Крыши у деревянных домов: их виды и этапы возведения

Крыша – головной убор здания, она не только защищает от атмосферных воздействий, но и является настоящим его украшением. Кровли и перекрытия любых сооружений должны быть надежными, но крыши деревянных домов в особенности, ведь древесина крайне восприимчива к воздействию влаги. Неправильно выбранный тип, некачественный монтаж, ошибки при проектировании – все это может стать причиной внепланового ремонта.

Плюсы и минусы крыши из бруса

Крыши с брусовой стропильной системой используются для деревянных и каркасных домов, а также для сооружений из плит и штучных стройматериалов. Такой тип покрытия считается универсальным и имеет множество достоинств:

• экологичность и безопасность;
• теплый дом, дерево отлично сохраняет тепло;
• хорошая шумоизоляция (во многом зависит от типа кровли);
• естественная вентиляция чердачного этажа или мансарды;
• низкая себестоимость и простота монтажа.

К недостаткам крыши из бруса относят низкую пожароустойчивость и высокие требования к брусу для монтажа стропил. Пожароустойчивость бруса можно повысить путем обработки дерева антипиренами.

Крыша «без единого гвоздя»

Из старины традиционного русского деревянного зодчества – крыша «без единого гвоздя»
Курицы врубались в несколько боковых слегов. Сами курицы вырубались из еловых стволов, крюк получался из корневой системы. На курицах держался поток – выдолбленное бревно, в которое упирался дощатый настил – тёс кровли. Верхняя часть тёса свободно укладывалась на коньковую балку таким образом, чтобы при усадке верхние концы теснин могли свободно сходиться. Для этого оставляли место при укладке. Коньковая балка (кнес) обтёсывался с двух сторон, чтобы теснины плотнее прилегали.

Если оставить 10 см для подъёма теснин по кнесу, то этого хватит с лихвой, потому что при усадке будет опускаться и курица, а значит и теснины лежащие на слегах. Сверху теснины придавливали к коньковой балке охлупнем – тяжёлым выдолбленным бревном. Таким образом тёснины закреплялись и в верху крыши и на отвесах.

Кончено, дотошно следовать древней технологии сейчас никто не заставляет, где уместно, можно использовать гвозди, саморезы и т.п. Главное уловить принцип. А в чём он?

Вот в чём:

Таким же образом можно крепить сегодня сплошную обрешётку на слеговой крыше. Если нет желания возиться с курицами (хотя это не труднее, чем со стропильной системой), то можно упирать доски в выдолбленную в верхнем венце ложбину. Причём можно наоборот – крепить доски на коньковой балке, чтобы они потом опустились в ложбину в верхнем венце. Именно таким образом действуют при устройстве тёплой крыши по «норвежской» технологии, о которой я вкратце скажу ниже.

Выбор бруса для стропил

Для стропил предпочтительно использовать брус хвойных сортов. Брус должен быть вылежавшейся и иметь влажность 18-22%. При влажности выше 22% дерево даст неравномерную усадку, что приведет к перекосу стропильной системы и нарушит геометрию крыши. Для загородных домов и жилых коттеджей для изготовления стропил чаще всего выбирают брус с размером сечения 50*150, 50*200, 100*200 мм. Более крупный брус использовать нецелесообразно, т.к. при этом существенно возрастет нагрузка на стены строения.

Брус перед монтажом стропил необходимо обработать. Для обработки используются:

• антипирены — повышение огнестойкости и уменьшение горючести;
• антисептики — защита от гниения и грибка;
• инсектициды — защита от насекомых и грызунов.

Особенности возведения кровли

Работа начинается с проекта. Важно подобрать оптимальную конфигурацию, которая обеспечит не только желаемый внешний вид здания, но и выдержит массу кровельного материала и осадков, что особенно актуально в зимнее время. Сначала создают чертеж, на нем отображают общий вид, указывают основные размеры, прорисовывают элементы стропильной системы.

