Секреты ломаной щипцовой крыши

В сегодняшнем частном строительстве огромную популярность приобретают мансарды, которые дают возможность увеличить полезную площадь дома. Они собой представляют полноценные помещения для жилья, устроенные под крышей. Грамотное обустройство мансардной кровли дает возможность сделать ограничиваемую ей часть пространства для жилья комфортной и удобной.

История, специфические особенности мансарды и её крыши

Первый раз мансарду в жилом доме предложил сделать в семнадцатом веке французский архитектор Франсуа Мансар. От его фамилии и появилось наименование данного помещения. Характерной чертой мансарды считается то, что её фасад собой представляет часть крыши. Во время строительства мансарды нужно, чтобы линия пересекания плоскости фасада и крыши проходила на уровне выше 1,5 м над полом. Подкровельному помещению придать можно любую конфигурацию в зависимости от технических условий и желаний заказчика. Оно может занимать все здание или его часть.

С точки зрения конструкции, мансардная (ломаная) крыша отличается от других тем, что её верхняя часть пологая, а нижняя — крутая.

Плюсы и минусы мансарды

В сравнении с обыкновенным помещением чердака устройство мансарды дает возможность получить существенные преимущества:

• при оборудовании мансарды в уже существующем здании применяется его сфера услуг;
• возрастает площадь жилого помещения;
• уменьшаются расходы если сравнивать со строительством настоящего этажа;
• становиться лучше внешний вид дома;
• становятся меньше потери тепла.

Устройство ломаной щипцовой крыши существенно делает лучше внешний вид строения, повышает его площадь для жилья и выполняет его более тёплым

Мансарда — это, разумеется, не настоящий жилой этаж, благодаря этому ей характерны следующие минусы:

• скаты крыши уменьшают высоту стен;
• маленькие стены делают меньше применяемую площадь;
• непростая система тепло-, паро- и гидроизоляции повышает расходы на строительство;
• окна для мансарды стоят совсем не дешево;
• на окнах мансарды может накапливаться снег, что делает меньше кол-во солнца, проникающего в пространство помещения.

Видео: как оборудовать помещение под крышей дома

Типы ломаных щипцовых крыш и их характерности

В зависимости от особенностей архитектуры дома в общем и мансарды в особенности есть несколько типов ломаных щипцовых крыш: двускатная, ломаная, полумансардная и прочие. Во время проектирования крыши нужно учитывать, что точки опоры стропильные системы должны совпадать с соответствующими точками и линиями расположения конструкций несущего типа этажа, находящегося ниже. Принимается во внимание ширина дома, наличие добавочной несущей стенки в центре, а еще нагрузки ветра, обильность и виды осадков в регионе строительства. В общем щипцовую крышу можно оснастить в сооружениях разного размера, а иные виды кровель просят конкретных размеров конструкций опор.

Щипцовая крыша

Преимуществом двускатной ломаной щипцовой крыши считается хорошая защита от дождя, ветра и снега. Это достигается за счёт острого наклонного угла, благодаря ему осадки не останавливаются на поверхности. Более того, щипцовая крыша практически проста в оборудовании и выстраивается довольно недорого и быстро.

Минус двускатной ломаной щипцовой крыши состоит в не самом рациональном применении внутреннего пространства между гидроизоляцией и кровельным материалом.

В разрезе щипцовая крыша собой представляет треугольник, углы которого могут имеет самую разнообразную величину. Очень часто угол соединения скатов выполняют равным 45 о , хотя бывают и остроконечные крыши с наклонным углом до 60 о .

За счёт существенного наклонного угла на двускатной ломаной щипцовой крыше не задерживается снег и вода после дождя

Такая конфигурация крыши используется в небольших постройках (к примеру, в домиках за городом). Острый угол выполняет крышу менее стойкой, благодаря этому строить масштабные объекты с подобными кровлями нельзя.

