Как самостоятельно возвести в доме двухскатную крышу с мансардой: советы и инструкции

Идея превращения чердачного помещения в доме в полноценное жильё, принадлежит французам. Такое помещение называют мансардой.

О типах стропильных систем двускатных крыш с мансардами, проектировании, расчётах, а также принципах утепления, вентиляции и освещения читатель узнает, прочитав данную статью.

Особенности устройства двускатной конструкции

В отличие от других видов кровель, двускатная крыша имеет два наклонных ската и два фронтона. Эта особенность позволяет встраивать во фронтоны окна стандартной ориентации.

Например, в мансардах вальмовых крыш приходится делать наклонные оконные проёмы и встраивать в них специальные рамы со сложными механизмами открывания.

Торцевая стена двускатной крыш в виде равнобедренного треугольника может стать опорой для удлинённых свесов кровли. Свесы используют, как основу для обустройства навеса над верандой.

В свою очередь веранду возводят на консолях, закреплённых своими концами на балках чердачного перекрытия. Такое решение верхней части дома позволяет получить дополнительную благоустроенную жилую площадь (мансарду) с выходом на веранду, защищённую от осадков навесом кровли.

Особенностью двускатной крыши с мансардой является устройство стропильной системы — опорного каркаса для кровли. Деревянный каркас двускатной крыши состоит из следующих основных элементов:

Мауэрлат

Это несущие горизонтальные балки, уложенные по верхним торцам несущих стен. На стенах из кладочных материалов мауэрлат крепят анкерными болтами или металлическими шпильками. Роль несущей балки исполняет верхний брус каркасного сооружения или бревна верхнего венца в срубе.

На мауэрлат покрытый рубероидом концы стропил опирают врубом или скрепляют металлическими перфорированными пластинами с шурупами, скобами и гвоздями. В качестве мауэрлата применяют брус 100х150 мм, 150х150 мм, сдвоенный брус или доски меньшего сечения.

Для усиления стропильного каркаса устанавливают стойки, связывающие конёк с мауэрлатом, лежащим на центрально стене посередине пролёта. Такой мауэрлат называют лежнем. Лежень со стойками практически не используются в мансардах.

Стропила

Наклонные несущие балки являются основными несущими элементами стропильной системы. Для изготовления стропил используют доски сечением 20х150 мм или брус 50х50 мм. Опираясь внизу на мауэрлат, стропила вверху сходятся в один узел с коньковым прогоном.

Стандартный шаг стропил по осям равен 600 мм. По способу опирания наклонные балки различаются на наслонные и висячие стропила. Первые жёстко фиксируются на мауэрлате, вторые скользят вдоль своей оси сквозь специальный узел.

Наслонные балки применяют в зданиях с пролётом между несущими стенами больше 6 метров. Висячие стропила застройщики выбирают для построек, где высок риск большой осадки фундамента дома в грунте.

Обрешётка

Обрешётка и контробрешётка – это дощатые настилы, которыми обшивают стропильные ноги. Элементы обеих покрытий взаимно перпендикулярны друг к другу.

Между ними закладывают плёнку гидроизоляции. В зависимости от вида кровельного покрытия обрешётка может быть сплошной или решётчатой.

Прочие вспомогательные элементы

К ним относятся:

• стойки,
• подкосы,
• стяжки,
• распоры,
• черепные бруски,
• свесы и пр.

Все эти элементы изготавливают в основном из бруса или доски. Они служат для усиления конструкций и перераспределения нагрузки между основными несущими элементами стропильного каркаса.

Плюсы и минусы обустройства

Мансарда под двускатной кровлей обладает многими достоинствами не без некоторых недостатков. К плюсам можно отнести следующее:

• возможность получить дополнительную комфортную жилую площадь;
• вертикальные оконные проёмы во фронтонах дают возможность применять стандартные оконные рамы;
• устройство слуховых окон в противоположных фронтонах создают идеальные условия для регулируемой вентиляции мансардного помещения;
• монтаж мансарды можно производить в любое время года;
• утепление стропильной системы не требует особых затрат и привлечения посторонней помощи;
• ломаная двускатная кровля позволяет оптимизировать габариты мансарды для более комфортных условий пребывания в ней;
• мансарда с верандой значительно увеличивает привлекательность загородного дома.

