Тепло-, гидро- и пароизоляция
Мансардная крыша отличается от обычной в первую очередь тем, что чердак у нее есть, но представляет собой уже только небольшое подкровельное пространство между покрытием и внутренней теплоизоляцией. Причем теплоизолировать мансардную двускатную кровлю нужно обязательно. Ведь теперь это – используемое жилое помещение, а там, где живут люди, всегда есть водяные пары. Они выходят из дыхания человека, чашечки кофе, глажки утюгом и по многим другим причинам. А в сочетании с теплом жилого помещения – это далеко не лучший вариант для любого кровельного покрытия.
Далее, поднимающийся вверх теплый влажный воздух нагревает кровельное покрытие так, что зимой на нем легко тает снег. И талая вода начинает течь не только во все щели и трещины, пробираясь внутрь, но и скатываться по самой кровле – к более холодному карнизу, где снег не растаял вообще. Там она снова замерзает, оказавшись без теплой мансарды внизу, и образуется наледь.
Последствия: забитые и разрушенные водостоки, огромные сосульки и постоянно сваливающийся на голову снег. Вот почему, раз уж вы планируете жилую мансарду, включайте в проект и ее изоляционные работы: тепло, гидро- и пароизоляцию. Причем продумывать все это нужно тщательно: мансардная крыша достаточно быстро теряет свое тепло из-за большой площади соприкосновения с окружающей средой
А потому важно создать один непрерывный изолирующий контур по всему периметру
Особенности мансард
Мансарда – это помещение, которое находится непосредственно под крышей. Ее фасад частично или полностью образован поверхностями кровли (согласно СНиП 2.08.01-89).
Она является полноценным жилым этажом, здесь может быть одна или несколько комнат в зависимости от параметров конструкции.
Особенностями мансардных кровель является не только особая конструкция стропильной системы, но и необходимость детального продумывания остальных аспектов – утепления, влаго- и пароизоляции и т. д. Так как из-за мансарды нагрузка на фундамент и стены самого здания обычно возрастает, то преимущественно все ее элементы строятся из легких материалов. То есть для создания стропильной системы рекомендуется использовать дерево, в качестве утеплителя применяются легкие варианты материалов.
Мансардная крыша
Мансарда может иметь внушительные размеры и занимать всю площадь здания, но в пределах его стен. Иногда она обустраивается только на части перекрытий, а далее задние закрывает обычная крыша.
Плюсы и минусы мансарды
Очень часто мансарда используется в индивидуальном строительстве, ведь это возможность увеличить жилую площадь дома, сделать его теплее (потери тепла через крышу снижаются в среднем на 7-9%). А затраты на обустройство мансарды будут гораздо меньше, чем на строительство полноценного этажа.
В целом, построить мансарду не очень сложно и можно справиться с задачей самостоятельно. Главное – правильно рассчитать ветровую, снеговую и другие виды нагрузки.
Мансардная крыша с жилым чердачным помещением
Расчет стропильной системы
Стропила мансарды, построенной своими руками, должны в течение всего срока эксплуатации выдерживать такие нагрузки:
- собственный вес;
- массу кровельного покрытия и утеплителя;
- максимальные для данной местности порывы ветра;
- давление снегового покрова.
Результатом расчетов должны стать 2 параметра – сечение стропил с балками (иначе – затяжками) и шаг их установки. Ошибочно думать, что размеры деревянных брусьев крыши растут вместе с нагрузками на нее. Максимальная жесткость конструкции достигается за счет применения стропильных ферм из бревен диаметром 120—200 мм либо пиломатериалов толщиной от 40 до 200 мм, устанавливаемых с шагом 50—120 см. Если вы не являетесь инженером – строителем, точнее определить эти значения не сможете, поскольку методика довольно сложная.
