Двускатная крыша с двумя мансардами
Современная мансарда – это помещение с наклонными или частично наклонными стенами, а порой и потолком. Благодаря наличию мансарды в доме существенно сокращаются теплопотери, а любое жилое помещение лишним быть не может. Так, мансарда обычно служит замечательной гостевой комнатой, библиотекой, мастерской, рабочим кабинетом и просторной гардеробной.
Причем конструкция двускатной мансардной крыши может быть как классической, с прямыми скатами, так и ее отдельным видом – ломанной, более удобной и современной. И у каждого из варианта – свои преимущества!
Вы удивитесь, но под понятием двускатная крыша способны прятаться удивительные открытия в виде смещенного центра, разных углов и других архитектурных хитростей. Потенциал огромен, тогда как, например, односкатные и шатровые крыши для обустройства мансарды подходят менее всего.
Если говорить в общем, то основных видов двускатной мансардных крыш всего два:
Вот самый простой пример конструкции мансардной крыши. Так, вдоль несущих стен закреплена нижняя часть ската, представленная в виде прямоугольных треугольников. Собирают их, как наслонные стропила, и дополнительно связывают схватками. Причем одна из боковых сторон – это будущий каркас для стен мансардной комнаты и, в то же время, опорная стойка. А соединяют верхнюю часть крыши висячие стропила, при помощи затяжки.
В общем для устройства мансардного помещения подходит и обычная двускатная мансардная крыша с фронтонами. Тогда в чем же конструктивная разница между обычной двускатной крышей и ломаной двускатной крышей, которую еще называют мансардной? Дело в том, что при расчете и проектировании стропильной системы первой принято брать во внимание такие параметры:
- Вес кровельного материала.
- Вес стропильной системы.
- Климатические особенности местности.
А вот при проектировании мансардной крыши этих пунктов – целых пять:
- Вес кровельного материала.
- Вес стропильной системы.
- Ветровая и снеговая нагрузка местности.
- Вес материалов, которые входят в кровельный пирог: тепло-, гидро- и пароизоляция.
- Вес всех элементов внутренней отделки мансарды.
Ломаная крыша – это покатая крыша, состоящая из двух основных частей – верхней крутой и нижней, более пологой. Причем нижняя часть может быть даже с углом 90°.
Ломанную двускатную крышу как раз и строят для того, чтобы разместить под ней мансарду. Если говорить о геометрии, в основе ломанной крыши – прямоугольники, над ними – треугольники и еще два уже прямоугольных треугольников с каждого бока. Мансарда под такой крышей получается просторной, с высоким потолком и комфортной геометрией.
Строительство такой крыши также не предоставляет никаких сложностей:
- Сначала на балки перекрытия дома ставим опорные стойки каркаса.
- На стойки укладываем прогоны так, чтобы они оказались параллельны стенам.
- На готовый каркас монтируем верхнюю часть конструкции – висячие стропила.
Хотя, есть и некоторые особенности:
Еще один популярный вариант мансардной крыши – крыша с выносными консолями. Если балка перекрытия выносится за несущую стену, тогда стропильную ногу уже следует опирать на нее, балку, а не опорный брус, и обязательно усиливать стропила подкосами. К чему такие хлопоты? Значительно увеличивается жилая площадь мансарды!
Крышу обычно располагают по всей ширине здания, но не всегда. Нередко такую крышу делают только с одной из сторон от продольной оси, а вторая сторона накрывается более крутой скатной кровлей. Это называется несимметричной кровлей.
И если стены мансарды повторяют скаты такой кровли, такой интерьер считается оригинальным. Правда, для некоторых людей психологически комфортнее, когда комната – это комната, со своей строгой геометрией и без наклонов.
Особенность конструкции мансардной крыши в том, что такая стропильная система изготавливается из стропил и стоек, которых обрезают в местах переломов скатов под определенным углом. Да, вся сложность только в соединениях! И все, что вам нужно, это точно определить угол наклона верхней части крыши, правильно рассчитав будущие нагрузки на крышу и высоту потолка мансарды.