Важно! Создание проекта крыши деревянного дома и последующее воплощение его в жизнь – сложное дело, для него стоит привлечь специалистов. Надо понимать, что плохо изготовленная крыша станет причиной не только дискомфорта, но и заметно приблизит дату капитального ремонта здания.

Проектируя крышу для деревянного дома, нельзя забывать о его особенности: дерево дышит. В зависимости от времени года размеры здания могут существенно меняться, стены садятся. Стоит предусмотреть механизмы компенсации сезонных смещений, дать возможность кровле плавать.

Помимо проекта, стоит набросать план работ, в котором пошагово расписать каждое действие: от создания стропильной системы до укладки кровельного материала и утепления.

Виды стропильных систем из бруса

Стропильная система из бруса может быть одного из двух видов:

Наслонные стропила. Это самый популярный вариант в частном строительстве. При таком способе устройства стропильные ноги опираются на брус, который располагается по периметру. Центральная часть усиливается коньковым прогоном. В крупных постройках для усиления прочности используются дополнительные балки.

Висячие стропила. Конструкция монтируется на внешние стены. В качестве дополнительных элементов используются ригели, подкосы, бабки и пр. Бруски скрепляются затяжкой. Применение висячих стропил требует детального расчета.

При выборе стропильной системы проектировщики учитывают угол наклона будущей крыши: для крутых скатов оптимальным решением являются наслонные стропила, для пологих — висячие. В некоторых случаях стропильная система является комбинированной: наслонные стропила чередуются с висячими.

По каким признакам могут различаться крыши

• По форме.

Срубы, как правило, имеют скатные кровли различных форм. Самая типичная и простая для частных домов – это двускатная (или щипцовая). Именно о ней мы и будем говорить в этой статье.

Некоторые распространённые формы крыш

Также в малоэтажном строительстве пользуются популярностью мансарды, и соответственно мансардные формы крыш. Однако для мансарды необязательно сооружать крышу ломаной конфигурации. Можно сделать так называемую «полумансарду», если поднять стены, примерно, на 1/3 или половину этажа и поставить обычную двускатную крышу. Можно даже обойтись обычной щипцовой (треугольной) крышей, если она достаточно широка и высока.

Схема архитектурных решений мансардного этажа

• По степени утепления.

В принципе ж, можно и шифером накрыть по обрешётке, и готово. А утеплять уже потолок – перекрытие между чердаком и жилым этажом. Это, конечно, самый простой и брутальный вариант. С крышей, даже нетеплой, многие предпочитают повозиться основательней – особенно сейчас, когда появилось столько материалов, и по уверениям их производителей, ни шагу нельзя ступить без всевозможных паро-, гидро- и прочих изоляций и утеплителей. Но ключевая мысль такая – что конструктивно утеплять чердачное перекрытие (потолок) значительно проще, чем саму крышу. Особенно, если речь идёт о срубе с рублеными фронтонами, и дальше будет понятно, почему.

С другой стороны, можно сделать утеплённую крышу – для мансарды, или чтобы не делать отдельно потолок (например, в бане – в комнате отдыха).

• По конструкции несущих элементов:
• Многие знают, что основные несущие элементы крыши – это стропила. Но есть ещё и…
• кровля на слегах

Вот эти горизонтальные брёвна – слеги, врубленные в самцы
и…

• смешанная слегово-стропильная конструкция.

Стропильно-слеговая конструкция крыши
Стропила могут быть жёстко связаны с остовом дома, или быть скользящими («плавающими») – независимая стропильная конструкция. Жесткие традиционно разделяют на:

• висячие – оказывают распирающее давление на стены при переносе веса крыши на здание; допустимы при ширине между опорами (внешними стенами) до 6 — 6,5 метров;
• наслонные – связаны между собой затяжкой – балкой – по нижним концам, и таким образом оказывают вертикальное давление; обязательны при шаге между опорами от 7 метров.