Онлайн-калькуляторы, размещенные в интернете, вопрос не решают, потому что их расчеты все равно нужно проверять. Выход такой: воспользуйтесь готовыми данными, которые давно посчитаны. Для этого вам потребуется таблица №1, где приведены сечения стропильных ног при различной длине и нагрузке:
Методику вычислений поясним на примере. Предположим, что снеговая нагрузка на плоскую поверхность (проекцию скатной крыши) в вашей местности составляет 100 кг/м², уклон равен 60°, длина пролета – 4,5 м (до подкоса), шаг стропил – 120 см. Кровельное покрытие – шифер. Считаем:
- Реальный вес снегового покрова: 100 х 0,32 = 32 кг/м². Коэффициент уклона 0,32 взят из таблицы №2, представленной ниже.
- Удельный вес шиферного покрытия с обычным профилем равен 25 кг/м².
- Общий удельный вес – 32 + 25 = 60 кг/м².
- Вычисляем удельный вес на 1 погонный метр стропил, умножив 60 кг/м² на шаг установки 1,2 м. Получаем 72 кг.
- Возвращаемся к таблице №1 и подбираем сечение бруса по длине пролета. Принимаем нагрузку 100 кг на 1 м. п. стропила (с запасом). Подходит бревно диаметром 140 мм, доска 40 х 200 мм и остальные материалы, чьи размеры находятся в той же горизонтальной строке.
Правильно определить интервал установки стропильных ферм вам поможет последняя таблица №3:
Предложенная методика подойдет для небольших домиков прямоугольной формы размерами 6 х 6 м. Чтобы построить мансардную крышу на большом коттедже, за расчетами настоятельно рекомендуется обратиться к специалистам – проектировщикам.
Устройство стропильных систем
Висячая стропильная система
Разновидности висячих стропил.
Основные элементы несложной конструкции такого типа:
- стропильная нога;
- мауэрлат;
- дополнительные связи.
Основным признаком висячих стропил является возникающий между ними распор. Они имеют только две точки опоры (на стены здания) и работают на изгиб и сжатие. Такая стропильная система создает сильную горизонтальную распирающую нагрузку, часть которой передается стенам. Для уменьшения такого усилия у основания стропильных ног необходим монтаж затяжки, которая одновременно будет служить и балкой перекрытия. Чем выше от внешних стен она находится, тем больше сечение и надежней крепление такая балка должна иметь. Также для таких целей следует использовать укрепленный железобетонным поясом мауэрлат.
В процессе устройства получается стропильная ферма виде треугольника. В случае образования слишком большого пролета она может иметь дополнительные связи. Вверху висячие стропильные ноги можно соединить встык или вполдерева. В большинстве случаев применяются такие деревянные стропильные конструкции при наличии пролетов до 9 м. Уклоны для крыш под такой вид стропильной конструкции рекомендуется назначать в пределах 25º…45º.
Схема крепления стропил к мауэрлату.
Преимущества использования висячих стропил:
- высокая жесткость конструкции;
- несложный монтаж для пролетов до 9 м;
- простая схема расчета конструкции;
- отсутствие сложных узловых соединений в системе.
Висячие стропила в большинстве случаев применяются для жилых домов с двускатной крышей, нежилых зданий (1-3 этажа), имеющих свободную планировку верхнего этажа либо с отсутствием каркаса или внутренних несущих продольных стен.
Наслонные несущие системы
Наслонная стропильная конструкция устанавливается в домах, имеющих среднюю несущую стеновую перегородку или столбчатые промежуточные опоры. Стропила в данном случае будут представлять собой наклонные балки, которые пятками упираются в наружные несущие стены, а опорой для верхушки служит коньковый прогон. В свою очередь коньковый прогон поддерживается вертикальными стойками, упирающимися на внутреннюю несущую стену.
Именно такое устройство позволяет этим элементам работать только на изгиб. Если при монтаже образовался слишком большой пролет, тогда дополняют подкосы, горизонтальные затяжки и дополнительные ветровые связи.
Разновидности наслонных стропил.
Основным преимуществом данного вида стропильной системы является ее облегченная конструкция, независимо от ширины дома, так как требуется гораздо меньше пиломатериалов. Кроме того, она считается и наиболее долговечной, так как находится в условиях постоянного сквозного проветривания. Такой фактор препятствует возможному ее загниванию. Монтаж наслонной системы может быть выполнен с лежнем, с подкладками и со шпренгелями под стойку.
