Крыша

Утепление – правила сборки «пирога»

Рисунок 8. Схема утепления крыши каркасного дома Теплоизоляция кровли каркасного дома практически не отличается от утепления остальных конструкций здания: внешних стен, пола, чердачного перекрытия. Здесь также собирают послойный «пирог». В качестве утеплителя применяются:

Рулонная минеральная вата. Материал подходит для разных конструкций, его можно уложить самостоятельно. Минвату нарезают на квадраты, затем плотно располагают между деревянными балками. Вместе с ней обязательно предусматривают укладку ветрозащиты, пароизоляции.
Эковата. Такая изоляция наносится с помощью компрессора. При этом получается создать ровную поверхность, заполнить все щели. Эковатой можно утеплять конструкции нестандартной формы. Ее минус – сложность нанесения, нужно иметь опыт таких работ.
Керамзит. Сыпучий материал подходит для теплоизоляции плоских поверхностей. Как и при утеплении пола или межэтажных перекрытий, он хорошо заполняет все пространство между стропильными балками. А наличие воздушного пространства между фракциями керамзита обеспечивает естественную вентиляцию, препятствует скоплению влаги.
Пенопласт или пенополистирол. Жесткие плитные утеплители также подходят для укладки между стропилами

Но важно тщательно герметизировать стыки, щели.

При самостоятельном выполнении работ чаще всего используют минеральные утеплители – стекловату или базальтовую вату.

Стропильная система двухскатной крыши

Как мы уже говорили выше, стропильная система – это объединённая в пространственную конструкцию совокупность наклонных балок. Главная её задача – обе
спечить опору для водонепроницаемого покрытия. Стропила – это доски, которые устанавливают «на ребро» под наклоном от конька крыши до мауэрлата и ещё дальше, образуя свес крыши. Сечение досок зависит от наклона крыши, кровельного материала, расчётной снеговой нагрузки и от частоты установки стропил. Так, чем больше уклон, тем меньше изгибающая нагрузка и, соответственно, мягче требования к несущей способности стропил. А более частая их установка уменьшает нагрузку, приходящуюся на каждый конструкционный элемент. Имеются таблицы, которые позволяют быстро определить требуемое сечение стропил. Но если мы строим обычный каркасный дом, то вполне применимы окажутся приведённые ниже советы.

Стропила изготавливаются из обрезной хвойной доски толщиной 40 мм и шириной 150 мм. На земле или перекрытии рисуется стропильная система в разрезе в натуральную величину. Две стропильные доски и перемычка из того же материала укладываются по шаблонному рисунку и скрепляются (гвоздями или саморезами) в форме буквы А. Так получается одна ферма стропильной системы. Фермы устанавливаются в выемки мауэрлатов с шагом 0,8 – 1 м. При этом, чем прочнее будет материал обрешётки, тем большее расстояние между фермами допускается. Так как ферма – довольно высокая конструкция, порой достигающая нескольких метров в высоту, их фиксируют временными распорками. После установки всех ферм по обе стороны от верхушки буквы А набиваются коньковые доски. На всю длину стропильной системы. По завершении скрепления всех стропил коньковыми досками временные распорки можно убирать.

Если каркасный дом имеет большие линейные размеры, то и длина стропильной доски может быть соответствующей. В таком случае необходимы промежуточные стоечные опоры. Их возможно размещать на балках перекрытия, но не дальше 80 см от места опоры самой потолочной балки. Если под коньком крыш расположена внутренняя несущая стена дома, столбы подпорки можно разместить прямо на ней.

