Азы строительства крыши, стропильная система, схемы

Дом венчает крыша — верхняя ограждающая конструкция, которая призвана защищать его от негативных атмосферных воздействий, прежде всего — осадков. Однако необходимо учитывать, что крыша во многом влияет на зрительное восприятие здания, поэтому ее внешний вид должен соответствовать общему архитектурному замыслу, гармонично сочетаясь с другими конструктивными элементами.

Обычно крыша на частных домах бывает скатной. Она состоит из несущей конструкции — стропильной системы, которая образует наклонные поверхности для стока дождевой и талой воды — скаты, и кровли — внешнего водонепроницаемого покрытия. Пространство под скатами, называемое чердаком, может использоваться для размещения жилых отапливаемых помещений. В этом случае его называют мансардой. Скаты мансарды должна быть утеплены, то есть кровельный пирог должен включать теплоизоляционный материал. Если чердак не используется в качестве жилого помещения и не отапливается, утепляют чердачное перекрытие.

От прочности несущих конструкций крыши и герметичности кровли напрямую зависит надежность здания, состояние его стен и даже фундаментов. Стропильная система должна быть прочной и долговечной. Ее конструкция зависит от формы крыши и нагрузок — веса кровельного покрытия (а в случае мансарды — утеплителя и обшивки скатов), толщины снегового покрова, а также давления ветра.

Материалы, применяемые для устройства кровельных покрытий, можно разделить на легкие (листовая сталь, металлочерепица, рубероид и битумная черепица) и тяжелые (натуральная черепица). Для тяжелых кровель требуется гораздо более прочная стропильная система, элементы которой способны воспринимать большие усилия, а значит, иметь большие поперечные сечения. Это увеличивает расход материалов для устройства крыши и, естественно, влечет большие денежные затраты.

ВИДЫ СКАТНЫХ КРЫШ

По количеству скатов крыши бывают:
■ односкатные — представляют собой одну наклонную плоскость-скат, которая опирается на несущие стены, имеющие разную высоту; устраиваются обычно на хозяйственных постройках;
■ двухскатные (щипцовые) — две наклонные плоскости-скаты; участок стены между скатами, имеющий треугольную форму, называется щипцом (если этот участок отделен снизу карнизом, его называют фронтоном];
■ мансардные — разновидность двухскатной крыши с изломанным скатом (верхняя часть — относительно пологая, нижняя — крутая), которую устраивают, когда габариты жилых помещений мансарды трудно вписать в треугольную форму;
■ четырехскатные — к ним относятся шатровые крыши (треугольные скаты вверху сходятся в одну точку], вальмовые (два торцевых треугольных ската, называемых вальмами, и два трапецеидальных ската) и полувальмо-вые (с укороченными вальмами). Полувальмовые крыши бывают голландскими (вальма «обрезается» снизу и фронтон приобретает форму трапеции) и датскими (вальма «обрезается» сверху и принимает форму трапеции с образованием треугольного фронтона).
■ многощипцовая крыша—образуется пересечением двускатных крыш; к такому решению прибегают, если здание в плане имеет сложную многоугольную форму; очень эффектно выглядит такая крыша над квадратным зданием.


Формы крыш:
а — односкатная; б — двухскатная (щипцовая); в — мансардная; г — вальмовая; д — шатровая; е — многощипцовая; ж — полувальмовая голландская; з — полувальмовая датская


Следует учитывать, что чем вычурнее форма крыши, тем сложнее стропильная система и тем больше уязвимых мест будет в кровельном покрытии с точки зрения гидроизоляции.

Угол наклона скатов крыши по отношению к горизонтали определяется в основном двумя факторами. С одной стороны, необходимо учитывать климатические условия района строительства, в частности, количество осадков. Так, например, для горной местности традиционными стали крыши с крутыми скатами и широкими свесами: на них меньше скапливается снега, с них быстрее стекает дождевая вода, а широкий свес отводит осадки подальше от стен. С другой стороны, на это влияет вид кровельного покрытия, так как для каждого материала существует оптимальный диапазон углов наклона, который обеспечивает наилучшие условия его эксплуатации.