Деревянные стропильные системы включают следующие элементы:
- стропильные ноги;
- мауэрлат;
- коньковый прогон;
- лежни (подкладки либо шпренгели);
- стойки;
- подкосы;
- распорки.
Рассмотрим подробнее значение каждого элемента для стропильной конструкции.
. Основными частями в системах такого типа являются стропильные ноги, принимающие на себя основные нагрузки и далее распределяющие их на наружные и внутренние опоры. Устанавливаются они при длине пролета от 4,5…6 м и выполняются из бревен, диаметр которых равен 18…20 см. При наличии дополнительной опоры можно увеличить ширину перекрытия до 12 м, а двух – до 15 м.
Пример закрепления узла опирания стойки.
У таких брусьев обычно стесывается верхний кант, что облегчает монтаж обрешетки. Чаще всего на изготовление стропильных ног подбираются доски, имеющие размер 6х22 см. Но более точные размеры сечений определяются с помощью специальных формул или таблиц. В среднем они соответствуют:
- Бревно – d 12 см.
- Пластины – d/2 – 14/2 см.
- Доски – 4х15.
Для прочности соединения используются болты, нагели и скобы, а также зуб и пластины из металла. Чтобы избежать попадания осадков на нижнюю часть стропильной системы, осуществляется монтаж отвесов. Технологический процесс установки кровли предполагает ее вынос за границы внешних стен на 50 см. Карнизный отвес должен быть не менее 550 мм.
Все опорные поверхности должны быть горизонтальными, в противном случае может возникнуть распор или нога начнет сползать. Ни в коем случае нельзя делать врезку в мауэрлат и прогон, так как происходит ослабление бруса и прогона, что способствует загниванию при попадании влаги в эти места.
https://youtube.com/watch?v=52Oid8iAZEg
Интересные проекты: примеры
Планировка мансардной надстройки на фото представляет собой односкатный вариант, выполненный по несложным чертежам, обшитый снаружи белым сайдингом для более эффективного отражения палящего солнечного света.
А это фото демонстрирует мансардную надстройку, спроектированную с двускатной кровлей и собственным балкончиком.
Внутренние планировки мансардных этажей этого варианта предполагают размещение уютной спальни. Лестница в углу домика 6х8 метров позволит сэкономить пространство. Кровать, размещенная в зоне наибольшего уклона кровли, позволит высвободить полезную площадь для перемещения.
Дом с ломанной кровлей, благодаря которой на мансарде образуется полноценный этаж.
Внутреннее пространство помещения предполагает наличие всех функциональных зон. Даже скромные размеры помещения позволяют осуществить проектирование нескольких комнат, ведь средняя крыша дома имеет размеры не менее 12 на 13 метров.
Пример двухуровневой мансардной надстройки. Этаж позволяет удобно разместить две комнаты.
Сравнивайте примеры и выбирайте подходящие варианты. Создайте и воплотите в жизнь собственный проект. Учитывайте необходимые расчеты в работах, связанных с монтажом стропильной системы кровли, а также продумайте необходимое сочетание видов материалов.
Удачный проект дома с мансардой смотрите в следующем видео.
Проектирование и материалы мансардной крыши
Мансардное строительство – процесс довольно сложный, и требующий определенных навыков. Лучше всего делать проект на этапе самого строительства дома. Так как пристроить мансарду к уже готовому зданию довольно сложно, хотя и вполне реально.
Специалисты выделяют три основных варианта проектирования мансарды:
- составление чертежа самостоятельно. Это самый бюджетный способ, но для его осуществления, необходимо иметь небольшие навыки в проектировании;
- использование готового проекта, который можно найти на просторах интернет. Но далеко не факт, что готовый проект подойдет под ваш дом. И скорее всего, в него придется внести некоторые изменения. А это, опять же, требует определенных навыков;
- заказ проекта в строительной компании. Идеальный способ, когда специалисты учтут все ваши пожелания, особенности жилого дома, тип грунта и многое другое. Но данный метод самый затратный.
Занимаясь проектированием мансарды, нельзя игнорировать следующее:
- выбор теплоизоляции;
- грамотное обустройство гидроизоляции;
- правильную вентиляцию.
