Строительство ломаной мансардной крыши

Изобретение идеи о том, как с пользой занять свободное пространство под крышей дома приписывается известному французскому архитектору Франсуа́ Манса́ру. Благодаря чему его имя прочно вошло в обиход многих языков мира и используется, чтобы обозначить помещения, расположенные полностью или отчасти внутри двускатной стропильной крыши. Изначально там обустраивали комнаты для прислуги, ремесленников, художников и хозяйственные кладовые.

Однако все изменилось в 40-е годы двадцатого столетия, когда в крупных городах возникла серьезная нехватка жилья. Тут-то и началось освоение свободного пространства чердака с обустройства систем коммуникаций, таких как вентиляция, отопление и электричество.

Содержание статьи:

Проект ломаной мансардной крыши
Выбор материалов
Стропильная система
Кровля
Внутренние коммуникации

Проект ломаной мансардной крыши

Мансарда — это верхний этаж в пространстве чердака, фасад которого образуется поверхностями наклонной или ломаной крыши. Стоит отметить, что строительство мансарды — это довольно трудное инженерное решение.

В отличие от каркаса здания возведение мансардного этажа сложнее, так как стенами являются стропильные конструкции. Однако технология позволяет получить дополнительную площадь, поэтому востребована 60% индивидуальных застройщиков.
Сложными вариантами организации жилого чердачного помещения являются:

двухуровневая мансарда – смешанные узлы опирания невозможно рассчитать «на глаз», необходима квалифицированная помощь проектного отдела
мансарда, опирающаяся на выносные консоли – применяется в крышах с асимметричными скатами, требуется профессиональное проектирование в программах

Поэтому наиболее востребованы оставшиеся варианты мансарды:

крыша ломаная – обеспечение до 90% пространства от нижерасположенного этажа (калькулятор ломаной мансардной крыши — расчет количества стройматериалов)
крыша двускатная – чердачное пространство расходуется не рационально, увеличивается расход материалов, сложно организовать естественную вентиляцию в кровле (калькулятор двухскатной крыши)

При выборе конструкции крыши следует учесть:

площадь комнат в мансарде «двускатки» со скатами 35 – 45 градусов составит около 70% от нижнего этажа
если приподнять стены над перекрытием на 1,5 м, сохраняется вся площадь нижнего уровня, можно обойтись без кровельных окон, которые сложнее монтировать
для крутых скатов подходят не все кровельные материалы, придется жертвовать архитектурным стилем здания
сложнее всего правильно выполнить утепление/вентиляцию ломаных крыш

Мансардные кровельные окна

Под мансарду может использоваться лишь часть чердака, чтобы изготовить «второй свет» гостиной. При небольших размерах коттеджа, чердака рекомендуется не использовать вертикальные стены, производить внутреннюю отделку под конек.

Зенитный световой фонарь для кровли

Помимо мансардных окон в кровле для увеличения естественной освещенности могут применяться световые фонари. При этом комфортным для эксплуатации принято 0.9 м расстояние до подоконника. Самыми сложными участками в кровлях традиционно являются ендовы. Это внутренние углы, получающиеся при сопряжении двух скатов. Например, если две двускатных крыши примыкают над одним зданием друг к другу под прямым углом, образуется ендова на внутренней части конструкции.

Ендова кровли

Для простых проектов загородного дома оптимальным вариантом ломаной мансардной крыши является крыша Судейкина. Это восьмигранный ломаный шатер на центральном столбе, не имеющий ендов, позволяющий получить стандартную высоту потолка без дополнительных затрат. Обеспечивается самоочищение кровли от снега, водостоки имеют нормальный уклон, предотвращающий от намерзания льда.

Вальмовая крыша снижает рабочее пространство чердака на 60%, требует увеличения высоты конька. Поэтому используется для мансард редко. Необходимо учесть расположение внутренней лестницы с учетом направления уклона скатов, возможное прохождение внутри чердака дымохода, стеновой материал нижнего этажа. Например, для обеспечения жесткости коробки из газо-, пенобетона потребуется залить по верху кладки монолитный армопояс.

