Cтропильная система мансардной крыши и ее особенности

Оптимальным решением вопроса для увеличения жилой площади дома безусловно является строительство мансарды. Это помещение, создаваемое на чердаке дома и позволяет существенно сэкономить средства при увеличении площади дома.

Надёжность кровли и её способность выдерживать постоянные нагрузки зависит от устройства стропильной системы мансардной крыши. Подобно фундаменту, она создаёт опору для крыши, передавая её вес на основную конструкцию строения.

Увеличить полезное пространство мансарды позволяет крыша с разным углом наклона её скатов. Кроме того, помимо вопроса увеличения площади мансарды, следует позаботиться об утеплении, звуконепроницаемости и влагозащите стен чердака.

Выбирая конструкцию будущей крыши, помимо несущей нагрузки кровельных материалов, следует учитывать неблагоприятные природные явления: снег, ветер, град, ливень. Кроме того, используемые кровельные материалы должны выдерживать существенные перепады температур, быть стойкими к низким и высоким температурам.

Сегодня применяют стропильные системы 2-х типов:

• висячие
• наслонные

Висячая стропильная система

Такая конструкция в качестве опоры использует внешние стены помещения. Благодаря упругости балок, отпадает необходимость в дополнительных опорах. При этом основная нагрузка крыши приходится на стены здания. Для дополнительной поддержки стропил (скатов) используют затяжки с использованием деревянных или металлических конструкций. Их размещают у основания стропильной системы или несколько выше. И от высоты их расположения зависит прочность соединения стропильной системы.

Для уменьшения прогиба стропил длиной до 8 м. дополнительно используют ригель. Его монтируют параллельно затяжке и несколько выше от неё. Если высота стропил превышает 8 м, прибегают к установке вертикальной стойки (бабки) с 2-мя подкосами. Иногда устанавливают уже готовые стропильные системы мансардной крыши, собранные на земле и имеющие вид ферм. Они, как правило, имеют более сложные конструктивные особенности.

Наслонная стропильная система

Эта стропильная система мансардной крыши самая простая в техническом плане и достаточно экономичная. Опору для стропил выполняют внешние стены конструкции, дополнительные опоры и внутренняя стена. Установка таких стропил возможна только при соблюдении дистанции между несущими стенками – не больше 6,5 м. Увеличение расстояния вплоть до 12 м. возможно лишь при использовании промежуточных опорных балок.

Готовые стропильные системы (фермы) и стропила недопустимо сразу монтировать на стены. Предварительно необходима установка опорного бруса - мауэрлата. В зависимости от типа конструкции стропильных систем (металлической или деревянной) используют брусы соответствующего материала. В верхней части стропила или фермы соединяют прогоном и над ними располагают конёк крыши, а нижние концы стропил пропускают наружу через пазы в стене.

Для придания особой прочности стропильвых систем используется проволока. Она надёжно укрепляет стропильную конструкцию и создаёт дополнительный резерв при изменении деревянных конструкций в размере под воздействием физических факторов (влаги, температуры, усадке древесины).

Коньковый прогон (брус) – надёжная опора стропил

Это самая верхняя часть конструкции двускатной крышы мансардного типа. Для чего нужен коньковый прогон? Коньковый прогон является опорой для верхней части наклонных стропильных ног, поскольку объединяет их между собой. В свою очередь, роль опоры для бруса выполняет внутренняя стена.

В зависимости от длины стропил и прогнозируемых нагрузок (веса стропил, кровли, силы ветра, снега) используют бруски или доски (сечение конькового прогона 15x5 см. или 20x5 см), располагающимися отдельно или соединёнными между собой.

Между стенами конструкции здания и стойками используют специальный элемент – лежень. Его изготавливают из древесного материала. В качестве альтернативы может использоваться специальная прослойка из бруса.

При больших пролётах необходимо жёстко укреплять стропильные ноги как в нижней части (с мауэрлатом), так и в верхней (с коньковым прогоном). При этом применяют специальные подкосы, располагая их между коньковым брусом и стойками. Дополнительными крепёжными элементами являются накладки, скобы и уголки.

При проектировании свисающих стропил объединяют стропила и затяжку (с помощью бабки) совместно с опорой стропильной системы на мауэрлат. Это позволяет повысить жёсткость всех элементов конструкции.

Мауэрлат – связующее звено стропильной конструкции и стен

Мауэрлат – связующее звено между зданием и всей стропильной конструкции. Он выполняет 2 важные функции:

• Переносит часть нагрузки с крыши на несущие стенки
• Дополнительно укрепляет кровлю и постройку между собой

Для этого верхнюю поверхность стены заливают бетоном с использованием металлических анкеров. На поверхности мауэрлата создают специальные отверстия, уступающие в диаметре анкерам. Таким образом, через данные отверстия мауэрлат насаживают на анкеры.

Следует заметить, что в постройках деревянного типа возможно использование деревянных анкеров, а в качестве мауэрлата - венец сруба.

