Мансардная крыша – технология устройства мансардной крыши частного дома

Расчёт стропильной системы

Исходные данные для расчёта берутся из предварительно разработанного проекта. Для примера рассмотрим схему устройства кровли при наличии мансарды.

В проектном чертеже указываются размеры, места усановки и материал всех элемениов кровельной системы

Основным показателем, рассчитываемым в первую очередь, является шаг стропил в зависимости от планируемого финишного покрытия. Так, для установки керамической черепицы шаг стропил должен быть не более 60 сантиметров, а если планируется установить пластиковое покрытие или мягкую кровлю, этот показатель может быть увеличен до 120–150 сантиметров. Опять же, нужно учитывать характер нагрузок — сочетание воздействия ветра и снега — и установить оптимальный угол между скатами кровли.

Порядок расчёта количества стропил

Для примера рассмотрим устройство кровель для дома длиной 10 метров. Принимаем в первом приближении расстояние между стропильными ногами равным 80 сантиметрам. Тогда их понадобится: 1000 : 80 + 1 = 13,5. Поскольку число стропил должно быть целым, округляем результат до 13. В таком случае точное расстояние между ними составит 1000 : 13 = 769 (миллиметров). Это точное значение промежутка между осями стропильных ног.

При расчёте потребности в материалах нужно учитывать их раскраиваемость. В случае с материалами из древесины их длина может составлять 4 или 6 метров. В процессе проектирования нужно подбирать размеры деталей с учётом образования наименьшего количества обрези. Обрезки древесины хвойных пород непригодны даже на дрова для печей.

Материалы для стропильной конструкции

Всё большее распространение получают составные профилированные материалы из древесины. К таковым относятся:

1. Двутавры деревянные. Эти изделия интересны тем, что они изготавливаются в основном из отходов древесины. Опорные поверхности из многослойной водостойкой фанеры и стенка из ОСП. Такие конструкционные материалы имеют несущую способность не меньшую, чем цельный брус. Требования к антибактериальной противопожарной обработке гораздо мягче, материал уже прошёл все защитные обработки в процессе производства. При этом он не подвергается растрескиванию, а его механические свойства одинаковы во всех направлениях.

2. Швеллеры деревянные. Их производят таким же образом, как и двутавры. Основное применение — несущие элементы деревянных конструкций. Прочностные характеристики такого профиля выше, чем у древесины натуральной и деревянного двутавра. Часто такие изделия производятся из массива древесины хвойных пород. Тем самым значительно снижается вес конструкций и нагрузка на фундамент.

3. Брус клеёный. Этот материал нечасто применяется для монтажа именно стропильных каркасов. Основное его применение — кладка срубов. Для них используют брус с сердцевиной из обычной хвои и крайними пластинами из дорогих пород древесины: дуба, лиственницы и других ценных материалов. Для стропил используется брус из однородных пластин повышенной длины на высоконапряженных участках системы.

4. Металлические профили. Для сборки стропильных каркасов применяются не так часто. Наиболее удобным для монтажа материалом является профильная труба. Недостатком металлопрофиля является необходимость периодического проведения мероприятий по защите от коррозии. Элементы стропильной системы, как правило, наглухо закрыты кровельным пирогом и внутренней отделкой помещения мансарды, что сильно затрудняет доступ для обслуживания.

Монтаж. Пошаговая инструкция

Монтаж крыши предусматривает следующие действия:

• Крепление и укладка бруса по всему периметру строения
• Установление каркаса. Для этого брусья крепятся к балкам, лежащим в продольном положении, и скрепляются. Сверху укладывается перемычка. Расстояние должно быть между брусьями около двух метров.
• Монтаж арок – между полученными на предыдущем этапе арками натягивается веревка и по ее уровню строятся остальные арки.
• Монтаж стропил
• Установка балки коньковой – необходима для опоры стропил
• Следующий этап необходимо оставить вентиляционные ходы
• Установление обрешёток – чаще всего используют фанеру
• Укладывание теплоизоляционных материалов чаще всего используют материал минеральная вата. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не меньше 30 см. Если будет ложиться два слоя необходимо следить о накладке листов друг на друга, это поможет избежать прохождения холода на стыках.
• Монтаж гидроизоляции
• Укладка кровельного материала
• Внутреннее отделочное обустройство мансардной крыши

