Проектирование и сооружение мансардной крыши дома

Дом с мансардой – вариант здания, который сегодня используется часто. Причина такой популярности – возможность за небольшие деньги получить под крышей большой площади пространство, пригодное для проживания. Единственный момент, который надо учитывать при сооружении кровли, это устройство мансардной крыши. По сути, это двускатная конструкция, но её скаты состоят не из одной плоскости, а из двух: одна верхняя пологая, другая нижняя крутая. Именно вторая часть скатов позволяет расширить подкровельное пространство, убирая «мёртвые» зоны.

Особенности и преимущества мансардных кровель

Первое и основное достоинство было уже обозначено – это возможность организации жилого пространства под кровлей без больших капитальных вложений. Второе преимущество – возможность быстро и без значительных финансовых затрат перестроить обычную крышу (любой сложности) в мансардную. При этом всё это делается в эксплуатируемом доме, то есть без выселения проживающих. Основная задача – правильно изготовить проект крыши с мансардой.

Третья положительна сторона – увеличение теплоизоляционных качеств строения за счёт самой мансарды. Это помещение становится жилым, а значит, выполняет защитные функции. И даже если мансарда не будет отапливаться зимой, всё равно её пространство – это огромная воздушная прослойка, выполняющая функции утеплителя.

Четвёртый плюс – повышение плотности застройки, особенно в посёлках, где свободная земля – проблема. Увеличивая этажность зданий, снижается потребность в дополнительной земле.

Что касается особенностей домов с мансардой, то в первую очередь надо выполнять строгое требование, которое гласит, что пересечение стропильной системы со стенами дома должно производиться на высоте 1,5 м (минимум) от напольного основания мансардного помещения. Если этого не делать, то по строительным нормативам подкровельное пространство называют чердаком.

Сегодня во избежание сложности кровли собирают в виде одно-, двускатных конструкций, вальмовых и шатровых. Но такие конструкции не позволяют на все сто процентов использовать пространство под ними. Обязательно на стыках стен и кровли образуются участки с неудобной конфигурацией. Использовать их не получится. Поэтому оптимальный вариант – это проекты мансардных крыш стандартного типа.

Требования к мансардным кровлям

Крыши домов с мансардой по конструктивным особенностям сложнее чердачных разновидностей. Поэтому к ним предъявляются особые требования:

• стопроцентная гидроизоляция кровельной конструкции;
• стопроцентная звукоизоляция, особенно если кровельный материал изготовлен из металла;
• стопроцентная теплоизоляция;
• продумать варианты естественного освещения: мансардные или слуховые окна.

Проектирование

Нужно отметить, что просто так без проекта мансардную крышу не возвести. Здесь имеется в виду ломаную конструкцию. Она сложнее по конструктивному наполнению и затратнее по количеству используемых материалов. Поэтому проект нужен обязательно. Если вы не строитель и в проектном деле ничего не понимаете, то лучше заказать его у профессионала. Даже небольшие неточности могут привести к деформациям конструкции, в худшем случае к её обрушению.

Проекты мансардных крыш есть и в интернете в свободном доступе. Но перенести их на собственный дом с мансардой не так просто. Поэтому рекомендуется заказать проект, в котором будут учтены:

• нагрузки, действующие на кровельную конструкцию;
• размеры используемых пиломатериалов с учётом этих нагрузок;
• их точное месторасположение относительно здания;
• внутреннее наполнение мансардного пространства: с установкой стен или нет.

В основу проекта будут заложены не только габариты дома, но и пожелания заказчика. К примеру, какого размера должен быть свес, высота конька, высота потолка в мансарде, какие окна и где будут располагаться и прочее. Но основная зависимость – это размеры кровельной конструкции и параметры строительных элементов.

