Крыша ломаная мансардная: конструктивные особенности и порядок монтажа

Красивая двускатная крыша превращает строение из банальной коробки в завершённую архитектурную композицию. Но можно пойти ещё более сложным путём и вместо крыши с прямыми скатами возвести ломаную. Она смотрится ещё более эффектно и позволяет сделать чердак настолько просторным, что в нём вполне можно обустроить жилое помещение — мансарду. О том, что собой представляет такая крыша и как она строится, пойдёт наш разговор.

Ломаная мансардная крыша: описание

Ломаная крыша отличается от обычной тем, что её скат состоит из нескольких частей с различным уклоном.

Скаты ломаной крыши состоят из двух или более частей, расположенных в разных плоскостях

Обычно их две, но может быть и больше. От конька к карнизу уклон постепенно увеличивается:

• верхняя часть ската обычно является достаточно пологой;
• последующие — всё более крутыми.

Таким образом, ломаная крыша по своей сути схожа с крышей полукруглой, только является более простой в реализации.

Чаще всего встречается двускатная ломаная крыша, по торцам которой возводятся фронтоны — вертикальные ограждающие элементы, представляющие собой продолжение стен. Фронтон, выполненный из того же материала, что и стена, является довольно массивным, и это нужно учитывать при проектировании фундамента. Более лёгким является каркасный фронтон, который состоит из стоек и закреплённой на них обшивки из досок или листового материала. Такой фронтон можно утеплить изнутри, тогда как каменный — только снаружи.

Несколько интереснее смотрится четырёхскатная ломаная крыша, но строится она более сложно, а объём чердачного пространства при этом заметно сокращается.

У мансардной ломаной четырехскатной крыши все скаты могут иметь одинаковую длину, но в некоторых случаях боковые элементы делают короче

Если форма строения в плане является квадратной, скаты крыши сходятся в одной точке — такая крыша называется шатровой.

Поскольку ломаную крышу почти всегда возводят с целью обустройства мансарды, она часто включает в себя сопутствующие жилому помещению конструктивные элементы:

1. Мансардные окна. Они располагаются на скатах, поэтому обращены вверх и не могут быть защищены козырьком. Из-за этого приходится применять специальные виды стекла (закалённое или триплекс) и уделять особое внимание герметизации стыка между окном и кровельным покрытием, что приводит к удорожанию изделия.
   

   Мансардные окна могут иметь разную конструкцию, но всегда устанавливаются в скатах крыши под углом

2. Балкон. Наличие балкона делает жизнь в мансарде гораздо более комфортной. Этот элемент проще всего расположить со стороны фронтона. Для того чтобы пристроить его со стороны ската (сделать кровельный балкон), придётся вносить изменения в стропильную систему, при этом её расчёт будет несколько более сложным.
   

   Балкон со стороны фронтона обустроить проще, чем кровельный

3. «Кукушка» или «кукушатник». Представляет собой выступ с вертикальной стенкой и собственной крышей. Название объясняется тем, что этот элемент напоминает ходики с кукушкой.
   

   В «кукушатник» можно вмонтировать обычное окно, которое будет расположено вертикально

Выгод от устройства «кукушки» несколько:

• появляется возможность установить обычное окно, которое стоит намного дешевле мансардного;
• увеличивается полезный объём мансарды;
• можно гармонично вписать в мансарду небольшое помещение — кладовку или туалет.

Сегодня ломаные мансардные крыши всё чаще оборудуют новейшей разновидностью балкона — балконом-окном. В сложенном виде такая конструкция представляет собой окно, состоящее из двух стыкующихся по горизонтальной линии частей. Если же обе части выдвинуть вперёд, окно превращается в балкон с козырьком.

При выдвижении частей окна вперёд и вверх оно превращается в балкон

Фронтон двускатной ломаной крыши может выполняться с эркером — полукруглым или многогранным остеклённым выступом, который часто именуют фонарём.

Стропильная система ломаной крыши

При возведении ломаной крыши с каждой стороны стропильной фермы вместо одного стропила приходится применять два, вследствие чего конструкция несколько усложняется. Поступают так:

1. На балку перекрытия устанавливают П-образный элемент.
2. Справа и слева на него опирают боковые стропила, подошва которых устанавливается на мауэрлат.
3. Сверху располагают «домиком» более пологие стропила, которые называются коньковыми.
   