Элементы и узлы стропильной системы мансардной крыши

Очевидно, что наиболее прочной конструкцией является двускатная крыша. Но для получения достаточно просторного помещения при таком устройстве стропил нужно уменьшать угол между скатами, а это ведёт, к повышению ветровых нагрузок на кровлю. Разумный выход находится в создании полумансарды, когда от пола до потолка устанавливаются стойки на высоту 1,3–1,8 метра, а уже к ним крепятся стропила.Такое устройство требует установки низких ригелей, чтобы компенсировать распирающие нагрузки от стропильных ног на стойки.

Для увеличения полезного объёма мансарды ригели, образующие её потолок устанавливают максимально близко к коньковому узлу

Использование ломаной крыши позволяет упростить форму помещения мансарды и получить больший объём жилого пространства.

Возведение ломаной крыши позволяет получить мансарду гораздо больших размеров, чем устройство обычной двускатной кровли

Основными элементами стропильной системы являются:

1. Опорное основание — мауэрлат. Его назначение — распределение нагрузок от стропил на стену.
2. Стропило — балка, воспринимающую нагрузку от кровельного пирога.
3. Брус коньковый — предназначен для восприятия нагрузки от стропила в верхней части, часто применяется для крепления и позиционирования стропил.
4. Стойка, укосина, распорка. Дополнительные детали для усиления несущей способности стропил и компенсации изгибающей нагрузки на стропило от кровельного пирога.
5. Лежень — опора для стойки. Размещается на переводах.
6. Переводы — поперечные балки, формирующие основу для потолочного перекрытия.
7. Ригель — горизонтально устанавливаемая связь между противоположными стропилами, увеличивающая их несущую способность.

8. Внутренняя и наружная обрешётка. Набивается перпендикулярно стропилам.

При монтаже стропильной системы широко применяются дополнительные детали для усиления крепления элементов конструкции.

Применение современных крепёжных элементов позволить эффективно усилить конструкцию и значительно сократить время монтажа

Стропильная система мансарды

В индивидуальном строительстве дом с мансардой часто строят с ломаной крышей, хоть это и дорогостоящее решение. Ломаные мансардные крыши в силу своих особенностей конструкции намного увеличивают полезную площадь внутренних помещений мансарды. При одинаковой ширине фундамента дома и пола комнаты в такой мансарде будут иметь бо́льшую площадь за счет выступов и ниш, чем комнаты под крышей обычной конструкции.
Мансардная стропильная система

Стандартная конструкция ломаной крыши позволяет опустить свесы карниза намного ниже, не только сделав экстерьер дома весьма оригинальным – такие свесы защищают стены и фундамент дома от ветра и влаги, направляя атмосферные осадки в сторону от жилья.

Чем сложнее ломаная крыша своими руками, тем сильнее зависимость надежности конструкции от материалов, из которых изготовлена кровля, от климатических условий, от толщины балок стропильной системы и других факторов. Классическая мансардная крыша своими руками чертежи которой приведены ниже, имеет соотношение наклона нижних скатов к полу в 60°, верхних скатов – в 30°.
Классическая мансарда

СНиП оговаривает комфортную высоту потолков в мансардных комнатах – не менее 2 м. Поэтому схема с уклоном крыши в 600 вполне оправдана, а надежность конструкции обеспечивается более толстыми балками перекрытия и брусом стропил, чем при обустройстве обычной двускатной крыши.

При классическом построении мансарды сила ветра и нагрузки от веса снега на боках кровли с большим уклоном не учитываются. Снег будет накапливаться на верхней поверхности кровли, выполненной с наклоном 300-450. Чем больше угол наклона кровли, тем сильнее парусность крыши, поэтому в климатических с сильным ветром нужно строить крыши с маленьким уклоном, а это для обустройства мансарды представляет проблему – площадь дома в таких условиях должна быть довольно большой.

Выбор материалов для строительства мансарды

Правильная конструкция крыши – это полдела. Не менее важную роль играет грамотный выбор материалов.

