Стропильная система мансардной крыши: чертежи, устройство, материалы

Монтирование обрешетки

Процесс обрешетки пятиугольной крыши, по сути, является созданием основы, на которую затем ложится кровельное покрытие. Обрешетка может стелиться «сплошняком» либо в виде решетки (разнится в зависимости от разновидности покрытия).

Основанием для сплошной обрешетки в основном служит листовая влагостойкая фанера, уложенная на стропилах. Такой способ применяется, когда крепится ондулин, шифер или шинглас.

Процесс создания ломаной крыши и обрешетки под монтаж металлочерепицыИсточник sense-life.com

Материалом для решетчатой обрешетки служит необрезная доска, уложенная между стропилами перпендикулярно. Ее удобно использовать, когда укладывается металлочерепица или профнастил.

Процесс создания обрешетки происходит удобнее при уже имеющихся строительных лесах вокруг дома, которые, как правило, все равно создаются для выполнения кровельных работ. Начать стоит с закрепления гидроизоляционной пленки на стропильных ногах, воспользовавшись строительным степлером. Рекомендуемый нахлест пленки составляет 10-15 см. После чего нужно укрепить рейки для контр-обрешетки и непосредственно ее саму. Чтобы сформировать качественный фронтонный свес и фронтонный отлив, используемые доски должны быть длиннее, чем крыша.

Достоинства мансардной крыши

Соорудить мансарду можно и под треугольной крышей – это намного проще, чем создавать ломаную конструкцию. Однако для сооружения потолка в таком случае необходимо будет сделать очень высокие и крутые скаты. Естественно, что такой подход не только неэффективен, но и весьма затратен. В тоже время ломаная мансардная крыша позволит грамотно организовать подкровельное пространство с меньшими затратами.

При наличии верхней части кровли с достаточно пологим уклоном, можно организовать более высокие потолки

Обратите внимание, что согласно строительным нормам, помещения, где расстояние от конька до пола составляет менее 2,5-2,7 м, не являются жилыми. То есть это не мансарда, а чердак.

В связи с этим, можно назвать следующие достоинства ломаной мансардной кровли:

• грамотное применение пространства под кровлей;
• способность сохранять тепло;
• возможность сделать максимально высокие потолки;
• свободное схождение снежных осадков с крыши;
• надежная защита от ветра и любых осадков.

Ломаная крыша: особенности устройства

Тенденцией современного строительства является стремление повысить функциональность дома без потери внешней привлекательности. Ломаная конструкция полностью отвечает этим потребностям: она не только преображает облик постройки, но и позволяет рационально использовать подкровельное пространство. По этой причине, несмотря на усложнение сооружения, ломаные кровли все чаще украшают загородные коттеджи.

Ломаная крыша является производной от привычной двухскатной крыши. В отличие от последней, каждый скат ломаной конструкции имеет линию изгиба, на которой происходит изменение угла наклона. Благодаря этой детали количество скатов удваивается, а фронтон (боковая вертикальная поверхность между скатами, обычно имеющая треугольную форму) становится пятиугольным. Такое изменение отражается на стропильной системе ломаной крыши. Она становиться более сложной, появляются нижние и верхние стропила, а кровля характеризуются следующими параметрами:

Нижние стропила. Задают более крутой угол, не меньше 60°.

Принципиальная схема ломаной крышиИсточник mirhat.ru

• Верхние стропила. Для них выбирается угол порядка 30°.

• Расположение скатов. Опорой скатов могут служить стены постройки или балки перекрытия, продолженные за стены. 

Все эти изменения нужны для того, чтобы сделать площадь чердака максимальной. Получившееся пространство используется обычно для оборудования мансарды, отчего такая конструкция получила название мансардной крыши. Распространенный в частном домостроении дом с ломаной крышей и верандой считается наиболее удобным для проживания; крыша в таких постройках снабжается следующими дополнительными элементами:

Окна. Актуальны энергосберегающие окна с безопасным стеклопакетом (с внутренним ламинированным стеклом триплекс).

