Особенности, устройство и строительство мансардной крыши

Просто крыша без дополнительных элементов или же неотапливаемый чердак мало кого устраивает. Отличной альтернативой эти двум решениям оказывается сооружение мансарды. Чтобы она полностью выполняла свои функции, требуется еще и выполнение кровли по особой технологии.

У всех мансардных крыш есть одна важная особенность – это подпирающие стены, которые являются заметно выше, чем в случае холодного чердака. Скат, разделяемый четко на пологий и относительно крутой, нужно делать максимально тщательно. Имеет смысл даже приглашать профессионалов, потому что экономия на их услугах, как показывает практика, иррациональна и приводит только к вредным последствиям. Работы еще можно выполнить самостоятельно, но вот подготовка проекта мансарды намного сложнее, чем в случае с обычной кровлей.

Обязательно оборудуется слой гидроизоляции, чтобы исключить проникновение влаги в помещение. Внешнее покрытие всегда создается только из материалов, отличающихся одновременно легкостью и крепостью. Изнутри отделку ведут по большей части при помощи гипсокартонного листа и основанных на нем материалов. Несущие конструкции делаются исключительно из дерева либо металла. От утеплителя до кровельной отделки требуется оставлять пустой промежуток для максимальной вентиляции.

В отличие от простого чердака мансарда всегда оснащается конвективной принудительной вентиляцией. Благодаря ей застоявшийся воздух поднимается к коньку крыши и покидает ее сквозь аэраторы. А одновременно с этим свежие воздушные потоки проходят внутрь при помощи карнизных продухов. Непрерывная циркуляция помогает поддерживать приятный микроклимат. Совершенно отпадают проблемы с избыточной влажностью и духотой.

Мансардная крыша представлена разными форматами. Ломаная кровля оборудуется на всех скатах парой скатных плоскостей, одна из них является пологой, а другая – с большим уклоном. Первая плоскость наклоняется на 20–30 градусов, нижняя на 60–80 градусов. Такое решение рекомендуется для частных домов шириной максимум 6 м. Сложности при работе с ломаной крышей оправдываются возникновением полноценного верхнего этажа, стропила подкрепляются стойками, низовой пояс оказывается базой для полов.

Полувальмовая крыша – это такое решение, которое опирается на мауэрлат через симметричную систему стропил. Над фронтонами делаются миниатюрные скаты. Четырехскатная кровля всегда сложнее, чем двускатная особенно в плане строительства стропил. Мансардные окна в вальмовых крышах ставятся чаще всего в той же плоскости, что и кровельный пирог. Но если окна будут закрыты недостаточно плотно, мансарда окажется залита дождями и талой водой.

Датский формат отличается от простой вальмовой наличием фронтонов, улучшающих освещение мансарды через вертикальные проемы. Стропила вальмовых крыш не имеют точек перелома, идут прямо. Верхний конец угловых ребер упирается в конек, протяженность которого определяется особенностями стропил. Четырехскатные покатые крыши тоже иногда делаются ломаными. Шатровая мансардная крыша близка к вальмовой, за исключением того момента, что в ней не ставится конек.

Многощипковый тип выполняется как сочетание нескольких двускатных блоков. Особенностью этого типа является изощренная геометрия с массой изломов. А также может создаваться свод, купол, конус и некоторые другие конструкции, но это уже более сложные варианты, поэтому выполнять подобные работы должны только квалифицированные специалисты. Эстетические качества и внешняя необычность позволяют реализовать самые сложные замыслы. Полумансардная кровля оборудуется в тех случаях, когда очень важно задействовать пространство максимально полноценно и выполнить вертикальное остекление на этаже.

Двускатный формат проще всего в работе и позволяет экономить применяемые материалы. Но за все нужно «платить» – и в данном случае «платой» выступает уменьшение доступной полезной площади. Кроме того, придется сооружать стены под наклоном, что не даст поставить внутри высокую мебель и предметы интерьера. Для обособленной спальни этот вариант является оптимальным, а если нужно создать другое помещение, то лучше выбрать какую-то иную схему обустройства.

