Конструкция скатной кровли: разновидности и внутреннее устройство

Конструкция двухскатной крыши и ее элементы

Сегодня большой популярностью пользуются двухскатные крыши с жилым чердачным помещением (мансарда). Зачастую эти помещения обустраиваются как летние комнаты. Но также можно встретить и надежно утепленные крыши.

Элементы теплой двухскатной крыши:

  • стропильная система – включает в себя опирающиеся друг на друга стропильные ноги (по парам). Расположение – на стенах; один уровень;
  • два фронтона или зашитые стены – образуются они при пересечении стропильных ног (прочитайте: «Как сделать фронтон своими руками»);
  • кровельный пирог – состоит из обрешетки, гидроизоляционного слоя, кровельного материала, пароизоляционной мембраны, утеплителя и элементов внутренней отделки;
  • водосточная система;
  • иные элементы, к примеру, смотровое окно в крыше. Прочитайте подробнее: «Устройство двухскатной крыши: элементы конструкции».

Определения элементов крыши

Для начала необходимо ознакомиться с некоторыми терминами и определениями:

  • Крыша – конструкция здания, закрывающая верхний этаж. Она обеспечивает теплоизоляцию и выполняет гидроизоляционные функции.
  • Кровля – покрытие крыши, обеспечивающее защиту от атмосферных осадков.
  • Мауэрлат – элемент кровельной системы, передающий нагрузку от конструкций крыши на несущие стены. Обычно представляет из себя брус или бревно, укладываемое на стены по периметру здания, но в случае монтажа металлического каркаса может быть выполнен из металлопроката — швеллера или двутавра.
  • Стропило – наклонный несущий элемент крыши, чаще всего в виде бруса. Совокупность стропил образует стропильную систему, несущую настил кровли и передающую нагрузку на мауэрлат.

Особенности строительства

Помимо особенностей касательно типа эксплуатации, плоские кровли имеют свои нюансы монтажа для неотапливаемых и отапливаемых строений, а также для крыш из монолитного бетона.

Неотапливаемые строения

Отличием устройства кровли неотапливаемых строений является отсутствие утепленного пирога. Пошагово строительство выглядит следующим образом:

  1. Монтируют деревянные балки перекрытия с созданием наклона — на противоположные стены укладывают деревянный брус под уклоном 2 — 3 градуса. Каждый погонный метр балки будет подниматься на 20 — 30 мм.
  2. На балки набивают гвоздями настил из досок — устраивают обрешётку.
  3. Раскатывают рулоны гидроизоляции — поперечными полосами внахлёст (10 – 15 см) настилают рубероид снизу вверх по уклону. Дополнительно рубероид крепят к настилу деревянными рейками или стальными планками с соответствующими метизами (гвоздями, шурупами или саморезами).

Отапливаемые здания

Для отапливаемых построек в плоскую кровлю обязательно закладывается утеплитель. Для возведения своими руками можно применять самый простой вариант с заложением сыпучих утеплителей:

  • Укладывают на противоположные стены дома деревянные балки перекрытий с шагом около 1 м.
  • Сверху устраивают настил из досок или фанеры толщиной 40-50 мм. Чем больше шаг между стропилами, тем большего сечения нужен пиломатериал.
  • Далее на основание укладывают полосы гидроизоляции (например, рубероида), с нахлестом полос 10-15 см.
  • Сверху на гидроизоляцию засыпают керамзит или шлак, при этом необходимо учитывать направление расположения наклона. Затем его выравнивают.
  • Над утеплителем делают стяжку из портландцемента 2-3 см. После высыхания ее покрывают битумной грунтовкой и укладывают рулонный кровельный материал.

Из монолитного бетона

У таких крыш деревянный каркас не возводится. Ж/б плита должна быть армирована продольно и поперечно. Крыши жилых построек должны утепляться. Плоские кровли могут утепляться как изнутри, так и снаружи. Во время постройки утепление монтируют снаружи, а внутри можно утеплить после начала эксплуатации.