   Стропильная ферма состоит из двух видов стропил — боковых и коньковых

В цельную конструкцию фермы объединяются при помощи горизонтальных брусьев — прогонов, прикрепляемых к стойкам П-образного элемента сверху.

Таким образом, в ломаной крыше применяются стропила двух видов: боковые являются наслонными, коньковые — висячими, только затяжка от них находится в верхней части стоек. Такую стропильную систему называют комбинированной.

В качестве дополнительного усиления применяются такие же элементы, как в обычной стропильной системе:

• коньковый узел связывается с затяжкой вертикальным брусом — бабкой;
• боковые стропила могут укрепляться наклонными подпорками (подкосами), низ которых находится у основания стойки.

При необходимости встроить в ломаную крышу «кукушатник» или балкон стропильную систему приходится ослаблять, формируя в ней проём.

Стропильная система крыши ослабляется при формировании в ней проёма под «кукушку» или балкон

В каждом случае расчёт выполняется по индивидуальной методике, зависящей от размеров конструктивного элемента и привнесённых в стропильную систему изменений. Важно правильно подобрать сечение обрамляющих проём деталей, чтобы их прочность компенсировала ослабление конструкции.

Если проектом предусмотрено мансардное окно, то в месте его расположения между стропилами нужно закрепить бруски — они послужат опорами для оконной конструкции.

Проектирование ломаной крыши

Упрощённо процесс проектирования ломаной крыши можно представить так:

1. Вычерчивают поперечный разрез строения в масштабе.
2. Отмечают положение конькового узла: он должен располагаться на высоте от 2,5 до 2,7 м над перекрытием.
3. С учётом желаемых размеров мансардного помещения изображают П-образный элемент (после обшивки стойки превратятся в стены, затяжка — в потолок).
4. Соединяя узловые точки П-образного элемента с коньковым узлом и верхними гранями стен, обозначают положение стропил.
   

   При проектировании ломаной крыши необходимо рассчитать тип и места установки дополнительных элементов, увеличивающих прочность конструкции

Для дальнейших расчётов необходимо знать длину стропил и углы их наклона.

Расчёт сечения стропил

Чтобы подобрать стропила, необходимо оценить приходящуюся на них нагрузку от снега и ветра. Для различных регионов установлены свои нормативные значения — их можно найти в СНиП «Строительная климатология» (за номером 23–01–99*).

Нормативные значения снеговой нагрузки:

• зона I: 0,8 кПа (80 кг/м²);
• зона II: 1,2 кПа (120 кг/м²);
• зона III: 1,8 кПа (180 кг/м²);
• зона IV: 2,4 кПа (240 кг/м²);
• зона V: 3,2 кПа (320 кг/м²);
• зона VI: 4 кПа (400 кг/м²);
• зона VII: 4,8 кПа (480 кг/м²).

Зона VIII считается экстремальной, так что строить мансардную крышу в ней не рекомендуется.

Снеговую нагрузку для расчёта выбирают в зависимости от местоположения объекта

Нормативные значения ветровой нагрузки:

• зона 1а: 24 кг/м²;
• зона 1: 32 кг/м²;
• зона 2: 42 кг/м²;
• зона 3: 53 кг/м²;
• зона 4: 67 кг/м²;
• зона 5: 84 кг/м²;
• зона 6: 100 кг/м²;
• зона 7: 120 кг/м².
  

  Территория России делится на врсемь основных зон, каждая из которых характеризуется соответствующей величиной ветровой нагрузки

На основании нормативных нагрузок с учётом параметров крыши вычисляются нагрузки расчётные — по ним и подбираются стропила.

Для определения расчётной снеговой нагрузки надо нормативное значение умножить на коэффициент, учитывающий уклон ската: P = P_n * k. Величина k составляет:

• для скатов с уклоном до 25^о – 1,0;
• от 25 до 60^о – 0,7;
• более 60^{о –} 0 (для таких уклонов снеговая нагрузка вообще не учитывается).