Размеры строительных материалов

Крыши домов с мансардой – это стропильная система, уложенная на мауэрлат. Она имеет ломаную конфигурацию, состоящую из двух разных скатов, соединённых между собой на прогоне. В зависимости от нагрузок пиломатериалы подбираются под определённые размеры сечения. К примеру:

• мауэрлат возводится из бруса минимальным сечением 100х150 или 150х150 мм;
• стропила из досок минимальной толщины 50 мм, ширины 200 мм;
• балки перекрытия – 150х150 или 150х200 мм (минимум);
• подпорки – брус 100х100 или доски 50х200;
• коньковый брус – 100х100 или 100х150;
• элементы обрешётки: рейки 50х50, доски 30х100;
• черновой пол – не обрезная или обрезная доска толщиною 25–40 мм;
• если в качестве кровельного материала будут использоваться мягкие или рулонные изделия, то под них придётся уложить сплошную обрешётку из влагостойких листов фанеры или плит ОСП толщиною не меньше 12 мм.

Что касается количества стройматериала, то во многом этот показатель будет зависеть от двух параметров: размеров кровельной конструкции и типа кровельного покрытия. Чем выше у кровельного материала такая характеристика, как несущая способность, тем реже можно устанавливать стропильные фермы и элементы обрешётки. К примеру, при использовании металлочерепицы расстояние между стропилами – 80 см, между обрешёткой – 30–40 см. Если укладывается профнастил Н75, то шаг установки стропильных ног – 1,0 м, шаг обрешётки – 1,5 м.

Нагрузки на мансарду

Что касается нагрузок, то здесь учитываются несколько позиций:

• удельная масса кровельного материала;
• снеговая нагрузка;
• ветровая.

С массой кровельного покрытия всё просто. Выбранный вами материал имеет свой точный вес с учётом 1 м² его площади. Этот параметр можно легко найти в СНиПах и ГОСТах. К примеру, ниже показана таблица, в которой указывается вес профнастила в зависимости от его марки и толщины металла.

Необходимо обязательно учитывать вес утеплителя, гидро- и пароизоляционных плёнок, элементов обрешётки, а также обшивки, которую устанавливаются на стропильных ногах со стороны мансардного помещения.

Касаемо снеговой нагрузки, то она определяется в зависимости от того, в каком регионе и районе строится дом. Есть специальные карты, одна из них на фото ниже, где цветом и римскими цифрами обозначены регионы с определённым количеством выпадающего за зиму снега.

К примеру, I регион – в них снеговая нагрузка равна 80 кг/м², в V регионе она увеличилась до 320 кг/м², а в VII – 480.

Необходимо знать! Чем круче возводятся скатные конструкции, тем меньше на них будет действовать снеговая нагрузка.

Поэтому создавая проект крыши с мансардой, надо учитывать поправочный коэффициент:

• если угол наклона скатов меньше 25°, то поправочный коэффициент равен 1;
• если наклон располагается в пределах 25–60°, то используется коэффициент, равный 0,7;
• если угол превышает 60°, то коэффициент равен 0, то есть на таких конструкциях снег не задерживается.

Но постройки с мансардной кровлей (ломаной) имеют два разных ската, расположенных под разными углами. Соответственно для каждого ската придётся считать свою снеговую нагрузку.

И последняя нагрузка – ветровая. Здесь всё наоборот: чем круче скаты, тем больше нагрузка. Как и в случае со снегом, надо будет обратиться к картам, одна из них на фото ниже. На ней так же цветовое и числовое обозначение.

Здесь также используется поправочный коэффициент, в основе которого лежит высота дома с мансардой. Зависимость такая:

• высота до 5 м – коэффициент равен 0,7;
• высота в пределах 5–10, коэффициент 1,0;
• высота больше 10, коэффициент 1,25.

Но надо обозначить и такой момент, который строители определяют зонированием участков. Есть участки, расположенные на открытой местности, это зона «А». здесь применяются вышеобозначенные коэффициенты.

Зона «Б» — участки, расположенные в районах, где присутствуют препятствия (естественные или искусственные) высотою не менее 10 м. Здесь поправочные коэффициенты уменьшаются соответственно: 0,5; 0,65 и 0,85.

Зона «В» — расположение внутри города с плотной застройкой, где ветер – нечастое явление. Коэффициенты уменьшаются до минимума, соответственно: 0,4; 0,4 и 0,55.

Этапы сооружения мансардных кровель

Итак, крыши домов с мансардой ничем от сооружения других разновидностей не отличаются в плане используемых материалов и инструмента. Отличия лишь конструктивные, да и то некоторые элементы те же. Главная задача производителя работ – строго следовать последовательности сборки кровли с учётом некоторых нюансов проводимых процессов.