Конструкция щипцовой крыши

Щипцовая крыша состоит из таких элементов:

• щипец — торец скатов кровли;
• мауэрлат — опорный брус, который передаёт нагрузку от стропильных систем стенам сооружения;
• стропильные ноги — доски, образующие ключевой контур крыши;
• стропильная нога — балка, которая предназначена для крепежа обрешётки;
• конёк — верхнее ребро, которое образуется в месте стыковки кровельных скатов;
• стойки — вертикальные опоры, поддерживающие систему стропил;
• лежень — брус, на который устанавливаются стойки. Размещён в горизонтальном положении;
• прогоны — горизонтальные детали, нужные для обеспечения надёжности стропильной фермы;
• затяжки (ригели) — балки, скрепляющие стропила. Стягивают скаты крыши и устанавливаются в горизонтальном положении;
• подкосы — опоры, устанавливаемые на затяжку или лежень. Объединяют систему стропил мансарды в ферму;
• обрешётка — дощатый настил или фанеры. Крепится на стропильные ноги сверху и предназначен для укладывания кровельные покрытия.

Несущий каркас двускатной ломаной щипцовой крыши состоит из треугольных стропильных систем, укреплённых рёбрами жёсткости и связанных коньковым прогоном и обрешёткой

Расчёт высоты конька щипцовой крыши

Подобрав наклонный угол крыши, мы можем определить высоту её конька. Это выполняется по формуле: А=В • tg C, где А — высота конька, В — половина ширины крыши, С — наклонный угол ската. Для комфорта вычислений есть специализированные таблицы значений тригонометрических функций очень часто встречающихся наклонных углов щипцовых крыш.

Таблица: значения тангенса и синуса наклонных углов щипцовой крыши

Наклонный угол C в градусах	tg C	sin C
5	0,09	0,09
10	0,18	0,17
15	0,27	0,26
20	0,36	0,34
25	0,47	0,42
30	0,58	0,5
35	0,7	0,57
40	0,84	0,64
45	1	0,71
50	1,19	0,77
55	1,43	0,82
60	1,73	0,87

Объясним описанный порядок расчёта на примере. Пускай ширина крыши равна 9,5 м, а угол её наклона — 50 o :

1. Вычисляем половину ширины строения: B = 9,5 / 2 = 4,75 м.
2. Из таблицы выбираем значение тангенса наклонного угла: tg 50 o = 1,19.
3. Рассчитываем высоту конька: F = 4,75 • 1,19 = 5,65 м.

Намного приличное количество данных для строительства щипцовой крыши можно получить, применяя специализированные онлайн-калькуляторы, которые можно без большого труда отыскать в сети интернет. Они дают возможность высчитать наклонный угол, систему стропил и обрешётку крыши.

Строительные этапы щипцовой крыши

1. Расчёт веса и нагрузки на внешние и несущие стенки. Это важнейший этап, так же как и при несоблюдении требований к габаритам и сечению кровельных элементов, обусловленных действующими на неё нагрузками, вся система может обрушиться. Работа эта очень сложная и просит навыков профессионализма. Благодаря этому лучше предоставить её инженеру-строителю.
2. Монтаж мауэрлата. Есть несколько вариантов зафиксировать мауэрлат к стенке:
   • вмуровать в кладку из кирпича проволочную катанку. Во время установки мауэрлата продеть проволоку сквозь отверстия в брусе и натянуть её;
   • замуровать в кладку шпильки из металла диаметром от 12 мм. Расстояние между ними не должно быть больше 120 мм. Длину резьбы рассчитывают поэтому, чтобы она выступала на 20–30 мм над гидрозащитой и брусом. Сверху наматываются гайки с широкими шайбами. Такой способ подойдет для бетонных стен или шлакоблоков;

На поверхность стены из блоков сделанных из бетона мауэрлат легче всего зафиксировать с помощью шпилек с гайками

Для крепежа мауэрлата к стенке из шлакоблоков в кладку можно заложить вставки из дерева, в которые после вбить скобы из металла

В зависимости от ширины пролёта для устройства стропильной фермы ломаной щипцовой крыши используются висячие или наслонные конструкции