Окна различного типа в ломаной кровлеИсточник pinterest.es

Балкон или терраса. Неплохой способ увеличить уровень комфорта и полезную площадь мансарды. Решение обзавестись этой эффектной деталью потребует усложнения конструкции и дополнительных расчетов на прочность.

Дом с террасой на мансардном этажеИсточник makika.ru

Эркер. Оригинальное архитектурное решение, которое украшает постройку и также расширяет жилую площадь. Обычно эркер стремятся остеклить по максимуму, чтобы увеличить естественное освещение мансарды.

Дом с эркеромИсточник klub-masterov.ru

Кукушка. Свое название эта деталь получила из-за сходства с известными настенными часами. Кукушка имеет сопряженную с главной, отдельную стропильную систему. По форме различают одно- и двускатную конструкцию, а также вальмовую и арочную; последнюю можно встретить на домах в стиле альпийского шале.

Двускатная кукушкаИсточник memphite.com

Укладка гидроизоляции и кровельного материала на кровлю

Последним этапом, который входит в процесс монтажа мансардной кровли, является укладка гидроизоляционного слоя и кровельного покрытия. В качестве гидроизоляции можно использовать рулонные мембраны или пленку. Они укладываются с нахлестом в 10-15 см с нижней стороны стропил и фиксируются контробрешетка.

После этого из необрезной доски набивают обрешетку с шагом, рассчитанным, исходя из типа кровельного покрытия. Под различные типы мягкой кровли потребуется сплошная обрешетка из листов влагостойкой фанеры.

Настил кровельного покрытия производят снизу вверх, начиная от карнизной доски по направлению к коньку, с нахлестом в 10-15 см. В верхней части крыши листы кровельного материала перекрывают коньковой доской.

Крепежные элементы используют исходя из типа кровельного покрытия. В частности, крепятся саморезами с цинковым покрытием и каучуковыми головками, которые при монтаже деформируются и герметизируют отверстие.

Для ондулина или шингласа применяются гвозди длиной 10 см. Когда кровельное покрытие будет окончательно уложено, нужно оформить фронтоны и свесы мансардной ломаной крыши.

Таким образом, если вы хотите самостоятельно соорудить в своем доме мансарду, потребуются лишь некоторые строительные навыки и определенные расходы на закупку материалов. 

Особенности устройства

Некоторые считают, что мансарда пригодна только для проживания в ней в тёплое время года. Но это не так. Если правильно утеплить конструкцию, то она будет хорошо сохранять тепло в зимний период. К тому же, мансарда даже без дополнительного утепления является воздушной «подушкой» для помещений, находящихся ниже крыши.

Благодаря наличию мансарды в них будет сохраняться оптимальная температура воздуха. Устройство мансардной крыши ломаного типа выглядит так:

• кровельное покрытие;
• обрешётка и контробрешётка;
• коньковый прогон (один или несколько, если у кровли будет много верхушек);
• стропильная система (ноги, распорки, брусья, диагональные сваи, внутренние опоры);
• мауэрлат;
• слои кровельного пирога.

Ломаная крыша является подвидом двускатной кровли, но она имеет более сложную конфигурацию. Поэтому возводить её тоже непросто.

Особенностями устройства считаются такие критерии:

Нижние стропила должны быть под углом от 20° до 30°, а верхние – от 50°.
Ширина кровли – оптимальное значение около 5-6 м.
Высота не должна быть меньше 2,2-2,5 м, иначе в таком помещении будет некомфортно находиться.
Стены мансарды по сути являются крышей, а кровля всегда уступает по своим теплоизоляционным показателям несущим стенам, поэтому важно уложить утеплитель в несколько слоёв и выбирать тот материал, который обладает максимальной защитой от теплопотерь зимой и нагревания солнцем летом.
Мансарду нужно оборудовать качественной вентиляцией, оставив достаточные зазоры и отверстия под вентиляционные каналы. Хороший вентиляционный воздухообмен напрямую связан с гидроизоляцией и пароизоляцией.
Эти материалы нужно выбирать с особой тщательностью, ведь тогда будет предотвращено попадание испарений с нижних этажей на мансарду и влаги с улицы внутрь крыши.