Наряду с достоинствами следует отметить недостатки:

• чтобы добиться комфортной высоты мансардного помещения (2 – 2,2 м), нужно делать крышу с высотой конька относительно перекрытия верхнего этажа минимум 4 – 4,5 м;
• увеличение угла уклона скатов влечёт за собой удлинение несущих элементов стропильной системы, что влечёт удорожание возведения двускатной крыши с мансардой;
• любая недоработка в теплоизоляции и гидроизоляции крыши приведёт к холоду зимой и духоте летом, а также будет грозить протечками потолка.

Схемы стропильных систем

Несмотря на кажущуюся простоту устройства двускатных кровель, существует несколько вариантов их исполнения. Это 4 схемы стропильной системы:

Традиционная

Классический вариант двускатной крыши с мансардой в поперечном сечении представляет собой равнобедренный треугольник. Его стороны образованы стропильными ногами, а основанием этой геометрической фигуры являются балки перекрытия.

Такую конструкцию называют фермой. Шаг между ними принимают 600 мм или 1200 мм. Чтобы сделать высоту потолка мансарды комфортной приходится возводить крышу очень высокой. В местах примыкания стропил к мауэрлату образуется «мёртвая зона» непригодная к полезной эксплуатации.

Ломаная

За счёт выпуклых изломов скатов удаётся значительно увеличить высоту потолка мансарды. В поперечном сечении стропильная система «заключена» в пятиугольник. В верхней части фигуры треугольник образован двумя скатами с углом наклона 10 – 20 градусов, а в нижней трапеции, где находится мансарда, скаты наклонены под углом 40 – 45 градусов.

Верхние стяжки, обшитые снизу листовым материалом, образуют потолок, а стойки с облицовкой являются стенами мансарды. Это одна из самых популярных схем стропильной системы двускатной крыши с мансардой.

Асимметрическая

Особенность асимметрической стропильной системы заключается в том, что ось конькового прогона сильно смещена в сторону одного из скатов кровли. Этим добиваются получения максимального объёма полезного пространства мансарды с одной стороны от конька за счёт уменьшения объёма с другой стороны.

По мнению владельцев таких домов, выгода от такого конструкционного решения мансардной крыши не столь существенна, вопреки ожиданиям.

Полувальмовая

Такая крыша является переходной моделью от двускатной к вальмовой кровле. Её фронтоны наполовину прикрыты вальмами. Выигрыш такой конструкции заключается в том, что вертикальные ограждения мансарды защищены от осадков наклонными трапециевидными кровельными сегментами. Полувальмовая крыша делает привлекательным облик всего дома.

Проектирование и расчёты

Расчётам и созданию чертежей предшествует этап предварительного проектирования двускатной крыши с мансардой. На этом этапе утверждают схему стропильной системы, габариты жилого помещения, профиль несущих элементов опорного каркаса и вид кровельного покрытия.

После этого переходят к

• непосредственному проектированию,
• расчёту угла наклона скатов,
• созданию чертежей стропильного каркаса с утеплением, гидроизоляцией, пароизоляцией и кровельным материалом.

Расчёты начинают с определения угла наклона скатов кровли.

Выбор угла наклона

Определение оптимального угла наклона скатов крыши связано с удельной нагрузки на кровлю. Она включает в себя две нормативные величины – снеговая и ветровая нагрузка. Вес выпавшего снега на крыше оказывает существенное давление на стропильную систему, её покрытие и сам материал кровли.

Оптимальную величину снеговой нагрузки берут из таблиц СНиП 2.01.07-85 с привязкой к месту строительства по карте. Также этот параметр можно узнать в отделе архитектуры и строительства местного исполкома. В дальнейшем норматив используют для определения угла наклона скатов по таблице того же СНиПа.