Крайне важно, чтобы вся мансардная крыша, включая внутреннюю стропильную систему, получилась максимально легкой конструкцией. Почему так? Потому, что мансарда, как жилое помещение, еще будет утепляться и отделываться изнутри, еще будет стоять мебель, ходить человек (да и не один). Также учтите, что современные мансарды оснащены всей необходимой инженерной коммуникацией: вентиляцией, отоплением, электричеством, кондиционированием и даже порой и вытяжкой.
Все это – немалая дополнительная нагрузка на весь дом, и в частности на фундамент. А потому старайтесь хотя бы саму крышу сделать легкой, но прочной. И проще всего экономить как раз на кровельном покрытии. Самый простой вариант такой:
Стропильную систему мансардной крыши принято сооружать по принципу висячих стропил. У этих стропил нет средних опор, а потому под крышей образовывают внутреннее единое пространство без лишних опор. Потому система висячих стропил еще называется беспрогонной.
Как это происходит? Висячие стропила опираются друг на друга и на наружные стены. Создается так называемая распорная сила, ведь стропила все время пытаются как бы разъехаться в разные стороны. Но их крепко держат балки-затяжки (их еще называют ригелямми) у основания, которые одновременно служат для мансарды балками перекрытия, причем для такой крыши эти затяжки устанавливают немного выше, чем у будущего неиспользуемого чердака.
Но мансарда под ломанной крышей получается всегда более просторной, поэтому при пролете от 6 м дополнительно стропильные фермы еще подпирают раскасами и стойками на прогоны. Это важно сделать для того, чтобы нижние части стропильных ног не превышали в длину 4,5 м.
Еще один момент: для устройства стропильной системы мансардной крыши брать нужно только влагостойкую древесину для изготовления стропил (если вы решили именно дерево, а не металл), и обязательно дополнительно ее обрабатывать специальными пропитками. Т.к. со временем начинает терять свои свойства любая гидро- и пароизоляция, и плохо, если стропила начнут слишком быстро гнить.
Вот почему нередко стропильную систему для мансардной крыши сегодня выполняют из ЛСТК – легкого стального материала с тонкими стенами. Это, конечно, обойдется вам дороже обычной древесины, зато и преимуществ будет немало. Одна из самых ценных которых – мобильность.
Да, вы действительно в любой момент можете разобрать крышу и сделать из нее другой вариант, с новыми другими элементами. А в голову после того, как мансарда будет обжита, может прийти многое: и соорудить балкон, и расширить жилое пространство на другое крыло, и приподнять еще немного потолок. Поэтому, если вы любите экспериментировать – останавливайтесь на этом варианте.
Отметим, что и возиться с такой стропильной системой приятнее. Ведь нужен минимальный набор инструментов: заклепочный механизм и шуруповерт. Не сложнее детского советского конструктора!
Практикуются, конечно, и комбинированные варианты, когда стропильную систему для мансардной крыши делают и из металлического профиля, и из древесины. Но обычно такой метод применяют тогда, когда планируют некоторые детали конструкции сделать декоративными.
Рассчитывая шаг стропил мансардной крыши, берите во внимание такие факторы:
- Будущий вес кровельного материала, который легко рассчитать по специальной таблице.
- Угол наклона скатов.
- Снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности.
- Вес кровельных элементов.
- Антенны, декоративные окошки и тому подобное.
- И, наконец, о чем чаще всего вообще забывают – вес человека, который периодически будет делать ремонт кровли.
В среднем стандартный шаг мансардной крыши колеблется в пределах 70-120 см. Ввиду этих факторов учитывайте, что шаг стропил при одних и тех же используемых материалов у мансардной крыши будет чаще, чем у обычной.
Важен также фактор комфорта в мансарде, который немало влияет на выбор параметров конструкции двускатной крыши:
Мансардная крыша отличается от обычной в первую очередь тем, что чердак у нее есть, но представляет собой уже только небольшое подкровельное пространство между покрытием и внутренней теплоизоляцией. Причем теплоизолировать мансардную двускатную кровлю нужно обязательно. Ведь теперь это – используемое жилое помещение, а там, где живут люди, всегда есть водяные пары. Они выходят из дыхания человека, чашечки кофе, глажки утюгом и по многим другим причинам. А в сочетании с теплом жилого помещения – это далеко не лучший вариант для любого кровельного покрытия.
