Деревянный дом сегодня пользуется большой популярностью среди многочисленных застройщиков. И это несмотря на то, что стоимость таких строений может намного превышать цену дома из современных материалов, а сравнение достоинств не всегда на стороне деревянных строений. Один из недостатков – деревянные дома дают естественную усадку, а это увеличивает общее время выполнения строительных работ. Дело в том, что некоторые архитектурные конструкции можно строить только на стабильных несущих упорах, а фасадные стены из бруса примерно год изменяют свои размеры, это правило касается и крыши.
крыши деревянного дома
Перечень элементов ее конструкций зависит от типа стропильной системы. Какие стропильные системы рекомендуется использовать для деревянного дома?
Стропильные системы деревянного дома
Деревянные дома редко имеют большие размеры и этажность. Еще одна особенность таких строений – они постоянно немного изменяют линейные параметры из-за колебаний влажности пиломатериалов. Как следствие – к стропильным системам предъявляются повышенные требования по надежности, они должны компенсировать возможные колебания.
Чем сложнее крыша, тем больше у нее дополнительных элементов, а это в совокупности уменьшает ее прочность и надежность. Вывод – для деревянных домов не рекомендуется выбирать сложные многоскатные крыши.
| Тип стропильной системы деревянного дома | Эксплуатационные характеристики и технические параметры |
Односкатная | Встречается очень редко и только на небольших по размерам домах. Единственное заслуживающее внимания преимущество – простота конструкции. Но не все так однозначно. Площадь односкатной крыши всегда намного больше площади одного из скатов, а угол наклона меньше. Это значит, что нагрузки на элементы стропильной системы односкатной крыши существенно превышают нагрузки на скаты двускатной или вальмовой. Как следствие, для изготовления стропильной системы нужно брать более прочные и дорогие пиломатериалы, но часто и этого недостаточно, для увеличения прочности такой крыши нужно монтировать дополнительные упоры или прогоны. Чем больше элементов крыши – тем она сложнее вне зависимости от названия и вида, единственное преимущество исчезает. |
Двускатная простая | Наиболее часто используемый вариант конструкции крыш деревянных домов. По всем показателям занимает одну из лидирующих позиций, традиционная конструкция крыши деревянных строений. |
Двускатная ломаная | По техническому устройству несколько сложнее обыкновенной двускатной. Преимущество – увеличиваются размеры чердачных помещений. Часто именно такая конструкция применяется для мансардных помещений. |
Четырехскатная | Сложная конструкция крыши, используется на больших по площади фундамента домах. Имеет несколько разновидностей, но они ставятся только на эксклюзивных индивидуальных сложных проектах. Самостоятельно построить такие стропильные системы невозможно, нужно делать точные расчеты и иметь большой практический опыт выполнения подобных работ. Желательно доверять такие крыши профессиональным строительным компаниям. |
Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °
Особенности конструкции четырехскатной крыши
Все типы крыш могут быть теплыми или холодными. Рассмотрим более подробно, из каких отдельных элементов состоит конструкция крыш.
Устройство двускатной крыши своими руками
Постройка загородного дома сопряжена с немалыми расходами. Поэтому многие люди ищут варианты удешевления этого процесса за счёт использования современных материалов и технологий. В настоящее время очень популярными стали каркасные здания с двускатными кровлями. Это происходит во многом по той причине, что выполнить такую конструкцию по силам даже человеку с минимальными знаниями строительного дела при соответствующей предварительной подготовке.
Двускатная крыша образуется стропильными фермами треугольной формы, соединёнными между собой продольным верхним брусом (коньковым прогоном) и обрешёткой
Однако сооружение крыши — ответственный момент, требующий серьёзного отношения. Нужно рассчитать:
- правильный угол наклона;
- длину стропил;
- расстояние между ними;
- способы соединения различных деталей между собой.
Без опыта производства таких работ не стоит браться за сложные конструкции, но построить небольшой дом с простой двускатной крышей вполне по силам своими руками.
Общие требования к стропильным системам
Крыша любого дома, вне зависимости от ее конструкционных особенностей, должна отвечать требованиям строительных норм и правил.