Что касается используемых материалов для кровли, на строительном рынке предоставлен их огромный ассортимент. Но лучше использовать легкие по весу материалы, которые не будут оказывать существенных нагрузок на стены и фундамент. К ним относятся:
- черепица;
- профнастил;
- металлочерепица.
Расчёт полезной площади мансардной крыши
При расчете полезной площади мансарды важно учитывать много разных факторов: как будет эксплуатироваться помещение, каких оно должно быть размеров. Здесь при расчетах площади учитывается только высота стен по низкой стороне
Для точного расчета площади необходимо вспомнить формулы площади из курса геометрии. А лучше всего, воспользоваться специальными компьютерными программами, которые значительно упростят процесс расчета площади, помогут избежать ошибок и выдадут точный результат.
Материалы и инструменты
После того как вы закончите подготовку графического проекта и просчитаете все необходимые материалы, вам нужно будет произвести закупку всего необходимого
Выбирая товар, обращайте внимание на то, чтобы он соответствовал нужным характеристикам
Материал для кровли вместе с крепежными элементами.
- Мембраны для гидро- и пароизоляции.
- Утеплитель для теплоизоляции.
- Пиломатериалы.
- Профилированный лист для накладок.
- Скобы и гвозди.
- Проволока (около 4 мм в диаметре).
- Брус для стоек (100х100 мм).
- Необрезанная доска.
- Брус для мауэрлата (100х150 мм).
- Брус для перекрытия (150х200 мм).
- Доски для стропил.
В список инструментов входят следующие приборы и приспособления:
- Строительный нож;
- Пила;
- Ножовка;
- Электролобзик;
- Топор;
- Долото и молот;
- Стамеска;
- Уровень;
- Рулетка и угольник;
- Дрель;
- Шуруповерт.
Основные этапы строительства
На первом этапе необходимо сделать расчет прочности здания. Второй шаг предусматривает расчет и проектирование мансарды. Третьим шагом является демонтаж старой крыши.
Далее приступайте к самому трудоемкому и ответственному четвертому этапу – созданию стропильного каркаса. Для сооружения каркаса вам понадобится не меньше двух помощников. Приступите к пятому этапу – размещение и фиксация мауэрлата.
Шестой этап – это установка каркаса для подкровельного помещения. Отдельные части этого каркаса также будут подпорками для стропил.
На длинные балки из дерева закрепляются вертикальные стойки, размещают их по краям дома. Крепление осуществляется при помощи саморезов, либо металлических уголков.
Далее к стойкам нужно прикрепить перемычки (седьмой этап). Чтобы упростить задачу, рекомендуется пользоваться руководством по созданию мансардной крыши с фото.
После того как все элементы закреплены, переходите к восьмому шагу. Вам необходимо убедиться, что они размещены правильно. Для проверки между получившимися арками натяните шнур, оцените угол его наклона.
Следующим этапом (восьмым) является установление стропильной системы. Крепление первых стропил должно быть в месте максимального уклона кровельного ската.
Стропила необходимо подготовить заранее, каждый брусок закрепляется на отведенное место. При закреплении верхних стропил нужно строго соблюдать наклон ската. По окончанию этапа приступите к прибиванию обрешетки.
Г-образная крыша дома с равными фронтонами.
Все коробки домов в форме буквы «Г» можно поделить на две группы:
1 – ширина основания фронтонов одинаковая;
2- ширина основания фронтонов различная.
Г-образная крыша в зависимости от этого фактора строится в различной последовательности.
Итак, давайте пойдём по порядку. В этой статье мы рассмотрим коробку дома с одинаковой шириной фронтонов (см. рис.1). Эти размеры показаны на рисунке синим цветом. Дом наш из бруса. Балки перекрытия уже установлены. Стропила будут висячие с опиранием на верхний венец коробки (мауэрлат).
Рисунок 1
В принципе, стропильная система Г-образной крыши будет представлять собой две двухскатные крыши, врезающиеся друг в друга. Как рассчитываются стропила двухскатной крыши , мы уже видели, поэтому на этом я не останавливаюсь.