Далее, поднимающийся вверх теплый влажный воздух нагревает кровельное покрытие так, что зимой на нем легко тает снег. И талая вода начинает течь не только во все щели и трещины, пробираясь внутрь, но и скатываться по самой кровле – к более холодному карнизу, где снег не растаял вообще. Там она снова замерзает, оказавшись без теплой мансарды внизу, и образуется наледь.
Последствия: забитые и разрушенные водостоки, огромные сосульки и постоянно сваливающийся на голову снег. Вот почему, раз уж вы планируете жилую мансарду, включайте в проект и ее изоляционные работы: тепло, гидро- и пароизоляцию. Причем продумывать все это нужно тщательно: мансардная крыша достаточно быстро теряет свое тепло из-за большой площади соприкосновения с окружающей средой. А потому важно создать один непрерывный изолирующий контур по всему периметру.
Кроме того, по-другому уже устраивается и вентиляционная система мансардной крыши.
Есть свои тонкости и выборе кровельного материала для такой крыши. Так, здесь важны звукоизолирующие качества. Ведь постоянный шум и периодический грохот от дождевых капель способны привнести немало дискомфорта.
Кровельное покрытие должно быть настолько легким, насколько это возможно, ведь мансардная крыша сама по себе и со своим внутренним наполнением уже оказывает немало давление на фундамент.
Подробнее про выбор покрытий читайте в этой статье.
Немного сложности в свою очередь привносят мансардные окна – без них ведь никак. В случае с ломанной мансардной кровлей все проще, окна делаются прямыми и особо при строительстве не мешают. А вот у классической двускатной крыши их придется сооружать наклонными, что доставляет немало хлопот.
Мансардные окна хороши тем, что свет от них распространяется равномерно по всему помещению и нет глухих боковых отсеков. В зависимости от формы самой кровли такие могут быть прямым, наклонными и в сочетании.
Нередко уже существующую двускатную крышу переделывают в мансардную. Все потому, что еще на этапе строительства решили сэкономить средства и доделать заветное подкровельное жилище со временем. Тем более, что многие действительно так поступают и все получается.
Скажем так: все-таки лучше проектировать мансардную крышу еще на этапе проектирования фундамента, это и технологически грамотнее, и надежнее, даже если в этом сезоне вы утеплять и отделывать ее не будете. Но раз уж решили переделывать уже готовую двускатную – и это возможно. Например, другого варианта и не получится, если вы приобрели уже готовый дом.
Итак, при переделке первым делом рассчитайте вес будущей мансардной крыши и несущую способность имеющегося фундамента. Говоря простым языком, вы должны удостовериться, что фундамент был построен с запасом и готов выдержать немного больше веса, чем сейчас.
Вторым шагом нужно пригласить специалиста посмотреть на чердачное перекрытие. А рассчитано ли оно, что на нем будет стоять мебель и будут ходить люди? И то, что вы без опаски ступаете на чердак не говорит ни о чем. Большинство видов кровельного покрытия тоже рассчитано на то, что время от времени по ним будет ступать человеческая нога – ремонт-то нужно делать, но не постоянно. Все рассчитано и можно приступать к строительным работам? Тогда идем дальше.
Самая важная задача сейчас перед вами – решить, будете ли вы менять форму крыши. Да, иногда приходится приподнимать скаты и делать из классической двускатной кровли – ломаную. Процесс этот трудоемок, но все реализуемо. Усиливают стандартную скатную кровлю при помощи треугольных стропильных ферм, которые удобно крепить и к крыше, и в качестве отдельных элементов.
И, самый ответственный момент реконструкции – перераспределение нагрузки. Итак, балки и стропила усиливают накладками, которые связываются стойками. Затем к подкосам и усиленным стропилам крепят затяжки. И если нагрузка с кровли идет на балки перекрытия рассредоточено (это часто бывает, когда стропильные фермы располагаются с маленьким шагом), тогда все эти изменения помогут изменить направленность нагрузки всей крыши.
Вот почему есть смысл запланировать мансарду заранее, даже если на ее реализацию нет средств: на этом этапе хватит и гидроизоляции.
