Как устроена стропильная система мансардной крыши: обзор конструкций для малоэтажных домов

Сборка висячей стропильной конструкции

Следующим шагом по проекту является установка балок перекрытия. Они монтируются на мауэрлат и служат основанием будущего пола мансарды.

Установка деревянных балок перекрытия

https://www.youtube.com/watch?v=eqv4iqbmo_kДалее собираются треугольники из стропильных ног. Сборку своими руками можно делать на земле, после чего готовые конструкции поднимать наверх и устанавливать в вертикальное положение. Верхнее соединение стропильных ног укрепляют ригелем, он фиксирует стропила, а в дальнейшем становится основой для потолка мансарды. На нижних концах стропил делаются запилы для крепления к мауэрлату. Фиксируются такие соединения гвоздями или металлическими скобами.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами

Монтаж стропил двускатной крыши начинают с установки и закрепления крайних треугольников. Между ними натягивается прочная нитка или леска, с помощью которой выдерживают горизонталь при монтаже промежуточных стропил. Каждый установленный треугольник временно закрепляется укосинами в вертикальном положении. Расстояние между треугольниками должно быть одинаковым. В случае дощатых стропил шаг выбирается из диапазона 0,6—1 м. Если же стропила из бруса, то шаг увеличивается до 1,6—2,2 м.

Монтаж стропильной системы

Строительство дома с двухскатной крышей

Монтаж и расчет стропильной системы мансардной крыши

Первым делом укладывается верхний брус. Прекрасно подходит для данной цели брус сечением 10х10, 15х15 см. Он крепится при помощи скоб, саморезов или гвоздей к стойкам. Первый брус – подстропильная яма.

Следующим шагом является установка мауэрлата. Этот элемент не позволяет крыше опрокинуться при сильном ветре – она фактически вся прикреплена к мауэрлату, который к тому же переносит нагрузку на стены. Для установки данной детали понадобятся доски, брусья. Толщина доски должна составлять минимум 5 см, а сечение бруса – 10х15.

Доска или брус укладываются в горизонтальном положении по уровню стены. Чтобы избежать попадания влажности на элементы мауэрлата, под доску нужно уложить гидроизоляцию. Для прикрепления доски к стене используются длинные саморезы и скобы. Можно дополнительно закрепить мауэрлат, прикрепив его при помощи толстой проволоки к стене.

Она (проволока) должна быть вмонтирована в стену во время возведения кладки. Следует помнить о необходимости обработки досок гидроизолирующими и антикоррозионными материалами.

Следующий этап – установка стропильных ног. Их можно приобрести готовыми или сделать самим.

Для стропильной системы крыши мансарды предусмотрено расстояние 15 см друг от друга.

Сначала крайние стропила укладывают к фронту, обращая внимание на то, чтобы верх стропил и линия края фронта оказались на одном уровне. Доски для стропил выбирают гладкие, без впадин и сучков

На один погонный метр допустим всего один изъян. Ширина и толщина доски составляют соответственно 15 и 4 см. После установки крайних стропил между ними протягивается уровень, по которому возводят другие стропила.

После этого в верней части каркаса их соединяют, также устанавливается коньковая балка высокой прочности.

Применение коньковой балки необходимо при длине крыши более 7 м и большом весе стропильного каркаса.

При возведении системы стропил внимание следует обращать прежде всего на следующие моменты:

1. Закладывание окон – об их устройстве нужно думать во время установки оконных проемов, на которые должны крепиться рамы;
2. Размер помещения мансарды должен быть достаточно большим для комфортного проживания. Минимальные параметры: длина – 3, высота – 2 метра;
3. При высоте крыши меньше 7 метров рекомендуется ограничиться растяжками в верхней части стропильной системы. Они также могут служить потолочными балками мансарды;
4. При неблагоприятных погодных условиях (снег, сильный ветер) растяжки берут на себя определенную часть нагрузки;
5. Последние штрихи – укладывание обрешетки, утеплителя, гидробарьера, кровельного материала, утепление и последующая отделка стен и потолка мансарды.

Проведение монтажных работ

Сооружение стропильной системы

Считается, что лучшим материалом для этого является древесина хвойных пород деревьев, влажность которой составляет менее 22%. Предварительно древесину необходимо подвергнуть защитной обработке для повышения долговечности конструкции и безопасности ее эксплуатации.

При монтаже мансардной кровли большое значение придается выполнению диагональных связей и подкосов. Во избежание возникновения прогиба устанавливается ригель, который располагают горизонтально.