Конструкции висячих и наслонных стропил
В чистом варианте висячие стропила встречаются редко, их часто усиливают ригелями, дополнительными стойками, укосинами и прочими конструктивными элементами. Вся вместе конструкция пары стропил с прочими элементами называется фермой. Помимо висячих и наслонных конструкций, которые собирают на объекте, существуют стропильные фермы, которые собирают в заводских условиях и доставляют в готовом виде.

Готовые стропильные фермы

• Ещё, конечно, крыши различаются по виду кровельного покрытия, но это и так понятно.

Расчет бруса для стропил

Цель расчета стропильной системы — определение требуемого сечения бруса. Для этого необходимо знать: длину стропильных ног, шаг установки элементов и параметры будущих нагрузок. Зависимость сечения бруса от шага установки стропил приведена в таблице:

Пример: для изготовления стропил из бруса длиной 3,5 м можно использовать два варианта: 1) брус 8х16 см с шагом 1 м; 2) брус 8х18 см с шагом 1,4 м. Зная длину стены дома и шаг можно легко рассчитать необходимое количество стропил и бруса.

Для других элементов крыши размеры следует брать на основании СНиП 3.03.01-87 (обнов. СП 70.13330.2012):

• мауэрлат — 10х10 или 15х15;
• прогоны, ригели и подкосы — 10х10, 15х15 или 10х20;
• затяжки — 5х15;
• подшивочные доски — 2,5х10 или 3х10.

Длина стропил не должна превышать 6 м! Конструкция более 6 м не обеспечит достаточной прочности на прогиб.

При проектировании крыши из бруса инженеры-проектировщики обязательно производят расчет действующих нагрузок на стропильную систему. При расчете учитывается вес финишного кровельного покрытия, тепло- и гидроизоляции, обрешетки, водосточных и снегозадерживающих элементов, а также временные нагрузки. Расчет производится с использованием специальных программ. Самостоятельно сделать такой расчет невозможно ввиду большого количества изменяемых переменных.

Крыша на слегах – идеально для рубленых фронтонов

Слеги – горизонтальные бревенчатые балки, которые соединяют и жёстко фиксируют фронтоны сруба; являются не только естественным конструктивным, но и архитектурным элементом. Например, шикарно вписываются в дизайн «дикого сруба» торчащие из щипца длинные брёвна (помочи) – на них можно положить широкую консоль.

Слеговая конструкция кровли – это, примерно, вот так:

Сруб с естественной слеговой конструкцией будущей крыши

Что хорошего в этом решении?

• Зачем стропила, если уже есть основная несущая конструкция для кровли? Дополнительно ничего прибивать, устанавливать не нужно. Если слеги положить достаточно часто, то они же – готовая обрешётка, на которую можно класть, например, черепицу, дранку. В любом случае, на слеги ляжет шифер, или металлочерепица.
• На слеги можно положить сплошную обрешётку (доски встык), что уже – почти готовая кровля!
• Слеги врубаются в самцы, и, следовательно, при усадке опускаются вместе с фронтоном сруба – не нужно ничего мастерить со скользящими креплениями.

Слеги положены так часто, что это, практически, готовая обрешётка под любой твёрдый кровельный материал!
Вообще говоря, слеговая конструкция появилась намного раньше стропильной.

Все вышеперечисленные достоинства слегов действительны в том случае, если к ним ничего жёстко не крепить так, чтобы это крепление препятствовало усадке. То есть, если вы набьёте гвоздями обрешётку на слеги, то усадка станет проблемой – прогоны будут опускаться вместе с самцами, а обрешётка и всё, что вы к ним прибили, прикрепили – нет.

Но! На слеги можно настелить доски, не закрепляя их жёстко. Таким образом, мы получаем либо обрешётку, либо деревянную – например, тёсовую кровлю.

Как это сделать? Можно, в принципе, прибить края досок гвоздями к коньковой балке (кнесу) по одной линии, параллельной оси кнеса, – чтобы при небольшом изменении угла, под которым будет лежать дощатый настил, его не сорвало. Но даже это не обязательно.

Старая технология русского деревянного зодчества подсказывает решение.