Этапы возведения:

  1. В качестве балок перекрытия используют двутавровые стальные балки толщиной 12-15 см. Их укладывают горизонтально без наклона.
  2. Дощатое основание крепят на нижнюю полку двутавровой стальной балки и закрывают рубероидом и армированной сеткой.
  3. Засыпают сетку мелким щебнем, заливают его жидким бетонным раствором и уплотняют вибратором. Перерывы в заливке стараются не делать, чтобы бетон схватывался единым монолитом.
  4. На 1-3 дня (в зависимости от погоды) лучше укрыть бетон полиэтиленовой пленкой для предотвращения преждевременного высыхания.
  5. После полной просушки засыпают утеплитель с созданием разуклонки, а по периметру укладывают рукав из плитки.
  6. Следующее действие – создание стяжки для закрепления утеплителя.
  7. По готовой сухой поверхности плиты расстилают полосы финишного покрытия.

Кровля, у которой стропила свисают

Такие стропила называют висячими. Стропильная часть ноги снизу иногда вылезает за контур стены. Она как будто зависает в воздушном пространстве. Стропу, чтобы не упала, нужно упереть в деревянную балку, которая тянется по периметру через весь дом.

В такой конструкции все элементы покрытия уравновешены. Ведь зимой снег создаёт значительную нагрузку. Ноги стропил сжимаются, но упираются в мауэрлат и брус гасит такое напряжение. При сильном ветре сбоку стропила максимально растянутся, а мауэрлат или балка снизу, сожмётся. Напряжение распределится по всей поверхности и конструкция не пострадает.

Если вы возведёте большой сруб, то для крыши потребуются подпорки, иначе, она может местами прогнуться. Упор должен быть не взатяжку. Строители давно придумали «бабку». В этой системе из стропил существует подвеска и она способна растягиваться. «Бабку» можно считать родоначальницей простых ферм.

Фермы сейчас — это любые конструкции. Их делают как для перекрытия больших зданий, так и мостов. Узлы здесь то сжимаются, то растягиваются. Это придумали не учёные, а практики — плотники.

Что нужно учесть?

При обустройстве такой конструкции особых ограничений в выборе кровельного, теплоизоляционного материалов нет. Отлично подойдет для гаража, пристроенной к дому веранды, летней кухни, беседки, навеса. Есть вариант жилых домов с односкатной крышей.

При проведении расчетов показателей кровли следует учесть ряд факторов, которые оказывают значение на окончательный результат. Среди них:

  • климатические условия региона;
  • рельеф местности;
  • размеры постройки;
  • количество этажей;
  • вид утеплителя, кровельного материала;
  • угол наклона ската;
  • постоянные и временные нагрузки на крышу.

Перед началом выполнения расчетов необходимо ознакомиться с действующими законодательными нормами СНиП II-26-76 (с Изменением N 1), составленными опытными инженерами-архитекторами. Это сократит время на поиск недостающей информации, поможет избежать ошибок.

Разберем подробнее значимость и особенности расчетов ключевых параметров односкатной крыши.

Длина ската

Первым катетом будет дистанция по вертикали от верха конька до низа свеса карниза, вторым – горизонталь от края свеса карниза до перпендикулярной линии к коньку. Гипотенузой будет длина ската. Для окончательного результата остается извлечь из полученного числа квадратный корень.

Ширина

Ширина кровли напрямую зависит от расстояния между стенами, размеров постройки:

  • При показателе в 4,5 м хватит 2 брусков мауэрлата, зафиксированных на стенах. Плюс стропильные ноги, что опираются на мауэрлат.
  • При ширине 4,5-6 м потребуется усиление лежнем, подстропильной ногой.
  • Ширина крыши свыше 6 м подразумевает обустройство сложной стропильной системы, желательно еще с дополнительной несущей стеной, куда будут опираться стойки.
  • Если задействованы балки свыше 8 м, то рекомендуется выполнить их сращивание. На стыках потребуется усиление монтажными пластинами либо кусками досок.

Высота

Вычислить длину кровли можно 3 способами:

  1. Геометрический. В основе теорема Пифагора. Односкатная крыша по форме – прямоугольный треугольник. Гипотенузой считается длина стропильной ноги.
  2. Тригонометрический. Здесь понадобится поставить готовые значения в формулы:
    • Б=А*tgY, где Б – длина стропил от стены до конька, А – длина балок стропил, Y – угол наклона ската;
    • X=A/sinY, где Х – длина стропильных балок, начиная от конька до края стены, что напротив.
  3. Строительные калькуляторы. Работают в онлайн режиме. Разработаны в соответствии с действующими стандартами. Рекомендуется применять как дополнение как одному из вышеперечисленных способов.