Интенсивность образования снежных накоплений на крыше существенно зависит от силы и направления местных ветров. При скорости ветровых потоков 4 м/сек, нормативную снеговую нагрузку понижают, умножая на коэффициент 0,85.

Расчёт ветровой нагрузки, зависящей от её высоты над уровнем земли, производят по формуле W = WokC, где:

• W – расчётная ветровая нагрузка;
• Wo – нормативная нагрузка;
• k – коэффициент высоты кровли;
• С – аэродинамический коэффициент основного направления ветра.

Нормативную ветровую нагрузку Wo определяют по карте СП 20.133330.2017.

В районах с сильными ветрами существует угроза опрокидывания крыши. Чтобы избежать этого, нижние концы стропил прикрепляют к установленным анкерным кронштейнам в стенах по всему периметру дома.

Определив оптимальный угол наклона скатов, его величину корректируют в соответствии с высотой потолка мансарды. Расчёт высоты конька крыши производят, используя следующий алгоритм:

Создание чертежей

Получив все исходные данные на основе расчётов, переходят к созданию чертежей с подробной деталировкой:

• всех элементов стропильного каркаса,
• ограждающих конструкций мансарды,
• вентиляции,
• гидро- и пароизоляции,
• кровельного покрытия.

Не у всех застройщиков есть способности создавать чертежи. Чтобы их разработать, можно взять прототипы в интернете. Вот примеры таких чертежей мансарды под ломаной кровлей:

Застройщику остаётся откорректировать размеры элементов крыши под габариты своего дома. Если это не получается, то выход будет один — обратиться за помощью в строительную проектную организацию.

Как сделать своими руками?

Прежде чем приступать к возведению двускатной крыши с мансардой, необходимо подготовить инструменты и материалы. Для работы с деревянными конструкциями используют стандартный набор инструментов, включая ручной и электроинструмент.

Что касается материалов, то в основном это деревянные профили, из которых изготавливают детали стропильного каркаса, согласно спецификации проекта крыши.

После того, как подготовлены материалы, приступают к выполнению работ согласно пошаговой инструкции.

Работы по созданию мансардной крыши выполняют поэтапно в следующем порядке:

1. Балки мауэрлата крепят к верхней поверхности несущих стен металлическими шпильками или анкерными болтами. Под мауэрлат поверхность кладки стен покрывают слоем рубероида.
2. Монтируют балки перекрытия, соединяя с мауэрлатом. Балки крепят гвоздями или перфорированными металлическими накладками с шурупами.
3. Крепят стропильные ноги к мауэрлату. По типу крепления наклонные балки различают на висячие и наслонные стропильные ноги. Наслонные стропила опираются врубами и образуют с мауэрлатом жёсткий узел. Висячие стропила соединяются с мауэрлатом через узлы скольжения.
4. Верхние концы стропил сводят в коньковый узел. Несущая балка является опорным ригелем – коньком для стропил. Коньковый ригель изготавливают из цельного или клееного бруса сечением 150 х 150 мм. В небольших строениях верхний прогон делают из сдвоенных досок сечением каждой 120 х 50 мм.
5. Для подготовки основания кровельного покрытия по стропилам стелют гидроизоляционную плёнку. Затем набивают гвоздями обрешётку и контробрешётки. Это две перпендикулярные друг к другу конструкции. Обрешётка состоит из реек, уложенных параллельно коньковому прогону. Брус контробрешётки укладывают, наоборот, вдоль ската.
6. Монтаж кровельного покрытия. В зависимости от угла наклона скатов крыши и финансовых возможностей застройщика выбирают вид кровельного покрытия — это мягкая кровля, металлочерепица, ондулин, профнастил или фальцевая кровля.
7. Для мансарды важно утепление крыши изнутри. Утепление двускатной крыши заключается в заполнении межстропильного пространства теплоизоляционным материалом.
8. К рёбрам стропил степлером пристреливают пароизоляционную плёнку. Подкровельную мембрану (гидроизоляцию) крепят с внешней стороны стропил под обрешётку.
9. Кровля двускатной крыши обязательно должна вентилироваться. Под свесами монтируют ветровые фартуки, делают контробрешетку для создания вентзазоров.
10. Монтируют все вспомогательные элементы стропильного каркаса: стойки, подкосы, стяжки, прогоны и пр.
11. Проводят завершающие работы: вставляют оконные рамы, производят обустройство мансардного помещения (настил пола, обшивка стропил с утеплителем и пароизоляцией листовым облицовочным материалом, монтируют электропроводку, подключают приборы освещения).