Среди потребителей наиболее востребованы ломаные крыши, под которыми легче всего создать качественную жилую зону. Отказавшись от выступающих со склонов окон, можно упростить технологию, но при этом возрастет затрата материалов. Если на первом месте такие соображения, как получение необычного вида верхотуры и максимально интенсивный сход осадков, тогда стоит избрать многощипковый вариант. Он отличается впечатляющей сопротивляемостью механическим нагрузкам. В случае возникновения тех или иных трудностей следует дополнительно проконсультироваться со специалистами по конкретному дому.

Односкатная кровля мало подходит для обустройства мансарды, потому что оборудовать ее с большим скатом можно только за счет усиления стропил и увеличения расходов на кровельное покрытие. Вальмовый и полувальмовый (иногда еще называемый датским) форматы дают возможность возвести просторную комнату с приемлемой высотой потолка. Но стропила в таком случае соорудить труднее, чем при использовании одного ската, а общая стоимость работ ощутима почти для всех заказчиков.

С учетом дополнительных слоев в кровле получается, что от пола до конька крыши должно быть как минимум 250 см. Для сооружения двухуровневой мансарды придется зарезервировать от пола до потолка больше 5 м. Продумывая геометрическую форму и величину постройки, нужно всегда уделять внимание тому, как встанут окна. Поставив их в плоскости кровли, придется заботиться об отделке, чтобы исключить попадание осадков внутрь.

Под мансарду можно построить стропильный комплекс одного из трех основных типов, а именно:

• наслонный;
• подвесной;
• комбинированный.

Подвесная стропильная система, опирающаяся лишь на прогоны коньков и мауэрлаты, кладется с использованием верхних и нижних затяжек. На скатах, превышающих 400 см по длине, нижние части стропильных ног нужно подкреплять стойками либо подкосами, чтобы исключить провисание. Преимущество подвесного варианта состоит в том, что он весь расположен в участках, не используемых людьми, и позволяет предоставить массу свободного места.

Наслонные каркасы формируют в тех случаях, когда наверху расположен тяжеловесный кровельный материал. Независимо от типа исполнения высота потолков в жилых мансардах не может быть менее 230 см. Наслонный вид идеален, если в середине дома расположена несущая перегородка. Нагрузка от конструкции равномерно раскидывается по ней и по наружным стенам. Организовать каркас таким путем легко и удобно, но при этом от внешних стен до внутренней должно быть максимум 700 см. Подвешиваемая разновидность полезна, если в здании отсутствуют и несущие перегородки, и колонны, поэтому не получится на них передать давление от крыши. Опорными точками в данном случае выступают прогон конька и мауэрлат.

Если крыша небольшая (площадь не выше 50 м²), можно построить стропила по простейшей схеме. В нее входят «ноги» и затяжка, ориентированная по горизонтали. Когда постройка большая, придется использовать для усиления схватки, стойки и подкосы, но укрепление оборачивается уменьшением полезной доступной площади. Нельзя использовать элементарный тип, если от одной стены сооружения до другой более 14 м. А вот когда опора кровли посередине будет осуществляться не перегородкой, а колоннами, то применяют смешанные стропила.

Суть проста: одни из стропил переводят механическую нагрузку на колонны, прочие элементы выполняются в висячем виде. Преимущество такого шага очевидно, он сокращает потребность в дополнительных деталях и не давит чрезмерно на основание дома. В любом случае обустройство мансарды и ее тип продумываются в момент проектирования, так как характеристики стен, фундамента, стропил и крыши тесно взаимосвязаны. Решение о переделке готового дома либо о дополнении обычного дома мансардой означает необходимость переработать все расчеты и схемы. Особенно усложняется работа на сложных грунтах, где подземные воды стоят высоко.

Мансардные стропила на период эксплуатации должны полностью (с запасом) переносить нагрузку:

• их собственной массы;
• пирога крыши;
• наибольших возможных порывов ветра;
• среднегодовой нагрузки от снега и льда;
• пиковые нагрузки от осадков.

