 х Вм /tq а = 7,0 – 2 х 2,3/tq 60° = 7,0 – 2 х 2,3 /v3 ? 4,34 м. Расчёт произведён без учёта вывода стропильных компонентов за пределы стен. Добавив условно критерий вынесения стропильных систем и пересчитав формулу с его учётом, делаем вывод — чем больше стропильные ноги выведены за стены строения, тем шире выйдет помещение мансардного этажа.
  2. Вычисляем общую высоту ломаной щипцовой крыши B = Вм + Вк, где Вк — высота конькового треугольника, высчитываемая по формуле Шм х tq б х ?: B = 2,3 + 4,34 х 1/v3 х ? = 2,3 + 1,25 ? 3,55 м.
  3. Вычисляем длину нижних (наслонных) стропил Вм/sin а = 2,3 / v3/2 ? 2,66 м и коньковых стропильных систем Вк / sin б = 1,25 / ? ? 2,5 м. Тут необходимо брать во внимание следующее: если вынесения балок нет, то для формирования свесов нужно удлинить стропильные ноги. Благодаря этому рассчитываем дополнительно длину кобылок по формуле Шс /cos а = 0,6 / ? ? 1,2 м. Тут Шс — планируемая ширина карнизов крыши.

Определяем величину нагрузки на стропильные ноги. В качестве укрывного материала возьмём кровельную плитку (нагрузка 11 кг/м?). Тогда общая нагрузка на систему стропил будет равна 11 + 240 (снеговая) + 20,8 (ветровая) = 271,8 кг/м?. Данный показатель умножаем на установленный стропильный шаг: 271,8 х 0,6 = 163,08 кг/пог. м.

Зная давление на систему стропил и воспользовавшись таблицей связи нагрузки с толщиной бруса, можно без труда подобрать нужные по размерам лесоматериалы для сооружения стропильной фермы.

Таблица: связь толщины бруса и нагрузки

Нагрузка на стропильную ногу, кг/пог. м Толщина доски (бруса), мм
75 40
100 50
125 60
150 80
175 100
Примечание: при подборе толщины стропильных систем нагрузку округляем в большую сторону

Намного точнее определить размеры досок можно по специализированной таблице, указывающей возможные размеры сечения материала в зависимости от длины стропильных систем и величины нагрузки

Таблица: выбор сечения стропильных систем по величине удельной нагрузки

Сечение стропильных систем Удельная нагрузка на 1 пог. м стропильных систем, кг
Из бревен Из бруса (доски) 75 100 125 150 175
Диаметр, мм Толщина бруса, мм
40 50 60 70 80 90 100
Высота бруса, мм Допустимая длина стропильных систем между точками опоры, м
120 180 170 160 150 140 130 120 4,5 4 3,5 3 2,5
140 200 190 180 170 160 150 140 5 4,5 4 3,5 3
160 210 200 190 180 170 160 5,5 5 4,5 4 3,5
180 220 210 200 190 180 6 5,5 5 4,5 4
200 230 220 210 200 6,5 6 5,5 5 4,5
220 240 230 220 6,5 6 5,5 5

По исходным данным вся длина стропильные ноги равна 6,36 м (между точками опоры это 3,86 м + 2,5 м). В таблице находим ближайшее значение, превышающее рассчитанную прежде нагрузку — это 175 кг/пог. м. Дальше опускаемся по найденному столбцу до критерия допустимой длины между точками опоры 4,0 м и видим, что нам подходит бревно O180 мм или брус у которого сечение 60х220, 70х210, 80х200, 90х190 и 100х180 мм.

Точно также определяем размеры досок для второго блока мансардной кровли при длине стропильных систем между опорами 2,5 м — потребуется бревно O120 мм либо доски сечением от 40х180 до 100х120 мм.

Разумеется, аналогичный расчёт разрешено делать для маленьких по размеру кровель. Непростые габаритные ломаные щипцовые крыши наиболее целесообразно обсчитывать по специализированным компьютерным программам ArchiCad либо SolidWorks или поручить расчёт мастерам, причём было бы неплохо ещё на стадии проектирования дома.