Брус для стропил и обрешетки

Обычно для стропил используется древесина хвойных пород дерева – сосна, кедр и т.д. Такой материал достаточно прочен, легкий в монтаже и обработке. Самый толстый брус используется для мауэрлата – минимальное сечение 100*100 мм, для серьезной нагрузки берут 200*200 мм.

Сечение бруса для стропил обычно 50*100мм, 50*150 мм. Выбор сечения бруса для конструкции должен исходить из учета итоговой нагрузки на несущие стены и фундамент. Если изначально мансардная крыша для устройства жилого чердачного помещения не планировалась, то необходимо монтировать максимально легкую стропильную систему.

Обустройство контробрешетки и обрешетки

Пароизоляционный материал

Назначение пароизоляции – не дать возможность испарениям изнутри мансарды проникнуть внутрь «кровельного пирога». На сегодня, самый популярный материал представляет собой многослойную фольгированную пленку. Пароизоляция укладывается фольгой внутрь помещения, что позволяет отражать внутреннее тепло и сохранять его.

Утеплитель

На материалах для утепления кровли следует остановиться подробнее. Используют несколько видов:

• Пенополистирол (пенопласт).
• Минеральная вата.
• Пенополиуретан (ППУ).

Пенопласт не лучший выбор для утепления стропильной системы, несмотря на то, что цена материала самая привлекательная. Во-первых, его неудобно крепить к обрешетке. Во-вторых, его теплоизоляционные свойства значительно уступают минвате и ППУ.

Минеральная вата обладает отличными характеристиками утепления и простая в работе. Но материал имеет один существенный недостаток – он впитывает влагу. Вследствие этого конструкция становится тяжелее, дерево подвергается разрушительному воздействию влаги, а тепло плохо держится внутри мансарды.

Нанесение пенополиуретана с помощью специальной установки высокого давления

ППУ поступает из пистолета в жидком виде, практически прилипает к любой поверхности, за минуту застывает и вырастает в объеме в несколько раз. Пенополиуретан имеет самый низкий коэффициент теплопроводности, высокую адгезию, негорючий, срок эксплуатации более 30-ти лет.

Гидроизоляция

Гидроизоляция ограждает кровлю от проникновения дождевой и талой влаги. Также она защищает утеплитель от выпадения конденсата, который неизбежно возникает в результате перепада температуры внутри и снаружи мансарды.

В качестве гидроизоляционных материалов чаще всего используются пленки с микроотверстия для выхода пара. Такой материал предотвращает попадание влаги внутрь «кровельного пирога», но при этом обеспечивает хороший воздухообмен.

Гидроизоляция крыши – важный этап ее возведения

Кровельный материал

Основные виды кровли:

• Листовая металлочерепица.
• Профнастил.
• Оцинкованные стальные листы.
• Гибкая черепица.

Листовая металлочерепица активно используется для покрытия кровли в силу простоты монтажа и невысокой стоимости. Минус такого материала – очень шумный. Ветер, град, дождь будут четко слышны внутри мансарды.

Профнастил также несложен в монтаже, долго прослужит. Но из-за конструкционных особенностей требует очень качественной гидроизоляции и дополнительной герметизации стыков листов.

Оцинкованные листы из стали весят мало, система укладки не допускает попадания влаги между ними. Минус ы: требует особых навыков в монтаже и считается достаточно «холодным» материалом.

Гибкая черепица изготавливается из пропитанного битумом стеклохолста. Имеет большой ассортимент расцветок, выглядит весьма презентабельно, практически не дает возможности скапливаться конденсату, бесшумная. Недостатками такого вида кровельного материала считается горючесть, плохое «взаимодействие» с сильным морозом или жарой. Также требуется перед укладкой гибкой черепицы покрыть обрешетку фанерой или ОСП, чтобы основание было сплошным.

Виды мансардных крыш

Сегодня существует несколько вариантов крыш мансардного типа, которые имеют различную конструкцию стропильного каркаса:

• односкатные;
• двускатные;
• ломаные состоят из двух или более скатов с разным углом наклона;
• вальмовые имеют два треугольных ската с коротких сторон крыши и два трапециевидных ската с длинных;
• полувальмовые имеют два коротких торцевых вальма над фронтальной частью крыши;
• купольные характеризуются круглой или многоугольной формой;
• сводчатые имеют в разрезе форму дуги.