Процесс строительства заключается в производстве следующих работ поэтапно:

• Производится укладка балок, которые являются основными элементами конструкции. Их основание должно быть качественно изолировано от воздействия влаги. При монтаже на основание, сделанное из дерева, это мероприятие не производится.
• К балкам фиксируются стойки из бруса. На их основании должна быть организована гидроизоляция. Монтаж стоек производится с интервалом, не превышающим два метра. Расположение стоек происходит строго в одну линию, отклонения не допускаются. Впоследствии они облицовуются.
• После этого осуществляется установка верхнего бруса и фиксация его при помощи гвоздей или скоб.
• Для сооружения мауэрлата, который представляет собой опору нижней балки, применяется брус или доска. При его установке следует помнить о необходимости гидроизоляции.
• Стропильные ноги устанавливаются на расстоянии 1-1,2 м друг от друга. Для их изготовления применяется доска прямоугольного сечения, в структуре которой не должно быть сучковатости. Для правильной установки ног, крайние из них закрепляются первыми, далее натягивается трос или леска, и уже по ней закрепляются остальные. В завершении они соединяются между собой сверху доской.
• При длине стропил менее 8 метров, установка балки конька не обязательна. Ее заменяют, как правило, специальными растяжками, позволяющими закрепить потолок помещения мансарды.
• Работы по установке кобылок аналогичны монтажу стропил. В начале крепятся крайние кобылки, а затем все остальные. После этого к ним прибивается доска подола, которая предотвратит задувание ветра и проникновение осадков под кровлю.

Строительство мансарды

В местах установки окон монтируются дополнительно брусья в поперечном направлении. В завершении сооружения кровли происходит крепление обрешетки для монтажа пароизоляции.

Утепление мансардной крыши

Конструкция кровли мансардного помещения должна выполняться многослойно.

Слой теплоизоляции в обязательном порядке должен обладать огнестойкостью. Чаще всего, материалом для этого служит минеральная вата.

Нарушения технологии утепления крыши могут привести к крайне неприятным последствиям. В жаркие дни воздух в помещении будет иметь высокую температуру, а в морозное время возникнут сложности при отоплении пространства мансарды. Кроме этого, мероприятия по теплоизоляции должны быть проведены и со стенами.

Устройство гидроизоляции

Как правило, в качестве материала для создания гидроизоляции применяют рулонный гидроизоляционный материал. Он стелится под самой крышей сверху контробрешетки. До укладки материал располагают по месту его нахождения с учетом обеспечения нахлеста, необходимого для его крепления.

Для создания дополнительной изоляции от воздействия влаги могут быть использована СБС-битумная мембрана и ей подобные материалы.

Гидроизоляция

Устройство вентиляции

Качественно выполненная вентиляция предполагает соблюдение определенных требований:

• не должно существовать препятствий при перемещении воздуха от карниза в направлении конька;
• воздушная прослойка над слоем теплоизоляции должна составлять не менее 500 мм;
• отверстия для вытяжки воздуха необходимо располагать в точке крыши, имеющую максимальную высоту.

Преимущества и недостатки

Достоинствами мансардного этажа можно по праву считать:

• Экономичность. Мансарда позволяет сократить затраты на обогрев помещения. Воздушное пространство между полом и потолком чердачного помещения не позволяет выработанному теплу выйти через крышу. Низкая теплопроводность воздуха допускает сохранение большего количества тепла на первом этаже.
• Очевидна и экономия на достраивании еще одного этажа или увеличении жилой площади за счёт расширения фундамента. Мансарда позволяет с минимальными затратами получить конструктивное дополнительное пространство.
• Эстетическая привлекательность. Бесспорно, мансарда сложностью и выразительностью крыши придаёт зданию гармоничный, архитектурный и оконченный вид.
• Скорость строительства. Такая пристройка не растянется на несколько лет, как это зачастую происходит с расширением фундамента. Монтаж может быть завершен в течение недели.

Помимо плюсов, существуют и недостатки.

• Экономия на обогреве и замене второго этажа мансардой в последующем выльется в копеечку. Помещение предусматривает установку специализированных окон, которые стоят значительно дороже обычных.
• Скошенные потолки уменьшают высоту стен.

• Уязвимость конструкции обусловлена тем, что мансарда принимает на себя все основные «удары» природы, в связи с чем нуждается в повышенном внимании и периодическом осмотре. При необходимости ремонта или замене утеплителя не избежать повреждения отделки вместе с пароизоляцией.
• Сложная угольная крыша приводит к образованию трудно вентилируемых участков, что негативно сказывается на качестве покрытия.
• Индивидуальные требования к гидро- и теплоизоляции.