Монтаж стропил из бруса

Для монтажа подготовленного и обработанного бруса в стропильную систему необходим набор профессиональных инструментов: строительный уровень (желательно лазерный), болгарка, бензо- или электропила, дрель с комплектом сверл. Также необходимо заранее подготовить крепеж: шурупы, уголки, хомуты и пр.

Вариантов сборки стропил существует два:

1. Сборка производится на земле, а готовые стропила поднимаются наверх и монтируются. Для массивных стропильных систем такой вариант не подходит, т.к. для подъема конструкции нужен строительный кран.
2. Сборка производится на крыше. В этом случае наверх поднимается только брус, доски и инструменты.

Противоусадочная конструкция крыши для рубленых фронтонов

Есть два принципиальных решения:

• крыша на слегах – близкая по технологии к традиционным безгвоздевым конструкциям кровли традиционных славянских срубов;
• монтаж скользящих стропил.

Есть ещё слегово-стропильная система, но это те же скользящие стропила, только с добавлением боковых слег.

Вот это вообще «модерн» – переосмысление системы слег и стропил. Но эффективно!

Стропила на слегах – это зачастую перебор

По сути, это масло масленое, потому что в первом варианте несущие балки расположены горизонтально, а во втором вертикально. Обе конструкции – достаточно мощные, чтобы выдержать самую тяжёлую, например, черепичную кровлю. Дублировать их – смысла нет.

Другое дело, что слеги помимо того, что держат кровлю, ещё и жёстко соединяют фронтоны. И когда к такой конструкции добавляют стропила, делают это в двух случаях:

• чтобы на вертикальные стропила набить обрешётку;
• чтобы сделать толстый пирог тёплой крыши для мансарды.

Вероятно, вполне возможны инженерные решения для обустройства тёплой крыши на слеговой основе, но их пока не разработали, поскольку пока застройщикам хватает стропильной. Поэтому если вы замыслили строить мансарду, установки стропил вам не избежать, если нет желания экспериментировать.

Монтаж двускатной крыши из бруса включает следующие этапы

Установка мауэрлата

Обвязка укладывается на длинные стены дома и крепится к ним при помощи анкерных болтов. При этом мауэрлат должен выравниваться уровнем по внутренней стороне стены. Под обвязку обязательно выстилается гидроизоляция: геотекстиль, технониколь, гидроизол или обычный рубероид. Для брусовых домов роль мауэрлата может выполнять самый верхний венец. Однако если крышу необходимо поднять повыше, то мауэрлат здесь незаменим. Таким же образом на внутренние несущие стены дома укладываются 1-2 лежня.

Установка опор и коньков

Опоры из бруса монтируются на лежень с выбранным шагом. Опоры выравниваются по уровню и закрепляются укосинами — досками 2,5х10 см. Стойки жестко крепятся на лежне гвоздями или металлическими уголками (усиленный вариант). На стойки укладывается брус конька (прогон) и закрепляется гвоздями и металлическими уголками.

При монтаже висячих стропил стойки устанавливаются временно, а мауэрлат к стене крепится при помощи дополнительных металлических стяжек, т.к. при этом типе стропильной системы на него будет действовать повышенная нагрузка.

Мауэрлат для висячих стропил. Стропильные ноги крепятся скобами

Монтаж стропильных ног. Метод монтажа стропильных ног зависит от выбранного типа стропил. Ноги наслонной конструкции устанавливаются на мауэрлат и крепятся при помощи кронштейнов, саморезов или скоб. Усиление кронштейнами придает стропилам дополнительную жесткость. Если длина бруса не позволяет сделать свесы, то монтируются кобылки, которые изготавливаются из того же бруса, что и стропила. Кобылки крепятся гвоздями. Стропила соединяются в районе конька крыши, образуя треугольник.

Висячие стропила накладываются на мауэрлат, делается спил, в который затем вставляется нога стропила и крепится на гвозди. Благодаря напилу брус плотно прилегает к мауэрлату и не нуждается в креплении скобами и кронштейнами. На установленные стропила накладывают затяжки.