Финишное кровельное покрытие не должно оказывать слишком большое давление на капитальные стены и балки перекрытий

Лёгким и крепким покрытием являются профлисты, битумная черепица или металлочерепица.

Создание стропильной системы

Этап первый. Весь каркас мансарды располагают на деревянных балках, имеющих сечение 10 на 10 сантиметров, которые укладывают на слой гидроизоляции (например, рубероид). Укладка балок производится, если будет создаваться перекрытие из железобетонных изделий

Важное замечание: при использовании деревянных стройматериалов для стропильной системы они должны иметь определенную влажность. Если материалы не высушены должным образом, со временем, когда они подсохнут, начнут деформироваться, что может в конечном итоге привести к разрушению конструкции кровли. 

Этап третий. Далее выполняется укладка верхнего бруса, имеющего сечение 10х10 сантиметров. Его монтируют к стойкам при помощи металлических скоб или гвоздей. После закрепления верхнего бруса установка подстропильной рамы считается завершенной. 

Этап четвертый. Теперь требуется установить мауэрлат, на который возложена важнейшая функция, когда выполняется каркасная мансарда своими руками: к нему крепится вся крыша. Этот элемент не позволяет опрокинуться конструкции крыши в случае мощных порывов ветра. Он требуется для надежного крепления стропил к стенам строения и передает вертикальную нагрузку крыши на них (см. статью: «Мансарда своими руками, необходимые материалы и инструменты»). 

Для монтажа мауэрлата нужны доски (толщиной не менее 40 миллиметров) или деревянные брусья (размером 150х100 миллиметров). Их укладывают на стены строго горизонтально согласно уровню. Под доску или брус подлаживают гидроизоляцию – это необходимо для предотвращения попадания влаги от стен на мауэрлат. Для крепления доски к стене нужны скобы или болты. Иногда мауэрлат привязывают отожженной проволокой, вмонтированной в стены на этапе их кладки. Доску мауэрлата обязательно следует обработать противогрибковым средством. 

Этап пятый. Теперь все подготовлено для монтажа стропильных ног, изготовление которых можно заказать и уже готовые элементы собрать подобно конструктору. Также их можно сделать самостоятельно. До того, как приступить к установке стропил, надо разметить шаг, с которым они будут крепиться, обычно это 100-120 сантиметров. На стропильную раму и мауэрлат карандашом наносят соответствующие пометки. Сначала укладывают стропила крайние к фронтону

При этом важно, чтобы линия края фронтона и верхняя часть стропил были на одном уровне (см. также статью: «Переделка крыши дома под мансарду: методы и способы»). 

Монтаж стропильной системы своими руками, подробно на видео:

Для изготовления стропил, когда возводится не только дом, но и каркасный гараж с мансардой используют 40-50 миллиметровые доски шириной 150 миллиметров – они должны быть прямыми, желательно без сучков, допускается не более 3 штук на один погонный метр

Между крайними стропилами натягивают шпагат, который и будет ориентиром при монтаже остальных элементов стропильной конструкции (прочтите: «Гараж с мансардой своими руками и его преимущества»). 

Этап шестой. На завершающей стадии создания стропильной системы производится соединение стропил попарно друг с другом в верхней их части и установка коньковой балки – данный элемент необходим, когда длина крыши составляет более 7 метров, (например, строится каркасный дом 6х9 с мансардой), а стропильная система мансардной крыши имеет большой вес. Если размер крыши меньше, тогда можно использовать метод связки верха стропил при помощи растяжек, которые в дальнейшем используют вместо потолочных балок помещения. Когда зимой снег будет лежать на крыше, растяжки частично примут на себя нагрузку. 

Этап седьмой. Теперь приступают к установке обрешетки, укладке гидробарьера, выполнению теплоизоляции кровли, отделке потолка и стен мансарды. Проект мансардной крыши с окнами на потолке реализуется по той же схеме, только на этапе монтажа стропил необходимо выполнить закладку проемов, куда потом установят оконную раму (смотрите статью: «Возможные проекты мансардных домов»). 