Проблемы, с которыми можно столкнуться при строительстве мансарды:

• применение необработанных огнезащитными средствами и антисептиками пиломатериалов может привести к гниению дерева и появлению паразитов;
• негерметичность одного слоя «пирога» перед укладыванием следующего;
• слишком лёгкие и непригодные перекрытия;
• оборудование мансарды с уже уложенной кровлей;
• некачественная паро- и гидроизоляция может стать причиной гниения оконных откосов или внутренней обшивки мансарды.

Окна для мансардной крыши

Мансарда отличается от обычных помещений тем, что ее стенами является стропильный каркас, который состоит из определенных кровельных поверхностей, что наглядно показано на чертежах мансардных крыш. Это влияет и на конструкцию окна для данного помещения, которое должно хорошо пропускать естественный свет, и одновременно удерживать нагрузку в виде сильных порывов ветра или обильных атмосферных осадков. Это связано с тем, что влияние погодных условий на наклонную часть крыши намного сильнее, чем на массивные несущие элементы здания.

Важно! Согласно СНиП, площадь окна должна составлять не менее 10% от общей площади пола. Окно в мансардной крыше, фото наглядно это отображают, может располагаться в плоскости крыши, наклонно или вертикально, или быть в торце мансарды

Вертикальные окна в плоскости крыши могут быть выступающими над ней (дормер), или утопленными в помещение

Окно в мансардной крыше, фото наглядно это отображают, может располагаться в плоскости крыши, наклонно или вертикально, или быть в торце мансарды. Вертикальные окна в плоскости крыши могут быть выступающими над ней (дормер), или утопленными в помещение.

При монтаже и обустройстве кровли, стоит уделить особое внимание утеплению окон чтобы избежать образования «островков холода»

Наиболее популярным и простым в установке является наклонное окно в плоскости крыши. Оно способно пропустить максимальное количество естественного дневного света. После его монтажа поверхность крыши не меняется, а остается ровной. Однако такой вариант требует создания должной гидроизоляции примыкания. Здесь следует использовать специальные модели с армированным стеклом и усиленной металлопластиковой рамой.

Площадь оконного проема подбирается пропорционально углу наклона кровли. Ширина окна должна быть подобрана таким образом, чтобы элемент вписывался в расстояние между стропилами, не нарушая целостность конструкции. Если окно будет намного шире, тогда придется установить усиленную балку, которая будет соединять разрезанные стропила для установки окна. В этом случае, если одного неширокого окна недостаточно, лучше установить два соседних нешироких элемента, что обеспечит целостность стропильного каркаса.

Для установки окна-дормер требуется усложнение геометрии крыши, а именно требуется монтаж боковых и верхних ендов с последующей их тщательной гидроизоляцией. Также усложняется укладка кровельного покрытия.

Установку и утепление мансардного окна следует проводить по инструкции, чтобы избежать конденсата и появления влажности внутри помещения

Вертикальное окно, утопленное в помещение, целесообразно устраивать лишь, когда через него будет осуществляться выход на балкон. В остальных случаях это неоправданные значительные финансовые затраты (усложнение геометрии крыши) с получением минимального эффекта (недостаточное естественное освещение).

Самым простым, практичным и дешевым вариантом является установка окна в торце крыши. Это особенно актуально для дачных домов с мансардной крышей.

Мансарды под стандартной двускатной кровлей

Наиболее доступный и простой способ создания уютной мансарды под сводами надежной крыши – это строительство обыкновенной двухскатной конструкции.

Стандартной двускатной мансардной крыше по праву принадлежит звание наиболее надежной, малозатратной и простой в исполнении.

По типу конструкции такие крыши делят на:

• стандартные. Такие кровли имеют стандартный угол наклона в 45 градусов. Специалисты рекомендуют выбрать такой каркас для домов, ширина которых не превышает 9 метров.
• остроконечные. Такой кровле характерен скат под углом 60 градусов. Они менее популярны, чем стандартные, так как долее дорогостоящие и сложны в монтаже. Подобный вариант оптимален для дома, ширина которого 6 метров.