Соединительные элементы

Внутреннее строение крыши деревянного дома отличается множеством стыков разной конфигурации. Создание стропильной системы требует точных запилов, следовательно, высокого мастерства строителя. Многие специалисты при создании стропильной системы до сих пор используют классические методы, но это вовсе не обязательно.

Промышленность предлагает широкий ассортимент крепежных деталей, которые облегчат сборку конструкции без ущерба для надежности:

• держатели стропильных ног позволят быстро и надежно закрепить пятку стропила на мауэрлате. В зависимости от конкретного проекта можно выбрать жесткое крепление или плавающее;
• опора помогает соединять отрезки бруса под прямым углом или крепить балку к стене здания;
• соединительные пластины из металла обеспечат высокую надежность стыка сращиваемых досок. Широкий ассортимент позволит выбрать оптимальную деталь для любого вида соединений;
• уголки разной конфигурации – то, без чего невозможно создание современных конструкций из дерева. Можно выбрать жесткие изделия с фиксированным углом или раздвижные, позволяющие соединять доски под любым наклоном.

При сборке не обойтись без всевозможных шпилек, в том числе с резьбой «под шуруп», болтов с гайками для создания надежных разъемных болтовых соединений.

Совет!При всем многообразии современных крепежных деталей не стоит сбрасывать со счетов проверенные временем гвозди. При умелом подходе дешевый гвоздь поможет создать не менее качественную кровлю, чем любые современные крепежные элементы.

Монтаж обрешетки

После того как стропильная система из бруса для крыши готова можно приступать к монтажу обрешетки. Для обрешетки выбирается брус 50х50 и сухие доски толщиной 3 см и длиной 20-35 см. Перед обрешеткой стропила застилаются гидроизоляцией. Материал настилается с напусками не менее 10 см и крепится строительным скотчем.

Шаг обрешетки зависит от того, какой кровельный материал был выбран для покрытия и уклона крыши. Шаг обрешетки под профнастил и ондулин можно определить по таблице:

Для металлочерепицы и фальцевой кровли выполняется сплошная обрешетка (для крыш с наклоном более 20 градусов) или разряженная (при наклоне менее 20 градусов). Сплошная обрешетка выполняется с минимальными зазорами — не более 5 см. Оптимальный вариант: выполнять обрешетку в соответствии с рекомендациями изготовителя выбранной кровельной продукции.

Независимо от типа кровельного покрытия и рассчитанного шага обрешетка сплошным способом монтируется вокруг мансардных окон, в местах изломов сложных крыш и в тех местах, где будут устанавливаться тяжелые элементы водосточной и снегозадержательной системы.

Под мягкую кровлю обрешетка делается из щитовых материалов: фанеры или ОСП. Листы крепятся на стропильные ноги встык с помощью саморезов, образуя ровную поверхность, на которую затем устанавливается битумная черепица.

Порядок работ при строительстве деревянной крыши

Перед тем, как начинать работы по возведению крыши, нужно правильно и грамотно выбрать материалы. Древесина должна быть сухая, на её поверхности недопустимо появление грибков и древесного рака. Чтобы конструкция служила дольше, стоит выбирать материалы, не имеющие обзёла. Также рекомендуется покрыть все составляющие антисептиками и антипиренами. Такие средства защитят крышу не только от гнили, но и от огня.

Рекомендуется покрыть древесину антисептиками и антипиренами Источник roomester.ru

Выбор кровельного покрытия

Крыша из бруса является универсальной, позволяя выбрать для нее любой тип кровельного покрытия. В частном домостроении популярностью пользуются следующие варианты кровли:

• Фальцевая кровля.
• Металлочерепица.
• Ондулин.
• Профнастил.

Все эти виды кровельных материалов отличаются высокой прочностью и долговечностью. Самым доступным по цене является ондулин, сделанный из целлюлозы и полимеров. Металлочерепица более дорогая, но имеет презентабельный вид и требует минимального ухода. К недостаткам кровли из этих материалов относят необходимость шумоизоляции, т.к. каждый удар, осадки и порывы ветра будут слышны в доме. Также такая крыша обязательно требует утепления.