Технология строительства мансардной крыши своими руками

Если у нас есть планы построить мансарду, то возможны, в принципе, два основных пути:

• Сделать самому.
• Обратиться к специалистам.

Каждый из упомянутых вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Если выполнить все необходимые работы своими руками, то это будет стоить намного дешевле. Но для этого придётся хорошо потрудиться и нужно будет сделать работу на качественном, достаточно профессиональном уровне.

Если же обратиться к специалистам, то работа, хотя и будет выполнена качественно, но и стоить будет намного дороже.

Если всё же решили взяться за это дело самостоятельно, то сначала нужно подготовить необходимые материалы и инструменты.

Создание будет проходить в два основных этапа:

• создание каркаса,
• обустройство кровли.

Для проведения работ потребуются различные материалы:

• Деревянный брус различного сечения.
• Доски толщиной 3-4 см и шириной 15 см.
• Кровельный материал (шифер).
• Утеплитель.
• Пароизоляция.
• Гидроизоляция.
• Гвозди на 80 мм.

Потребуются также инструменты для работы:

• Острый нож.
• Молоток.
• Топор.
• Строительный степлер со скобами.
• Отвес.
• Рулетка.
• Ножовка.

Поскольку мансардная крыша является достаточно сложной конструкцией, то нужно сначала составить её схему и произвести расчёт частей.

Рассмотрим ситуацию для двухскатной ломаной мансардной крыши. Расскажем о том, какие расчёты и как нужно будет сделать.

Прежде всего важно определиться с кровельным материалом. Его надо выбирать исходя из конкретных особенностей ситуации

В частности, обратим внимание на две разных стороны вопроса. Уровень теплоизоляции и гидрозащиты в мансарде существенно ниже, чем в доме. Это обуславливает необходимость очень внимательного отношения при подборе материалов для строительства крыши

Это обуславливает необходимость очень внимательного отношения при подборе материалов для строительства крыши

Другая особенность состоит в том, что важно пользоваться более лёгкими материалами как для крыши, так и для внутренней отделки создаваемой мансарды.. Поскольку каждый скат разбит на два участка, то важно определиться с углом наклона более крутого участка. При этом нужно помнить, что если он меньше 15 градусов, то это предъявляет особые требования к кровельному материалу

Если же речь идёт об уклоне большем, чем 45 градусов, то для кровли может быть использован практически любой материал

При этом нужно помнить, что если он меньше 15 градусов, то это предъявляет особые требования к кровельному материалу. Если же речь идёт об уклоне большем, чем 45 градусов, то для кровли может быть использован практически любой материал

Поскольку каждый скат разбит на два участка, то важно определиться с углом наклона более крутого участка. При этом нужно помнить, что если он меньше 15 градусов, то это предъявляет особые требования к кровельному материалу. Если же речь идёт об уклоне большем, чем 45 градусов, то для кровли может быть использован практически любой материал

Если же речь идёт об уклоне большем, чем 45 градусов, то для кровли может быть использован практически любой материал.

Для того, чтобы определить вес, нужно определить прежде всего её площадь. Для этого её поверхность разделяется на более простые геометрические фигуры и их площадь складывается.

При определении веса учитываются:

• вес стропил и балок,
• вес утеплителя,
• вес гидроизоляции,
• вес кровли.

Сначала определяется вес на единицу площади, и затем умножается на её величину.

При расчёте веса не забываем о возможном весе нанесённого снега и учитываем его величину. Также нужно учитывать дополнительное воздействие ветра.

Суммарная нагрузка находится путём деления всей нагрузки на площадь крыши. На основе полученного числа и довольно сложных вычислений по специальным таблицам определяются необходимые параметры стропильной системе и, в частности, величина стропильного шага и рекомендуемый уклон крыши.