Монтаж мауэрлата

Это самый нижний элемент, на который будут опираться стропильные ноги. Его назначение – распределение нагрузок, исходящих от кровли, а точнее, от стропил, на стены дома. Обычно его крепят к горизонтальным торцам стен, на которые предварительно был залит бетонный раствор в виде ленты, выполняющий функции армирующего пояса. Крепление производится шпильками, установленными в каркас армопояса на стадии его заложения.

Основное требование к мауэрлату – горизонтальность брусов, из которых он собирается.

Монтаж стропильной системы

Это самый сложный этап в сооружении домов с мансардой.

1. В первую очередь устанавливают балки перекрытия. Здесь два варианта. Первый – балки устанавливаются в стену до того, как будет залит армирующий пояс. Их утапливают в стену, или последнюю наращивают под уровень уложенных брусов (по их верхней поверхности). Второй – балки устанавливают поверх мауэрлата, к нему же и крепят. В этом случае стропильные ноги будут устанавливаться и крепиться к балкам перекрытия. Здесь также два варианта: длина балок не превышает ширины дома, они за стены не выступают, или выступают, создавая свес.
2. Определяется середина балок перекрытия.
3. От неё в две противоположные стороны откладываются отрезки, концы которых обозначат места сборки стен внутри мансарды. То есть таким образом формируется ширина комнаты в мансарде.
4. По нанесённым отметкам устанавливаются стойки из брусов, толщина которых должна быть равна ширине балок перекрытия. Основное требование к стойкам – вертикальность их установки. Крепят их к балкам специальными металлическими уголками и длинными саморезами.
5. Монтаж стоек производят попарно. То есть установили на одной балке перекрытия две стойки, поверх них уложили брус, который носит название затяжка. Её крепят к опорам так же, как и их к балкам. В итоге должна получиться П-образная конструкция.
6. Тут же с двух сторон полученного сооружения устанавливаются наклонные стропила. Нижним концом они должны упираться или в мауэрлат, или в балку перекрытия. Здесь же производится их крепления с помощью перфорированных стальных полос, уголков и саморезов. Раньше для этого использовали металлические скобы, проволоку или длинные гвозди. Всё это и сейчас использовать можно без проблем.
7. Таким образом собираются все П-образные конструкции с нижними стропилами, установленными по балкам перекрытия. Чтобы все П-образные элементы стояли и не падали, их надо между собой стянуть поперечными рейками (50х50 мм).
8. Далее, на затяжках надо определить середину бруса. Это места установки опорных стоек, которые будут удерживать коньковый прогон. Эти стойки называют бабками. Отметим, что в мансардных крышах коньковый брус может и не использоваться. Верхние стропила собирают по типу висячих элементов, когда обе стропильные ноги упираются друг на друга. Главное – провести прочное их соединение. Если используется этот вид конструкции, то бабки не устанавливаются.
9. Бабка к затяжке крепится так же, как и все опоры к другим элементам крыши. Важно – выставить её по вертикали.
10. Монтируются стропильные ноги верхнего ската. Это две наклонные стропила, нижний конец которых упирается в место соединения затяжки, стойки и нижней ноги, а верхний на коньковый прогон или между собой.
11. Монтаж обрешётки, которая является не только системой под кровельный материал, но и конструкций для крепления ферм между собой.

Есть другой вариант сборки крыши домов с мансардой. Он от предыдущего отличается тем, что сначала фермы полностью собираются на земле. Затем их подъёмным краном или любым другим способом поднимают на крышу дома, где устанавливают. Обычно так поступают, если мансардная крыша – конструкция с большими размерами. В ней используются большие пиломатериалы, с которыми наверху работать сложно и неудобно.

Есть в этой технологии один нюанс, который касается монтажа. Заключается он в том, что сначала на крышу поднимаются две фермы, которые будут определять фронтоны крыши. Их устанавливают по краям кровли, выставляя по вертикали и закрепляя к балкам перекрытия временными элементами: укосинами, затяжками и прочими. Затем между ними по коньку натягивается нить, которую проверяют на горизонтальность.