Щипец это продолжение стены, а его форма образуется крайними стропильными системами

При устройстве тёплой ломаной щипцовой крыши нужно положить слои тепло- гидро- и парозащиты в нужной очередности

Плоская кровля в сочетании с другими элементами пирога кровли ломаной щипцовой крыши дает возможность сделать подкровельное помещение тёплым и тихим

Видео: установка стропильной фермы двускатной ломаной щипцовой крыши в газоблочном доме

Ломаная мансардная крыша

Ломаная мансардная крыша собой представляет двускатную конструкцию с изломами на скатах. Такой способ кровельного устройства имеет ряд плюсов:

• возрастает полезное пространство мансарды;
• становиться лучше внешний вид;
• возникает возможность сооружения двухуровневой мансарды;
• уменьшаются потери тепла.

Главным минусом ломаной мансардной крыши считается уменьшение высоты стен за счёт скошенных потолков.

Ломаная мансардная крыша добавляет дому красивый внешний вид и дает возможность повысить полезное пространство помещения мансардного этажа

Характерные характеристики конструкции ломаной мансардной крыши

Ломаная мансардная крыша имеет два варианта стропильных систем: нижние и верхние. Угол установки нижних стропильных систем — 60 о или больше, верхних — 25–30 о . При правильном выборе наклонных углов скатов можно создать потолок достаточной высоты. Если для нижних стропильных систем берётся угол больше 60 о , то нагрузка снгега на крышу в расчётах не принимается во внимание, так как она очень мала. Ширину ломаной мансардной крыши рекомендуется делать 5–6 м. В этом случае получиться избежать неоправданного усложнения конструкции. Элементная система ломаной мансардной крыши фактически сходна с подобающей системой щипцовой крыши. Меняется только размещение элементов, их кол-во и сочленение.

Специфической особенностью ломаной мансардной крыши являются два варианта стропильных систем с самым разнообразным уклоном

Расчёт ломаной мансардной крыши

Расчёт ломаной мансардной крыши проходит в 2 этапа: в первую очередь считается площадь кровельные покрытия, а потом несущая способность стропильной фермы.

1. Расчёт площади кровли. Он выполняется очень легко:
   • перемножаем ширину и длину каждого ската, приобретаем его площадь;
   • складываем полученные значения и вычисляем аналогичным образом общую площадь крыши;
   • делим эту величину на площадь одного элемента покрытия для кровли. В результате определяем нужное кол-во этих элементов;
   • прибавляем запас на раскрой и случайные ошибки (5–10%), свесы и нахлёсты при укладывании кровли и приобретаем финальное нужное кол-во материала для кровли.
2. Проверка несущей способности стропильных систем. Данный этап очень сложен и просит конкретных знаний и навыка, однако задача становится намного легче во время использования онлайн-калькуляторов, которые представляют полные расчёты наклонного угла, стропильной фермы и обрешётки ломаной мансардной крыши.

Материалы для обустраивания ломаной мансардной крыши

Для строительства ломаной мансардной крыши используют лесоматериалы, элементы крепежа, материалы для тепло-, паро- и гидроизоляции, покрытие кровли.

1. Элементы из дерева крыши изготовливаются из бруса и доски с обрезанными краями. Брус нужен для сооружения мауэрлата и стропил. Обрешётка и контробрешётка делается из планок толщиной от 32 до 50 мм. Потребуется также толстая фанера для соединений стропильных систем. Все четко установленные размеры можно получить с помощью онлайн-калькулятора.
2. К элементам крепежа относятся: стальные спайдерные крепежи, шурупы, нержавеющие скобы, шпильки диаметром 8–12 мм. Для установки покрытия для кровли (кровельная черепица из металла, битумный шифер), а еще для крепежа обрешётки к стропильным системам понадобятся гвозди и самосверлящие шурупы для кровли.
3. Теплоизолятор. Лучше всего использовать минвату.
4. Для паро- и гидроизоляции лучше применять плёночные материалы и рулонный кровельный материал.
5. Покрытие кровли — по эксплутационным свойствам лучше применять гибкую черепицу или битумный шифер.