Видео: проектирование стропильной фермы в ArchiCad и в SolidWorks

Пирог кровли

Теплые мансардные кровли бывают обычными скатными и ломаными. Слои пирога кровли и их очерёдность такие же для двух вариантов и смотрятся так:

  1. Облицовка помещения мансардного этажа гипсом, обшивочной доской, водоустойчивой фанерой и прочими материалами для облицовки.
  2. Пароизоляционная плёнка или мембранная ткань.
  3. Теплоизолятор, уложенный между стропилами, по толщине не доходящий до края стропильных систем.
  4. Материал для гидроизоляции, проложенный сверху стропильных систем по всей их длине.
  5. Бруски контробрешётки, фиксирующие защиту от негативного воздействия влаги и образующие зазор для вентиляции.
  6. Обрешётка.
  7. Покрытие кровли.

Различаются обычные и ломаные конструкции лишь расположением теплоизолятора и пароизоляции. В обычных он ложится по всей длине скатов, а в ломаных — до точки излома, а потом в горизонтальном положении по верхним опорным балкам (ригелям).

конструкция

Пирог кровли утеплённой ломаной щипцовой крыши имеет строго какую-то очередность укладки материалов и в первую очередь просит устройства вентилируемых контуров

Аналогичным образом, сверху кровли с наклонной поверхностью образуется холодный треугольник, который обеспечивает прекрасное проветривание утеплённого подкровельного помещения, а это означает, и долголетие ломаной щипцовой крыши.

Видео: ломаная щипцовая крыша, пирог кровли

Расчёт пирога кровли ломаной щипцовой крыши

Высчитать покрытие кровли и материалы для изоляции на ломаную щипцовую крышу просто. Необходимо только иметь в виду вид укрывного настила и наклонный угол скатов:

  1. На листке бумаги рисуем план крыши и наносим обмеры — длина, ширина, наклонный угол и т. д.
  2. Разбиваем скаты на фигуры геометрической формы и по математическим формулам вычисляем площадь любой из них.
  3. Суммируем итоги и приобретаем общую площадь кровли, которую делим на площадь укрывного материала, добавив 10–15% на запас и нахлёсты.
  4. Рассчитываем необходимость в изоляционных материалах и доборных элементах.

Все обмеры для расчётов пирога кровли необходимо делать по готовой стропильной ферме.

Для простоты расчёта воспользуйтесь таблицей или онлайн-калькулятором на ресурсе поставщика подобранных материалов для кровли.

Таблица: необходимость в материалах для кровли для трудоёмких работ

Название материалов Мерная единица Норма расхода на 10 м 2 кровли Необходимость на 92 м 2 кровли
Устройство обрешётки: 0,12 1,1
доски 32?100 мм м 3
бруски (40–75)?(75–100) мм м 3 0,06 0,55
Устройство тепловой изоляции:
плиты утеплительные акустические (толщина 100 мм) м 3 1,11 10,21
плёнка антиконденсатная м 2 1,05 97,0
плёнка пароустойчивая м 2 1,05 97,0
Монтаж кровли:
кровельная черепица из металла м 2 Прямой расчёт 98
сталь листовая (0,7 мм) для ендов м 2 10
торцевая рейка м длины 26
планка для карниза м длины 15
коньковая рейка м длины 14

Видео: расчёт материалов для кровли — характерности, невидимые моменты, ошибки

Требования к ломаной щипцовой крыше

Стропильная ферма и её начинка — пирог кровли — связаны. Ошибки и просчёты во время установки несущего блока скажутся на укладке пирога кровли, что обернётся плохими последствиями, аж до гниения элементов из дерева несущего участка. И наоборот, плохо уложенный пирог кровли, нарушение очерёдности слоёв, применение плохого качества материалов для изоляционных работ приведёт к сырости и холоду в мансарде, возникновению грибка, разрушению стропильных систем.

Благодаря этому к обустраиванию ломаной щипцовой крыши предъявляют конкретные требования:

  1. Обеспечение необходимой высоты мансарды — не менее 2,2 м.
  2. Принудительное устройство вентилируемых контуров и установка кровельных расширителей дверной коробки — рассекателей, турбин и т. д. для обеспечения эффектной вентиляции крыши.
  3. Использование наиболее лёгких укрывных материалов, чтобы не утяжелять ещё больше и без этого тяжелую конструкцию.
  4. Прокладка если понадобится дополнительного утепления, чтобы сравнять теплоизоляционный уровень крыши и стен дома.