При вычислении расчётной ветровой нагрузки нормативная величина умножается на два коэффициента: W = W_n * k * c.

Коэффициент k учитывает наличие препятствий для ветра в месте строительства и высоту здания.

Таблица: поправочный коэффициент для расчёта ветровой нагрузки (учёт высоты здания и типа местности)

Под зонами в таблице следует понимать:

1. А: побережья водоёмов и другие открытые участки, территории без лесных массивов (степи, тундра и пр.).
2. Б: участки с лесом, городскими домами и другими препятствиями для ветра (в том числе рельефными складками) высотой от 10 м.
3. В: плотно застроенный городской массив, в котором средняя высота зданий составляет 25 м.

Коэффициент С зависит от конфигурации крыши и преобладающего направления ветра.

Таблица: поправочный коэффициент для расчёта ветровой нагрузки (учёт конфигурации крыши и направления ветра)

Отрицательное значение коэффициента C говорит о том, что на участок крыши со стороны ветра действует подъёмная сила. При её наличии давление воздушных масс на кровлю будет снижено, но нужно предусмотреть надёжное крепление для предотвращения отрыва.

Далее вычисляется сумма расчётных нагрузок от снега и ветра, после чего на её основании подбирается сечение стропил. В большинстве случаев для изготовления стропил применяется хвойная древесина 1-го и 2-го сорта, все расчёты для которой уже сделаны и сведены в специальные таблицы.

Таблица: зависимость длины стропильной ноги от её сечения и шага между стропильными фермами

Для прочих пород древесины и даже для других сортов хвойной древесины значения будут другими.

Шаг между стропилами можно варьировать в довольно широких пределах, но оптимальной всё же следует считать величину в 600 мм. При таком шаге стропильная система получается наиболее прочной, кроме того, в неё удобнее крепить утеплитель (такой шаг соответствует стандартной ширине плит).

Прочие элементы стропильной системы

Помимо стропил в состав каркаса крыши входят:

1. Балки перекрытия: при опирании только на наружные стены минимально допустимым является сечение 200х100 мм, при наличии внутренних несущих стен — 150х100 мм. В любом случае сечение нужно проверить расчётом.
2. Мауэрлат: в этом качестве используется брус 150х100 мм или 150х150 мм.
3. Стойки: в зависимости от нагрузки используют брус сечением от 100х100 мм до 150х150 мм.
4. Контробрешётка: доски шириной 100–150 мм и толщиной 50–70 мм.
5. Обрешётка: доски, рейки или водостойкая фанера в зависимости от того, что будет использоваться в качестве кровельного покрытия.
6. Черновой пол, крепления и деревянные накладки для некоторых узлов: необрезная доска различной толщины.

Видео: расчёт стропильной системы мансарды

Строительство ломаной крыши своими руками

Стропильные фермы можно собирать на земле. Но тогда для их доставки на крышу понадобится грузоподъёмная техника, которой индивидуальный застройщик располагает далеко не всегда. Поэтому в частном строительстве стропильная система преимущественно возводится прямо на месте:

1. Верхний обрез наружных стен застилается рубероидом, после чего на них укладывается мауэрлат. Если он состоит из нескольких коротких брусьев, они должны соединяться косым прирубом и скрепляться болтами. К стене мауэрлат можно крепить анкерными болтами диаметром 12 мм, но лучше заранее вмуровать в стену шпильки того же диаметра. В любом случае крепёж должен быть внедрён в кладку на 150–170 мм. Также иногда вмуровывают отожжённую проволоку диаметром 3–4 мм, при помощи которой брус обвязывают.
   

   Для крепления мауэрлата к стене из бетонных блоков используются шпильки, вмурованные в кладку на этапе заливки армопояса

2. Далее укладывают балки перекрытия. Их концы опираются на наружные стены и скрепляются с мауэрлатом скобами или уголками. Если балки опираются и на внутренние стены, те также должны быть застелены рубероидом.
3. Отступив влево и вправо от середины балки расстояние, равное половине ширины мансардного помещения, устанавливают стойки. Те должны располагаться строго вертикально, поэтому их сначала нужно «прихватить» гвоздями и только после выравнивания по отвесу или уровню закрепить окончательно. В качестве крепежа используются деревянные накладки и специальные уголки.
   