Пример удачной реализации мансардной крыши усложненной конструкции

Односкатная крыша является наиболее простым в исполнении вариантом. К нему часто обращаются, когда необходимо сделать мансарду на маленьком загородном доме. Наиболее популярной среди других видов мансардных крыш частных домов, фото наглядно это подтверждают, является двускатная кровля. Ее проектирование и строительство своими руками не вызывает сложностей. Особенно если речь идет о щипцовой крыше.

При выборе ломаной крыши, возможно получить большое, функциональное и удобное мансардное помещение без дополнительных работ, связанных с возведением стен. Сегодня многие рачительные хозяева частных домов отдают предпочтение стропильной системы двускатной крыши под профнастил, сооружение которой не нуждается в многочисленных технологических и технических ухищрениях и в неоправданно высоком расходе средств на строительные материалы.

Наиболее сложными в монтаже являются вальмовые, купольные и сводчатые мансардные крыши. Их устройство требует профессионального подхода. Данные мансардные крыши, фото частных домов наглядно это отображают, имеют необычную и весьма эстетичную конструкцию. Для них характерно большое количество скатных изломов, для которых выполняется устройство ендов. Схема стропильной системы наглядно показывают особенность и уникальность данной конструкции. Неудовлетворительное состояние каждого из ендов (внутренних углов) может нести потенциальную опасность для целостности всей крыши.

Мансардная вальмовая крыша сложной конфигурации требует особых просчетов нагрузки на фундамент и стены здания

Принципы изготовления и монтажа накосных стропил

Конструкция мансарды

Если ваш дом находится на этапе строительства и вы осознали необходимость наличия в нём мансарды, то пришло время рассмотреть конструкцию возведения мансардного этажа.

Для постройки мансарды без недостатков необходимо тщательно выбирать план возведения

Перед началом строительства необходимо определиться с проектом крыши. Готовый проект можно найти в интернете или обратиться за помощью к специалистам строительного дела. Выбор и разработка проекта — самый важный этап в строительстве. Чтобы определить, выдержит ли ваше строение высокую нагрузку, обязательно проведите экспертизу.

Высота мансардного этажа

При составлении проекта мансарды необходимо точно просчитать её высоту, так как полезная площадь помещения непосредственно зависит от этого фактора.

Для комфортного пребывания человека в мансарде необходим чёткий расчёт высоты этажа

Высота мансарды, согласно строительным нормам, составляет не менее 2,3 м (до самой высокой части потолка). Такое пространство обеспечит свободное перемещение людей и будет отвечать требованиям пожарной безопасности.

Нюансы, о которых необходимо помнить при расчёте:

1. Высота постройки подбирается в зависимости от ширины дома.
2. Высота мансарды — это высота её стен плюс величина уклона крыши.
3. Угловые стены необходимо делать достаточно высокими во избежание неудобств с организацией жилого помещения.
4. Пространство комнаты должно исключать риски удара головой.
5. По высоте мансардная постройка должна гармонично вписываться во внешний облик дома: необходимо исключить нагромождение конструкции.
6. Общая высота строения не должна затенять соседние земельные участки.

Высота помещения очень важна для комфортного его использования

Мансардный этаж может занимать часть пространства дома, охватывать его полностью или выходить за его периметр. Каким будет мансардный этаж вашего дома — выбирать вам.

