Крыша дома – особенности устройства разных систем

Красивая крыша выделяет дом среди других зданий. Но, кроме дизайна, важна надежность и функциональность. Как разобраться в многообразии вариантов и устроить крышу самостоятельно, расскажем далее в статье.

Типы крыш – выбираем самый подходящий

Своими руками возвести крышу для дома непросто, но если знать все особенности процесса, работа пойдет легко и принесет удовлетворение результатами. Начинаем  с определения типа крыши, разнообразие которых довольно многочисленно. Выбирая, учитываем много факторов, в том числе особенности формы и стиля дома, климат, сложности монтажа, нагрузку на короб. Материалы для кровли также играют роль.

В строительстве применяются два вида конструктивного исполнения крыш: чердачные и бесчердачные. На чердаке частного дома находится удобное для хозяйственных целей пространство, или там можно устроить жилые комнаты. Перекрытие между помещениями снизу и крышей утепляют. При бесчердачном типе крыша одновременно исполняет функции потолка нижерасположенных помещений и основания кровли. Конструкция плоская или скатная. Используется в большинстве случаев на хозяйственных зданиях или для пристройки к дому. На жилых строениях желательно применять в южных регионах, так как выполнить хорошую теплоизоляцию подобных крыш затруднительно.

Плоские крыши не так давно открыли второе дыхание в строительстве. Это стало возможным благодаря появлению современных гидроизоляционных материалов, которые соответствуют повышенным требованиям для подобных конструкций. Вторая причина – возросшая популярность стилей минимализм, модерн и хай-тек. На плоской крыше создают площадки для различных целей: отдыха, занятий спортом или технических. Так как они имеют повышенную нагрузку, к прочности кровельной системы предъявляют довольно жесткие требования. Подобные конструкции легко обслуживать и ремонтировать.

На жилом доме над его разными частями возводят отдельные односкатные крыши, которые выглядят, подобно многоскатным. Их достоинство – в простоте монтажа и обслуживания, возможности применения на зданиях с облегченным фундаментом.

Крыши могут иметь несколько скатов – от одного до четырех, а также состоять из комбинаций нескольких скатных крыш. Односкатная система характерна для хозпостроек. Их конструкция простая, ее легко рассчитать. Ноги стропил лежат на краю стен или опорах. Наклон осуществляется за счет различной высоты, на которой  расположены противоположные края крыши. Он зависит от длины пролета и перепада высоты. Применяются такие варианты на зданиях с небольшими размерами, поскольку большая площадь требует увеличения угла наклона, что приводит к увеличенной парусности кровли.

Двухскатная или щипцовая крыша – самая распространенная в частном домовладении. Конструкция складывается из двух одинаковых скатов, опирающихся на стены или балки, уложенные на них. Индивидуальность постройке придает асимметричная двухскатная крыша, со скатами под разными углами, разной длины. Они неравномерно нагружают дом, поэтому выполнить расчеты довольно сложно. Щипцовые крыши применяются на зданиях небольших размеров, большие габариты дома вызывают увеличение площади кровли.

Сложные варианты – привлекательный вид, повышенная функциональность

Ломаную двухскатную крышу называют мансардной. У нее каждый скат состоит из двух частей, воздвигнутых под разными углами, нижняя – почти под 90°. Устройство напоминает продолжение стен, полезная площадь на чердаке используется максимально, в основном под жилое пространство. Выходит почти полноценный этаж, который обходится значительно дешевле, чем усиленный фундамент и возведение стен этажа. По сравнению с обычной двухскатной кровлей потребует примерно на 30 % больше средств, но зато вы получите выигрыш в функциональности.

Обустраивая такую кровлю, следует знать, что теплоизоляция заметно снизит потери тепла всем домом, но подкровельное пространство требует усиленной вентиляции. Это обусловлено применением термоизолирующих материалов, не пропускающих влаги. Окна, врезанные в кровлю, обеспечат качественный дневной свет. Щипцовую крышу можно переделать в мансардную, если фундамент со стенами выдержат повышенную нагрузку.

Привлекательной разновидностью крыш является шатровая из четырех равнобедренных треугольников. Основание лежит на стенах, вершины сходятся в одном месте. Шатровая крыша прекрасно выглядит на здании с квадратным коробом, очень устойчива к обильному снегу и проливному дождю. Но с ней требуется очень точный расчет стропил, и так же точно нужно выполнить работы. Для одинакового распределения нагрузки каркас дома делают строго симметричным.

Строительство вальмовых крыш, как и шатровых, выполняется с четырьмя скатами, но не одинаковыми, а симметричными в каждой паре. Длинные стороны дома – с трапециевидными скатами, а короткие – с треугольными. Вальмовые крыши хорошо противостоят штормовым ветрам, длинные свесы служат надежным укрытием стен от дождя. На чердаке можно устроить мансарду, вмонтировав окна в кровлю.

Существуют еще многие привлекательные виды крыш:

• многощипцовые, состоящие из комбинации нескольких двускатных;
• конические для круглых или многоугольных башен;
• купольные в домах сложной архитектуры;
• комбинированные для домов с башнями, эркерами и этажами различной высоты;
• оригинальные кровли без строгих геометрических форм, с плавными изгибами.

Следует отметить, что последние перечисленные виды достаточно сложны в исполнении. Браться за их возведение, не имея достаточного опыта, не стоит.

Планирование – рассчитываем размеры и материалы

Максимально качественную кровлю можно построить с учетом определенных условий. В местностях с дождями и обильными снегопадами уклон делают возможно большим, вплоть до 65°. Если наблюдаются сильные ветры, желательно устраивать более пологие склоны. Угол также зависит от кровельных материалов: для шифера он должен быть не менее 22°, иначе на стыках возможно протекание. Расход материалов и стоимость напрямую зависят от наклона: больший угол – больший расход.

У разных материалов для крыши разный вес, который создает нагрузку стропильной системе. Возможно, придется применить устройства для усиления. Чтобы рассчитать материал, составляем схему. На ней также можно отметить соединительные узлы стропил и детали усиления. Частные домовладельцы в основном используют древесину, предпочтение отдается сосне. Под длительной нагрузкой не исключена деформация дерева. Чтобы исключить нежелательные влияния, прибегаем к обработке влагозащитными средствами или используем другие способы гидроизоляции. Обработка против грибка и гнили, огня также повысит жизнестойкость дерева.

Стропильные системы – особенности различных видов

Существуют наслонные и висячие виды стропил. Для наслонных обязательно наличие промежуточной несущей опоры, которой служит стена или колонны. Материал стен и форма крыши роли не играют: можно использовать любой вариант, особенно для мансардной крыши..

Нагрузка верха наслонных стропил припадает на коньковый брус с опорами. В нижней части  стропила крепятся к обвязке. Нагрузка распределяется, в основном, по вертикали. Общая нагрузка кровельного покрытия разделяется между стенами и опорами, причем основная приходится на вертикальные опоры. Стропила принимают, в основном, максимум нагрузки на изгиб, сжатие почти исключается. По такой причине возможно использование более тонких материалов, облегчается общий вес.

На больших пролетах вместо конькового бруса используют боковые прогоны по обе стороны, которые дополнительно снимут нагрузку на изгиб для стропил.

В шатровых кровлях особую роль играет мауэрлат, выдерживающий всю нагрузку, по этой причине требуется особо прочно крепить его к стенам. Сдвиг по горизонтали ограничивается наружными стенами. Для небольшой кровли возможно использование короткого бруса. Отдельные детали соединяются под 90°. Четыре стропила крепятся по углам основания, исполнение висячее или наслонное.

Висячие стропила применяются на кирпичных или каменных зданиях с одним пролетом. Для снижения распирающего усилия, передающегося стенам, обустраивают затяжку. Она соединяет стропильные пары снизу, снимая в большой мере давление, приходящееся на короб дома. Эффект повышается устройством ригелей вверху стропил. Ноги удерживаются мауэрлатом. Дополнительная фиксация узлов соединения – на кронштейнах или скобах.

Наслонный вариант – технология изготовления

Стропильная система включает опорную часть и стропильные фермы. Основные детали, которые воспринимают нагрузку, передаваемую стропилами:

• опорный брус – закрепляется наверху стен по всему периметру;
• лежни – укладываются на перегородки;
• балки – служат основанием перекрытия;
• опоры, стойки;
• прогоны – крепятся к стойкам по оси крыши.

Части стропильной фермы:

• стропильные ноги – изделия из бруса, определяющие контур кровли, устанавливаются с определенным промежутком;
• ригели, затяжки – горизонтальные детали, служат для стягивания стропильных ног;
• подкосы – угловые изделия для поддержки стропил;
• кобылки – доски на конце стропил, образуют свес карниза;
• нарожники – короткие стропила вальмовых крыш, опирающиеся  на диагональные.

Вначале на стенах из камня, кирпича устраиваем железобетонный пояс, чтобы укрепить верх и выровнять по горизонтали. По деревянным стенам пояс не делается. Перед заливкой, кроме арматуры, устанавливаем оцинкованные шпильки для крепления мауэрлата. Длина шпилек на 2–3 см больше толщины опорного бруса. Он сечением 150x150 мм или 200x200 мм – чем больше нагрузка, тем толще. Укладываем по верху армпояса гидроизоляцию, крепим мауэрлаты на шпильки оцинкованными гайками. Следим строительным уровнем за горизонтальностью. Устанавливаем другие опорные элементы: балки, лежни, прогоны, стойки.

Вначале – изготовление шаблона стропил. Берем доску 25 мм, равную стропилам по всем остальным параметрам. Одним концом прикладываем к мауэрлату, другим – на коньковый брус. Размечаем верхний запил: доска должна лежать на коньке так, чтобы полностью прилегала к стропилу напротив. Запил делаем на ширину не более 1/3 доски. Доску с верхним запилом прикладываем на место, наносим разметку нижнего запила. Между мауэрлатом и запилом не допускаем больших зазоров, срез конца шаблона располагаем вертикально.

Шаблон примеряем по месту установки стропил, проверяем необходимость подгонки. Если она требуется, выполняем верхние запилы по шаблону, а нижние подгоняем по месту. Если в подгонке нет необходимости, все стропильные ноги делаем на земле. Для стропил подходит брус 150x150 мм или доска 150x50 мм. Между стропилами шаг – 50–120 см, в зависимости от нагрузки. Кровли из глиняной черепицы и шифера самые тяжелые. Для легких современных материалов шаг – около 1 м.

Установку начинаем от фронтонов. Стропильные ноги крепим к опорному брусу и коньковому прогону гвоздями. Каждый узел крепим дополнительно: с одной стороны сверху накладками на саморезах, с другой – уголками. Снизу дополнительно скобами или металлическими уголками. Между установленными у фронтонов стропилами протягиваем веревки, остальные стропила ровняем по ним. Если требуется, устанавливаем подкосы.

Висячие и вальмовые стропила – как сделать?

Начинаем установкой мауэрлатов и балок. Система не требует опор, прогонов и стоек. К центрам фронтонов на время прибиваем доски для обозначения места, где пройдет конек. На них отмечаем высоту крыши. Изготавливаем шаблон, делаем разметку верхнего и нижнего запила. Примеряем шаблон по обе стороны, чтобы убедиться в симметричности стропил.

Используя шаблон, нарезаем стропильные ноги, раскладываем по парам. Верх крепим металлическими накладками или деревянными косынками на саморезах или шпильках. К мауэрлату присоединяем уголками с использованием саморезов, гвоздей. Чтобы стропила не разъезжались, устанавливаем ригели из досок. Высоту определяем, учитывая возможность свободного прохода. Затяжки крепим шпильками. Кроме того, устанавливаем укосины под всеми строительными фермами.

Для вальмовой крыши применяются диагонально расположенные стропила, поэтому крепить обычным способом не удастся. Они испытывают повышенные нагрузки, требуется применение материала большого сечения. Используют брус, но крепче стропила из двух досок. Верх стропил опирается на стойки, нижний крепим в месте схождения опорных брусьев. Разметку выполняем по месту, запилы имеют угол не 90°, как обычно, а 45°. Если применяем не брусья, а доски, запиливаем одну сторону, вторая выполняется зеркально. Доски стягиваем между собой  саморезами.

Некоторые особенности крыш разных видов

На стенах опорный брус укладываем с отступом от внешнего края, который потом заделываем кирпичом. В деревянных зданиях роль мауэрлата может исполнять верхнее бревно. Крепление на анкерных болтах выполнить довольно сложно: требуется точно просверлить отверстия. Можно поступить проще: сверлим отверстия в брусе, укладываем его, в отверстия вставляем арматуру и забиваем в армированный пояс. Кувалдой загибаем конец.

Нужно предусмотреть установку стропил возле дымохода с минимальным расстоянием 13 см по обе стороны. Конек крепим в отверстия фронтонов, применяя гидроизоляцию для концов. Проверяем горизонтальность, выравниваем деревянными прокладками. Проверяем параллельность между стенами и коньком. Балки укладываем в стеновые пазы или поверх мауэрлата. Устанавливаем две крайние, затем по шнурку выравниваем промежуточные. Шаг 50–120 см, но если планируется утепление, выбираем, учитывая ширину утеплителя.

Крыша с тремя скатами – гибрид двухскатной и вальмовой: два трапециевидных ската соединяются у конька, третий, вальмовый скат, представляет собой равнобедренный треугольник. От двухскатной отличается двумя накосными стропилами для вальмового ската и шпренгелями – вертикальными опорами для их поддержки.

Четырехскатная крыша имеет несколько вариантов:

1. Простая – два трапециевидных ската и два треугольных. Применяются наслонные стропила и накосные.
2. Полувальмовая – из двух трапеций и двух вальмовых скатов в неполную высоту, расположенных на фронтоне. Такая крыша удобна для мансарды.
3. Шатровая – из четырех абсолютно одинаковых равнобедренных треугольников, соединяемых в одной точке. Часто на чердаке устанавливают вертикальные окна, ендовы.

Стойки под простой крышей устанавливаем через 2 метра под коньком. Для шатровой крыши их устанавливаем по диагонали, соблюдая равное расстояние от углов. Между диагоналями устанавливаем нарожники с обычным шагом. Верхняя крепится к диагональным стропилам, низ – к мауэрлатам. Они не несут большой нагрузки, используем нетолстый материал. Под ними устанавливаем подкосы, упирающиеся в лежень или балки, угол составляет 45°.

Мансардную крышу строим, обращая внимание на установку стоек. Выставляем крайние, выравниваем по вертикали, крепим укосами из досок, расположенными перпендикулярно. По натянутому шнурку выставляем промежуточные опоры. Уголками закрепляем на стойках прогоны из доски 50x150 мм. На них укладываем ригеля 50x200 мм, временно скрепляя 25-миллиметровыми досками. Получаем жесткую конструкцию помещения мансарды. Дополнительно применяем подкосы, чтобы увеличить прочность.

Нижние стропила делаем из досок 50x150 мм. Сначала следует создать для них шаблон, по нему вырезаем стропила, крепим верх, а низ к мауэрлатам подгоняем по месту. Размечаем центр, используя две временные стойки, закрепленные на мауэрлатах с торцов. Между ними прибиваем доску, которая обозначит центр крыши. По шаблону выпиливаем стропильные ноги, устанавливаем на прогоны, сверху соединяем, дополнительно крепим подкосами. Фронтоны зашиваем, оставляя места для окон и дверей.