   Для надёжного крепления элементов кровельного каркаса применяются различные металлические пластины и уголки

4. Установив обе стойки, завершают создание П-образного элемента путём монтажа верхнего ригеля (он играет ту же роль, что в обычной стропильной системе затяжка). Ригель скрепляется со стойками при помощи фасонных уголков.
   

   Вертикальные стойки, скреплённые верхними горизонтальными ригелями, образуют каркас мансардного помещения

5. По обе стороны от П-образного элемента устанавливают боковые стропила. Для установки на мауэрлат в нижнем торце у них должен быть вырезан паз, который обеспечит надёжность соединения. Каждая стропильная лага крепится к мауэрлату скобами.
6. В том случае если длина боковых стропил превышает максимально допустимую для выбранного сочетания сечения бруса, нагрузки и межстропильного шага, под них следует установить подкосы. Кроме того, для усиления стропильной конструкции могут применяться схватки и дополнительные стойки.
   

   Для усиления стропильной системы устанавливают дополнительные стойки, прогоны и схватки

7. Закончив работы на нижнем ярусе, переходят к верхнему: на П-образный элемент устанавливают коньковые стропила. Место, где они упираются друг в друга, должно быть скреплено болтами (вместо шайб часто применяют стальные пластины) или стальными накладками.
8. Далее место стыка коньковых стропил (коньковый узел) и середина ригеля П-образного элемента связываются вертикальным брусом — бабкой.
9. Завершив строительство одной стропильной фермы, переходят к следующей. Фермы возводятся в таком порядке: сначала крайние, между которыми натягиваются нити, затем по этим нитям — промежуточные.
10. В завершение фермы связываются горизонтальными прогонами.
    

    После установки всех стропильных ферм их связывают горизонтальными прогонами

Последующие манипуляции с ломаной крышей — монтаж кровельного настила и утеплителя — ничем не отличаются от производимых на обычной крыше:

1. Стропила застилаются гидроизоляционной плёнкой, которая фиксируется контробрешёткой (доски, набиваемые сверху на стропила параллельно им).
2. На контробрешётку поперёк стропил набивается обрешётка.
   

   Контробрешётка набивается вдоль стропил для формирования вентиляционного зазора, а затем на неё укладывается обрешётка под кровельное покрытие

3. Монтируется кровельное покрытие.
4. В межстропильное пространство устанавливаются плиты утеплителя, после чего стойки обшиваются досками или гипсокартоном.

Контробрешётка обеспечивает наличие продуваемого зазора под кровельным материалом, благодаря которому исключается конденсация на нём пара (влага будет удаляться сквозняком). Если в качестве гидроизоляции применяется паронепроницаемая плёнка, то между ней и утеплителем тоже должен быть зазор.

Зазоры должны быть продуваемыми: в карнизе и под коньком необходимо оставить отверстия, которые обеспечат циркуляцию воздуха.

Если сечения отверстий не хватает (при проектировании выполняется отдельный расчёт для кровельной вентиляции), на крыше устанавливают устройства для улучшения циркуляции — аэраторы.

Видео: как сделать мансардную крышу

Способы увеличения размеров мансардного помещения

Описанная здесь конструкция стропильной системы ломаной крыши является, можно сказать, классической. Однако при желании её можно несколько видоизменить.

Установка балок перекрытия с выносом за стены

Суть решения: чердачное перекрытие набирается из балок, превосходящих по своей длине ширину строения. Балки укладываются на мауэрлат и крепятся к нему.

При таком исполнении боковые стропила устанавливаются уже не на мауэрлат, а на концы балок перекрытия. Соответственно, мансарда становится более просторной.

За счёт выноса балок перекрытия и стропил можно не только увеличить размеры мансардного помещения, но и сделать надёжный козырёк над входом

Отказ от стоек

В этом варианте устройства стропильной системы стойки остаются, но они смещаются ближе к наружным стенам, превращаясь в подпорки для боковых стропил. При этом стык бокового и конькового стропила, который теперь не имеет опоры, нужно скрепить настолько прочно, чтобы пара стропил превратилась в цельную балку ломаной формы.