Выбор и подготовка материала

Чтобы изготовить прочный и долговечный стропильный каркас для крыши частного дома используют дерево твердых пород или металлопрофиль. От выбора материала зависит итоговая стоимость, вес, срок службы и несущая способность готовой конструкции. Для работы своими руками опытные мастера рекомендуют выбирать древесину. Чтобы стропила прослужили долго, необходимо проверить соответствие пиломатериалов стандарту:

1. Влажность пиломатериалов, используемых для изготовления стропил своими руками, не должна превышать 19-21%. Влажная древесина в процессе высыхания может трескаться, коробиться, из-за чего возникают деформации и перекосы в кровле.
2. Дерево должно находится в здоровом состоянии. То есть оно должно иметь светлый цвет, характерный для породы, не иметь очагов гниения, плесени, потемнения или следов жизнедеятельности вредителей.
3. Для изготовления стропил рекомендуется выбирать прямые, ровные доски без большого количества сучков, так как они снижают прочность опор.

Стропильная система

Вся стропильная система односкатной крыши предельно проста и понятна: прямые стропила опираются на противоположные стены. Высота стен специально подбирается чтоб организовать угол наклона в диапазоне 30-35 градусов. Этим достигается нормальный самопроизвольный сход снега, что очень желательно. Ведь здесь нет деления крыши на два или несколько скатов и вся конструкция испытывает сравнительно повышенные нагрузки.

А вот устойчивость ветровым нагрузкам наоборот хорошая – сама крыша относительно невысока, и с наветренной стороны легко им противостоит.

Стропильная система односкатной крышиИсточник comfort-da.ru

Способ наклона стропил заранее проектируется или выбирается в зависимости от конструктивных особенностей дома:

Наружные стены возводятся сразу неравнозначной высоты. При кажущейся дороговизне масса преимуществ: заранее предполагаются надёжные стены, не требующие дополнительного утепления, а сама сборка стропильной системы значительно упрощается – все основные промеры сделаны и созданы идеальные условия для устройства крыши. Причём её надёжность уже обусловлена таким основательным подходом.

Каркас небольшого дома с односктной крышейИсточник yandex.uz

Конечно с небольшой натяжкой, но способ актуален и для каркасного строительства. Ведь высота основного каркаса наружных стен так же легко делается по нужным параметрам.

• Если все наружные стены одинаковы, по одной из них устанавливаются вертикальные стойки нужной высоты. При кажущейся ненадёжности конструкция ничем не отличается от каркасного строительства, имеет те же достоинства и недостатки. Причём односкатная крыша по каркасной технологии – разумное решение, которое не требует сравнительно значимых затрат именно на первоначальном этапе. При этом создаёт хороший задел на перспективу.
• Но есть более элегантный способ – где сразу изготавливаются так называемые стропильные фермы. А прочность стропильной системы обусловлена жёсткостью ферм. В допустимых пределах их применение позволяет обходиться без промежуточных опор или минимизировать их количество. Примечательно, что стропильные фермы можно чередовать с обычными стропилами. То есть повысить надёжность крыши, при этом сам конструктив гармонично увязать с дизайном помещения.
• Когда односкатная крыша примыкает к капитальной стене основного здания, стропила возможно закрепить на индивидуальные опоры или общий горизонтальный прогон. Другой край стропил укладывается на стену пристройки.

Примыкание односкатной крыши к стенеИсточник stroimkubik.ru

Важно: хотя уклон для ската выбирается индивидуально, он всё равно «привязан» к типу кровельного материала:

• Мягкие кровельные материалы позволяют занизить его до 5-7 градусов.
• Необходимый минимум для профнастила 8 град.
• Оптимальный уклон для металлочерепицы 30 град.
• Шиферу так же необходим уклон 20-30 град.

Однако, для регионов с большим количеством зимних осадков оптимален угол наклона в 40-45 градусов, что является пределом – подобная односкатная крыша редко где встречается. Примечательно, что в любом случае выдерживается общий уклон ската, гарантирующий сход осадков, а прочность при этом достигается разными способами.

Главные недостатки

• Сложность конструкции;
• Сложная технология утепления;
• Высокая требовательность к гидроизоляции;
• Необходимость создания вентиляции подкровельного пространства;
• Дорогостоящие конструкции мансардных окон.