Если один из концов оказывается ниже второго, то эту ферму приподнимают, укладывая под стойки деревянные или металлические подкладки. Если правильно соблюсти размеры фермы при её сборке, то обычно погрешности минимальны. После этого начинают устанавливать промежуточные фермы, ориентируясь на натянутую нить. Последняя операция – монтаж обрешётки.

Формирование кровельного пирога

Стропильная система мансардной крыши и её обрешётка – это всего лишь скелет. Довести её до ума – это значит, провести утепление с укладкой защитных плёнок. Но предварительно по балкам перекрытия укладывают и закрепляют к ним черновой пол из обрезных или не обрезных досок. Здесь особых требований нет, главное – стыковать соседние доски в длину на балках.

Формирование кровельного пирога начинается с укладки гидроизоляционной мембраны поверх стропильной системы. Обратите внимание – не поверх обрешётки. Этот рулонный материал раскладывают поперёк стропильных ног начиная с карниза к коньку. При этом полосы укладываются внахлёст со смещением краёв в пределах 10–15 см с обязательным закрытием стыка самоклеящейся плёнкой. Крепят плёнку к ногам металлическими скобами (плюс степлер) или маленькими гвоздями с широкой шляпкой.

Поверх стропильных ног, покрытых гидроизоляцией, устанавливают контробрешетку. По сути, это бруски сечением 50х50 мм. Их назначение – создать вентиляционный зазор между кровельным пирогом и кровельным материалом. А уже на контробрешетку укладываются элементы обрешётки, вторые к первой и крепятся. После этого сразу можно монтировать кровельное покрытие.

Остальные процессы переносятся внутрь мансарды.

1. Между стропильными ногами укладывается утеплитель (минвата, пенополистирольные плиты). Основное требование – плотное примыкание теплоизоляционного материала к стропилам, чтобы между ними не образовались зазоры, которые в будущем станут мостиками холода. Можно для теплоизоляции использовать пенополиуретан, который представляет собой пену. Она на воздухе полимеризируется, превращаясь в прочное и бесшовное покрытие. Это более дорогой вариант, для нанесения которого требуется специальное оборудование.
2. Поверх стропил укладывается пароизоляционная плёнка. Процесс укладки такой же, как и в случае с гидроизоляцией. Единственное, на что необходимо обратить внимание, это сторона мембраны, которая должна быть повёрнута в сторону утеплителя. На плёнке она обозначается или цветом (он светлее), или стрелкой.
3. И последний этап – покрытие стен помещения. Здесь огромный выбор: вагонка, доски, фанера, ОСП, ДСП, гипсокартон, пластиковые панели и прочее.

Видео-инструкции

Мансардные окна

Установить мансардные окна не так просто. Если сооружение крыши проводится своими руками, то лучше свой выбор остановить на проёмах во фронтонах конструкции. Это может быть окно или дверь на балкон.

Но мансардные окна популярны сегодня. Они увеличивают освещённость помещения и делают внешний облик дома более привлекательным и оригинальным. Их монтаж производят до начала сборки кровельного пирога. Их размер должен совладать с расстоянием между стропилами или быть меньше. Но для этого придётся дополнительно под окна сооружать опорную конструкцию, которая будет крепиться к двум стропильным ногам. Это сделать не так просто, как может показаться на первый взгляд. Но если задаться целью, провести монтаж своими руками, то придётся разобраться в монтажном процессе досконально. Отклонения и допущения здесь неприемлемы. Поэтому компании, занимающиеся кровельными работами, не советуют неспециалистам проводить эти строительные операции.

Добавим, что мансардные окна – это огромный ассортимент. Разновидности делятся по:

• способам открывания;
• сырьевому материалу рам;
• типу стеклопакетов;
• расположению относительно кровли.

Кстати, о расположении. Здесь две позиции: на скате и в вертикальной плоскости. Последние называют чаще слуховыми окнами. Устанавливаются они или на фронтонах, ли на «кукушках» (выступы в скатах мансарды). Последний вариант в плане сооружения очень сложён.

Заключение

Монтаж кровельной конструкции, а тем более такой сложной, как для мансарды, требует придерживаться повышенных мер безопасности. Если опыта возведения кровли нет, то не стоит к нему приступать без специалиста. А лучше воспользоваться услугами профессионалов.