При расчетах не нужно забывать про свес. Минимальный размер – 20 см. Но чтобы крыша смотрелась аккуратно и гармонично оптимальный вариант – 60 см.

Угол наклона

Для большинства регионов России оптимальным считается показатель 20-30 градусов. В регионах с большим постоянным снежным покровом рекомендуется делать наклон ската под углом от 45 градусов.

Чем выше будет угол наклона ската, тем больше выйдет расход кровельного материала. Предел наклона крыши (минимальный, максимальный) из разных материалов существенно отличается:

  • металлочерепица – 20-30 градусов;
  • профнастил – 8-20 градусов;
  • шифер – 20-50 градусов;
  • фальцевая кровля – 18-30 градусов;
  • рубероид – 5-10 градусов;
  • мягкая кровля – 5-20 градусов.

Кровельные покрытия

Древесина при высокой прочности является достаточно легким строительным материалом, поэтому фундамент для сооружений из бревна и бруса, а тем более каркасных делают неглубокий, ленточный, столбчатый или свайный. Чтобы не утяжелять конструкцию, кровельное покрытие для деревянного дома нужно использовать легкое, малошумное и негорючее. Чаще всего применяют:

  1. Металлические кровли. Кровельные покрытия на основе оцинкованной стали с разными полимерными и лакокрасочными покрытиями (металлочерепица, профнастил, фальцевая кровля) обладают малым весом, составляющим не более 10 кг/м2, высокой прочность и несущей способностью. Недостатками этих материалов считают высокую шумность и большую теплопроводность.

Схема кровли крыши: рассматриваем варианты

Одним из последних этапов частного домостроения является устройство крыши частного дома правильная схема которой имеет особую важность. Кровля выполняет множество разнообразных функций, но одно из основных ее предназначений – это защита внутренних помещений здания от природных явлений: ветра, солнца, атмосферных осадков

Не одна постройка, в особенности жилые дома, не обходятся без кровельных конструкций, при возведении которых важно не допускать даже самые элементарные ошибки, присущие неопытным строителям. Иначе уже через несколько лет эксплуатации дома уже придется ремонтировать крышу.

А ремонт кровельной конструкции – это достаточно трудоемкая работа, сопровождающаяся с рядом трудностей, ущемлением комфорта проживания на данный период, ну и, конечно же, дополнительные финансовые затраты. Поэтому прежде чем выполнять устройство крыши частного дома, нужна схема с подробным отражением на ней всех конструктивных элементов кровли, используемого стройматериала, прочих деталей.

Устройство кровли

Кровля для частного дома является важным элементом, монтаж которого завершает всю конструкцию строения. Крыша дома может иметь разный уклон, именно от этого и зависит выбор кровельного материала. Конструкция кровли может быть:

  • однослойная — сделать ее можно из асбестоцементных, полимерных и металлических листов или черепичной плитки;
  • многослойная — на крышу стелят рулонный материал или деревянные изделия (гонта, драни, теса).

При использовании многослойных материалов количество слоев может быть от 2 до 5, все зависит от типа кровельного материала. На практике кровля представляет сложную конструкцию, по внешнему виду это многослойный сендвич, состоящий из нескольких слоев. Сендвич состоит из: гидроизоляции, пароизоляции, ветрозащиты, утеплителя и других важных составляющих элементов. На фото представлена схема кровли

Правильно спроектированная крыша дома и качественно устроенная кровля обеспечивают надежную защиту строения от образования конденсата, теплоизолирует и позволяет выполнять вентиляцию подкровельного пространства.

Кровельные покрытия

Древесина при высокой прочности является достаточно легким строительным материалом, поэтому фундамент для сооружений из бревна и бруса, а тем более каркасных делают неглубокий, ленточный, столбчатый или свайный. Чтобы не утяжелять конструкцию, кровельное покрытие для деревянного дома нужно использовать легкое, малошумное и негорючее. Чаще всего применяют:

Металлические кровли. Кровельные покрытия на основе оцинкованной стали с разными полимерными и лакокрасочными покрытиями (металлочерепица, профнастил, фальцевая кровля) обладают малым весом, составляющим не более 10 кг/м2, высокой прочность и несущей способностью. Недостатками этих материалов считают высокую шумность и большую теплопроводность.