Если крыша очень крутая (более 60 градусов), можно смело пренебречь давлением, которое оказывают снег и дождь. Но зато значительно увеличивается воздействие, оказываемое ветрами, даже относительно слабыми. При расчетах учитывают пару параметров: сечение стропил вместе с балками, их еще называют затяжками, и расстояние при их установке. Не стоит полагать, что величина деревянных брусьев увеличивается при росте нагрузок на них. Наибольшая жесткость сооружений достигается при использовании бревен, диаметр которых составляет 12–20 см или при взятии пиломатериалов сечением 4–20 см, при этом монтажный шаг составляет 50–120 см.

Без специальных инженерных знаний и сведений о строительстве дома рассчитать постройку более точно никак не получится. Онлайн-калькуляторы неспособны дать что-то, кроме предварительных прикидок. Расчеты, проведенные с их помощью, понадобится проверять дополнительно. Необязательно консультироваться со специалистами, но можно просто ориентироваться на готовые цифры. Пусть нагрузка от снега на плоскую проекцию ската равняется 100 кг на 1 м², ее уклон составляет 60 градусов, а длина пролета равна 450 см (до подкосов), а стропила расставлены через промежуток 1,2 м.

К примеру, лицевое покрытие представлено шифером. Фактическая масса снеговой нагрузки составляет 100х0,25 (0,25 – коэффициент уклона). Удельная масса шифера с типичным профилем = 25 кг на 1 м², а суммарный удельный вес составляет 50 кг на каждом квадратном метре. Чтобы пересчитать удельные веса на погонные метры стропил, требуется умножать полученный показатель на установочный шаг. Потом выбирают сечение стропил соответственно длинам пролетов; но важно учесть, что готовые схемы годятся только для относительно простых вариантов, а если крыша большая или сложная, то придется обращаться к профессионалам.

Правильный расчет кровли должен учитывать не только ту нагрузку, которую создает она сама, но и давление от ветра, от снеговой массы (берется среднее максимальное значение по данным многолетних наблюдений в конкретной местности). Дерево для стропил отбирается с таким расчетом, чтобы на 1 погонный метр приходилось максимум три неглубоких сучка, величина которых составляет не более 3 см по наиболее длинной грани. Древесина не должна иметь ни одной сквозной трещины, а наивысшая допустимая влажность может быть 18%.

Составить грамотный проект и просчитать точные размеры элементов в нем – это только половина дела. Необходимо еще и суметь реализовать намеченное как следует. Работа по строительству каркаса упрощенным методом позволяет сделать ломаную мансардную крышу в две стадии. Сначала собираются фермы стропил на земле, затем они укладываются на подготовленные стены. Для сборки нужны доски сечением 150х50 и 100х50 мм, длина их ровно 600 см.

Чтобы соорудить каркас стропил своими руками, нужно сделать следующее:

• приготовить балки на нижний пояс фермы, учитывая свесы на 250–270 мм по всем сторонам;
• при недостаточной длине бруса увеличить ее, приколачивая гвоздями накладку подходящего сечения;
• присоединить к балке, разложенной на земле, вертикальные стойки, формирующие стены будущей мансарды;
• закрепить балки потолков и опоры коньков;
• дополнить их и углы конструкции парой досок для разметки под висячие стропила;
• в точном соответствии с местом отрезать элементы и прикрепить их;
• из остатков пиломатериала аналогичным образом построить низовые ножки стропил и приколотить их к каркасу;
• повторить все те же действия при монтаже оставшихся ферм.

Лицевые фронтоны в большинстве случаев оборудуются окнами либо дверьми, выводящими на балконы. Чтобы упростить работу, все пояса и стойки желательно сооружать на земле. Получив необходимые каркасы, их по одному поднимают и последовательно, двигаясь от первого же фронтона, крепят на положенном месте. Избежать падения фронтона легко – нужно только поставить распорки и присоединить их прочно к стенам. Расстановка всех следующих ферм должна происходить именно так, как это показывает чертёж.

Выставленные стропила прикрепляют к стенам, вкручивая скобы во второй по высоте венец либо используя уголки из стали и саморезы с цинковым слоем. Если же стены выполнены из кирпича или иных капитальных блоков, присоединение стропил достигается за счет мауэрлата. Деревянный брус, размещенный по всему периметру, крепится на шпильки или на болты анкерного типа. Отделять такую конструкцию от каменной поверхности должна гидроизоляция (слой рубероида). На этом работу с самими стропилами можно считать завершенной.