Устойчивость к постоянным и временным нагрузкам
Во время проектирования конструкции принимаются во внимание существующие в регионы снеговые и ветровые нагрузки, вес кровельных материалов, эпюры распределения усилий по узлам и т. д. При этом архитекторы обязательно используют коэффициент запаса прочности, для крыш деревянных домов он установлен не ниже 1,4. Это вызвано тем, что не все материалы могут отвечать расчетным показателям по прочности, возможны определенные отклонения от технологии и т. д. Кроме того, деревянные дома имеют колебания линейных размеров, стропильная конструкция должна их компенсировать за счет повышения устойчивости.
Нагрузка на стропильную систему
Минимально возможный вес
Чем меньше нагрузка на фундамент, тем надежнее строение. Крыша на деревянном доме должна противостоять динамическим и статическим усилиям и при этом иметь минимальный вес. Во время расчета конструкции определяется оптимальный вариант сечения несущих элементов. В целях понижения веса может уменьшаться сечение стропильных ног (именно они в основном влияют на вес конструкции) за счет установки различных упоров и распорок. Уменьшение веса конструкции крыши одновременно приводит к понижению ее сметной стоимости.
Качество пиломатериалов
Для изготовления стропильной системы крыши надо использовать пиломатериалы не ниже первого сорта. Дерево – уникальный живой материал, невозможно найти две доски одного и того же сорта с абсолютно одинаковыми техническими параметрами. Каждая имеет свое количество и расположение сучков, пороки естественного развития, незначительные трещины и отклонения по размерам. К подбору досок и брусьев для крыши надо подходить очень внимательно, делать ревизию пиломатериалов перед тем, как использовать их. Все отбракованные материалы можно применять для строительства неответственных или ненагруженных конструкций деревянного дома.
Пиломатериалы
Цены на различные виды бруса
Брус
Материалы для утепления кровли
Очень важно для теплоизоляции крыши дома из бруса выбрать качественный и надежный материал. Есть ряд параметров, которым должен обязательно соответствовать утеплитель для крыши
Требования к материалам
Основные показатели качественного теплоизолятора:
- экологичность и безопасность для человека.
- низкая теплопроводность (не более 0,04 Вт/м°С);
- небольшой вес, чтобы не создавать дополнительной нагрузки на несущие элементы конструкции;
- хорошо держит свою форму;
- высокая паропроницаемость;
- звукоизолирующие свойства;
- плотность не ниже 15 кг/м3.
Какие утеплители можно использовать для крыши
Виды утеплителя для крыши
Следует сказать, что среди огромного количества современных утеплителей, не так уж и много материалов, соответствующих перечисленным выше критериям.
Для утепления кровли можно применять:
- минеральную вату;
- эковату;
- керамзит;
- пенополистирол;
- пенополиуретан.
Особенности каждого материала
Чтобы определить, какой утеплитель лучше, остановимся на каждом подробнее:
Минеральная вата по праву считается наилучшим материалом для теплоизоляции деревянного дома
При небольшом весе она имеет высокую плотность, что очень важно при утеплении кровельной конструкции. Минвата не горюча и не впитывает влагу, эти показатели особенно ценны при использовании в деревянных постройках
Устойчивость к высоким температурам позволяет ее использовать для утепления крыши бани. Материал имеет природное происхождение, его не любят грызуны, в нем не заводятся насекомые. Эковата. Изготовлена на основе целлюлозы, имеет легкий вес и доступную стоимость. Является хорошим тепло- и звукоизолятором. Но материал обладает повышенной горючестью, для исключения воспламенения в состав добавляют антипирены, препятствующие распространению пламени. Нежелательно использовать в очень влажных помещениях. Керамзит. Сыпучий утеплитель, состоящий из полых гранул. Благодаря своей пористой структуре имеет высокие теплоизолирующие свойства. Для эффективной теплоотдачи нужен толстый слой материала, что увеличивает нагрузку на несущие конструкции. Пенополистирол. Представлен в виде плит, которые имеют легкий вес, высокую прочность, обладают хорошими теплоизолирующими способностями. Материал горюч, поэтому при утеплении сруба необходимо выбирать плиты с показателем горючести Г1. Пенополиуретан. Аналогично предыдущему материалу представляет собой небольшие по весу прочные плиты, которые легко устанавливаются и долго служат. В продаже представлен также распыляемый утеплитель, но его монтаж требует наличия профессионального оборудования.