Ондулин. Это современное кровельное покрытие из целлюлозных волокон, пропитанных модифицированным битумом, с волнистым профилем. Вес одного листа материала, площадь которого составляет около 2 м2, составляет всего 6 кг. Ондулин обладает низкой теплопроводностью и резонирующей способностью. Недостаток этого материала – низкой устойчивость к ультрафиолету, в результате которой ондулин со временем выгорает, и легкая воспламеняемость.

Мягкая кровля. Также для перекрытия домов из дерева применяют рулонные или штучные гибкие кровельные материалы. Рулонная мягкая кровля (рубероид, кровельные мембраны) славятся высокой гидроизоляционной способностью, но низким декоративным потенциалом. А вот битумная черепица лишена этого недостатка

Однако, все виды мягкой кровли относятся к легко воспламеняющимся, потому в деревянном строительстве используются с осторожностью.

Устройство кровли дома из дерева

Пошаговая инструкция по возведению

Алгоритм действий зависит от сложности стропильной системы и вида покрытия, но ряд этапов являются общими. Пошагово:

  1. К несущим стенам дома крепится заранее обработанный и просушенный брус мауэрлата – с привязкой на обожженную проволоку к кирпичу, креплением арматурой – к пеноблоку (длина штыря – не менее 2/3 от высоты блока), анкерными болтами – на деревянный брус. Стены дома при этом предварительно закрываются 2 слоями рубероида или промазываются битумной мастикой.
  2. К мауэрлату крепятся балки перекрытия (при наличии) и стропильные ноги. Для упрощения работ элементы и их пазы стоит вырезать внизу, по тщательно проверенному образцу. При выполнении этого этапа правильно детали практически вплотную прилегают друг к другу.
  3. С внутренней стороны стропил крепится паробарьер – настилаемые с большим нахлестом дышащие мембраны, закрепляемые скобами.
  4. В межстропильном пространстве укладывается утеплитель – без щелей, чрезмерного приминания волокон, со смещением стыков матов или плит. При недостаточной высоте стропил на ноги набиваются дополнительные бруски.
  5. Поверх стропил настилается и крепится слой гидроизоляции, набивается обрешетка и контробрешетка. Основание под кровельные материалы должно не мешать продуванию пирога, выступать за пределы стен от 10 см.
  6. Кровельные покрытия монтируются на обрешетку с учетом требований своей технологии, как правило – снизу-вверх.
  7. Бока кровли обшиваются доской или перфорированными свесами, выполняется монтаж дополнительных элементов и системы водостока.

Как возвести односкатную крышу для частного дома, подскажет видео:

Нужно ли обеспечивать вентилирование подкровельного пространства?

Вентиляция кровельного пирога утепленной односкатной крыши обеспечивается путем закладки зазоров между слоями тепло- и гидроизоляции и самими кровельными материалами.

Воздух по ним движется снизу-вверх, через отверстия или решетки по краям ската. Классический конек в таких случаях отсутствует, через верхний край ската, выступающего за несущие стены не выводится внутренняя влага.

В жилых мансардах для этих целей предварительно закладываются вентиляционные окна в аттиковых стенах или монтируются аэраторы с выводом выше кровли с учетом их возможной засыпки снегом. В домах с нежилыми чердаками проветривание подкровельного пространства обеспечивают 2 слуховых окна, расположенные на противоположных стенах.

Мнение, что данные работы можно пропустить (например, как при возведении односкатных кровель беседок, террас или гаражей), ошибочно, в жилых домах подкровельная зона делается проветриваемой вне зависимости от ее назначения и наличия или отсутствия чердачного перекрытия. Но в ее принудительном вентилировании нет необходимости, зоны скопления спертого воздуха как в вальмовых или сложных кровлях отсутствуют.