Чтобы обеспечить сохранность кровли на долгие годы вперед, очень важно положить ряд слоев материалов, обеспечивающих надежное прикрытие от негативных факторов.

Обязательно используют диффузионные мембраны, которые одновременно выполняют следующие функции:

• не пропускают ветер;
• блокируют проникновение осадков;
• свободно проводят наружу пары воды.

Первое из полотен раскатывают в нижнем сегменте крыши, прикреплять его к доскам нужно строительным степлером. При монтаже всех последующих полотен предусматривается напуск 0,1–0,15 м. Когда будет закрыто все основание, можно набивать обрешетку. Затем настилают окончательное покрытие. От того, каким оно будет, зависит и монтаж, технологические нюансы работы.

Вместо простой гидроизоляции, на мансарде лучше всего применять материалы с минимальным накоплением конденсата. Они помогают избежать промокания слоя утеплителя. Наилучшим вариантом такого покрытия считают пленки из полимерных материалов без перфорации. Какой бы тип ни использовался, в пироге для него отводится вентилирующий зазор величиной 50 мм. При помощи рулонов полиэтилена с внешним алюминиевым слоем удается одновременно гарантировать удержание тепла в мансарде.

Армированный полипропилен неизменно лучше полиэтилена, поскольку он крепче и невосприимчив к действию ультрафиолета. Одна грань подобной пленки имеет антиконденсатные свойства, ее делают из смеси целлюлозы и вискозы. В результате проверок в лабораторных условиях удалось доказать, что антиконденсатные покрытия вбирают много воды и сохраняют ее внутри без образования капель. Стоит изменить условия, создавшие конденсат, так материал довольно быстро высохнет. Разумеется, следует внимательно выбирать, какую сторону положить наружу.

При острых углах наклона кровли гидроизоляция надежно обеспечивается ветрозащитными либо пароизоляционными мембранами. Если скаты относительно пологие, то обязательно используют пленку, защищающую от конденсата. Диффузионные мембраны обязательны в крышах, имеющих один выход для воздуха: два и более вентиляционных зазора позволяют обычно обойтись простыми материалами. Влагозащитные пленки над жилыми помещениями кладутся в два слоя. До монтажа их следует хранить в темном пространстве со стабильной температурой, вдали от нагревателей и ламп накаливания.

Раскладка утеплителя изнутри производится слоем минимум 200 мм. При такой толщине уровень теплоизоляции будет достаточен и гарантирует профилактику как от зимнего переохлаждения, так и от летнего перегрева. Если слой теплозащиты слишком мал, снег будет подогреваться. Непрерывное таяние и застывание быстро приведет в негодность даже самые надежные кровельные материалы. Если мансарда не защищена сверху, придется в летние знойные дни использовать мощные кондиционеры.

По мнению профессионалов, правильно утеплить мансардную кровлю можно при помощи пеностекла, минеральной ваты либо пенополистирола. Вспененные материалы не вбирают воду, а пластики являются более горючими, чем ватные утеплители. Если использовать экструдированный полистирол, можно одновременно обеспечить приличную звукоизоляцию. Используя вспененное стекло, можно застраховать себя от пожара, мороза, гниения под действием высокой влажности. Преимуществом ваты является доступная стоимость и удобство при работе; ее базальтовая разновидность выделяется повышенной крепостью.

Утепляющие материалы фиксируются с использованием обрешетки. Ее формируют на основе планок. Ширина отдельного блока составляет 100–150 мм, толщина его равняется 50 мм. Выбрав теплозащиту, невосприимчивую к влаге, можно иногда отказаться от пароизоляции. Но опытные специалисты полагают, что такой шаг опрометчив в любом случае. Ведь неизвестно, как со временем изменятся условия внутри кровельного пирога, насколько жесткие погодные катаклизмы он будет выдерживать.