Сооружение утеплённой мансарды следует заложить в проект, чтобы заблаговременно высчитать действительную нагрузку на несущие стенки и фундамент.

Видео: ломаная щипцовая крыша — обзор конструкции, опорных узлов, пирога кровли

Схемы устройства стропильных систем ломаной щипцовой крыши

Стропильный блок ломаной щипцовой крыши можно собрать несколькими вариантами:

    Наслонные стропильные ноги опираются на мауэрлат и не выходят за пределы стен. Часть находящаяся внизу несущего блока — с прямыми углами треугольники вдоль всей длины стен дома. Сторонами треугольника служат наслонные стропильные ноги и стойки стоящие вертикально. Последние стоит еще сказать, что создают стены мансарды. Висячие стропильные ноги создают верхнюю территорию крыши и объединяют затяжками части сбоку конструкции. Затяжки в то же время служат основой для потолочной поверхности мансарды. Высоких нагрузок при подобном устройстве крыши на затяжки не приходится, они работают лишь на растяжение. Благодаря этому лучше всего применять для них брус привычного сечения.

мансардный

Если длины стропильных систем хватает только до места опоры на мауэрлат, для формирования карнизов крыши их нужно будет удлинять кобылками

мансардный

Если стропильные ноги выходят за пределы стен дома, образовывая свес карниза, помещение мансардного этажа выходит на порядок выше

монтаж

Верхние стропильные ноги устанавливаются с опорой на стойки по принципу наслонных, что добавляет конструкции жёсткость и стойкость

Видео: рекомендации по устройству стропильной фермы ломаной щипцовой крыши из собственного опыта

Ломаная щипцовая крыша собственноручно

Строительство мансардной кровли практически не выделяется от сооружения обыкновенной крыши с наклонной поверхностью — тот же состав каркаса, те же работы:

    Устанавливают по всей длине стен мауэрлат, уложив под него в качестве гидроизолятора 2 слоя рулонного кровельного материала, и прикрепляют к поверхности стен анкерными болтами спустя каждые 2 м. В постройках из дерева мауэрлатом служат верхние бревна.

монтаж

Мауэрлатная обвязка выполняется на расстоянии не менее 300–500 мм от перекрытия чердака, что делает лучше подкровельную вентиляцию и делает легче осмотр и ремонт стропильного каркаса

мансардный

Балочное перекрытие может монтироваться по мауэрлату с выносом балок за пределы стен дома либо же без него, а еще через специализированные карманчики в кладке без вынесения балок

монтаж

Каркас мансарды образуется стойками в вертикальном положении и ригелями, соединёнными с помощью уголков из металла

мансардный

Наслонные стропильные ноги нужно закрепить подкосами, после этого все временные детали можно разобрать

мансардный

При строительстве ломаной мансардной крыши в первую очередь собирают каркас помещения мансардного этажа, а потом монтируются нижние и верхние стропильные блоки

конструкция

Теплоизолятор укладывают в пространство между стропильными ногами с натягом и оставляют зазор для вентиляции относительно верхней кромки стропильной доски

Видео: изготовление и установка стропильных систем ломаной щипцовой крыши

Эксплуатационные особенности ломаной щипцовой крыши

Грамотная эксплуатация крыши — это экономия финансов. Ежегодное обслуживание кровли просит конкретных затрат, впрочем гораздо меньших, чем может потребоваться для работ по ремонту. Разумеется, натуральное старение всех составляющих крыши не отменял никто, но увеличить время работы по настоящему, если исполнять нехитрые правила:

  1. Проводить ежегодный осмотр крыши с целью заблаговременного обнаружения допустимых повреждений. Было бы неплохо иногда звать мастеров с тепловизором, термоанемометром и инфракрасными камерами для нахождения мест накопления влаги и для ранней диагностики поломок.
  2. Оснастить крышу системами антиобледенения и установить снегобарьеры.
  3. Своевременно чистить крышу и систему водостока от грязи и мусора.