Что интересно, в конструкции современных мансардных крыш бывают и открытые элементы: балки, части внутренних стропил и подобные им элементы. Все это эффектно вписывается в выбранный стиль интерьера, да и для строительства не нужно переживать, как бы что не осталось на виду после отделки.
Что за интерьер? Во-первых, речь идет о таком стиле, как французский прованс. В нем приветствуются голые балки из дерева с сочетанием нежно-белого цвета потолка и стен, натуральные ткани в мелкий цветочек и такая же экологичная деревянная мебель темных тонов. Нынче в моде! А повредить этому стилю не способна даже огромная балка посередине мансарды. Ведь, как вы помните, именно французский архитектор придумал использовать подкровельное пространство как жилое, а потому подобные конструктивные мелочи довольно гармонично сочетаются с прованским стилем, а иногда еще и выступают главными стилевыми акцентами.
Второй не менее популярный стиль – хай-тек. Вот здесь напоказ можно и нужно смело выставлять любые элементы стропильной системы, сделанной из металла. Главное, чтобы только сам металл был блестящим и качественным, с таким же креплением. Дополнительно оставляйте на виду трубы вентиляционной системы и любые другие инженерные элементы, если они выглядят достаточно эстетично. Ведь этот стиль интерьера – технический. Кому такое нравится? Нынешним тинейджерам, программистам и любым молодым людям, которых уже воротит от приторной классики в интерьерах или приевшегося грубоватого минимализма.
Вот такой небольшой экскурс в мир современного дизайна. Не удивляйтесь, но у такой привычной нам мансарды именно такая история – изначально в таких помещениях жили творческие люди и богема. И частично эта традиция сохранена и до сегодняшнего дня. А потому, если вы конструируете дом с мансардной крышей, и беспокоитесь о наличии дополнительных опор, балок или стоек – конечно смело оставьте, речь ведь идет не о гостиной.
А вот то, о чем нередко вообще забывают при проектировании мансардной крыши. Это лестница! Как бы смешно это не звучало, но бывает и так, что уже в процессе строительства приходится проделывать двойную работу. Не упустите этот момент!
Мансарда, позволяющая эффективно использовать площадь перекрытия частного дома, — конструкция достаточно сложная. Как правило, домовладельцы поручают ее строительство опытным мастерам – кровельщикам. Но если вы дока в плотницком деле и не боитесь трудностей, то наверняка сможете справиться с задачей самостоятельно. Первый шаг – получение теоретических знаний о том, как мансардная крыша рассчитывается и строится своими руками по индивидуальным чертежам. Эту информацию, изложенную в виде пошагового руководства, вы найдете в данной статье.
Для устройства мансардного этажа вместо обычного чердака подойдут следующие типы крыш (изображены ниже на схеме):
- обычная двускатная с уклоном 45° и больше (крутая);
- ломаная кровля;
- четырехскатная полувальмовая.
Примечание. Как видно из схемы, различные полувальмовые покрытия – это усложненные двускатные кровли, так что рассматривать их отдельно нет смысла. В плане дизайна интерес представляет многощипцовая конструкция, показанная на фото, но для ее возведения нужен приличный опыт.
Двускатная мансардная крыша наиболее проста в исполнении и экономична в плане расхода материалов. Но за это придется расплачиваться меньшей полезной площадью и наклонными стенами пристроенного этажа, не позволяющими разместить высокую мебель. Это не станет проблемой, если в мансарде планируется обустроить спальню — кровати спокойно встанут около продольных стен. Другой способ решить вопрос – приподнять стропильную систему на необходимую высоту, как показано ниже на чертеже.
Кровля с ломаными формами — наиболее популярный вариант, поскольку позволяет сделать наверху полноценные жилые комнаты. Если не предусматривать на ее склонах выступающие окна, то по технологии монтажа такая крыша ненамного сложнее двускатной, хотя расход стройматериалов увеличится. Чтобы упростить вам выбор, предлагаем рассмотреть и сравнить 3 самых распространенных варианта мансардной надстройки для частного дома стандартных размеров 6 х 6 м:
- Крутая кровля с двумя скатами, наклоненными под углом 45°.
- Ломаная конструкция, где нижние стропила наклонены под углом 60°, а верхние – 30°.