Остовом, а также залогом надежности в эксплуатации является стропильная система, которая состоит из множества балок, брусов и досок. Каждый элемент стропильной системы играет свою важную роль. В чем особенность работ? Основное отличие – отсутствие центральных опор и использование принципа висячей стропильной системы. Стропила опираются друг на друга на коньке и на несущие стены строения. Как выполняется работа? Во-первых, нижняя часть кровельного ската закрепляется вдоль несущих стен строения. Она имеет форму прямоугольных треугольников, которые собираются как наклонные стропила и связываются схватками. При этом, одна из боковых стен дома представляет собой одновременно часть будущего каркаса для стен мансардного помещения и опорную стойку. Во-вторых, соединение верхней части крыши при помощи затяжки выполняют висячие стропила.

При предварительном расчете затрат, планировании стропильного каркаса и двускатной крыши в целом важно учитывать следующие моменты:

1. Вес кровельного покрытия.
2. Вес стропильной системы.
3. Особенности климата той местности, где строится дом.
4. Вес материалов для качественной паро-, тепло- и гидроизоляции.
5. Вес отделочных материалов.

Подобные параметры должны учитываться при возведении любой крыши.

Только после выполнения наглядной схемы-чертежа можно приступать к выполнению работ. Порядок выполнения стандартный:

• выстраивается стропильная система кровли;
• выполняется качественная гидроизоляция и утепление крыши дома;
• выполняется покрытие кровельными материалами.

Все этапы можно выполнить своими руками, без затрат на привлечение профессионалов, особых сложностей не возникнет даже у новичка.

Монтаж стропильной системы двускатной крыши

Использование СИП-панелей для мансардной крыши

Формирование крыши над мансардой из СИП-панелей – самый удобный способ. Согласно проекту, созданному с учетом такой методики, кровлю не потребуется дополнительно утеплять. Для внешней отделки можно использовать любой материал. Крыша в любом случае будет прочной и ровной.

При наличии подходящего инструмента и определенных навыков легко возвести своими руками простую крышу или сложной конфигурации, с несколькими окнами, разного размера коньками. Теплая крыша из СИП-панелей может кардинально улучшить условия проживания в уже существующей постройке.

При составлении проекта необходимо учесть возможные трудности при возведении конструкции. Кровля будет иметь много стыков, что может негативно сказаться на ее прочности. Из-за большого количества остатков конструктивов возрастут финансовые траты. Для создания несущих каркасов потребуется больше бруса и другого вспомогательного материала.

Расчет окон

Согласно СНиП площадь всех окон должна быть не менее 10% от всей площади пола. При разделении мансарды на несколько комнат, каждая из них должна иметь окно.

Наклонные окна

Проще всего своими руками сделать наклонный монтаж. Но такие окна будут служить частью кровли, поэтому надо позаботиться о герметизации стыков примыкания. Как и кровельное покрытие, окна будут подвержены существенной нагрузке осадков в виде снега. Чтобы они не провалились надо устанавливать армированные стеклопакеты и усиленные рамы.

Установка наклонных окон имеет некоторые достоинства:

• отсутствуют резкие переходы границ тени, что увеличивает количество проникновения света внутрь помещения;
• рельеф кровельного покрытия остается неизменным;
• простота монтажа позволяет все сделать своими руками.

Делая расчет наклонных окон надо знать, что их площадь увеличивается совместно с углом наклона. Регулировать площадь можно высотой окна, уменьшая ее на более крутых скатах.

Определяясь с размерами окон надо учесть, что их придется крепить своими руками между стропилами. Чтобы рама хорошо вошла, ее ширина должна быть минимум на 40 мм меньше шага стропильных ног. В противном случае понадобится установка усиленной балки. Такое нарушение конструкции каркаса требует дополнительных расчетов. Если хочется установить большое окно, то лучше смонтировать 2 меньшего размера рядом. Эффект будет тот же, а работы меньше.

Слуховые окна

Вертикальное окно, утопленное внутрь кровли или установленное с торца, называют дормер.

Строить своими руками крышу с утопленными окнами тяжело. Усложняется сборка стропильной системы и укладки кровельного покрытия, так как появляется дополнительная ендова по бокам и сверху. В снежных регионах над утопленными окнами надо обязательно монтировать снегозадержатели, иначе их может снести при сходе большой массы снега.

Утопленные окна имеют одно достоинство, выражающиеся пребыванием около них в полный рост. Устанавливают такую конструкцию чаще всего при обустройстве своими руками выхода на балкон.

Если рассматривать минусы, то их значительно больше:

• меньшее пропускание света, чем от наклонных конструкций;
• глубокие тени утомляют зрение;
• усложняется рельеф крыши, что увеличивает сложность монтажа своими руками.