ЭЛЕМЕНТЫ КРЫШИ

Строительное дело — одна из древнейших профессий на земле. За время ее развития у каждого народа сложилась своя профессиональная кровельная терминология, с которой полезно ознакомиться, чтобы успешнее вести переговоры с подрядчиками.

Элементы крыши:
1 — карниз; 2 — фронтон; 3 — фронтонный свес; 4 — карнизный свес; 5 — мансардное окно; 6 — ендова (разжелобок); 7 — полувальма; 8 — слуховое окно; 9 — конек; 10 — щипец; 11 — софит

Скат — наклонная плоскость поверхности крыши, образуемая стропилами.
Свес — выступающая за предель стен дома часть крыши. Свесы защищают стены от атмосферных воздействий Различают горизонтальные карнизные свесы, расположенные под скатами крыши, и фронтонные свесы, обрамляющие фронтон. Снизу свесь необходимо подшить. Для этого используют специальные панели — софиты. Они имеют перфорацию для вентиляции подкровельного пространства.
Конек — это горизонтальное ребро которое образуется в месте пересечения двух скатов кровли.
Ребро—линия пересечения двух скатов крыши, образующих наружный угол.
Ендова (разжелобок) — линия пересечения двух скатов крыши, образующих внутренний угол.
Фронтон — верхний участок стены который по бокам ограничивается двумя скатами крыши, а снизу отделяется карнизом; обычно имеет треугольную форму.
Щипец — верхний участок стены который по бокам ограничивается двумя скатами крыши, но в отличие о! фронтона не отделяется карнизом.
Вальма — скат с торцевой сторонь дома, ее выполняют взамен фронтона благодаря чему экономятся стеновые материалы в верхней части торцевых стен, но увеличивается расход кровельных.

СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Стандартная конструкция скатной крыши состоит из стропил —деревянных ферм в форме треугольника Благодаря такой конфигурации стропила сохраняют жесткость. Их выполняю! из пиломатериалов непосредственно на стройплощадке либо изготавливаю! в специализированных фирмах nof конкретный проект и доставляют не объект готовыми к монтажу.

Основной элемент стропильной фермы — стропильные ноги, создающие каркас крыши и являющиеся опорой для обрешетки, на которук: впоследствии укладывают кровельный материал. Они определяю! угол наклона скатов. Расчёт стропильной системы должен делать квалифицированный специалист.

Он анализирует несущую способность стен, фундамента и определяет:
■ сечение стропил;
■ шаг стропил (расстояние между стропилами);
■ величину пролетов между опорами;
■ тип стропильной конструкции;
■ необходимость дополнительных элементов (затяжки, ригели, прогоны, стойки, подкосы) и их сечение.


Типы стропильных систем:
I - висячие стропила;
II - наслонные стропила; а - пролет до 6 м; б - до 8 м; в - до 10 м; г - до 5 м; д - до 8 м; е - до 10 м; 1 - стропильная нога; 2 - перекрытие; 3 - затяжка; 4 - мауэрлат; 5 - ригель; 6 - бабка; 7 - подкос; 8 - внутренняя стена; 9 - лежень; 10- стойка; 11- коньковый прогон

Шаг стропил зависит от веса кровельного материала, величины снеговой и ветровой нагрузки, а также от пролета и длины стропильной ноги. Снеговая и ветровая нагрузки в разных климатических зон.