Чтобы в мансарде, предназначенной для зимнего проживания, не образовывались мостики холода, нужно помимо основного слоя защиты предусмотреть еще один — он окружает стропила и их ноги. Конечно, стропила перестают быть видны визуально, и требуется сразу отметить, где конкретно они проходят. Иначе последующее закрепление материалов и элементов конструкции окажется очень сложным делом, граничащим с авантюрой. Над теплоизоляцией всегда расставляют пленку, проницаемую для водяного пара. Подсчет потребности в материалах для утепления производится на основе данных о внутреннем объеме помещения, но следует еще предусмотреть запас, чтобы перерасход при браке в работе и по другим причинам не повлиял на результат.

В качестве утеплителя можно применять еще и эковату. Преимущества ее очевидны, но все работы должны выполняться строго подготовленными бригадами, располагающими специальным оборудованием. О самостоятельном монтаже такого утепляющего слоя нечего и думать. Недостатком экологической разновидности ваты является ее состава. Ввиду наличия хлопьев целлюлозы материал легко воспламеняется. В качестве усилителя эффекта других вариантов теплозащиты применяют пенофол, а вот сам по себе он бывает необходим крайне редко.

Даже когда на крыше уложено лицевое покрытие, это еще не значит, что все работы завершены.

Требуется монтировать доборные элементы, которые выполняют довольно разнообразные функции:

• делают края скатов упорядоченнее на вид;
• прикрывают внутренние и внешние ребра;
• изолируют пирог от просачивания осадков, пылинок и различных насекомых, мелких птичек.

При монтаже профнастила применяются разные доборные детали. Монтировать почти все из них приходится на последнем этапе работы над крышей, но отдельные виды нужно ставить перед укладкой листов. Все эти подробности стоит изучить заранее, чтобы не разрушить уже подготовленные конструкции и не перерабатывать их с нуля. Капельники полагается присоединять к стропилам по линии нижней карнизной полосы, причем до набивки обрешетки. Такие элементы являются обязательными в малоэтажных домах, не оборудуемых системами водостока.

Ендовы или разжелобки представляют собой вогнутые углы из стыкующихся плоскостей скатов. Именно в этих местах чаще всего возникают протечки крыши, поэтому при работе им нужно уделить повышенное внимание. Дно ендовы ставится до раскладки профиля на непрерывные обрешетки из досок. Ширина обрешетки должна составлять 0,6 м в обе стороны. Верхние планки по форме напоминают простой угол с тем же сечением, что и у донной детали. Выкладывают их после того, как профлист уложат и прикрепят.

Если крыша пологая, ендовы полагается покрыть мастикой, а на более крутых конструкциях под стальными уголками размещают гидроизоляционную полосу. Ширина этой полосы на 0,2 м превосходит ширину ставящейся детали, причем выход справа и слева должен быть одинаковым – по 100 мм. Планка примыкания, обводящая по периметру основание дымохода из кирпича, ставится примерно так же, как и ендова, она разделяется на две части. Нижние планки должны подстилаться гидроизоляционным ковром. Верхние кромки вводят в штрабы, глубина которых составляет приблизительно 15 мм.

Нижние обводки дымоходов проклеиваются уплотнителем, потом ставится покрытие, а когда уложат профнастил, пирог накрывают верхним обводом. Примыкания к стенам могут создаваться без двухслойной защиты металлом. Нижнюю планку просто заменяют наклеиваемой гидроизоляцией, которую ставят по стыковочной линии. Чтобы отделать значительную площадь, требуется класть планки с нахлестом от 0,1 м. Доборные элементы закрепляются над профнастилом в двух плоскостях.

Кровлю присоединяют саморезами величиной 0,19х0,48 см, их ставят с шагом 0,4 м. Карнизные планки ставятся только после монтажа конструкций, удерживающих водосточные желоба. При использовании коротких кронштейнов это требование не действует. Если планки еще не поставлены, торец оберегают вентиляционными лентами либо москитными сетками. Торцевые планки для профнастила прикрепляют к доскам на торцах, высокие ребра этих элементов выводятся над скатом точно на ту же отметку, что и профили.

На двускатную крышу со скатами в форме прямоугольника деревяшки приколачивают к торцам раньше, чем монтируют основное покрытие. Их роль заключается в формировании некоего бордюра по всему периметру, он сделает раскладку листов более точной. Торцевые доборы, представляющие угол с неодинаковой шириной полок, монтируют с перекрытием одной из полок конечной волны листа. Ребристая разновидность оснащена еще одним ребром, ориентированным по линии сгиба. Такая конструкция одновременно повышает прочность и эстетические характеристики деталей.