Крыша Судейкина

В двускатной крыше присутствуют два треугольных фронтона, являющиеся продолжением коротких стен здания. В вальмовой конструкции фронтонов нет, вместо них используются короткие скаты треугольной формы, боковые стропила которых начинаются от углов коробки дома, собираются на коньке. В шатровых крышах все скаты треугольные, конек здесь полностью отсутствует, стропила отходят от углов коттеджа, собираются в одной точке пространства.

Стропильная система вальмовой (четырехскатной) крыши

Выбор материалов

В мансардах каркасами стен являются стропильные конструкции, традиционно изготавливающиеся из бруса, доски. В ячейки каркаса укладывается утеплитель, к выбору которого стоит отнестись серьезно:

при намокании минеральные, стеклянные ваты резко теряют теплоизоляционные свойства
демонтаж утеплителя для просушки невозможен без разборки кровли либо внутренних облицовок
экструдированный пенополистирол сохраняет характеристики даже при погружении в воду
однако его сложнее кроить, герметизировать стыки без образования мостиков холода

Пароизоляционная пленка является обязательным условием в правильной схеме кровельного пирога. Ею укрывается утеплитель изнутри помещения, чтобы предотвратить проникновение влажного эксплуатируемого воздуха внутрь стропильной системы. Снаружи полистирол укрывается гидроизоляционной мембраной/пленкой, чтобы исключить проникновение влаги к стропилам, обрешетке сверху при возможных протечках кровли.

Для разряженных обрешеток, на которых крепятся листовые кровельные материалы (ондулин, профлист, шифер, металлочерепица, оцинкованные листы фальцевой кровли) используется обрезная доска. Сплошные обрешетки создаются из плит ОСБ-3, многослойной влагостойкой фанеры.

Узлы прохождения дымоходом кровли, перекрытий защищаются от возгорания разделками (распушками), специальными доборными элементами кровли. Материал внутренних лестниц выбирается владельцем в зависимости от интерьера помещений, трафика, необходимого ресурса. Для обеспечения продухов вентиляции потребуются коньковые элементы со щелевой перфорацией, решетки для декорирования люков в карнизных планках.

Стропильная система

Основным правилом при возведении ломаной мансардной крыши, как и любой другой, является – любая деревянная конструкция должна опираться на деревянную же поверхность. Для этих целей используется мауэрлат – брус по периметру стен либо на противоположных стенах двускатной крыши. Его крепят различными способами:

вмуровывают в кирпичную кладку с обвязкой проволочными скрутками
замоноличивают внутрь армопояса поверх бетонных блоков с фиксацией дюбелями
брус может надеваться на закладные шпильки, торчащие из бетонной, кирпичной кладки, притягиваться гайками через широкие шайбы
в срубах мауэрлатом по умолчанию являются верхние венцы
в «каркасниках» мауэрлатом выступает верхний брус обвязки
в зданиях из СИП-панелей этим элементом является верхняя обвязочная доска

Мауэрлат — основа для мансардной крыши

В отсутствие внутренних несущих стен возможны исключительно висячие стропила. Горизонтальная затяжка, являющаяся лагами перекрытия этажа или пола мансарды, является обязательным условием стропильной схемы.

Если в здании есть внутренняя капитальная стена, на ней монтируются стойки. Поверх них укладывается коньковый прогон, каждая стропильная нога опирается на этот прогон верхней частью, крепится к мауэрлату внизу. Система получила название наслонной, считается более надежной для мансард в двускатных крышах.

При выборе ломаной крыши стропильная система получается комбинированной – верхние скаты висячие, нижние наслонные. Вместо конькового прогона здесь получаются два боковых, на которых и происходит «излом» крыши.

Более сложная схема получается в вальмовой крыше:

боковые фермы смещаются от края фронтона внутрь
к ним примыкают два наслонных стропила от углов здания, одно от середины стены
остальные стропила опираются на мауэрлат через равные расстояния, приходят к угловым стропилам под сложным пространсвенным углом

В шатровых мансардных крышах все стропила собираются из нижних углов в одну точку. Система может поддерживаться центральной стойкой либо фиксироваться исключительно нижними затяжками.