Как видите, выбор формы крыши также связан с составлением хорошо рассчитанного проекта и разметкой верхней обвязки. Так что первые 4 этапа монтажа кровельной системы вам придется выполнять практически одновременно

Особое внимание следует уделить утеплению и гидроизоляции крыши. Чаще всего утепление производится по потолку первого/второго этажа, но в случае возведения мансардных этажей для сбережения жилой площади производят утепление под кровлей

Плюсы и минусы щитовых домов

Выделяют несколько серьезных преимуществ подобного строительства:

• Облегченный фундамент. Для каркасно-щитовой конструкции достаточно ленточного фундамента, поскольку дом очень легкий. Это существенно экономит деньги на этапе строительства.
• Быстрое строительство. Каркасный дом можно построить за несколько месяцев, максимум – за полгода. И это вместе с заливкой фундамента и ожиданием материалов с завода. Эта технология считается одной из самых быстрых по срокам строительства.
• Отсутствие усадки. Здание не проседает, поэтому в стенах не образуются трещины. В доме можно сразу делать внутреннюю отделку.
• Каркасные щиты стоят сравнительно дешево.
• Нет необходимости привлекать тяжелую технику для строительства любых элементов дома.
• Все материалы экологичны и безопасны для здоровья жильцов.
• Внутри каркасных стен можно спрятать различные коммуникации, делая внешний вид помещений более привлекательным.

Распространенность каркасно-щитовых технологий в регионе с разным климатом крайне высока. Но у каркасных домов есть и минусы, о которых нужно также поминать:

• Меньший срок эксплуатации. Если каменные и кирпичные дома могут простоять несколько сотен лет, то каркасные здания – 50-70 лет, после чего потребуется серьезный ремонт. При нарушении технологии строительства или использовании непроверенных материалов срок эксплуатации может сократиться в два раза.
• Отсутствие возможности построить высотный дом. Каркасные дома, как правило, строятся в один или два этажа.

Конечно, можно построить и более масштабные сооружения, но тогда необходимо ставить более надежный фундамент, покупать дорогие строительные материалы. В таком случае постройку уже нельзя считать бюджетной.

Плоская крыша

Теперь о плоской кровле. Свое название она получила лишь потому, что угол ее наклона не превышает 5°. То есть чисто зрительно сложно понять, что у крыши есть уклон. Обычно такие кровельные конструкции формируются бетонными плитами перекрытия, на которые заливают стяжку из бетонного раствора. Последняя и формирует требуемый наклон.

Но такие крыши, то есть из бетонных конструкций, требуют под себя мощные стены, которые бы выдерживали вес самих плит перекрытия, плюс остальные материалы, формирующие уклон и кровельное покрытие. В каркасном строительстве эту технологию не применяют. К тому же плоские крыши и каркасные дома до недавнего времени, как бы считались нонсенсом.

Но время диктует другие нормы, потому что научно-технический прогресс не стоит на месте. Новые технологии и материалы дают сегодня возможность построить дома из каркаса, но при этом не устанавливать над ними крыши скатного типа. Поэтому дальше будем разбираться с плоской кровлей в каркасном доме.

Плоская крыша с углом наклона не больше 5°Источник inrosstroy.ru

Проектирование крыши

Строительство кровли крыши начинается с расчетов стропильной системы и материалов для кровли. Стропильная система состоит из бруса и досок. Конфигурация конструкции зависит от выбранного типа крыши, она может быть односкатной, двух- или четырехскатной, с прямыми или ломаными скатами.

При расчете мощности стропильной системы и шага установки стропильных ног, важно учесть нагрузки на кровлю, которая суммируется из отдельных нагрузок:

• собственный вес каркаса крыши;
• вес элементов кровельного пирога;
• снеговая нагрузка, характерная для региона;
• ветровая нагрузка;
• примерный вес людей, ремонтирующих или обслуживающих кровлю;
• запас надежности на случай катаклизмов (ураганный ветер, повышенное количество осадков).