Для этого применяют стальные накладки толщиной не менее 4 мм и несколько шпилек. Накладки нужно вырезать так, чтобы по своей форме они соответствовали узлу, в котором стропила стыкуются.

Если места стыка боковых и коньковых стропил скрепить мощными пластинами и резьбовыми шпильками, можно отказаться от стоек и значительно увеличить размер мансардного помещения

При такой конструкции стропил мансардное помещение также получает дополнительный объём.

Прозрачная крыша

Если мансарда не рассматривается в качестве места для постоянного проживания, её можно покрыть прозрачной кровлей и использовать как летнюю веранду. Кровельным материалом в этом случае выступает монолитный поликарбонат. В сравнении со стеклом он выигрывает по нескольким параметрам:

• стоит дешевле;
• является пластичным;
• имеет малый вес.

Для крепления поликарбоната монтируется простой каркас без утепления

Листы поликарбоната фиксируются в каркасе, который набирается из специальных профилей. При этом нужно учитывать, что пластик имеет высокий температурный коэффициент расширения, так что крепить его нужно с соблюдением следующих правил:

• зазор между саморезом и краями крепёжного отверстия должен составлять 1–1,5 мм (разность диаметров, соответственно, равна 2–3 мм);
• закручивать саморезы нужно без особых усилий, чтобы только прихватить лист, а не прижимать его намертво.

В этом случае мансардная крыша строится по правилам холодного чердака: утепляется не кровля, а чердачное перекрытие. Размеры мансарды в этом случае остаются прежними, но увеличиваются чисто визуально, за счёт большего количества света, проникающего в помещение.

Видео: интересный вариант мансарды

Особенности эксплуатации ломаной мансардной крыши

Ломаная крыша отличается от крыши нежилого чердака тем, что после утепления и устройства стен её стропильная система становится недоступной для осмотра. Таким образом, своевременное выявление подгнилостей в древесине, которые могут появиться в результате протечек, становится невозможным.

По этой причине крышу следует регулярно подвергать осмотру на предмет нарушения герметичности, особенно в местах прохода через кровлю дымовой трубы и вентиляционных выходов, примыканий основного кровельного покрытия к покрытию «кукушки» и т. д. При малейших сомнениях потенциально опасные места нужно заделывать герметиком для наружных работ. Кроме этого, следует выполнить некоторые профилактические мероприятия:

1. Оборудовать мансардную крышу системой антиобледенения. Она состоит из греющих кабелей, которые укладываются по скатам и в элементах водостока. Придётся выделить средства на эксплуатационные затраты — нужно будет платить за расходуемую системой электроэнергию, но зато крыша будет гарантированно защищена от повреждения сползающим льдом.
   

   Греющий кабель укладывается по скатам и водостокам и предохраняет кровлю от образования снежных сугробов и обледенения

2. В только что построенной крыше стропила и другие деревянные элементы, если они не были предварительно высушены, могут давать усадку. На этот случай не нужно торопиться с монтажом утеплителя и обшивки, чтобы иметь возможность подтягивать гайки на болтах и шпильках.
3. Следить за состоянием отверстий в карнизе, коньке и аэраторах, через которые в подкровельное пространство проникает воздух. В случае засорения их следует своевременно очищать: при отсутствии движения воздуха на деревянных элементах будет конденсироваться влага, что спровоцирует их быструю порчу. Столь же нежелательной является конденсация влаги на нижней поверхности кровельного покрытия.
4. Осматривать состояние защитных решёток, установленных в карнизных продухах (отверстиях для поступления воздуха). Их загрязнение значительно сокращает пропускную способность, в результате чего кровельная вентиляция не сможет работать с предусмотренной проектом эффективностью.
5. Если кровля является фальцевой, регулярно уплотнять фальцы. При отсутствии полимерного покрытия стальной кровельный материал следует каждые три года окрашивать масляной краской.
6. Очищать водосточные желоба от листьев и прочего мусора осенью.
   