Установка каркаса крыши

В несколько этапов процесс возведения каркаса ломаной мансардной крыши выглядит так:

1. Кладка мауэрлата. На несущие стенки в качестве водоизоляции стелится рулонный кровельный материал. Дальше ставится мауэрлат. Его выполняют из бруса, кладут сверху рулонного кровельного материала и прикрепляют анкерами, скобками или шпильками в зависимости от материала стен дома. Монтаж мауэрлата ломаной мансардной крыши выполняется точно также, как и на щипцовой крыше.
2. Установка перекрывающих балок. Их сечение зависит от действующих нагрузок, но в большинстве случаев это или доски 150х50 мм, или брусья 100хдвести миллиметров. При широком пролёте или значительном расстоянии между стропильными ногами они сдваиваются.
3. Установка каркаса мансарды. На перекрывающие балки строго по вертикали монтируются стойки. Расстояние между соседними стойками — не более двух метров. Первым делом устанавливаются крайние стойки, между ними натягиваются бечёвки, а потом по ней разглаживаются другие. Дальше они укрепляются распорками. Высоту стоек выполняют на 100 мм больше потолочной высоты. Соседние стойки связываются горизонтальными прогонами.

Каркас помещения мансардного этажа состоит из вертикальных подстропильных стоек, связанных растяжками, и горизонтальных прогонов, объединяющих все будущие стропильные системы

Нижние и верхние стропильные ноги устанавливаются после финальной фиксации затяжек и прогонов

После того как провели монтажные работы каркаса крыши переходят к её гидро-, тепло- и пароизоляции.

Видео: монтаж стропильной фермы ломаной мансардной крыши

Полумансардная крыша

Полумансардой именуется изначально жилой этаж, соединенный с крышей. Торцевые стены являются несущими и имеют высоту от 1,5 м и больше. Стены сбоку являются продолжением капитальных стен цокольного этажа и переходят в скат крыши. Основная особенность полумансардной крыши состоит в устройстве её стропильной фермы.

Полумансарда считается практичным компромисом между полноправным этажом и мансардной (ломаной) крышей

Плюсы и минусы полумансардной крыши

Способ благоустройства помещения с полумансардной крышей определяет несколько главных преимуществ подобного решения:

• строительство полумансардной крыши обойдется не очень дорого, чем сооружение настоящего второго этажа;
• полумансардная крыша предоставляет шанс сделать вертикальное остекление, что тоже бережет средства;
• возникает возможность более правильного применения пространства.

Есть у этого кровельного вида и собственные минусы:

• полумансардная крыша имеет существенные потери тепла, но эта проблему можно решить при помощи её утепления;
• оборудование помещения для проживания с полумансардной крышей обойдется дорого, чем устройство чердачного этажа.

Проектирование полумансардной крыши

Крыша полумансарды не выполняется высокой, так как это нарушит пропорции дома, однако при этом важно, чтобы она выдерживала нагрузку снгега. Кол-во скатов крыши — один, но чаще два. Для снижения нагрузки на стенки стропильная ферма выполняется безраспорной и наслонной. Стропила имеют некоторые степени свободы. Это значит, что одна опора стропильные ноги закреплена, но может свободно вращаться, а вторая — подвижна и также свободно крутится. Данное устройство предоставляет шанс стропильным системам работать на изгиб и не передавать распорную нагрузку на стенки. Безраспорная система в большинстве случаев применяется во время строительства строений из блочных материалов (камень, кирпич и т. д.).

Безраспорная стропильная ферма работает на изгиб и не передаёт горизонтальную нагрузку на мауэрлат и стены

Монтаж стропильных систем на полумансардной крыше

Рассмотрим способ монтажа, который очень часто применяется при обустраивании двускатной полумансардной крыши.