Отдельно стоит упомянуть мягкую черепицу — это относительно новый кровельный материал на основе синтетического битума. Материал имеет красивый дизайн, бесшумен, не подвержен коррозии, гниению. Существенный минус гибкой черепицы — относительно высокая стоимость.

Когда ставить крышу на сруб?

Сразу после возведения стен и раньше, чем вставлять окна-двери. Иногда встречаются рекомендации: дождаться, пока пройдёт усадка, или сделать временную крышу. Это всё ерунда. Дом без крыши – это даже ещё не дом. Геометрия сруба в процессе усадки формироваться со всеми нагрузками, то есть дом должен быть достроен и крыша тоже. Временную кровлю делать разумно только в случае, если у вас затруднения со строительством капитальной крыши.

Технологии позволяющие построить крышу сруба, которая переживёт усадку, существуют. Объективных причин откладывать строительство – нет.

Утепление крыши из бруса

Не смотря на то, что крыша из бруса является достаточно теплой, ей необходимо утепление. Теплоизоляция выполняется после устройства кровельного покрытия. Внутри брусовая крыша представляет собой стропила с обрешеткой и гидроизоляцией. В качестве утеплителя могут использоваться:

• пенопласт или экструдированный пенополистирол;
• минеральная вата;
• напыляемый пенополиуретан.

Каждый вид теплоизоляции имеет свои достоинства и недостатки. Например, пенопласт является пожароопасным, горючим и не позволяет крыше «дышать», но зато обладает отличными теплосохраняющими свойствами и имеет низкую стоимость. Утеплители на основе минваты подходят для крупных строений, т.к. вес минваты достаточно большой. Используется материал в плитах или рулонах. Теплоизоляция крепится к обрешетке. Толщина минеральноватных плит зависит от региона и в среднем составляет 15-20 см. Минвата экологична, воздухопроницаема и долговечна.

Пенополиуретановое напыление — наилучший способ теплоизоляции крыши. Материал напыляется специальной установкой и создает герметичное покрытие без швов и стыков. Недостаток пенополиуретана — высокая стоимость.

Для того чтобы крыша из бруса прослужила долго и не требовала дорогостоящего ремонта необходимо обустройство эффективной водосточной системы, которая будет предотвращать попадание воды внутрь кровли. Расчет водостоков проводится с учетом наклона крыши, материала кровли и количества осадков.

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Какую крышу нужно ставить на сруб?

Для крыши сруба с рублеными фронтонами подходит исключительно вариант со скользящими стропилами.

Всё это – из-за существенной усадки сруба. Сейчас речь идёт о щипцовых крышах. Всё просто: если какая-то часть сруба выше другой, то геометрия между этими частями после усадки изменится. Каждое бревно теряет в процессе усадки до 15% объёма в поперечнике, но это по довольно большому счёту. Для оцилиндрованного бревна стандарт – 6-8%.

Рубленый фронтон – это вот так:

Рубленый или самцовый фронтон (а терминологичски – щипец)

Бревна в щипцовой (фронтон) части называются «самцы».

Если сруб – ровная коробка, то все его стены осядут одинаково. Но если какие-то части (фронтоны) выше других (продольные стены), то разница высоты между ними изменится, и если построить крышу на жёстко закреплённых стропилах, то её буквально сорвёт со сруба, самцы могут выпасть… В общем, это чревато серьёзной аварийной ситуацией.

Вот как происходит усадка рубленого фронтона:

Динамическая схема усадки. Важно, что не только съезжают вниз стропила, и опускается конёк, но меняются углы всей геометрии фронтона

Для каких срубов подойдут жёсткие стропильные конструкции? Для безщипцовых! Когда крыша ставится на ровную коробку каркаса – например, вальмовая крыша. Или можно сделать каркасный фронтон (забитыми досками, блокхаусом и т.п.)… Но это уже не совсем сруб будет в чистом виде.