Материалы для монтажа крыши

Для изготовления правильной мансардной крыши своими руками вам потребуются качественные стройматериалы:

1. Бревно или брус для изготовления мауэрлата, балок и стропил. Нужно выбирать качественную древесину: она должна быть сухой, желательно из пород хвойных деревьев. Необходимо обработать древесину антисептиком, тогда грибок, плесень и вредители будут не страшны вашей крыше. Такая обработка также продлит срок службы кровли. Клеёный брус имеет самые лучшие показатели качества, поэтому стоит выбирать именно его, несмотря на более высокую цену.
2. Доски (25х100) или брус (50х50) для обрешётки. Здесь можно выбрать материал не самого высокого качества. Главное, чтобы он был сухим, без коры и сучков. Толщину доски выбирают в зависимости от применяемого утеплителя.
3. Кирпич для возведения аттиковой стены. Для комфортного проживания лучше делать высоту стены не менее 80 см.
4. Крепёж: гвозди, саморезы, анкерные болты, обожжённая проволока. В районах с постоянными сильными ветрами закрепляют части крыши двумя видами крепежа в одном месте.
5. Утеплитель.
6. Плёнка для гидро- и пароизоляции.
7. Кровельный материал.

Расчёт количества строительных материалов лучше доверить профессионалам. Можно воспользоваться калькулятором, но для этого вы должны обладать хотя бы начальными сведениями о расходе материала.

Также вам пригодится набор следующих строительных инструментов:

• шуруповёрт;
• дрель;
• ножовка;
• степлер;
• стамеска;
• уровень.

Немного истории

Такого плана мансардные крыши и чердаки используют довольно давно, примерно с 17 века. Основоположниками подобного строительства стали мастера из ряда стран Европы. В те времена города Европы развивались в ускоренном темпе, проживать в больших домах, да и просто квартирах было дорого и не по карману многим. Это и натолкнуло на мысль создания подобных конструкций Франсуа Мансара, в его честь они носят свое название и по сей день. Чаще всего такое жилье использовалось для небогатых постояльцев.

В России мода на построение домов с мансардой пришла в 18 веке, началось подобное строительство в Санкт-Петербурге. Длительное время жилье подобного типа использовала богема, бедные студенты, чиновники мелкого ранга.

Монтаж мауэрлата своими руками

Мауэрлатом в строительстве называется нижняя опора крыши, которая устанавливается сверху на несущие наружные стены. Она позволяет поддерживать конструкцию крыши, принимая на себя определенную часть нагрузки. Разберемся, как сделать мансардную крышу самостоятельно.

Для организации двухскатной конструкции необходимо зафиксировать мауэрлат с двух сторон здания там, где размещены стропила. В таком случае будет распределена нагрузка с крыши по поверхности стен. Если конструкция крыши относительно легкая, то возможна установка мауэрлата под стропильными ногами. В остальных случаях он размещается по всему периметру стен.

Необходимо заготовить брус из дерева хвойных пород, которое пойдет на изготовление мауэрлата. Рекомендуется нанести на материал гидроизоляционный слой. Рубероид или битум отлично подходят для выполнения задачи.

Для монтажа мансардной крыши своими руками к основанию используются резьбовые шпильки, рассчитанные на широкую шайбу. В его конструкции нужно проделать отверстия, соответствующие размеру крепления. Шаг сверления не должен превышать 2 метра.

Теперь рассмотрим вариант, как сделать крышу мансарду своими руками, если дом кирпичный. Для установки мауэрлата на кирпичные стены используются деревянные пробки. В кладке желательно оставить карманы — специальные зазоры для закладки конструкции. В таком случае процедура монтажа будет легче. В кирпичной кладке можно разместить катанку, к которой получится без проблем прикрутить мауэрлат к основанию. Если планируется возведение дома из бетонных плит или газобетона, то необходимо установить армопояс со шпильками из металла. Причем их длина должна быть такой, чтобы хватило на установку мауэрлата с последующей затяжкой контргайкой.

В деревянных конструкциях возможна замена стандартной опоры на брус либо верхнее бревно сруба. Это еще один способ, как правильно сделать мансардную крышу.

Нюансы состыковки стропильных лап

Крепёж стропильного остова к стенкам из газобетона, кирпича, пенобетона, осуществляется через мауэрлат, он крепится за счёт анкеров.

Меж мауэрлатом, состоящим их древесной рамки и стенками из упомянутых материалов, необходимо проложить изолирующий воду слой из рубероида или гидроизола.

Верхушка кирпичных стенок порой предусмотрительно укладывается так, чтоб по внешнему краю вышел невысокий пьедестал. Так делается, чтоб помещённый в середине пьедестала мауэрлат и стенки не раздвигали ножки стропил.