ШАГ 1: Ставим временные стойки и коньковую доску. Они расположены строго посередине (см. рис.2):
Рисунок 2
Временные укосины поддерживающие стойки в вертикальном положении на рисунке не показаны. Стойки мы сделали из досок 50х150 мм, конёк – 50х200 мм. Стропила также будут из досок 50х200 мм.
ШАГ 2: Устанавливаем стропила скатов. Шаблон стропил мы размечаем точно также, как было описано в статье «Четырехскатная вальмовая крыша» .
Кстати на эту статью я буду ссылаться и дальше.
В первую очередь ставим стропила показанные на рис.3:
Рисунок 3
Это стропила на фронтонах, стропила на изломе конька и стропила во внутреннем углу коробки дома с противоположными им.
Как стоят стропила во внутреннем углу коробки дома также показано на рис.4. Указанные размеры (0,5 м) – это ширина карниза:
Рисунок 4
Далее с шагом не более рассчитанного устанавливаем остальные стропила (см. рис. 5):
Рисунок 5
ШАГ 3: Устанавливаем угловое стропило на наружный угол коробки дома. Как это делается, во всех подробностях описывается в статье о вальмовой крыше, на которую я ссылался выше. Там же Вы найдёте описание того, как устанавливаются нарожники.
ШАГ 4: Устанавливаем угловое стропило в ендове (внутренний угол). Оно также будет состоять из двух сшитых досок с сечением стропил скатов.
Для начала закрепим в углу небольшой равносторонний треугольный брусок, сделанный, например, из бруска 100х100 мм распиленного по диагонали (см. рис.6):
Рисунок 6
Натягиваем шнурку между точками «А» и «В» (см. рис.7):
Рисунок 7
С помощью малки измеряем угол ʺβʺ (см. рис.8):
Рисунок 8
Из небольшого обрезка доски с сечением стропил (50х200 мм) делаем шаблон. Сначала запиливаем конец под углом ʺβʺ. Затем полученную заготовку прикладываем к макушке вдоль натянутой шнурки и размечаем второй запил параллельно коньковой доске (см. рис.9):
Рисунок 9
По полученному шаблону мы будем размечать верхние запилы углового стропила. А перевернув шаблон ʺвверх ногамиʺ, разметим нижние запилы.
Помимо этого нам нужно определить ещё один размер. Снова прикладываем шаблон к макушке и замеряем расстояние показанное на рис.10. В данном примере оно получилось равным 3 см:
Рисунок 10
Именно на столько нам нужно будет стесать верхние грани всех досок, из которых будет сшито угловое стропило (см. рис.11).
Сделать это можно либо обычным топором, либо бензопилой.
Рисунок 11
Итак, для изготовления первой половинки углового стропила ендовы берём доску необходимой длины, запиливаем с помощью шаблона верхний и нижний концы. Стёсываем по всей длине доски наши 3 см. Теперь осталось сделать запил в месте опирания стропила на мауэрлат. Для этого придерживая доску параллельно натянутой шнурке, делаем разметку (см. рис.12):
Рисунок 12
Шнурка на рисунке показана синим цветом. Мы замеряем расстояние на которое нам нужно опустить стропило, чтобы оно совместилось со шнуркой. Это расстояние (5 см) и будет искомой глубиной запила. Сделав его ставим стропило на место.
Вторая половинка углового стропила делается аналогично. Она является зеркальным отображением первой. Что в результате получается показано на рис.13:
Рисунок 13
ШАГ 5: Для усиления под угловые стропила устанавливаем стойки через шпренгели (см. рис.14):
Рисунок 14
Шпренгели у нас из бруса 100х200, как и балки перекрытия.
ШАГ 6: Изготавливаем и устанавливаем нарожники (см. рис.15):
Рисунок 15
ШАГ 7: Все последующие шаги уже были неоднократно описаны в предыдущих статьях, поэтому я просто их перечислю: ставим затяжки (затяжкой также связываем между собой угловые стропила), если нужно, убираем стойки под коньковой доской (стропила будут висячие, об этом мы говорили в начале главы), обшиваем фронтоны , делаем обрешётку и карнизы.