Низы стропил фиксируются к мауэрлату подвижным соединением (ползуном). Верхние части соединяются болтами или гвоздиками, а порой связываются накладками из дерева или пластинами из металла. Упор стропил происходит в прогон или между собой. Для крепежа стропил к мауэрлату применяют гвозди, которые вбиваются в их боковую поверхность под угол. В целях защиты крыши от большого ветра стропильные ноги дополнительно фиксируются проволочными скрутками.

Сверху безраспорные стропильные ноги соединяются болтами, накладками из дерева или пластинами из металла и опираются на коньковый прогон

Двускатная, ломаная и полумансардная крыши во время строительства мансарды используются очень часто. Иные виды применяются реже, благодаря этому их мы будем рассматривать только кратко.

Крыша с четырьмя скатами с мансардой

Крыша с четырьмя скатами считается четырёхскатной. Она подойдет для больших домов.

Крыша с четырьмя скатами прекрасно выглядит при обустраивании мансарды в больших домах

Крыша с четырьмя скатами с точки зрения устройства помещения мансардного этажа имеет конкретные плюсы и минусы.

Таблица: плюсы и минусы четырехскатной кровли

Преимущества	Минусы
хорошая сопротивляемость нагрузке ветра; жёсткая конструкция, которая уменьшает возможность деформации; возможность делать большие свесы карнизов в целях защиты от осадков; небольшая склонность разрушениям в местах карнизных выступов крыши; изящность — дом с крышей с четырьмя скатами выглядит зрительно ниже и изящнее.	конструкция усложнена; высокая стоимость возведения; площадь помещения мансардного этажа уменьшается; через окна для мансарды может попадать влага.

Многоскатная крыша

Наименование многоскатной крыши происходит от соответствующего элемента архитектуры. Фронтон — это верхняя часть стенки, которая расположена между 2-мя соседними скатами. Отличие фронтона от щипца в том, что он не отсоединяется карнизом от кровли. Многоскатная крыша прекрасно подходит большим зданиям, которые состоят из нескольких частей.

Многоскатная крыша просто замечательно подойдет для больших строений, которые конструктивно разделены на пару частей

Таблица: плюсы и минусы многоскатной крыши

Положительные качества	Минусы
большая несущая способность стропильной фермы; красивый вид; прочность и долговечность конструкции; увеличение площади жилого помещения; нет потребности чистить крышу от снега; хорошая освещённость мансарды.	сложный расчёт и монтаж; огромное количество отходов материалов для кровли; давление осадков на ендову (ендова — это внутренний угол, появляющийся в стыковочном месте 2-ух скатов); необходимость старательной водоизоляции стыков.

Бубновая крыша

Бубновой именуется крыша с ромбовидными скатами, которые не имеют изломов. Бубновая крыша применяется преимущественно в в один этаж домах с квадратным основанием.

Устройство бубновой крыши дает возможность получить просторное и отлично освещенное помещение мансардного этажа

Бубновая крыша относится к экзотическим кровельным видам, но выглядит довольно эффектно, тем более в комбинировании с добротной отделкой дома и привлекательным материалом для кровли.

Таблица: плюсы и минусы бубновой крыши

Преимущества

Минусы

прекрасно применяется площадь мансарды; на всех фронтонах ставят традиционные окна. Это уменьшает их цену и существенно делает лучше освещённость; возникает возможность сделать маленькой чердачный этаж и благодаря этому сделать лучше тепловую изоляцию; отсутствие ендов не даёт возможности снегу накапливаться на крыше и гарантирует сохранность стропильной фермы; расход материалов для кровли выходит меньше, чем на обыкновенной ломаной щипцовой крыше.

проектирование крыши должно осуществляться исключительно профессионалами для любого дома отдельно; устанавливать крышу должны также только профессионалы; при использовании кровельной черепицы из металла, металлопрофиля и прочих материалов с несимметричным профилем образуется много отходов.

Разнообразие проектов ломаных щипцовых крыш предоставляет шанс оснастить надёжной кровлей дома фактически любых форм архитектуры. Современные ломаные щипцовые крыши прочные, надёжные, имеют большой эксплуатационный период и дают возможность обеспечить уют для проживания и работы.