Скатные крыши

Крыша это пятый фасад дома, основное назначение которого принимать на себя внешние нагрузки и защищать дом от атмосферных воздействий. Она должна быть водонепроницаемой, морозостойкой, прочной и сохранять тепло, поэтому ее конструированию уделяют особое внимание!

Содержание

• Виды крыш частных домов по конструкции и формам
• Угол наклона крыши
• Конструкции стропильных систем
• Элементы крыши деревянного дома
• Наклонная стропильная система
• Висячая стропильная система
• Как возвести крышу дома
• Элементы кровельной конструкции
• Кровельный пирог
• Порядок выполнения кровельных работ

Прежде чем приступить к описанию скатной крыши и ее конструктивным особенностям, надо четко обозначить, что такое кровля и крыша.
Крыша это конструкция, состоящая из внутренней несущей части, на которую уложено внешнее кровельное покрытие.
А кровля это только видимая часть оболочки крыши, принимающая на себя все атмосферные воздействия. В качестве кровельных материалов используют керамическую, битумную черепицу, металлочерепицу, еврошифер, гонт, камыш, металлический профилированный лист и другие материалы.

Виды крыш частных домов по конструкции и формам

Крыши делятся на плоские, которые имеют угол наклона от 3° до 5° и скатные, с углом наклона до 40° и более.
Скатные крыши бывают односкатные и многоскатные (двухскатные, шатровые, мансардные, вальмовые, полувальмовые и многощипцовые).

• Односкатные крыши имеют одну плоскость, которая опирается на стены разной высоты, двухскатные – две плоскости, опирающиеся на стены одинаковой высоты.
• Шатровые состоят из четырех плоскостей в виде равнобедренных треугольников, вершины которых сходятся в одной точке.
• Мансардными считают те же двухскатные крыши, но только с ломаными скатами.
• Вальмовые крыши представляют собой четыре плоскости, две из которых имеют форму треугольников, а две другие трапеции.
• Многощипцовые имеют сложную конфигурацию и несколько скатов с врезанными слуховыми окнами.

Угол наклона крыши

Одним из важных параметров крыши является ее уклон. Прежде всего, он способствует удалению с крыши атмосферных осадков. В районах с большим количеством осадков, но не с сильными ветрами крыши необходимо делать с уклоном 45°. На уклон крыши влияет выбор кровельного материала. Например, шифер, черепицу используют на скатах с уклоном не менее 22°, в противном случае есть вероятность просачивания осадков в местах стыков.

От уклона зависит также стоимость крыши: чем он больше, тем больше расход материалов, и соответственно, дороже обойдется конечный результат. Самой экономичной является плоская крыша с уклоном 5°. Уклон двухскатной крыши обычно делают в пределах 25-45°, а односкатной: 20-30°.

Конструкции стропильных систем

Основанием крыши является стропильная система, ее выполняют из металла, железобетонных конструкций и дерева. При возведении частных домов стропила обычно делают деревянными.

Выбор конструкции стропильной системы зависит от уклона крыши, перекрываемого пролета и кровельного материала. При этом надо не забывать, что конструктивные элементы дома связаны между собой. В частности стропила опираются на стены, которые стоят на фундаменте, и его прочность должна быть правильно рассчитана. То есть тип кровельного материала выбирается еще на стадии проектирования и учитывается при расчете конструкций дома. По существующим СНиПам, расчет любой кровельной конструкции осуществляется таким образом, чтобы она выдерживала нагрузку 200 кг/м2 независимо отвеса кровельного материала, а также собственный вес и вес всего кровельного покрытия.

Приведенная выше цифра учитывает снеговую и ветровую нагрузку, а также коэффициент запаса прочности, учитывающий форс-мажорные обстоятельства и вес людей, которые будут ее монтировать и обслуживать. В последующих расчетах учитывают тип кровельного материала, наклон крыши. Зависимость сечения стропил от уклона крыши прямо пропорциональна: чем больше уклон, тем больше шаг стропил, и наоборот.

При расчете сечения стропил также учитывают ширину перекрываемого пролета чем он больше, тем больше их длина, а значит, стропила должны быть толще, чтобы они не прогибались под тяжестью кровельного материала. Если нельзя увеличить сечение стропил, следует уменьшить их шаг. Для жесткости конструкции в висячих системах между ногами стропил вводят ригель, а в наклонных — прогоны и подкосы.