Правильная теплоизоляция и гидрозащита

При изоляции односкатных кровель следует:

  • закладывать в жилых домах толщину утепляющей и шумопоглощающей прослойки не менее 15 см;
  • полностью заполнять утеплителем все пространство между стропилами за исключением верхнего вентзазора 1-2 см;
  • закладывать непроницаемый, но дышащий паробарьер изнутри с обязательными нахлестками полотнищ от 15 см и проклейкой стыков;
  • закрывать утеплитель сверху слоем кровельной мембраны или аналогичными рулонными материалами — минимальный нахлест составляет 10 см, полотнища укладываются по направлению отвода воды, в дальнейшем этот слой должен оставаться неповрежденным, пробитие гвоздями или крепежами допускается лишь при наличии под гидроизоляцией древесины стропил.

Устраиваем обрешетку кровли

Итак, устраиваем кровлю своими руками! С чего начать? По правилам устройства кровель специалисты настоятельно рекомендуют после сборки стропильной системы сделать контробрешетку, которая монтируется вдоль стропил, повторяя их рисунок.

После этого поперек стропил крепится обрешетка — именно на нее будет настилаться впоследствии кровельный материал. Благодаря этим конструктивным элементам обеспечивается необходимая прочность конструкции, и в дальнейшем на крышу можно будет спокойно подниматься, ходить по ней, очищать от снега или ремонтировать. Кроме того, обрешетка кровли и контробрешетка приподнимают кровельный материал над слоем гидроизоляции и обеспечивают постоянную вентиляцию подкровельного пространства. Это необходимо потому, что даже при использовании кровельного материала с низкой теплопроводностью в подкровельном пространстве все равно образуется конденсат либо туда может проникнуть атмосферная влага или водяные пары из дома. Спустя какое-то время они могут нарушить теплоизоляцию и привести в негодность элементы стропильной системы.

Устройство обрешетки кровли, так же как и стропильной системы, в значительной степени определяется типом используемого кровельного материала. Обычно обрешетку изготавливают из досок или брусков, перпендикулярно уложенных на стропильные ноги. К древесине для обрешетки, как и к материалам, идущим на сборку стропильной системы, предъявляются особые требования: она должна быть хорошо просушенной, чтобы в дальнейшем не было коробления и, соответственно, деформации кровли.

Конструкция обрешетки кровли непосредственно принимает на себя нагрузку кровельного материала и передает ее на стропила, которые в свою очередь давят на несущие стены. В зависимости от используемого кровельного материала обрешетка может быть сплошной, когда зазор между досками или брусьями не превышает 10мм, или разреженной (решетчатой) — с большим зазором. Сплошная обрешетка, как правило, устраивается из двух слоев: первого — разреженного и второго — сплошного из досок, уложенных под углом (обычно 45°) к доскам нижнего слоя. Можно также использовать качественную влагостойкую фанеру.

Сплошную обрешетку делают под мягкую кровлю (в том числе и под битумную черепицу) и безволновой асбестоцементный шифер. Разреженная обрешетка подходит для крыши из металла (в том числе металлочерепицы), кровли из глиняной или цементно-песчаной черепицы, а также для кровли из волнистых асбестоцементных листов. Доски (бруски) обрешетки прибивают к стропилам гвоздями, длина которых равна двойной толщине доски. В местах стыков и пересечений скатов (на коньке, ребрах, ендовах, разжелобках), а также по карнизным свесам всегда делают сплошную обрешетку. При устройстве обрешетки под кровлю чаще всего используются бруски со стороной 30—50 мм. Подойдут также и рейки шириной до 70 мм или доски 70—150 мм при толщине 20—30 мм. Доски шире 150 мм использовать нежелательно, так как они могут с годами заметно покоробиться поперек волокон.

Устройство стропильной системы

Возведение стропильной системы крыши своими руками начинается с устройства армированного железобетонного пояса по верху каменных стен дома. Для домов, возводимых из бревен или бруса, делать его  не нужно. Армированный пояс предназначен для укрепления верха каменной кладки и выравнивания  горизонтальной отметки  всех стен  дома.