- То же, что вариант 1, только фермы подняты на высоту 60 см, а стропильные ноги стоят под углом 37,5°.
Все три сооружения мы для удобства изобразили на одном чертеже, который можно взять за основу для будущего строительства.
Примечание. В качестве основного стройматериала для изготовления стропил и других элементов каркаса взята доска поперечным сечением 50 х 150 мм.
Чтобы выбрать лучший из трех вариантов, предлагаем изучить сравнительную таблицу, где представлены параметры мансардных помещений из расчета на 1 погонный метр длины здания.
Зная длину кровельных скатов, указанный в табличке, можно приблизительно прикинуть расход стройматериалов для каркаса, покрытия и утепления. Следующая таблица дает возможность оценить общую площадь комнат второго этажа при реализации всех 3 решений в частных домах с различными размерами.
Стропила мансарды, построенной своими руками, должны в течение всего срока эксплуатации выдерживать такие нагрузки:
- собственный вес;
- массу кровельного покрытия и утеплителя;
- максимальные для данной местности порывы ветра;
- давление снегового покрова.
Справка. При уклоне кровли более 45° снег на ней практически не задерживается, а при 60° и вовсе не учитывается при вычислениях. Зато возрастает ветровое давление из-за высоты конструкции и ее положения, близкого к вертикальному.
Результатом расчетов должны стать 2 параметра – сечение стропил с балками (иначе – затяжками) и шаг их установки. Ошибочно думать, что размеры деревянных брусьев крыши растут вместе с нагрузками на нее. Максимальная жесткость конструкции достигается за счет применения стропильных ферм из бревен диаметром 120—200 мм либо пиломатериалов толщиной от 40 до 200 мм, устанавливаемых с шагом 50—120 см. Если вы не являетесь инженером – строителем, точнее определить эти значения не сможете, поскольку методика довольно сложная.
Онлайн-калькуляторы, размещенные в интернете, вопрос не решают, потому что их расчеты все равно нужно проверять. Выход такой: воспользуйтесь готовыми данными, которые давно посчитаны. Для этого вам потребуется таблица №1, где приведены сечения стропильных ног при различной длине и нагрузке:
Методику вычислений поясним на примере. Предположим, что снеговая нагрузка на плоскую поверхность (проекцию скатной крыши) в вашей местности составляет 100 кг/м², уклон равен 60°, длина пролета – 4,5 м (до подкоса), шаг стропил – 120 см. Кровельное покрытие – шифер. Считаем:
- Реальный вес снегового покрова: 100 х 0,32 = 32 кг/м². Коэффициент уклона 0,32 взят из таблицы №2, представленной ниже.
- Удельный вес шиферного покрытия с обычным профилем равен 25 кг/м².
- Общий удельный вес – 32 + 25 = 60 кг/м².
- Вычисляем удельный вес на 1 погонный метр стропил, умножив 60 кг/м² на шаг установки 1,2 м. Получаем 72 кг.
- Возвращаемся к таблице №1 и подбираем сечение бруса по длине пролета. Принимаем нагрузку 100 кг на 1 м. п. стропила (с запасом). Подходит бревно диаметром 140 мм, доска 40 х 200 мм и остальные материалы, чьи размеры находятся в той же горизонтальной строке.
Справка. При монтаже ломаной мансардной крыши используется 2 вида стропил – наслонные и висячие. На двускатной кровле применяются только висячие, в чем между ними разница, отражено на схеме.
Правильно определить интервал установки стропильных ферм вам поможет последняя таблица №3:
Предложенная методика подойдет для небольших домиков прямоугольной формы размерами 6 х 6 м. Чтобы построить мансардную крышу на большом коттедже, за расчетами настоятельно рекомендуется обратиться к специалистам – проектировщикам.
Упрощенный способ, представленный ниже, предполагает устройство мансардной ломаной крыши в 2 этапа: сборка стропильных ферм на земле и последующий монтаж на готовые стены брусового или бревенчатого дома. Конструктивным материалом выступают доски сечением 15 х 5 и 10 х 5 см стандартной длиной 6 м.
Начало сборки — формирование верхнего пояса стропильной системы
Пошагово технология выглядит так:
- Заготовьте балки нижнего пояса фермы с учетом кровельных свесов 25—27 см с каждой стороны. Если длины бруса не хватает, его нужно нарастить с помощью накладки того же сечения, прибитой гвоздями.