Снеговая и ветровая нагрузка зависят от климатических особенностей региона (что требует вводить поправочные коэффициенты при расчетах), а также от угла наклона скатов крыши.

При расчете материала на крышу важно учитывать рабочие размеры листовых кровельных материалов, так как они укладываются внахлест. Чтобы минимизировать отходы утеплителя и упростить его монтаж, шаг стропил рекомендуется выбирать с учетом подходящей ширины теплоизоляционного материала. Расчет строительства крыши можно вести самостоятельно, используя соответствующие таблицы из справочной литературы, либо прибегнув к специализированному калькулятору, которых в сети интернет предостаточно

Расчет сложных крыш рекомендуется доверить профессиональному архитектору

Расчет строительства крыши можно вести самостоятельно, используя соответствующие таблицы из справочной литературы, либо прибегнув к специализированному калькулятору, которых в сети интернет предостаточно. Расчет сложных крыш рекомендуется доверить профессиональному архитектору.

При расчете стоимости возведения крыши количество каждого из основных материалов умножается на его стоимость и к полученному значению прибавляется 10%. Нельзя забывать и о расходных материалах – крепеже, герметике и т.д. В общую стоимость также входит транспортировка материалов.

Подготовка пиломатериала

Строительство крыши дома выполняется на основе детально разработанного проекта, в котором указаны длина и сечение всех элементов конструкции, а также принципы выполнения узлов крепления.

Для монтажа каркаса важно использовать хорошо просушенный (влажностью до 15%) пиломатериал высокого качества – без сколов, трещин и других дефектов. Это гарантирует необходимую надежность стропильной системы, а также исключает деформацию ее элементов в процессе эксплуатации. Каркас крыши преимущественно возводится из древесины хвойных пород, так как этот материал отличается прочностью, устойчивостью к гниению, долговечностью

Каркас крыши преимущественно возводится из древесины хвойных пород, так как этот материал отличается прочностью, устойчивостью к гниению, долговечностью.

Чтобы повысить огнестойкость и защитить деревянные элементы каркаса от повреждений микроорганизмами, перед установкой их обрабатывают специальными огнеупорными и антигрибковыми средствами. Огнебиозащитный состав наносится в два слоя, при этом второй слой можно наносить лишь после того, как полностью впитается и высохнет первый. К монтажу деревянных частей каркаса приступают после их полного высыхания.

В стропильной системе могут быть задействованы и элементы, выполненные из металлопроката – уголки, швеллера. Но металлические конструкции при самостоятельном возведении крыши используются достаточно редко, так как их монтаж требует использования сварочного оборудования.

Защита древесины каркаса

Обработка древесины антипиретиком

Перед тем как приступить к возведению стропильной системы, необходимо обеспечить всем деревянным частям каркаса крыши защиту от возгорания и гниения.

Для этого все детали стропил, перекрытий и обрешетки необходимо обработать двумя составами:

• Антипиретиком – составом, снижающим горючесть древесины и защищающим деревянную часть каркаса крыши от пожара
• Антисептиком – веществом, убивающим бактерии и препятствующим возникновению гнилостных процессов в древесине стропил и перекрытий.

Для нанесения защитных составов рекомендуется использовать кисть, так как при обработке древесины распылителем трудно добиться качественной и глубокой пропитки. Состав наносим в несколько слоев, дожидаясь высыхания каждого предыдущего слоя.

Защита каркаса крыши возможна и после его возведения

В этом случае огнезащитным и антибактериальным составом обрабатываем уже установленную конструкцию, особое внимание уделяя пропитке древесины в местах соединения балок стропильной системы

Итак , тип стропильной системы выбран, материалы куплены и обработаны защитным составом. Пора приступать к возведению стропильной системы.

Расчёт стропильной системы шатровой крыши

За основу расчёта принимают такие исходные данные:

• длину дома;
• ширину дома
• высоту конька.