Из каких элементов состоит конструкция крыши деревянного дома
Существует большое разнообразие типовых стропильных систем, но каждый мастер вносит свои изменения с учетом конкретных особенностей здания и наличия сортамента пиломатериалов.
Мауэрлат
Используется как несущая конструкция пяток стропильных ног, изготавливается из бруса 100×100 мм. Если нет бруса, то для мауэрлата можно использовать двойные доски толщиной 50 мм. В срубах не применяются, функцию мауэрлата выполняет верхний венец. Для увеличения устойчивости фиксируется к нижним венцам металлическими шкантами. В каркасных деревянных домах этот элемент конструкции стропильной системы устанавливается, он позволяет равномерно распределять точечные нагрузки по всему периметру несущих стен и предупреждает прогиб непрочного обвязочного верхнего пояса.
Мауэрлат
Стропила
Главный элемент конструкции крыши, формирует ее геометрию и внешний вид. Стропильные ноги воспринимают на себя все нагрузки, в том числе и вес кровельных покрытий. Чаще всего изготавливаются из досок 50×150 мм, шаг стропильных ног рассчитывается индивидуально или может быть стандартным. Стандартный шаг применяется в тех случаях, когда планируется строить теплую крышу. Делается это для упрощения и ускорения процесса монтажа кровельного пирога. Дело в том, что все утеплители, вне зависимости от материала изготовления, имеют ширину 60 см. Стандартный шаг стропильных ног в пределах 57–58 см, что позволяет сразу устанавливать в ниши утеплители без предварительной подгонки размеров.
Стропила
Для стропил нужно выбирать только качественные доски, если длины недостаточно, то их разрешается наращивать.
Сращивание стропил по длине
В зависимости от длины стропил, типа кровельной системы и климатической зоны расположения здания подбираются варианты и места установок прогонов, упоров и раскосов. Пятки стропильных ног могут фиксироваться к мауэрлату или верхнему венцу жестко или при помощи специальных соединений, позволяющих совершать возвратно/поступательные движения во время усадки и изменения линейных параметров деревянного дома.
Прогоны
Служат точкой упора длинных стропильных ног, не позволяют стропильной системе прогибаться под воздействием различных усилий. Очень часто применяются в мансардных крышах, за счет них удается существенно увеличить высоту жилых помещений.
Прогоны изготавливаются из бруса, вертикальные ноги упираются о несущие конструкции дома. В зависимости от места монтажа могут быть боковыми или коньковыми.
Прогон — деревянный брус, с назначением поддерживать стропила (не дать им прогнуться)
Затяжки
Специальные балки, устанавливается специально для упора стропильных ног в случае отсутствия мауэрлата. Затяжки одновременно служат потолочными балками перекрытия. Изготавливаются из бруса 100×100 мм или досок 50×100 мм. Снимают распирающие нагрузки со стен деревянного дома, рекомендуются к использованию во время капитального ремонта старых строений. Затяжки значительно повышают устойчивость конструкции крыши, к ним могут дополнительно фиксироваться нижние части вертикальных опор.
Затяжка стропилы
Жесткое защемление коньковой балки между двумя стропильными затяжками. Такой узел соединения стропил обеспечивает высокую жесткость стропильной системы
Стойки
Монтируются в вертикальном положении, принимают на себя изгибающие нагрузки на стропила. Количество и расстояние между стойками рассчитывается индивидуально для каждой конструкции крыши. Элементы изготавливаются из бруса 100×100 мм, в верхней части делается косой запил с таким расчетом, чтобы упор был по всей поверхности. Для исключения скольжения применяются специальные методы фиксации или набиваются упорные доски.
Стойки
Подкосы
Могут работать самостоятельно или в паре со стойками, упираются о стропильные ноги под прямым углом. Целесообразность установки подкосов определяет опытный кровельщик. Если планируется использовать чердачные помещения под мансарду, то подкосы не делаются – они значительно уменьшают свободное пространство. Удерживают относительно небольшие нагрузки, могут изготавливаться из таких же досок, как и стропильные ноги.