При осмотре кровли нужно смотреть на следующие её части:

  • коньковый хребет — проверить целость водоизоляции и наличие всех доборных компонентов;
  • ендовы — узнать их состояние, если понадобится убрать мусор или снег;
  • места примыканий к трубам и прочим инженерным сооружениям — проверить целость изоляции и крепление фартуков;
  • свесы — удостовериться, что карнизная доска не пострадала от проявления влаги, а слой находящийся снизу укрывного настила не разрушился от ветра;
  • поверхности скатов — убедиться, что на них нет мха и лишайника, сколов и царапин.

В зимний период в период оттепели нужно обратить собственное внимание на равномерность таяния снега на крыше. Если выявлены проталины, это серьёзный повод для волнения. Возможно, возникли холодные мосты, которые со временем приведут к появлению сырости в мансарде, возникновению плесени и гниению стропильных систем.

Кроме внешнего осмотра крыши необходимо также исследовать помещение мансардного этажа. Весьма распространа беда — возникновение мокрых пятен на поверхности потолка, подтёков на поверхности стен и разводов. Если пятна возникли после того как прошел дождь, это говорит о повреждении водоизоляции, которую нужно будет менять. Когда пятна появляются даже в сухую погоду, то основой может быть конденсат и нарушение воздушной циркуляции. В этом случае необходимо проверить вентилируемые контуры и заменить пароизоляцию.

Профосмотр 2 раза в течении года покажет, какие работы необходимо провести, во избежание капремонта или полноценной замены крыши.

Ремонт ломаной щипцовой крыши

Во многих случаях основанием для работ по ремонту крыши с мансардой являются протечки из-за деформации укрывного настила под влиянием явлений атмосферы из-за причины неравномерной усадки строения или неверно подобранных досок для стропильного блока. Может быть так, что при строительстве не учли ветровые и нагрузки снега, употреблены плохого качества материалы для кровли или допущены грубые нарушение при монтаже. Главное — вовремя обнаружить истинную причину, чтобы дальше убрать проблематику.

Замена повредившегося участка материала для кровли — самый лёгкий вид работ по ремонту. Но и тут необходимо брать во внимание вид укрывного настила. К примеру, лопнувшую черепицу заменить новым фрагментом очень легко. А вот ремонт битумного доски попросит подхода с профессиональными навыками — его необходимо оторвать, покрывать герметиком и прибить новую полосу. Если работы проводятся во время холода, то черепицу на битумной основе в первую очередь делают мягче феном для строительных работ. Делать это нужно чрезвычайно аккуратно, чтобы не спаять вместе новые и старые части черепицы.

конструкция

Испортившиеся шигласы штучной мягкой кровли нужно оторвать, а на и место прибить отремонтированные или новые детали покрытия

Если причина протечек прячется не в покрытии кровли, тогда нужно будет проводить настоящий ремонт по следующему алгоритму:

  1. Над крышей строят кратковременный каркас из дерева, который покрывают плёнками из полиэтилена, чтобы обезопасить помещения для жилья от плохой погоды.
  2. Разбирают старое покрытие кровли и разбирают все слои пирога кровли.
  3. Осматривают систему стропил. Оценку её состоянию должны дать профессионалы. Может быть, будет необходимо лишь удалить плесень, обработать антисептиком, заменить изъеденные грибком детали, исправить геометрию и увеличить крышную конструкцию. Но очень вероятно, что нужно будет полностью менять всю систему стропил.
  4. После ремонтных работ или предупреждения несущего блока кладут снова все слои пирога кровли, проанализировав их состояние — годятся ли они для последующего применения или целесообразно определенные материалы заменить новыми.

При проведении ремонта крыши всегда требуется переустановка узлов примыканий, водосточных желобов и окон мансарды.

Видео: ремонт ломаной щипцовой крыши — исправляем ошибки

Если владелец дома не имеет средств для работ по ремонту конструкции стропил, то, как кратковременный вариант, можно заменить существующую кровлю двухслойной гибкой черепицей. Это крепкое покрытие кровли убережет на конкретное время крышу от протечек, позволит решить проблемы с финансами и убрать потом действительную причину.

Строительство ломаной щипцовой крыши своими силами — сложный, но очень интересный процесс. Повседневное изменение дома воодушевляет, благодаря этому хочется достигнуть финального результата как можно скорее. Создавая работы поэтапно, важно следовать инструкциям, иметь в виду советы и не пренебрегать мелочами. И вот тогда ломаная щипцовая крыша порадует долгое время.

Добавить комментарий