виды стропильных систем

При заливке бетона, в арматурный каркас пояса вставляются оцинкованные шпильки, которые будут служить креплением мауэрлата к основанию армопояса.  Шпильки должны быть такой длины, чтобы выступали из мауэрлата на 2-3 см. Мауэрлат выполняется из бруса сечением 150х150 мм или 20х20мм, и служит основанием для самой стропильной системы.  Размер поперечного сечения мауэрлата зависит от мощности стропильной системы, веса кровельного покрытия. Естественно, чем больше нагрузки будет испытывать мауэрлат, тем прочнее он должен быть.

крепление мауэрлата

Выполняя строительство крыши своими руками, не следует забывать о прокладке гидроизоляции на армопояс, перед тем, как уложить на него мауэрлат. В этом качестве вполне подойдет рубероид в два слоя. Мауэрлат должен затягиваться на шпильках оцинкованными гайками, чтобы исключить риск коррозии. Необходимо пользоваться строительным уровнем, чтобы не нарушать горизонтальность укладки мауэрлата.

Дальше происходит установка стропильных ног. В качестве стропил используется доска сечением 150х50 мм или брус. Кроме этого понадобятся различные бруски, доски разного сечения для устройства распорок, ригелей, подкосов, стяжек и прочих соединительных элементов. В зависимости от выбранного типа крыши устанавливаются стропила наслонные или висячие.

Для вальмовых кровель применяются диагональные стропила и нарожники –  это короткие стропильные ноги, которые поддерживают диагональные стропила с двух сторон и опираются на мауэрлат. Когда возводится крыша дома своим руками, необходим помощник, потому что в одиночку такую работу сделать невозможно.

особенности стропил вальмовой крыши

При любой стропильной системе нижний конец стропила опирается на мауэрлат, а верхним концом иногда на конек, а  в некоторых случаях на противоположное стропило.  Таким образом, образуются стропильные фермы, которые соединяются коньковым брусом или двумя досками под углом с противоположных сторон и образующих собой конек. Стропильные ноги укрепляются путем установки распорок и подкосов, укосин и растяжек, ригеле, которые в общем придают стропильной конструкции необходимую жесткость и прочность.

Шаг стропильных ног при сборке крыши своими руками рассчитывается исходя от предполагаемых на них нагрузок. При строительстве двухскатной крыши стропильная система имеет вид поставленных в ряд треугольников, связанных вверху продольным брусом. При вальмовых кровлях конек на концах как бы раздваивается и образует по два накосных( диагональных) стропила с каждой стороны. В итоге получаются четыре основные стропильные ноги, которые несут всю нагрузку от обрешетки, кровельного покрытия, слоев паро-  гидроизоляции и утеплителя. Поэтому к возведению такой конструкции, как вальмовая кровля нужно подходить  серьезно, когда нужно сделать крышу дома самому.

крепление стропильных элементов

При устройстве двухскатной крыши, первые две конструкции стропильной системы, в виде треугольников, собирают на земле и после поднимают их на крышу. Их временно укрепляют распорами и сразу соединяют коньковым брусом или досками с двух сторон. После этого  монтируют остальные стропильные ноги. Для удобства работников, на мауэрлат еще до возведения стропильной системы укладывают балки перекрытия, на которые укладывают временный настил.

Крепление стропильной системы осуществляется помимо врезок и врубок, железными скобами, металлическими уголками, саморезами и гвоздями. Для создания жесткого каркаса стропильной системы применяются различные подкосы, ригели, стяжки, упоры. Если требуется удлинить стропильные  ноги, делается это путем сращивания двух стропильных досок с установкой в месте стыка коротышей с двух сторон длиной не менее 50 см.

Правильный монтаж кровли

Во время установки листы не протаскивают по другим полосам, земле, основанию, иначе повреждается защитный слой. Металлочерепицу, профнастил режут ручным инструментом, т. к. болгарка нарушает покрытие на срезе и материал в месте стыка медленно разрушается. Вовремя удаляют металлические опилки мягкой тряпкой или щеткой.

Для обрешетки берут сухие бруски (50 х 50 или 40 х 50), которые выравнивают в одной плоскости так, чтобы не было выступов и впадин. Крепят их к стропилам саморезами, стыки выполняют на опоре в шахматном порядке. Для крепления металлического покрытия, ондулина применяют кровельные гвозди с амортизирующей прокладкой. Инструкция устройства кровли предполагает изготовление предварительного чертежа с размерами и плана кровли.