Стропильные системы в зависимости от конструкции бывают:
■ с висячими стропилами [распорные) — стропильные ноги, сходясь в коньке, опираются нижними концами на мауэрлат и работают на сжатие и изгиб. Кроме того, конструкция создает значительное горизонтальное усилие распора, которое передается стенам. Для уменьшения этого усилия устанавливают затяжку (ригель), соединяющую стропильные ноги;
■ с наслонными стропилами (безраспорные) — эта конструкция не передает горизонтальных распорных усилий на стены. Нижними концами стропильные ноги опираются через мауэрлат на стены здания, а верхним концом и средней частью — на промежуточные опоры (горизонтальные прогоны, которые подпираются стойками и подкосами). Такие системы выполняют в домах, имеющих внутреннюю несущую стену.
■ комбинированные — в сложных стропильных системах наслонные и висячие стропила могут комбинироваться.

Разреженная обрешетка состоит из деревянных брусков, горизонтально укрепленных на стропилах с определенным шагом

МАТЕРИАЛЫ

Самый распространенный материал для изготовления несущих конструкций крыши — древесина. В основном это сосна или ель, они оптимальны по доступности и цене. Но конструкции стропильных систем можно изготовлять и из других видов древесины. Главное — обеспечить древесине нормальные условия эксплуатации, защитив ее от влаги и обеспечив необходимую вентиляцию чердачного помещения.

Древесину необходимо применять высушенную, с влажностью около 18%. Не высушенная древесина, использованная для устройства крыши, при высыхании будет давать усадку, искривляться, на ее поверхности появятся трещины.

Древесина — горючий и легковоспламеняющийся материал. Кроме того, она подвергается разрушительному воздействию биологических факторов — насекомых, грибов, бактерий. Чтобы деревянные конструкции крыши служили долго и надежно, необходимо повысит их стойкость к негативным воздействиям. Так, остроганные пиломатериалы труднее возгораются и меньше повреждаются вредителями, чем нео-строганные. Но такие пиломатериалы стоят значительно дороже. Кроме того, применяют специальные пропитки. Составы для повышения огнестойкости называются антипиренами, а для защиты от вредителей — антисептиками. Существует два способа пропитки древесины — поверхностный и глубинный. Самый доступный — поверхностный способ, его несложно применить в условиях стройки: с помощью кисти или распылителя поверхности обрабатывают водными растворами химических препаратов (они окрашивают древесину, поэтому граница обработанных и необработанных участков хорошо заметна). Глубинную пропитку выполняют на специализированных предприятиях в специальных ваннах или камерах.

Стропильные системы иногда выполняют также из тонкостенных стальных профилей.

ПЛОСКИЕ КРЫШИ

В последнее время в частном строительстве становятся популярными плоские крыши. Роль несущей конструкции в них играет чердачное перекрытие (как правило, железобетонное), а для отвода воды выполняют так называемую разуклонку — один из слоев кровельного пирога делают с переменной толщиной, чтобы создать уклон в сторону водоприемных устройств.

Плоские крыши иногда называют бесчердачными (в отличие от чердачных — скатных), так как многослойное кровельное покрытие и чердачное перекрытие в них совмещены. Существует даже специальный термин — совмещенная кровля. Эти кровли могут быть невентилируемые, состоящие из плотно прилегающих друг к другу слоев, и вентилируемые (между перекрытием и кровлей предусматривается вентилируемое пространство, небольшая высота которого исключает возможность пребывания там людей).



Плоские крыши выбирают поклонники современной архитектуры. Один из аргументов в пользу плоских крыш — возможность сделать крышу эксплуатируемой, на ней можно разместить открытую террасу для отдыха и высадить растения. Устройство плоской крыши требует особой тщательности, так как при этом сложно обеспечить герметичность кровельного покрытия и эффективный водоотвод. Существует два решения для устройства эксплуатируемых кровель: традиционная и инверсионная. Они отличаются порядком слоев кровельного пирога. В традиционной кровле гидроизоляция (полимерная или полимерно-битумная мембрана) расположена над теплоизоляцией, в инверсионной — она укладывается прямо на железобетонное перекрытие, а теплоизоляционный слой (из плотного и водонепроницаемого экструдированного пенополистирола) располагается сверху, защищая гидроизоляционную мембрану отмеханических повреждений и атмосферных воздействий.