Рассмотрим порядок и формулы расчёты на условном примере, пользуясь геометрическим изображением шатровой крыши (см. выше):

• длина дома: AB = DC = 9 м;
• ширина дома: AD = BC = 8 м;
• высота конька, расположенного в геометрическом центре кровли: KF = 2 м.

Расчёт длин стропильных элементов

1. Длина балок мауэрлата.

AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 м

2. Центральные стропила (без учета свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — высота конька, а второй — половина ширины (8 / 2 = 4 м) или длины (9 / 2 = 4,5 м) дома.

Вспоминаем теормему Пифагора:

3. Накосные стропила (без учёта свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — половина ширины или длины дома, а второй — соответствующее центральное стропило. Для кровли с коньком в геометрическом центре кровли длины накосных стропил одинаковы.

4. Нарожники. Укороченные стропила расположены параллельно центральному, с шагом, зависящим от длины стропил. Рассмотрим таблицу, составленную с учётом погодных нагрузок для Московской области.

Таблица 1. Данные соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

Наши центральные стропила имеют длину 4,472 м и 4,924 м. Нарожники будут короче, поэтому можно смотреть на столбец — 3,5 м.

Для расчёта длин нарожников вспомним школу и воспользуемся свойствами подобных треугольников.

Если на рисунке AB — центральное стропило, то MN — нарожник, AC — половина длины стены (4,0 и 4,5 м соответственно), AM — шаг в зависимости от числа нарожников. MC для каждого нарожника вычисляется отдельно.

MN = (АВ · MC) / АС

Выполним расчёт вариантов для выбора самого экономичного расположения укороченных стропил, результаты которого сведём в таблицу.

Таблица 2. Расчёт пиломатериалов на нарожники

Очевидно, что менее затратными для нашего примера являются варианты с длинными шагами. Однако следует также учитывать требования к крепежу кровельного материала и затраты на обрешётку. С этой точки зрения ответ не будет столь очевидным.

Расчёт площади кровли с учётом свесов

Так как предыдущий расчёт был выполнен без учёта карнизного свеса, который в нашем примере выполняется с использованием кобылок, рассмотрим эту часть кровли опять как простую геометрическую фигуру.

Карнизный свес

Примем длину свеса (DC) равной 0,5 м. Для определения площади ската снова воспользуемся знаниями о свойствах подобных треугольников:

EF / BC = AG / AD

BC — 8 и 9 м для короткой и длинной стен соответственно.

AD — 4,924 и 4,472 м для короткой и длинной стен соответственно.

AG — 4,924 + 0,5 = 5,424 м и 4,472 + 0,5 = 4,972 м для короткой и длинной стен соответственно.

• EF = (AG ∙ BC) / AD
• EF = (5,424 ∙  / 4,924 = 8,812 м — для короткой стороны
• EF = (4,972 ∙ 9) / 4,472 = 10,006 м — для длинной стороны

Площадь ската рассчитывается по формуле:

• S = (EF ∙ AG) / 2
• S = (8,812 ∙ 5,424) / 2 = 23,9 м2 — для короткой стороны
• S = (10,006 ∙ 4,972) / 2 = 24,88 м2 — для длинной стороны

Общая площадь кровельного материала:

2 (23,9 + 24,88) = 97,56 м2.

Совет! При расчёте материала учитывайте раскрой, особенно в случае, если это листовой материал, как шифер или профнастил.

Внимание! В статье рассмотрен расчёт только основных элементов стропильной системы, который может помочь в составлении предварительного бюджета стройки.

рмнт.ру

Обрешетка

От типа кровельного материала и стропиловки крыши будет зависеть вид обрешетки – будет она сплошная или прореженная. Для укладки мягких и рулонных кровельных материалов необходима сплошная обрешетка. Для ее изготовления используется довольно толстая (не менее 10мм) влагоустойчивая фанера или плиты OSB. Листы набиваются на стропила через контррейку.