Коньковая планка неизменно используется на любой крыше со скатами. Она не только перекрывает «макушку» кровли механически, но и завершает визуальный образ сооружения в целом. Коньковые планки ставятся после размещения по всей линии монтажа вентилируемого уплотнителя, дублирующего рельеф крыши в этом месте. Обрешетка ставится сплошная, перекрываемая усиленной гидроизоляцией. Саморезами коньковые планки пришпиливают к выпуклым гофрам, шаг выставления крепежа может достигать 300 мм.

Независимо от типа снегозадержатели ставятся только на непрерывную обрешетку. Когда мансарда построена в виде нескольких ступеней, задерживать сходящий снег нужно для каждой из них по отдельности. Те же конструкции ставятся под входными группами и под окна. Доборы, останавливающие снежную массу, нужно расставлять в 350–500 мм от краев свесов, по прямой или по правилу шахматного порядка. Прикрепление обеспечивается при помощи саморезов с шайбами, повышающими плотность.

Иной подход практикуется на черепичной крыше. Там доборы делаются из глины; более того, их перечень существенно отличается. Есть коньки причудливых конфигураций, напоминающие лилию или даже орла. Есть узлы для вентиляционных систем. Нестандартные участки обшиваются элементами в форме букв Y, T, X. А также используются насадки, ребристые желобки, кровельные зонты, изготовляемые из различных видов металла.

При работе на фальцевой крыше, кроме монтажа ендовы, требуется повышенное внимание уделить коньковому узлу и точкам примыкания. Поскольку фальцевые конструкции могут набирать заряды статического электричества, использовать их без молниеотводов недопустимо. Выбор доборов для вальмовых и полувальмовых кровель определяется видом использованного конструкционного материала. Максимум сил нужно потратить на задержание снега и обеспечение полноценного стока воды. Водостоки и коньки обязательно оснащаются специальными заглушками.

При создании мансардных крыш для частных домов внимание уделяется не только их техническим характеристикам, но и внешней притягательности. На фото показана изящная мансардная кровля, покрытая красной черепицей. Ее строительство явно оказалось делом непростым – чего стоят хотя бы все геометрические изломы. Но результат, особенно дополняемый окном сложной конструкции, явно стоит затраченных усилий.

Полувальмовая крыша, блестящая в лучах солнца за счет металлического покрытия, смотрится очень хорошо. Четырехскатная конструкция не может считаться простой, но зато удалось сделать высокую мансарду с окнами, вытянутыми вверх. Часть заказчиков предпочитает варианты с балконом, а опытные строители знают, как удовлетворить этот запрос. Вот так может выглядеть каркасный дачный дом, из мансарды которого открыт выход на крытую площадку. Внешнее ограждение, выполненное из фигурных деревянных элементов, не только обеспечивает полную безопасность, но и придает строению в целом дополнительный шарм.

Вот альтернативное решение: балкон оборудован не на торце кровли, а в длинной ее плоскости. Благодаря этому удалось ценой сокращения ширины сделать конструкцию продолговатой. Выход наружу обеспечивают не двери, а поднимающиеся створки окон. Но окно балконного типа успешно выполняет свою функцию даже при заметно меньшей площади. На фото показана одна из таких систем, в которой использованы металлические перила по бокам, а во фронтальной плоскости поставлено высокопрочное стекло.

Полноценная вальмовая крыша может иметь очень причудливую геометрическую форму. Это не только множество скатов, но и изогнутые криволинейные поверхности. Высокая сложность работы и ее дороговизна оправдываются хорошей сочетаемостью с декоративными элементами стен и интересными оформительскими эффектами. Если нет желания идти на какие-то радикальные изыски, можно просто выбрать двухскатную конструкцию и реализовать ее максимально добротно. Это можно сделать со спокойной геометрией, при этом создав вполне комфортные условия для живущих на мансарде.

Об устройстве мансардной крыши смотрите в следующем видео.