Важным моментом в конструкции крыши является ее свес, который предохраняет наружные стены дома от намокания. Для этого его длина должна быть не менее полуметра. Кроме того, кровельная конструкция не сможет функционировать без правильно организованной системы вентиляции подкровельного пространства и внутренних помещений. Кровельные вентиляторы и дефлекторы помогают избежать накопления влаги в подкровельном пространстве и препятствуют образованию грибка и плесени, что в свою очередь сказывается на долговечности крыши.

Конструктивными основными элементами стропильной фермы являются стропила, мауэрлаты, подкосы и обрешетка. Верхние концы стропильных ног соединяются внахлест с помощью накладок, нижние крепятся к мауэрлатам, или опорным брускам, которые делают из обтесанных в два канта бревен. Стропильная система малоэтажных зданий может отличаться формой и пролетом и бывает наклонной и висячей.

Элементы крыши деревянного дома

В зависимости от конструкции крыши, некоторые элементы могут варьироваться:

• Скаты это плоскости для отвода атмосферных осадков.
• Конек — место соединения двух скатов в верхней точке. Наклонные ребра — наклонные внешние углы крыши, образованные пересечением вальмовых или многощипцовых крыш.
• Ендовы это внутренние углы крыши, образованные пересечением скатов. Это самые уязвимые места на кровле, так как зимой там скапливается снег, а летом – дождевая вода. Ендовы выполняют из досок в виде лотков, которые покрывают оцинкованной сталью так, чтобы ее края заходили под кровельный материал.
• Карнизные свесы — горизонтальные свесы по боковым сторонам дома.
• Фронтонные свесы это свесы над фронтальной плоскостью.
• Стропильные фермы – конструкции для создания наклона кровли. Они должны отвечать требованиям жесткости, так как от них зависит прочность крыши. Самой жесткой конструкцией является треугольник, который и положен в основу кровельных ферм.

Наклонная стропильная система

Эта система применяется в домах с внутренними несущими стенами или колоннами, расположенными через 5-6 меров, которые могут служить опорами для стропильных конструкций. Количество промежуточных опор в наклонной системе варьируется и зависит от ширины пролета. В пролетах до 10 метров достаточно одной дополнительной опоры, если он больше, то число опор увеличивается.

На внутренние стены устанавливают стойки с шагом 4-6 метров, к которым крепят прогоны или коньковый брус. Эту систему используют наиболее часто благодаря возможности применять пиломатериалы незначительной длины (4,5-6 метров), простоте изготовления и монтажа.

Висячая стропильная система

Такую систему применяют в зданиях с двухскатными крышами, где имеются большие пролеты и нет внутренних, несущих стен. Она представляет собой устойчивую геометрическую фигуру — треугольник из двух стропильных ног, верхнего пояса, и затяжки — нижнего пояса, жестко соединенных между собой в ферму.

Стропила опираются концами на наружные стены, а опорой для них служат мауэрлаты. Применение в чердачных крышах подобных ферм помогает решить одновременно две задачи: при отсутствии внутренних опор организовать одно- или двухскатную крышу, одновременно подвесив к нижнему поясу системы — фермы конструкции чердачного перекрытия.

При пролетах более 9 метров дополнительно предусматривают решетку из стойки, подкосов и ригелей. Это увеличивает жесткость конструкции и препятствует прогибу длинных стропил. Висячую стропильную систему следует собирать и устанавливать целиком, в готовом виде, что сложнее, чем делать наклонную из отдельных элементов. Поэтому ее, как правило, монтируют на чердачном перекрытии.

Как возвести крышу дома

Для рассмотрения примера возведения крыши воспользуемся наиболее популярной и часто применяемой наклонной системой стропил. Первое, что нужно сделать для создания несущей деревянной конструкции кровли, это уложить на продольные наружные несущие стены мауэрлат.

Чаще всего опорный брус сечением 150 на 150 мм или бревно, опиленное в два ката, крепят к стене здания анкерами, прокладывая под него гидроизоляцию в виде полосы рубероида или толя. Затем устанавливают стропила. Их верхние концы крепят к коньковому брусу или соединяют внахлест с помощью накладок, а нижние крепят к мауэрлату скобами, а также скрутками к стенам здания.

Скруткой называют кусок толстой проволоки, один конец которой прикреплен к стропильной ноге, а другой к костылю, вбитому в шов каменной кладки на расстоянии 300 мм от верхнего края стены. Такой прием поможет сохранить целостность крыши при сильных порывах ветра. Для жесткости и устойчивости стропил между стойками и прогонами устраивают подкосы.