Правильное обустройство кровли частного дома

Данные крыши представляют собой привлекательную, герметичную, вентилируемую и зачастую утепленную конструкцию, опирающуюся на стенки фронтонов, перекрытия или несущие стены верхнего этажа дома.

Тип их каркаса бывает разным, к общим признакам относят формирование помещений наклонными или ломанными скатами кровли.

Элементы

Условно все системы кровли с мансардой разделяются на:

• Ограждающую, включающую все слои кровельного пирога (обрешетку, паробарьер, утеплитель, гидрозащиту, покрытие) и вспомогательные элементы (система вентилирования, водосточные желоба, снегоудержатели, люки и окна).
• Силовую или конструктивную, включающую мауэрлат и стропильный каркас кровли.

Расчету силовой части уделяется особое внимание, ошибки при выборе материалов, сечения, шага и способа крепления элементов приводят к лишним тратам или перекосам скатов мансарды. Стандартный каркас включает:

• Опорный брус мауэрлата, закрепляемый по периметру несущих стен и выполняющий функции обвязки и основы стропильной системы.

  При выносе стропильных ног за пределы стен мауэрлат замещается балками перекрытия или аналогичными элементами.

• Вертикальные опорные стойки и лежень в наслонных системах или горизонтальные затяжки в висячих, удерживающие коньковый прогон или другие несущие элементы каркаса.
• Систему стропильных ног – диагональных, формирующих плоскости скатов и воспринимающих основные весовые нагрузки, рядовых и укороченных, перераспределяющих нагрузки по всей площади крыши. В ломаных конструкциях стропила бывают верхними и нижними.
• Усилительные и дополнительные элементы: подкосы, ригели, фермы, распорки. При проектировании каркаса мансардной крыши решается важная задача – данные элементы должны выполнять свои функции при минимуме занимаемого пространства.

Узлы

Перечисленные элементы соединяются с помощью металлических пластин, анкеров с болтами, длинных гвоздей или других надежных крепежей. Чисто точек соединения зависит от сложности каркаса и количества скатов, но практически каждая мансардная крыша имеет:

• Коньковый прогон, размещаемый по центру постройки и удерживающий диагональные и рядовые стропила в верхней зоне мансарды.
• Узлы крепления стропил к мауэрлату. В данном случае к ним выдвигаются особые требования – закладываемые под большим уклоном скаты мансарды могут сорваться ветром при слабой фиксации.

  По этой причине к мауэрлату привязывается проволокой, уголками или анкерами каждая стропильная нога даже при наличии на них специальных пазов для посадки.

• Узлы соединения несущих частей каркаса с лежнем, опорными стойками, затяжками и усилительными элементами, фиксирующимися с помощью перфорированных пластин, уголков или резьбовых шпилек.

Ломаная крыша: достоинства и недостатки

Прежде, чем сделать выбор в пользу данной кровли, стоит познакомиться с ее плюсами и минусами. К достоинствам относятся следующие качества:

• Вы получаете дополнительное жилое помещение, что особенно ценно для небольших участков, где приходится экономить каждый метр территории. 
• Вы получаете помещение удобной формы, в котором (в отличие от двускатной кровли) легко размещается габаритная мебель. При желании дополнительные скрытые шкафы можно разместить в мертвых зонах (между скатами и стенами).
• Мансарда обходится дешевле, чем возведение полноценного второго этажа или расширение периметра жилья.
• Грамотно сконструированная мансарда сокращает теплопотери, что означает экономию энергоресурсов.
• Облик частного дома с ломаной крышей выигрывает по сравнению с классической двускатной кровлей.

Ломаная крыша в классическом стилеИсточник 123rf.com

К негативным сторонам ломаной кровли относятся следующие факты:

Финансы. Ломаная кровля обойдется в большую сумму, чем двускатная, так как потребуется больше древесины и материалов для кровельного пирога. 

Ограничения использования. Подобная кровля — не лучшее решение для регионов со снежными зимами. Снег на окнах, расположенных под наклоном, не дает солнечному свету проникать в мансарду

Если крыша сконструирована с ошибками, снег забивается под конек или на линии излома скатов, и накапливается внутри.