Подкосы
Растяжки
Соединяют две стропильные ноги в единую ферму, противодействуют распирающим усилиям. Растяжки работают на растяжение, что позволяет применять для них тонкие доски. Дело в том, что доски на растяжение работают значительно лучше, чем на сжатие.
Растяжки и другие элементы на схеме
Лежень
Продольная балка посредине коробки деревянного дома. Рекомендуется устанавливать в тех случаях, когда конструкция стропильной системы требует прогона под коньком. Элемент может быть цельным или наращенным, материал изготовления – брус 100×100 мм. Лежень обязательно должен располагаться над несущими перегородками деревянного дома, об него упираются нижние части вертикальных стоек конькового прогона.
Лежень на схеме
Обрешетка
Цены на OSB (ориентированно-стружечные плиты)
OSB (ориентированно-стружечные плиты)
Тип зависит от кровельных материалов. Под мягкие покрытия деревянных домов делается только сплошная обрешетка из плит ОСП или клееной фанеры, есть варианты изготовления сплошной обрешетки их обрезных досок. Но они применяются очень редко – дорого, долго и сложно.
Под металлические или штучные кровельные материалы обрешетка делается из необрезных или обрезных досок и реек. Шаг обрешетки подбирается с учетом технических параметров покрытий.
Стыковать элементы обрешетки по длине следует на стропиле, закрепляя каждый из концов гвоздями или скобами
Контробрешетка
Этот элемент конструкции стропильной системы устанавливается только для теплых крыш с утеплителем из минеральной ваты. Задача контробрешетки – обеспечивать эффективную естественную вентиляцию подкровельного пространства.
Схема устройства кровли
Минеральная вата очень негативно относится к увеличению показателей относительной влажности, показатели ее теплопроводности увеличиваются в разы, эффективность утепления существенно понижается. Кроме того, длительный контакт влажной минваты с деревянными конструкциями стропильной системы становится причиной появления гнилостных процессов со всеми негативными последствиями. Никакие самые современные парозащитные барьеры не могут полностью исключить проникновение пара в вату. Для удаления требуется вентиляция, но не накрывать утеплитель нельзя, холодный ветер выдувает теплый воздух, что также понижает показатели теплосбережения. Для решения проблемы используется специальная ветрозащита, позволяющая испаряться влаге и защищать минвату от ветра. Влага должна постоянно удаляться, для этого и делается контробрешетка. Между ветрозащитой и кровельными материалами есть продухи, процесс естественной вентиляции эффективно удаляет испарившуюся из минеральной ваты влагу.
Ветрозащитная пленка
Цены на ветрозащитные мембраны
Ветрозащитная мембрана
Кобылки
Применяются для экономного увеличения длины стропильных ног. К толстым доскам прибиваются тонкие, они не несут значительных нагрузок. За счет удлинения стропилин удается увеличить защиту фасадных стен деревянного дома, отрегулировать параметры карнизного свеса.
Кобылки
Оформление свесов
Свесы кровли, как фронтонные, так карнизные, кроме чисто декоративной функции предназначены для защиты стен и фундамента от воды или снега. Их размеры обычно составляют 50–60 сантиметров. Оформление свесов производится различными материалами:
- доска строганая, устанавливаемая встык или внахлёст;
- вагонка шпунтованная;
- вагонка блок-хаус;
- листовой пластик;
- листовой профилированный или гладкий металл;
- готовые изделия из металла или пластика — софиты.
Способов устройства свесов несколько:
- По стропилу. В этом случае подшивка пространства под кровлей на свесе производится с креплением непосредственно к выступам балок.
Подшивка по стропилам производится по нижнему краю стропильной ноги - По стропилу внутри. К стропильной ноге крепятся планки, к которым подшивается доска. Нижняя часть стропила остаётся открытой, а проём под крышей закрывается.
При подшивке по стропилам изнутри стропильные балки остаются открытыми - В короб. Для такого способа от конца стропила устанавливается планка перпендикулярно стене. Вторая планка устанавливается на стене и крепится к стропилу. Иногда между ними устанавливается укосина. Подшивка выполняется к этим планкам.