Детская комната
Проще всего обустроить на мансарде детскую комнату, используя при этом экологичные и безвредные материалы.
Чтобы комната получилась и красивой и практичной, следует учитывать некоторые моменты:
Кроме того, что материалы, из которого изготовлена мебель, должны быть экологически чистыми, конструкция мебели не должна иметь острые углы и быть прочно прикрепленной.
Детская без острых углов
Усилить пол можно при помощи мягкого ковра или любого другого понравившегося покрытия.
Усиление пола с помощью ковра
Мебель для комнаты лучше выбирать двухъярусную, такое решение не только сэкономит пространство, но и сделает место для игр ребенка очень уютным. Идеальными в этом случае станут кровати, под которым есть пространство и различные шкафчики и столики.
Шкафчики в детской
Также не стоит забывать про игрушки, для которых нужно место для хранения. Можно использовать как специальные мешки-баулы, а можно придумать встроенные ящики в кровати.
Места хранения игрушек
Особенности мансарды
Основное, чем отличается мансарда от обычных помещений – в ней почти нет стен в привычном понимании, так как стенами служит доработанная стропильная система, сконструированная из множества наклонных кровельных поверхностей. Потому конструкция окна будет сильно отличаться — оно должно не препятствовать естественному освещению, и должно принимать на себя нагрузки в виде осадков и сильного ветра – воздействие погодных условий на наклонную крышу сильнее, чем на массивные элементы здания.
Важно! Регламент СНиП оговаривает, что площадь оконного проема не должна быть меньше, чем 10% поверхности пола в общем помещении. Поэтому при разделении чердачного помещения перегородками желательно в каждой новообразованной комнате также сделать окно
Площадь окна мансарды
Проще, дешевле и быстрее смонтировать наклонное окон в кровле мансарды, чем делать под него специальный вертикальный выступ, нарушая расчеты конструкции. В любом случае оконный проем необходимо гидроизолировать или заказать окно с армостеклом и усиленным металлопластиковым профилем.
Преимущества установки мансардного окна наклонного типа:
- Большой поток естественного света, сглаживающий светотени;
- Нет необходимости кардинально переделывать форму крыши и менять ее рельеф;
- Простая установка, посильная самому хозяину.
Мансардные окна
Степень освещенности зависит от площади проема, которая пропорциональна углу наклона кровли. Поэтому очевиден вывод: чем круче ломаная мансардная крыша, тем шире и выше должен быть оконный проем. Толщина металлопластикового профиля должна почти вписываться в расстояние между стропилами, чтобы было к чему крепить окно, не разрушая систему стропил. Если заказать более широкое окно, то придется делать усиленную перемычку, скрепляющую разрезанные в месте врезки окна стропила. При необходимости установки широкого окна нужно сначала подумать над вариантом монтажа двух небольших соседних окна, чтобы кровля оставалась цельной.
Перемычки в мансарде для окна
При монтаже окна-дормер (слуховое вертикальное окно, требует выноса рамы за пределы мансарды) геометрические формы крыши нужно усложнять монтажом верхней и боковых ендов, также усложняется и укладка или монтаж кровельного покрытия. Готовую систему стропил гораздо сложнее при этом переделать, чем заложить в свой индивидуальный проект дома новое мансардное окно. Ендовы необходимо тщательно гидроизолировать, так как их расположение и геометрия относительно постоянных атмосферных воздействий делают эти места наиболее уязвимыми для проникновения влаги и холода. В регионах с среднегодовым высоким осадков рекомендуется над дормерами делать снегозадержатели. Но основное преимущество дормера – можно стоять рядом с ним в полный рост – перевешивает все устраняемые недостатки.
Утапливаемое в крышу окно делается, если через это окно организуется выход на балкон. В остальных случаях это малопривлекательный вариант: плохое естественное освещение, неоправданное усложнение геометрии крыши, большие трудозатраты с минимумом эффекта.
Дормер в мансарде
Самый доступный вариант — окно в торце мансарды — дешевое и практичное решение, которое вполне реализуется без посторонней помощи.