Более подробная технология ломаной крыши имеет вид:

раскладка затяжек – брусья размещаются с проектным шагом, крепятся к мауэрлату скобами, болтами, выравниваются наружные края с обеих сторон по шнуру, карниз должен иметь одинаковую ширину, диагонали совпадать с точностью до 0,5 – 1 см
монтаж стоек – фиксация в вертикальном положении осуществляется временными укосинами (доска, крепящаяся к мауэрлату или горизонтальной балке нижним концом, подпирающая стойку в центральной ее части)
укладка прогонов – брус вдоль каждого ряда стоек с врубкой в полдерева
установка ферм – брус укладывается поверх стоек вдоль короткой стены, перпендикулярно прогонам
монтаж наслонных стропил – обычно доска 15 х 5 см, врубается шипом в затяжку, прислоняется к верху стойки
крепление висячих стропил – врубка в наружный край фермы шипом, стыковка в коньке между собой под получившимся углом

Устройство каркаса ломаной мансардной крыши:
1 — верхние стропила, 2 — коньковая накладка, 3 — ригель, 4 — балка чердачного перекрытия, 5 — нижнее стропило, 6 — каркас боковой стены мансарды, 7 — балка перекрытия

После чего, конструкция приобретает пространственную жесткость, снимаются временные укосины. Коньковые узлы усиливаются накладками из досок с двух сторон, чуть ниже монтируются горизонтальные ригели аналогичным способом.

Кровля

Все остальные наружные работы по строительству ломаной мансардной крыши относятся к кровельным. Последовательность операций следующая:

окна – монтируются в фронтоны или скаты кровли с обеспечением герметичности стыков, учетом толщины кровельного пирога
пароизоляция – пленка или мембрана крепится к стропилам изнутри (с чердака) степлером, она защищает деревянные конструкции от влажного воздуха внутри помещений
утеплитель – базальтовая вата или экструдированный пенополистирол, укладывается между стропилами снаружи, необходим для снижения теплопотерь из здания, избыточного нагрева снаружи
гидроизоляция – мембрана либо пленка, укрывающая теплоизоляцию, крепящаяся к стропилам степлером, предупреждает намокание утеплителя при возможных протечках сквозь кровельный материал
контррейка – набивается на стропила вдоль них, обеспечивает воздушный зазор, необходимый для естественной вентиляции, отводящей влагу изнутри конструкции
обрешетка – сплошная из фанеры, плит ОСБ или разряженная из обрезной доски, крепится поперек стропил
кровельная облицовка – фиксируется к обрешетке, немного не доходит до линии конька
доборные элементы – конек с элементами проветривания, через которые воздух выходит наружу, карнизная планка с продухами вентиляции, сквозь которые воздух поступает внутрь кровельного пирога

Если внутри мансарды по стойкам монтируются стены, потолок подшивается к фермам, позади этих конструкций имеется свободное пространство. Внутри него возможно скопление конденсата, поэтому необходимо изготовить продухи вентиляции в верхней, боковых частях фронтонов.

Внутренние коммуникации

В получившееся жилое чердачное пространство необходимо как-то проникать посредством инженерных коммуникаций. Для этого используются лифты, галереи, однако самым бюджетным решением является внутренняя лестница. Существуют конструкции следующих типов:

на косоурах – простейший вариант, наклонные брусья опираются на пол нижнего этажа, балку перекрытия либо врубаются в нее, для ступеней в косоуре изготавливаются пропилы
на тетивах – конструкция схожа с предыдущим вариантом, однако ступени врубаются в тетиву или крепятся к ней изнутри брусками
винтовая – применяется для увеличения художественной ценности интерьеров либо экономии рабочего пространства
на больцах – каждая ступень опирается на предыдущую одной стороной, полная жесткость достигается после окончательной сборки
консольные – каждая ступень вмурована в стену, что обеспечивает уникальный дизайн конструкции

Существуют лестницы на одном центральном косоуре, модульные конструкции. Марши могут располагаться прямо, изгибаться под 90, 180 градусов, иметь площадки для отдыха. При проектировании необходимо учесть число ступеней, так как человеку удобно заканчивать движение с той же ноги, с которой начат подъем.

Таким образом, индивидуальный застройщик вполне может спроектировать, изготовить своими силами мансардную крышу двускатного либо ломаного типа. После чего укрыть кровлю, соорудить лестницу в верхний уровень.