Лучше всего сделать вертикальные окна с торца мансарды. Здесь можно обойтись без усиленных рам и дорогостоящих армированных стеклопакетов. Именно такая конструкция приобрела свою популярность на многих строениях.

Гидроизоляция

Для защиты от влаги, проникающей через кровельное покрытие, на стропила крепится пленка, слой гидроизоляции. Она кладется внахлест (10—15 см), начиная снизу. Крепится скобами с помощью степлера. Стыки должны быть склеены водостойким скотчем. Натягивать пленку не нужно, лучше, если она будет провисать. Рекомендуется использовать не просто пленку, а супердиффузионную мембрану. Ее преимущество в том, что помимо защиты от просочившихся через кровлю капель воды или конденсата, она способствует выведению влаги, которая все-таки попала в утеплитель, в виде испарений. Такая паропроницаемая подкровельная гидроизоляция обеспечивает просушку утепляющего материала.

Гидроизоляция двускатной крыши

Далее на стропила набивается контробрешетка. Ее назначение — сделать крепление гидроизоляции более надежным, а также увеличить просвет между ней и кровельным покрытием. Своими руками все это проделать несложно.

Гидроизоляция кровли

Преимущество мансардных типов крыш и конструкция стропильной системы

Практичность выбора мансардного типа кровли объясняется желанием получить дополнительную жилую площадь при минимизации затрат на её обустройство. При этом в плотной дачной застройке не нужно занимать участок, а достаточно укрепить стены и фундамент в расчёте на дополнительную нагрузку или же предусмотреть мансардный этаж на этапе проектирования. Мы выясним, какие преимущества даёт устройство такой мансардной крыши у частного дома, и рассмотрим виды стропильных конструкций. Такая кровля имеет следующие достоинства:

• невысокая цена, поскольку подкровельное помещение не имеет собственных стен, а вместо них утепляются составные элементы крыши;
• нет нужды в монтаже отдельной системы отопления, что даёт существенную экономию;
• быстрота возведения, поскольку затраты времени не на много превышают возведение просто крыши;
• мансарда придаёт дому красивый внешний вид, а хозяева получают хорошо освещённое и тёплое дополнительное жилое помещение.

Есть у мансарды и определённые недостатки, например, потеря части площади первого этажа за счет лестницы. Также кровельные конструкции более сложные в монтаже по сравнению с обычной крышей и требуют большего количества материалов. Нужно отметить, что на мансардную кровлю ветровое воздействие будет заметно больше и это следует учитывать при проектировании. Как правило, владельцы учитывают эти недостатки и справляются с ними потому, что достоинства мансарды оказываются выше изъянов. При возведении дополнительного этажа освещение осуществляют за счёт фронтонных окон различного вида, а также мансардных окон, которые монтирую в скат кровли. Это придаёт крыше современный вид и позволяет проникать дневному свету в подкровельное помещение.

Нужно уделить особое внимание освещённости лестничного пролёта и наличию вентиляции как внутридомовой, так и кровельной, ещё на этапе проектирования.

Все характеристики и внешний вид мансардного помещения определяются конструкцией стропил, которые бывают следующих видов:

• односкатная стропильная группа, при строительстве мансардного помещения следует учесть разную высоту стен, что приносит определённые неудобства при планировке;
• двускатные симметричные или асимметричные, в них жилое помещение вписывается так, чтобы в высокой части от пола до потолка было не менее 2,2 м, а в низких не менее 1,5 м;
• ломаные конструкции, в них наклон стропил позволяет вписать более просторное прямоугольное помещение с фронтонным расположением окон, для увеличения площади делаются выносы скатов от 0,5 до 1 м;
• щипцовый вид, позволяет получить дополнительную площадь и освещение;
• вальмовые крыши, не дают существенного выигрыша полезной площади из-за четырёхскатной конструкции;
• купольные и пирамидальные виды, сложные для организации жилого пространства.

Самыми предпочтительными вариантами являются щипцовые и ломаные конструкции, поскольку позволяют выделить наибольшую жилую площадь в подкровельном пространстве без больших материальных и трудовых затрат.

Определения

Мансардными традиционно называется вполне конкретный вид крыш — ломаные, то есть с двумя скатами с переменным уклоном. Однако традиционное определение неполно. На самом деле так можно назвать любую крышу, позволяющую разместить под ней мансарду — жилое помещение, ограниченное скатами кровли.

Вот основные виды мансардных крыш: