Стропильная система мансардной крыши

Мансарда – помещение, располагающееся на чердаке, приспособленное для проживания. Основное достоинство такого решения – возможность увеличить жилую площадь дома, не затрачивая много средств. Стропильная система мансардной крыши является основным элементом кровли, от ее прочности и надежности зависит, насколько хорошо будет выполнять крыша свои защитные функции. Основная задача этой части здания – она является опорой для кровли, передающей нагрузку от крыши на несущую конструкцию здания.

Идеальной считается мансардная крыша, в которой каждый скат имеет разный угол, благодаря чему существенно увеличивается полезная площадь. Помимо создания на чердаке комнаты, следует позаботиться о звуконепроницаемости стен, их утеплении, а также защитить от влаги.

При проектировании крыши следует учитывать не только вес используемых кровельных материалов, но и природные явления: град, дождь, снег, ливень и другие. Также существуют определенные требования, выдвигаемые к способности кровли выдерживать резкие изменения температуры, мороз и жару.

Используются два основных типа стропильных систем:

1. висячие
2. наслонные

Висячие стропильные системы

Основой такой конструкции являются основные две опоры, а именно – внешние стены здания. Суть такой системы состоит в том, что балки имеют свойство сгибаться и сжиматься, поэтому нет необходимости в промежуточных опорах. Возникающая при этом в висячей стропильной системе горизонтальная нагрузка воздействует на стены. Для соединения балок стропил используется затяжка, изготовленная из дерева или металла, размещенная у основания стропильной системы или же немного выше. Прочность и надежность соединения зависит от того, на какой высоте расположена затяжка.

С целью уменьшить прогиб ног таких стропил в пролетах, величина которых не превышает 8 м, врезается ригель (параллельно затяжке), если величина пролетов больше 8 м, тогда монтируют вертикальную стойку (бабку), имеющую два подкоса. В некоторых случаях используют фермы – элементы, обладающие более сложной конструкцией.

Наслонные стропила

Их используют на объектах, имеющих промежуточные несущие стены. С одной стороны концы стропил опираются на наружную стену постройки, а с другой – на внутреннюю стену или же специально созданные опоры. Это самый простой вид стропильной системы, не требующий больших финансовых затрат. Монтаж ее возможен только в том случае, если расстояние от одной несущей стены до другой не более 6 с половиной метров. В некоторых случаях создают промежуточную опору, тогда расстояние между несущими стенами может достигать 12 метров.

Стропила, а также фермы, не могут устанавливаться сразу на стены, необходим опорный брус – мауэрлат. Верхние части ферм и стропил объединяют прогоном, а над ним размещают конек крыши. Для изготовления прогона используют брус (если стропильная система деревянная) или металл (конструкции, созданные при помощи стальных профилей).

Для придания дополнительной прочности стропильной системе, стропила и фермы из дерева крепят к стене с помощью проволоки, соединение не должно быть жестким, так как деревянные элементы под воздействием времени могут менять свои размеры (усадка древесины или же влияние влаги). Стропильные ноги проходят сквозь пазы, имеющиеся в стене, наружу.

Коньковый прогон

Важная деталь стропильной системы – коньковый прогон, устанавливаемый на самом верху крыши, объединяющий между собой стропила (аналогично стропильным прогонам). Если стропила наклонные, то коньковый прогон является опорой для стропильных ног, точнее, их верхней части. Изготавливают этот элемент, в основном, из брусьев или досок, имеющих сечение 15х5 см или 20х5 см, которые могут быть как отдельными, так и соединенными друг с другом – это определяется длиной пролета, а также прогнозируемой нагрузкой, оказываемой стропильными ногами, кровлей, снегом и льдом, силой ветра или весом людей, находящихся на крыше.

Опорой для конькового прогона служат внутренние стены, являющиеся несущими, при этом между стенами и стойками необходим лежень – элемент, производимый из бревен или брусьев, также может использоваться прослойка, которую делают из досок или бруса. При большой длине пролетов необходимо усилить прочность конструкции, для чего применяют подкосы, монтируемые между коньковым прогоном и стойками – тогда следует жестко соединять стропильные ноги с мауэрлатом (внизу) и с прогоном (вверху). В качестве крепящих элементов используются уголки, скобы, накладки и другие.

Если конструкция стропил «висячая» — коньковый брус не выполняет для них функцию опоры. Чтобы увеличить прочность и жесткость системы, используют бабку, объединяющую стропила и затяжку, а сама стропильная система опирается на мауэрлат.

Важный элемент — мауэрлат

Данный элемент предназначен для передачи нагрузки от стропил на часть стены (площадь ее верха). Очень важен при создании крыши для каменных построек. Помимо этого мауэрлат выполняет функцию соединения кровли и здания: на верхней части стены размещают пояс из бетона с включением в него металлических анкеров, после чего создают отверстия в мауэрлате с меньшим диаметром (чем у анкеров) и устанавливают на анкеры. Если дом деревянный – анкеры также могут быть из древесины, а в качестве мауэрлата используется венец сруба (верхний).

При монтаже стропильной системы в качестве деталей крепления применяются болты, гвозди, шурупы, хомуты и скопы. Их же используют для придания прочности несущей конструкции крыши, элементы которой, скрепленные между собой, образуют ферму, основой которой является треугольник.

Применяемые материалы для создания стропильной конструкции

Для создания стропильной конструкции могут использоваться самые разные материалы, наиболее популярны следующие:

1. металлические стропила;
2. стропила из железобетона;
3. стропила из дерева;
4. комбинированные стропила.

При выборе материала принято ориентироваться на отличительные особенности конструкции возводимого здания. Металл,  а также железобетон, традиционно принято применять при создании крупных объектов, строящихся из кирпича или камня, имеющих тяжелую по весу кровлю сложной формы.

Область применения деревянных стропильных систем

Стропила из дерева применяются в основном для постройки жилья. Основные преимущества таких конструкций – малый вес, легко производится и монтируется, если не подходит по размеру – это легко скорректировать прямо на стройке, так как дерево можно обрезать, удлинить, стесать и так далее. Если же использовать металлические стропила – такие манипуляции осуществить труднее, а при применении железобетонных – и вовсе невозможно. Помимо выше указанных качеств, деревянные стропила экологичны. С целью повышения срока службы стропил, а также увеличения их пожарной безопасности, дерево обрабатывают специальными смесями, препятствующими размножению микробов и бактерий, а также жидкостью, препятствующей возгоранию древесины.

Конструкция мансардных крыш

Проектируя конструкцию мансардной крыши, следует позаботиться о гармоничном единстве самого здания с кровлей. От удачного решения зависит целостность восприятия всей постройки. Выбрав определенную конструкцию мансардной крыши, выясните, на что она будет опираться, каким будет ограждение. Стройматериалы используйте легкие и прочные – таким образом, будет легче доставлять их на нужный этаж.

Несущую конструкцию целесообразно выполнять из дерева или металлических профилей. Камень или железобетон применять не рекомендуется, так как она будет слишком дорогостоящей и громоздкой.

Для кровли следует использовать легкие элементы, например, листы металла, металлочерепицу, мягкую черепицу и другие. Отличный вариант – черепица из глины или цементно-песчаного раствора, цветных металлов или других легких материалов. Ограждение принято отделывать листами гипсокартона, а перегородки внутри создают, используя тонколистовой профиль и фанеру или гипсокартон.

Устройство мансардной крыши – отличия и особенности

В отличие от обычной крыши, мансардная подвержена действию как снаружи, так и изнутри. Внутреннее воздействие обусловлено образованием конденсата из-за теплого воздуха жилых помещений. Поэтому устройство мансардной крыши должно отличаться от обычной кровли. Необходимо тщательно продумать систему тепло- и пароизоляции, надежно защититься от воздействия влаги.

Для утепления мансарды чаще всего применяется минеральная вата. Как правило, утеплитель с внутренней стороны помещения оборудуется пароизолятором, а с  внешней – гидроизоляционной системой. Особое внимание следует уделить вентиляции конструкции  — между кровлей и утеплителем необходимо наличие свободного пространства, благодаря которому станет возможным проветривание.

Вентилируемые и невентилируемые крыши

Какой тип крыши будет оптимальным для вашего дома, зависит от климата, температурного режима, степени влажности в здании. При большом количестве влаги целесообразнее создание вентилируемых крыш, в которых между утеплителем и кровлей имеется воздух. Воздушная прослойка размещается поверх теплоизолятора, а сверху нее располагается тонкая железобетонная плита. Таким образом, уменьшается воздействие солнечной радиации и просушивается крыша.

В регионах с сухим климатом можно создавать обычную невентилируемую крышу, обустраиваемую так: на железобетонной плите устанавливают  пару слоев рубероида, служащего пароизолятором, далее идет засыпка из керамзита или шлака, выполняющая функцию теплоизоляции. Затем идет трехсантиметровый слой цементной стяжки с наклеенным поверх нее рубероидом, в край битума вдавливают слой гравия.

Теплоизоляция мансардной крыши

Мансарда больше, чем другие помещения, нуждается в теплоизоляции, так как не имеет сверху надежной защиты от холода. К тому же, у мансардного этажа больше площадь взаимодействия с улицей. Чтобы пребывание в этом помещении было максимально комфортным и уютным, следует тщательно позаботиться о качественной теплоизоляции мансардного этажа.

Чем выше требования к теплоизоляции, тем лучше должны быть параметры утепляющих материалов. Наиболее популярна в качестве утеплителя мансардной крыши минеральная вата, эффективно сберегающая тепло.

С одной стороны утеплителя (внутренней) размещают слой пароизолятора, а с другой – гидроизоляцию. Необходимым атрибутом качественной теплоизолирующей системы является пространство для вентиляции, благодаря которому будут удаляться излишки влаги, а помещение сможет «дышать».

С точки зрения сбережения тепла, создавая теплоизоляцию мансардной крыши, целесообразнее использовать при создании кровли черепицу или шифер, гораздо худшим теплоизолятором является металл. Идеальный вариант – разработка мансарды при создании строения, а не перестройка уже имеющегося здания. В таком случае можно точно просчитать нагрузку на несущие стены.

Рекомендуется, чтоб стропила крыши мансарды размещались под углом 30-60 градусов. Если угол не будет отвечать этому требованию – произойдет существенное уменьшение полезной площади мансарды. Стропильную систему мансардной крыши выбирают исходя из ее формы, наличия опор между внешними стенами, расстояния, которое требуется перекрыть.

Наиболее подходящими для мансарды считаются следующие размеры: высота – 2,2 м, ширина – не меньше 3 м. Также вам предстоит решить, какой тип лестницы будет наиболее подходящим, специалисты полагают, что гораздо лучше смотрится винтовая лестница, кроме того, ее создание обходится значительно дешевле, она занимает меньше места, лучше выглядит с дизайнерской точки зрения.

Основное требования к современной конструкции мансардной крыши – она должна иметь несколько слоев. Помимо этого следует позаботиться о пожарной безопасности. Теплоизолятор обязательно должен быть устойчивым к воздействию огня, оптимальный выбор – минеральная вата.