Все размеры стропильных ног, обрешетки, подкосов и других элементов определяют в ходе проектирования конструкторским расчетом. Ширина досок для стропил обычно равна 50 мм, высота 150, 180 и 200 мм, высота брусьев 60-140 мм. Для образования свеса, предохраняющего стену от намокания, затяжки или стропила выводят за линию наружной стены дома. Величина свеса должна составлять не менее 550 мм.

Элементы кровельной конструкции

Кровельный пирог

После установки стропильной конструкции крыши приступают к следующему этапу — созданию кровельного пирога. Одним из самых важных правил при этом является то, что паропроницаемость всех слоев пирога по направлению изнутри наружу должна увеличиваться. Тогда крыша сможет дышать, и влага не будет накапливаться в конструкциях кровли и материалах.

Контробрешетка
Начинают создание кровельного пирога с устройства контробрешетки. Она представляет собой бруски сечением 50×50 или 60х60 мм, которые монтируются вдоль стропил, повторяя их рисунок. Контробрешетка выполняет очень важную функцию: она формирует вентиляционный зазор между гидроизоляцией и утеплителем. Грамотная организация вентиляции позволяет удалить в подкровельном пространстве избыточную влагу, избежать гниения материалов и образования грибка.

Утеплитель для крыши
Изнутри подкровельного пространства, с внутренней стороны утеплителя укладывают пароизоляцию (паробарьер) из полиэтилена, армированной ткани или арматурной сетки. Между стропилами кладут теплоизоляционный материал в несколько слоев с перехлестом швов. Причем желательно, чтобы его толщина была меньше высоты стропил. Утеплитель предотвращает потерю тепла через конструкцию крыши. Рекомендуется использовать экологически чистые минераловатные плиты с низкой теплопроводностью и плотностью не менее 35 кг/м3.

Гидроизоляция крыши
С внешней стороны утеплителя на контробрешетку укладывают ветрозащитную и гидроизоляционную пленку – мембрану с определенной структурой волокон. Этот материал работает как ниппель: пропускает пары, попавшие в утеплитель, изнутри помещения наружу, но не пропускает влагу извне внутрь теплоизоляционного слоя.

К тому же благодаря толщине стропил и наличию контробрешетки с обеих сторон утеплителя создан зазор для вентиляции в 20-30 мм. Это значит, что попавшая в подкровельное пространство атмосферная влага или водяные пары изнутри помещения будут легко выдуваться наружу, а деревянная конструкция кровли не пострадает от влаги. Надо только помнить, что если уклон ската небольшой – от 10° до 22°, необходимо предусмотреть дополнительный слой гидроизоляции (модифицированные рулонные кровельные материалы) под штучный кровельный материал.

Обрешетка
Обрешетку выполняют из брусьев сечением 40х40 мм или 50х50 мм и укладывают перпендикулярно стропилам, потом на нее настилают кровельный материал. Она принимает вес от кровельного материала и в свою очередь, передает его на стропила, которые передают нагрузку несущим стенам дома. Первая от карниза планка обрешетки устанавливается выше остальных на толщину кровельного материала.

Шаг обрешетки зависит от типа кровельного материала. В частности, при укладке черепицы он зависит от выбранной модели. Однако есть кровельные материалы, которые требуют устройства сплошной обрешетки, например мягкая битумная кровля и плоский асбоцементный шифер. Для этого используют ОСП или влагостойкую фанеру, которые следует укладывать с зазорами, чтобы компенсировать линейное расширение материалов при перепаде температур.

Под мягкую черепицу поверх сплошной обрешетки укладывают подкладочный ковер, который выравнивает поверхность кровли и гидроизолирует ее в период монтажа кровельного материала. В качестве такого ковра можно использовать материал, основой которого является стеклохолст, пропитанный модифицированным битумом. Это позволяет подкладочному ковру сохранять эластичность, устойчивость к перепадам температур, отличные гидроизоляционные качества даже при низких температурах.

Порядок выполнения кровельных работ

Сначала кровельным материалом покрывают карнизные свесы и устанавливают водосточные желоба. Затем его укладывают на ендовы и слуховые окна, уделяя особое внимание местам их соединения со скатом крыши.

Следующий этап – устройство из кровельной стали воротника вокруг дымовой трубы. Со стороны конька стальной лист заводится под кровлю, а со стороны карниза – поверх нее, образуя воротник. У самой трубы лист подводится под кирпичную кладку. В целях противопожарной безопасности кровельный материал должен стоять от трубы на 15 см, а все деревянные элементы на 40-50 см. После этого выполняют покрытие скатов кровли, которое делают справа налево и снизу вверх. Завершающим этапом является монтаж водосточной системы.