Как утеплять мансардный этаж?

Утепление двускатной крыши с мансардой заключается в заполнении межстропильного пространства теплоизоляционным материалом.

В качестве утеплителя используют такие материалы, как:

• минеральная вата;
• стекловата;
• пенополистирол (пенопласт);
• пенополиуретан.

Все выше перечисленные материалы для утепления кровли достойны применения. Вопрос выбора лежит в финансовой плоскости и удобстве монтажа.

Ширина этих материалов, как правило, унифицирована и равна 0,6 м. Утепление производят пошагово следующим образом:

1. Рулоны теплоизоляции разворачивают и нарезают отрезками удобной длины от пола до конька крыши. Таким же образом готовят плитный материал.
2. Утеплитель, если его толщина меньше расчётной, укладывают между стропилами в два слоя. Двойную толщину теплоизоляции применяют в условиях Крайнего Севера. На всей остальной территории РФ применяют утеплитель толщиной 150 – 200 мм.
3. К рёбрам стропил степлером пристреливают пароизоляционную плёнку.
4. Подкровельную мембрану (гидроизоляцию) крепят с внешней стороны стропил под обрешётку.

Вентиляция

Кровля двускатной крыши обязательно должна вентилироваться. Это позволяет исключить скопления влаги в кровельном пироге, следовательно, не возникают процессы гниения древесины стропильного каркаса.

Вентиляцию подкровельного пространства устраивают следующим образом:

1. Под свесами кровли монтируют ветровые фартуки, которые направляют восходящие воздушные потоки под кровельное покрытие крыши.
2. Вверху на стыке двух скатов устанавливают фонарь в виде изогнутого металлического прогона с продольными зазорами. Воздушные потоки, стремясь снизу вверх, захватив пары влаги, выносят их наружу через щели между скатами и коньковым фонарём.
3. Во фронтонах врезают вентиляционные решётки с механизмами открывания. Регулируя степень открытия слуховых окошек (решёток), находящихся в противоположных фронтальных стенах, устанавливают оптимальный режим вентиляции мансарды.

Освещение

В зависимости от потребности в естественном освещении мансарды во фронтоны вставляют оконные рамы нужной величины.

Если в помещении будет художественная студия либо другая творческая мастерская, где требуется большая потребность в естественном освещении, в скаты кровли вставляют дополнительные наклонные оконные рамы.

Ошибки и рекомендации

Во время производства работ по утеплению кровли самодеятельные мастера иногда допускают ошибки, которые следует исправить в срочном порядке. Вот самые распространённые из них:

Частые ошибки	Способы их устранения
Забывают укрыть стропила с утеплителем пароизоляцией	Демонтируют облицовку стропил и настилают пароизоляционную плёнку
Неплотное прилегание матов к стропилам вызывает зимой резкое понижение температуры в мансарде	Снимают облицовку, и все зазоры заполняют отрезками утеплителя враспор
Неправильный расчёт толщины утеплителя приводит к холоду зимой и жаре летом в мансарде	Добавляют ещё один слои теплоизоляции

Фото внутренних проектов

Заключение

Если нет опыта в строительстве домов и возведении их крыш, то не стоит браться за эту работу самому. Лучше обратиться за помощью к специалистам-кровельщикам.

Они подскажут оптимальные решения в формировании крыши, рассчитают стропильный каркас и возведут двускатную крышу с мансардой качественно и за короткое время.