   Осенью нужно периодически очищать водосточные желоба от листьев, веток и мусора

7. Удалять снег с крыши зимой. Во избежание повреждения кровельного покрытия снег убирают не полностью, а оставляют слой толщиной 5 см. Тонкий слой льда, если он есть, также не трогают, поскольку при его удалении с большой вероятностью можно повредить кровлю. Если крыша укрыта шифером, то с неё удаляют только рыхлый снег: шифер ввиду его хрупкости очень легко можно разрушить.

Ремонт ломаной крыши

Способ восстановления функциональности крыши зависит от характера повреждений. Рассмотрим наиболее распространённые:

1. Деформировались стропила. Если они были подобраны с ошибкой либо древесина оказалась меньшей сортности, может иметь место чрезмерный прогиб. В таком случае стропила нужно усилить путём установки под проблемные места подпорок.
2. Кровельное покрытие утратило герметичность. Методика восстановления влагонепроницаемости кровельного материала зависит от его вида.

Появляющиеся в фальцевой кровле свищи можно закрывать мешковиной или стеклотканью, а затем промазывать замазкой. Для её приготовления нужно взять следующие компоненты:

• олифа: 2 массовых части;
• тёртый сурик: 1 часть;
• тёртые белила: 2 части;
• мел: 4 части.

Также с большим успехом с целью ремонта применяют мастики на основе эпоксидной смолы.

При обширных повреждениях устанавливаются заплаты либо осуществляется замена кровельного листа.

Если металлическая кровля была окрашена, и краска кое-где облупилась, важно это место как можно быстрее подкрасить, не дожидаясь появление очагов коррозии и их распространения на всю кровлю. Окрашивание применяют и для оцинкованных деталей, например, водосточных желобов, если на тех в результате износа цинкового покрытия появилась ржавчина.

Для покраски металлических кровель применяются специальные краски, предназначенные для наружных работ

Сегодня для ремонта прорех в кровле часто применяют кровельные мастики, которые в обиходе называют жидкой резиной. Мастика представляет собой битумно-полимерный или полимерный состав и может выпускаться как в однокомпонентном, так и в двухкомпонентном исполнении. Через некоторое время после нанесения она твердеет и действительно становится похожей на резину.

Сроки службы различных мастик отличаются и зависят от состава:

• битумно-полимерные мастики «Эламаст», «Вента-У», «Гекоплен» служат 15 лет;
• битумно-латексная «БЛЭМ-20» — 20 лет;
• бутилкаучуковые и хлорсульфополиэтиленовые «Поликров М-120», «Поликров М-140» и «Поликров-Л» — 25 лет.

С определённой периодичностью, которая зависит от вида кровельного покрытия и сложности крыши, необходимо проводить её капитальный ремонт. Обычно он выполняется так:

1. Снимается кровельное покрытие, обрешётка, контробрешётка, гидроизоляционная плёнка, утеплитель и пароизоляционная плёнка.
2. Стропила осматриваются на предмет повреждений плесенью или грибком. Если такие места имеются, их зачищают и обрабатывают антисептическими составами.
3. При наличии в стропилах трещин или расслоений их заделывают клейкими лентами или герметиком, чтобы предотвратить поступление влаги.
4. Поверх стропил настилается новая гидроизоляционная плёнка. Она должна плотно прилегать к стропилам, для чего используют двусторонние клейкие ленты. Затем плёнка прижимается контробрешёткой.

Клейкая лента будет держаться только на строганой древесине. Если стропила имеют шероховатую поверхность, плёнку нужно приклеивать клеем на основе полиуретана или синтетического каучука.

По сложности ломаная крыша значительно превосходит обычную: в ней больше узлов, более сложным является и расчёт. Но овчинка стоит выделки: построив ломаную крышу, вместо низкого тесного чердака вы получите просторную, высокую мансарду, в которой можно жить с большим комфортом. Наши советы помогут не только правильно соорудить такую крышу, но и сделать срок её службы максимально долгим.

Похожие записи:

Крыша из СИП-панелей: конструктивные особенности и порядок выполнения монтажных работ

Фальцевая крыша: особенности и правила монтажа

Крыша с историей: мансардная конструкция — выбираем лучший вариант