Важность вентиляции. Недостаток вентилирования ведет к скоплению конденсата в слое теплоизоляции и ускоренной изнашиваемости стропильной системы.

Разновидности утеплителя для мансардной крыши. Какой утеплитель лучше?

Сегодня существует несколько вариантов утеплителя для мансардной крыши:

• минеральная вата;
• пенополистирол;
• пенополиуретан;
• пенопласт;
• стекловата;
• изоверт;
• эковата.

Самым популярным материалом является минеральная вата, а именно базальтовая. Этот относительно недорогой материал выпускается удобной толщины и достаточной жесткости. Она хорошо удерживает тепло, не горюча и не поддается гниению. Однако она боится влаги. Поэтому, чтобы обеспечить сохранение всех технических и эксплуатационных свойств, ее необходимо тщательно защитить со всех сторон.

Минеральная вата является одним из самых популярных материалов для утепления крыш и стен здания

Пенопласт имеет хорошие эксплуатационные характеристики, которые дают ему возможность создавать хорошую теплоизоляцию. Цена материала относительно невысокая. Он легко монтируется между стропилами враспор за счет своей эластичности и благодаря тому, что можно приобрести плиты необходимого размера. Все стыки следует заделать монтажной пеной.

Полезный совет! Во время горения он способен выделять вредные вещества, поэтому лучше отдавать предпочтение самозатухающим маркам, где используются специальные добавки.

Материал не боится влаги. Он не проводит пар, что является главным недостатком пенопласта. В связи с этим необходимо создание хорошей системы вентиляции в мансарде, что приведет к дополнительным финансовым затратам.

Лучшими характеристиками обладает экструдированный пенополистирол, толщина которого в два раза меньше, чем у минеральной ваты, и в полтора, чем у пенопласта. Материал оснащен системой замков, что исключает образование щелей. На ЭППС не образуется грибок и плесень, его не любят грызуны и насекомые. Однако он не пропускает пар, что требует создания хорошей системы вентиляции. Еще одним недостатком является высокая стоимость материала.

Особое внимание необходимо уделить изоляции и утеплению оконных проемов во избежание появления плесени и грибков внутри здания

Недавно появился новый вид утеплителя – вспененный пенополистирол. Он наносится на поверхность в жидком виде, заполняя все щели. При этом, вступив в реакцию с кислородом, увеличивается в несколько раз в размерах, образуя монолитное покрытие.

Полезный совет! Применение вспененного пенополистирола позволит исправить положение в случае отсутствия слоя гидроизоляции при монтаже кровельного покрытия.

Еще одним утеплительным материалом нового поколения является эковата, которая имеет хорошие характеристики. Однако ее применение требует соблюдения особой технологии. Разрыхленная вата подается под давлением в закрытую полость, заполняя все пустоты и образуя прочный целостный слой утеплителя. Для организации закрытой полости к стропилам снизу и сверху прибивается листовой материал в виде фанеры, ГВЛ или ДВП.

Одними из критериев выбора утеплителя являются территориальные особенности климата, а также тип отопления в доме

Отличительным преимуществом данного материала является его возможность проводить пар. Здесь влажность регулируется естественным способом, что не требует организации паробарьера. Однако между утеплителем и кровлей обязательно должен быть создан вентиляционный зазор, где происходит движение воздушных масс.

Сегодня среди возможных проектов домов с мансардной крышей можно подобрать наиболее приемлемый и привлекательный вариант, и воплотить его в жизнь для собственного частного жилища. Чтобы сделать дом визуально красивым и эстетичным, необходимо серьезно подойти к вопросу выбора вида мансардной крыши, которая должна гармонировать с конструкцией здания. Грамотно устроенная стропильная система крыши способна безукоризненно выполнять все свои эксплуатационные и защитные функции, что позволит создать теплое, уютное и комфортное помещение.

Утепление мансардного этажа с помощью эковаты

Читайте на Дача своими руками: Дизайн мансардного этажа: фото, видео, интерьер мансарды