Стропила остова кровли древесных домиков упираются на верховой венец или на балки в потолке. Сочетание всегда проводится врубкой и дополняется гвоздками, болтами, пластинками из железа или древа.

Типы мансардных крыш

Сегодня трудно удивить архитектурными изысками в частных застройках, люди стремятся к комфорту и эстетике своих домов. Дизайн мансарды поражает размахом: высокие и низкие, ломаные и обычные скатные, башенки и купола, сложные многоуровневые и самые обыкновенные мансардные крыши венчают строения, придавая каждому свой неповторимый индивидуальный стиль.

Односкатная мансардная крыша самая простая по конструкции, опирается стропильной системой, или фермой, на внешние несущие стены, находящиеся на разном уровне. Обычно такие крыши устраиваются при возведении мансард на небольших дачных домиках, веранд.

Двускатная или щипцовая мансардная крыша — классическая конструкция, которая возводится с помощью наклонных или висячих стропил. Углы уклонов скатов могут быть равномерными или неравномерными.

Вальмовая крыша – это четырехскатная конструкция, не имеющая фронтонов. Два больших ската — трапеции, скаты с торцевых стен – треугольники-вальмы. Полувальмовые – это крыши, у которых с боков трапеции, а с фронтов сначала идет вертикальная стена, а к коньку она срезана под углом.

Шатровая мансардная крыша – это почти вальмовая, но все скаты представляют собой равнобедренные треугольники, которые смыкаются в одной точке. Такая конструкция симметрична и не имеет конька, подходит для квадратных строений.

Многощипковая мансардная крыша – это, по сути, комбинация нескольких двускатных крыш. Конструкция устраивается на домах со сложной геометрией, с изломами и многоугольным основанием. Подобная крыша имеет много ребер и скатов, поэтому требует сложных расчетов и профессиональных навыков, сделать такую крышу своими руками представляется очень сложной задачей.

Ломаная крыша – это классика мансардного строения, форма крыши мансарды позволяет значительно увеличить полезную площадь, и обустроить внутри полноценную жилую комнату, спальню, детскую, кабинет и пр. Конструкция подразумевает наличие нижнего крутого от 60 до 80о, и верхнего пологого 20-30о скатов. Конструкция кровельной системы мансарды усложняется до фермы, скаты состоят из двух стропил, укрепленных стойками и усиленных в местах излома растяжками. Нижний пояс фермы одновременно является основой пола.

Сводчатые, конические, купольные крыши мансарды применяются в элитном частном домостроении, дизайн таких мансард поражает своими изысками. Стропильная конструкция таких мансардных перекрытий достаточно сложна и изготавливается из материалов, поддающихся изгибам.

При комбинировании нескольких типов крыш получаются сложные и необычайно эффектные, красивые мансардные строения. Такой нетрадиционный подход к проектированию мансардной крыши необходим, если дом сложной формы: с выступами, перепадами высоты, достройками. Несмотря на эстетику и завораживающий вид, сложные мансардные крыши имеют существенные недостатки — это множество внутренних углов (ендовых) с малым уклоном, скатные изломы, которые являются зоной риска для целостности кровли, и становятся причиной протечек и сборища снега. Расчет мансардной крыши этого типа требует специальных навыков и знаний, при намерении сделать такую крышу мансарды своими руками, постарайтесь свести к минимуму наличие сложных элементов.

Мансардная крыша, фото основных типов перекрытий, применимых в индивидуальном строительстве: 1. Односкатная 2. Двускатная 3. Многощипковая 4. Вальмовая 5. Подлувальмовая 6. Шатровая 7. Сводчатая 8. Коническая 9. Купольная 10. Классическая мансардная ломаная крыша

Простая двускатная или ломаная крыша мансарды не произведет такого эффекта как комбинированная, зато такая конструкция мансардной крыши много надежней, ее можно рассчитать и построить своими руками. Выбор типа мансардной крыши зависит от архитектурного замысла и плана дома, от того, какой уклон скатов заложен в проекте, характеристик несущей конструкции и выбора материалов для кровли.