- Уложите балку на землю и прикрепите к ней уголками вертикальные стойки, образующие стены мансардного помещения. Установите потолочную балку и подпорку для конька (бабку), после чего приставьте к ней и углам каркаса две доски висячих стропил для разметки, как это сделано на фото.
- Отрежьте элементы по месту и закрепите их. Из оставшихся частей досок таким же образом сделайте наслонные (нижние) стропильные ноги и прибейте их к каркасу. Ферма готова.
- Изготовьте остальные фермы по той же методике.
Совет. Как правило, на лицевых фронтонах предусматриваются окна либо двери на балкон. Стойки и пояса для их монтажа тоже удобно делать на земле, как и обшивать проемы вагонкой.
Как быстро и аккуратно собрать стропила для мансарды, рассказывается в видеоролике:
Готовые каркасы поднимаются на стены и поочередно закрепляются на своих местах, начиная от первого фронтона. Чтобы он не упал, установите распорки и прибейте их к стенам бревенчатого дома. Вторая и последующие фермы ставятся в проектное положение и соединяются друг с другом досками.
После расстановки стропила необходимо закрепить к стенам следующими способами:
- скобами ко второму сверху венцу бревен или брусьев;
- на стальных уголках и оцинкованных саморезах, как изображено на фото.
Примечание. Установка на кирпичные и другие капитальные стены выполняется посредством мауэрлата – деревянного бруса, уложенного на несущие конструкции по всему периметру здания. В свою очередь, мауэрлат монтируется на шпильках или анкерных болтах, а между ним и каменной стенкой устраивается гидроизоляционный слой из рубероида. Монтажный узел выглядит так:
Следующий шаг – укладка поверх стропильной системы диффузионной мембраны – пленки, защищающей от ветра и осадков, но пропускающей наружу водяные пары из утеплителя. Раскатайте в нижней части крыши первое полотно и закрепите его к доскам степлером, следующее кладите с напуском 10—15 см. Когда перекроете всю кровлю, прибейте доски обрешетки. Подробнее монтаж показан на видео:
Сверху на обрешетку настилается кровельное покрытие – шифер, металлочерепица и так далее. Технология укладки и крепежа зависит от выбранного материала.
Поскольку мансардное помещение планируется как жилое, его следует хорошо утеплить. Из теплоизоляционных материалов с деревом лучше всего «дружит» минеральная вата, потому что пропускает влагу и позволяет ему «дышать». Толщина слоя – не менее 150 мм, а в северных регионах – до 300 мм. Утепление производится в таком порядке:
- Нарежьте плиты минваты и вставьте их враспор между стропилами.
- Для изоляции фронтонов прибейте дополнительные стойки и таким же образом заложите между ними утеплитель.
- Если ширины стропильных ног недостаточно для создания теплоизоляции нужной толщины, после укладки первого слоя приколотите к ним горизонтальные бруски контробрешетки. Между ними вставляйте плиты второго слоя.
- Укройте утеплитель изнутри пароизоляционной пленкой, укладывая ее с нахлестом 15 см и проклеиванием стыков алюминиевым скотчем.
- Прибейте сверху планки обрешетки для облицовки гипсокартоном или другим отделочным материалом.
Важный момент. При закладке утеплителя проследите, чтобы между ним и ветрозащитной мембраной оставался вентиляционный продух 3—5 см. Через него будет удаляться влага, образующаяся в минеральной вате из-за возникновения точки росы.
Наглядно процесс теплоизоляции мансарды показан в очередном видео:
Строительство мансардной крыши – дело трудоемкое и в одиночку вам его не одолеть. Большинство работ нужно выполнять с помощником, а для подъема стропильных ферм потребуется 3 человека. Также успех вашего мероприятия во многом зависит от правильности первоначальных расчетов. Если методика вычислений приводит вас в замешательство, а толковых инженеров поблизости нет, посоветуйтесь с опытными мастерами – кровельщиками, в чьей компетенции нет сомнений. Они подскажут верное решение и, возможно, поведают о подробностях монтажа подобных систем.
19 Июн 2019 admin 21