Если возводится прореженная обрешетка, на стропила для крыши своими руками набиваются брусья или доски. Доска может быть необрезной, если необходим режим строгой экономии. Габарит кровельного материала определяет расстояние между досками или брусьями.

Набивают прореженную обрешетку сверху вниз. Первые ряды от конька набиваются без зазора. Делается это для большей прочности.

После окончания этой работы утепляется крыша, укладывается гидроизоляция. Можно начинать кровельные работы.

Конечно, процесс строительства каркаса под кровлю нельзя назвать простым делом. Но если подойти к делу серьезно, все взвесить, изучить, продумать, успех придет непременно.

8.6 Кровля

8.6.1 Кровля должна обеспечивать защиту конструкций крыши и дома от проникания дождевой, талой воды и снега. В ендовах и местах примыкания кровли к другим конструкциям дома с этой целью дополнительно должны устанавливаться водоотводящие фартуки и сливы.

8.6.2 Материал кровли, ее состав и устройство должны соответствовать требованиям СНиП II-26 и дополнительным требованиям настоящего Свода правил.

8.6.3 Для устройства водоотводящих фартуков и сливов могут использоваться рулонные кровельные материалы, а также листы из оцинкованной стали толщиной не менее 0,30 мм, меди толщиной не менее 0,40 мм, алюминиевых сплавов толщиной не менее 0,50 мм.

8.6.4 Кровельные материалы должны укладываться в соответствии со строительными нормами и правилами, а также инструкциями, разработанными изготовителями материалов. При этом должны выполняться следующие дополнительные требования:

– при укладке битумных плиток на крышах с уклоном 1:3 и более нахлест верхних плиток на нижние должен быть не менее половины размера плитки по скату;

– при укладке битумных плиток на крышах с уклоном менее 1:3 нахлест верхних плиток на нижние должен быть не менее двух третей размера плитки по скату;

– гвозди или крепежные скобки, прикрепляющие битумные плитки к кровельному настилу, должны быть накрыты верхним рядом плиток;

– кровля из рулонных материалов должна состоять не менее чем из трех слоев, наклеенных на битумной мастике;

– кровля из рулонных материалов, укладываемая на сплошной настил из материалов на основе древесины, должна иметь дополнительный нижний слой из пергамина, уложенного насухо (без приклейки) на всю площадь настила так, чтобы нахлесты всех краев полотнищ пергамина составляли не менее 50 мм; дополнительный слой пергамина под многослойной кровлей можно не укладывать, если в местах соединения плит настила используется герметизирующая лента, а поверхность грунтуется битумом;

– кровля из асбестоцементных волнистых листов укладывается на обрешетку из деревянных брусков сечением не менее 60х60 мм, расположенных с шагом не более 400 мм;

– покрытие из металлических (плоских и профилированных), полиэфирных листов и листов из поливинилхлорида укладывается на обрешетку из деревянных брусков сечением не менее 38х38 мм, расположенных с шагом не более 250 мм.

8.6.5 Гвозди и крепежные скобки

8.6.5.1 Гвозди, применяемые для крепления кровельных покрытий к настилу из пиломатериалов, должны быть изготовлены из коррозионно-стойкого металла или оцинкованы горячим способом.

8.6.5.2 Гвозди должны иметь достаточную длину, чтобы проникать в настил не менее чем на 12 мм, но не проходить его насквозь.

8.6.5.3 Гвозди для крепления кровли из битумных рулонных материалов и битумных плиток должны иметь диаметр не менее 10 мм, а головки – не менее 3 мм.

8.6.5.4 Скобки для крепления битумных плиток и рулонных материалов к настилу из фанеры должны быть коррозионно-стойкими и забиваться так, чтобы наружная часть скобки была направлена параллельно карнизу. Скобки должны иметь длину забиваемой части не менее 20 мм, толщину – не менее 1,6 мм, ширину – 25 или 11 мм.