Крепёжными элементами стропильной системы мансардной крыши являются также хомуты, болты, скопы, гвозди, шурупы. Ими дополнительно укрепляют конструкцию крыши, и они используются для изготовления стропильных конструкций – ферм.

Материалы для устройства стропильной системы

В изготовлении стропильных конструкций широко применяют следующие материалы:

• железобетонные стропила
• деревянные стропила
• металлические стропила
• комбинированные стропила

Тот или иной материал для устройства стропильных систем мансардной крыши должен соответствовать назначению возводимого здания и переносимым нагрузкам его конструкции. Например, железобетон или металл используют в кирпичных и каменных строениях с соответственно более тяжёлой и сложной по размеру кровлей.

Где применяют деревянные стропильные системы?

Деревянные стропилы весьма популярны при возведении жилых построек.

Их преимущества:

• сравнительно небольшой вес
• доступность и дешевизна материала
• лёгкая обработка и монтаж
• экологичность

Более низкая противопожарная безопасность и склонность к гниению деревянных конструкций компенсируется их обработкой специальными смесями предупреждающими развитие гнилостных процессов и возгорание древесины.

Таким образом, деревянные стропилы для возведения жилых помещений выглядят предпочтительнее железных и особенно конструкций из железобетона.

Кровельный материал для мансардных крыш

От стропильной системы мансардной крыши здания зависит гармоничность всех частей здания. При выборе конструкции необходимо полагаться на будущее ограждение и используемые материалы. При этом предпочтительнее использовать доступные и лёгкие строительные материалы.

Основная часть всей конструкции должна изготавливаться из дерева или металла. В этом плане использование камня и железобетона экономически и практически не выгодно.

Для возведения кровли применяют:

• металл
• металлочерепицу
• мягкую черепицу
• черепицу из глины
• черепицу из цветных металлов

Материалом для ограждений чаще становятся листы гипсокартона. Внутренние перегородки создают с использованием фанеры, тонколистового профиля и гипсокартона.

Специфика мансардной крыши

Крыша мансардного типа испытывает постоянное влияние физических факторов внутри и снаружи помещения. Их действие основано на образовании конденсата вследствие охлаждения тёплого воздуха в помещении. И в этом принципиальное отличие мансардной кровли от других типов крыш. В связи с этим необходимо заранее определить систему паро- и теплоизоляции.

Для теплоизоляции мансарды используют минеральную вату. При этом с внешней стороны утеплитель оснащается системой гидроизоляции. Внутренняя отделка производится с использованием пароизолятора. Также для оптимальной вентиляции помещения между утеплителем и наружной части кровли должно быть оставлено свободное пространство.

Вентиляция крыши мансардного типа

Выбор вентиляции крыши зависит от климата снаружи и внутри помещения. Повышенная влажность воздуха подразумевает создание вентиляции непосредственно в крыше. Для этого оставляют свободный промежуток между теплоизолятором снизу и железобетонной плиткой сверху. Этим достигается снижение радиоактивного фона и лучше просушивается крыша.

Для регионов с предпочтительно сухим климатом подойдёт установка невентилируемой крыши. Конструкция крыши мансардного типа создаётся в несколько этапов:

• На железобетонную основу укладывают пару слоёв рубероида в качестве пароизолятора
• Далее, поверхность засыпают керамзитом или шлаком для теплоизоляции
• Укладывают 3-х сантиметровый слой цементной основы с поверхностным слоем рубероида
• На поверхность битума накладывается слой гравия

Особенности теплоизоляции мансардной крыши

Крыша мансардного типа требует более внимательного подхода к вопросу теплоизоляции. Её верхняя часть не способна надёжно защищать от холода, а широкая площадь взаимодействия с улицей создаёт дополнительные предпосылки к переохлаждению помещения. Поэтому для комфортного пребывания в мансардном помещении должна быть организована надёжная система теплоизоляции.

Используемые материалы должны полностью соответствовать предъявляемым требованиям к микроклимату помещения. Так, в качестве теплоизолятора великолепно зарекомендовала себя минеральная вата, надёжно сохраняющая тепло в помещении.

Среди конструкционных теплоизоляционных материалов лучше всего подходит шифер или черепица. Они обладают лучшими теплоизоляционными характеристиками и превосходят в этом качестве металл. Следует заметить, что разработку мансарды здания лучше проводить на этапе строительства. В этом случае расчет нагрузки на несущие стены окажется наиболее точным.

Чтобы максимально увеличить полезное пространство мансарды, необходимо конструировать стропила под углом 30-60°. Немаловажным является решение вопроса о целесообразности использования опорных частей между наружными стенами, определение формы мансарды, расстояния между перекрытиями.

Оптимальным размером мансарды является конструкция высотой 2,2 м и шириной не менее 3 м. Следует определить и тип лестницы. Многие специалисты сходятся во мнении, что с практической, экономической и дизайнерской составляющей, лучшим выбором является винтовая лестница.

Итак, требования к обустройству мансардной крыши должны быть следующими: 

• противопожарная безопасность
• многослойная конструкция
• использование теплоизоляторов (минеральная вата)
• организация системы вентиляции

Стропильная конструкция мансардной крыши видео