Для подшивки коробом необходимо изготовить каркас из взаимно-перпендикулярных брусков
По подшивке нужно выполнить вентиляционные отверстия. Они могут быть любого размера, но крупные необходимо закрывать мелкоячеистой сеткой из любого материала. Это позволяет избежать проникновения в подкровельное пространство птиц и вредных насекомых. Софиты продаются с уже готовыми вентиляционными решётками.
Вентиляция и устраивается только на карнизных свесах, для фронтонных выступов она не нужна.
При отделке софитами вентиляционные отверстия сверлить не нужно — они уже сделаны на заводе-изготовителе
Наслонные и висячие крыши деревянных домов
Висячие крыши
Используются только для небольших домов. Особенность таких конструкций – стропильные ноги упираются только о верхний венец или мауэрлат, а в коньке между собой. Дело в том, что дом не имеет внутренних несущих стен, позволяющих устанавливать надежные вертикальные упоры или горизонтальные прогоны. Для недопущения распирания стропилины фиксируются стяжками.
В некоторых случаях в качестве упора могут служить балки потолочного перекрытия. Но так поступать следует очень осторожно и только в том случае, когда прочность балок позволяет выдерживать дополнительные нагрузки.
Висячие крыши
Схема — стропила со скользящей опорой и пропилами
Крыша с висячими стропилами
Практический совет. Если возникает крайняя необходимость делать вертикальные опоры на затяжках, то изготавливать их надо из нескольких скрепленных между собой тонких досок, установленных на ребро. Такие конструкции имеют существенно большее сопротивление на изгиб, чем брус такой же ширины.
Наслонные крыши
Монтируются на больших строениях, дополнительная жесткость стропильной системы обеспечивается за счет подкосов или горизонтальных прогонов, установленных на лежне.
Наслонные крыши
Наслонные стропила
Соединительные элементы для стропильных систем
Раньше конструкции собирались на обыкновенных гвоздях и скобах, отдельные элементы соединялись в запил. Это довольно трудоемкие работы, требуют практических навыков. В настоящее время редко можно встретить мастеров, использующих старые технологии, промышленность выпускает большой выбор металлических креплений, упрощающих и облегчающих процесс строительства крыши.
| Наименование соединительного элемента | Назначение |
| Держатель стропильной ноги | Предназначен для крепления стропильной ноги к верхнему венцу или мауэрлату. В зависимости от особенностей конструкции обеспечивает жесткое или плавающее соединение. Плавающее соединение позволяет стропильным ногам во время усадки дома скользить, при этом не появляются непредусмотренные напряжения в узлах стропильной системы, она сохраняет все свои первоначальные параметры. Жесткий держатель стропильной ноги используется в тех случаях, когда вероятность усадки деревянного дома минимальная. |
| Опора бруса | Элемент дает возможность соединять два бруса под прямым углом, при этом нет надобности делать соединение в полдерева. Надо помнить, что все соединения такого типа заметно уменьшают несущие способности элементов. Чем больше их запиливать, тем тоньше становится балка или доска, соответственно, отрезанная часть не работает. |
| Крепежные уголки | Могут быть равносторонними и разносторонними, обыкновенными и усиленными. Наиболее часто используемые крепежные элементы, универсального назначения. Могут применяться как самостоятельные элементы или в дополнение к другим методам фиксации. |
| Угловой соединитель | Фиксирует положение двух примыкающих плоскостей конструкции, работает на разрыв. |
Детали для крепления стропил
Способы крепления стропильных ног
Кроме этих стандартных соединительных элементов, могут применяться шпильки для соединения верхней части стропильных ног. Такое соединение имеет одну степень свободы, что позволяет компенсировать колебания размеров деревянного дома.
Схема конькового соединения стропильной системы
Соединение стропил в коньковой части
Соединение стропил металлическими накладками и болтами
Практический совет. Если правильно соединять несущие конструкции крыши, то обыкновенные гвозди по надежности ничем не уступают современным элементам. Кроме того, вбить несколько гвоздей намного проще и быстрее, чем вкручивать в каждую балку или доску по 5–8 саморезов.
И еще один нюанс. Количество саморезов должно быть в разумных пределах. Если их очень много, то прочность пиломатериалом заметно уменьшится, они могут расколоться даже при относительно небольших усилиях.
Количество саморезов должно быть в разумных пределах
Цены на различные виды крепежа для стропил
Крепеж для стропил