Вальмовую крышу можно ставить на полноценный сруб на жёстких стропилах

Полноценный сруб со щипцовой кровлей может быть только с рубленым фронтоном. Почему? Потому что фронтон – это тоже часть дома, причём немалая. Если сделать его каркасным, то получится, что полдома – каркасной сборки. Может, это и практично, – потому что проще, – но в таком случае, практично весь дом строить по каркасной технологии. Срубы ставят ради их особенных достоинств, и если уж делать, то – делать с толком и без полумер.

Вот пример. Это ж такой сруб поставить денег стоит. Ну можно же на курорт слетать. Ну зачем тебе баня, ведь можно и в душе вымыться? Ну, а если хочется человеку! Может, он всю жизнь мечтал – дом, баньку рубленую поставить. Ну смог же сделать! Так что ж в последний момент досками чердак забил, словно сарай какой-то? Ну потерпи ты, и сделай нормально, чтобы конфетка была! Для души ведь, для себя!

«Недостаток» слеговой конструкции

Это очень условный «несдостаток». Он в том, что поскольку сейчас в моде стропильная система, ходовых инженерных решений для обустройства тёплой крыши на слегах не разработали. Хотя такие решения, несомненно, возможны.

Однако если вас интересует крыша с «холодным» чердаком, или летней мансардой, то слеговая крыша – оптимальный вариант. Кровля в этом случае лучше – традиционно – тёсовая.

Вот это тёсовая кровля, а с виду, как сталь, да? Простоит полвека 100%!

Распределение нагрузок

Особая конструкция крыши дома из бруса предполагает наличие не только вертикальных, но и боковых нагрузок. Для минимизации негативного воздействия вертикальных нагрузок устройство крыши предусматривает монтаж дополнительных опор, благодаря которым вес крыши равномерно распределяется по всем несущим конструкциям. Но больше всего следует опасаться воздействия боковой нагрузки, из-за которой стены сруба могут изменить свою геометрию. Во избежание этого верхнюю обвязку усиливают стяжками из бруса 100х150, который врезают соединением ласточкин хвост в противоположные «раздвигаемые» брусья стен. Если дом большой и конструкция стропильной системы подразумевает использование стоек, то основание под крышу усиливают лежнями – брусьями 150х150, которые врезают в верхнюю обвязку сруба перпендикулярно балкам перекрытия. На лежни впоследствии будут опираться стойки, они же чаще всего определяют расположение внутренних стен мансарды.

Пошаговое проведение расчетов

Конфигурацию и габариты любой скатной крыши задает стропильный каркас. На ребра стропильных ног укладываются скаты, образующие двухгранный угол. Сооружают стропильные системы из металлопроката и древесины, используют в строительстве конструкции индустриального изготовления и пиломатериалы.

Давайте рассмотрим варианты, доступные для приложения усилий самостоятельного мастера, т.е. построечный метод возведения каркаса крыши из пиломатериалов.

Этап #1 — выбор вида стропильной системы

Способ сооружения двухскатной крыши связан с размерами опосредованно, но без учета разницы в устройстве конструкций трудно будет разобраться с геометрическими параметрами.

В строительстве двухскатных крыш используются две традиционные технологии:

• Наслонная, согласно которой у верха и низа стропилин есть прочная точка опоры. Нижней опорой служат стены дома, оснащенные мауэрлатом. Верх наслонных стропильных ног опирается на прогонную балку, формирующую конек. Прогонную балку опираются на сооруженную специально для нее опорную систему, на внутреннюю стену или на каменные фронтоны коробки, возведенные до устройства крыши. Наслонный способ преимущественно используют при обустройстве крупных домов с внутренней несущей стеной или рядом колон.
• Висячая, согласно которой стропила верхами упираются лишь друг в дружку. Опорой для низа служат стены, как и в предыдущем случае. Висячие стропильные ноги формируют равносторонний треугольник, основание которого называется затяжкой. В совокупности такая система не создает распор, т.е. не передает распирающую нагрузку на стенки коробки. Стропильные треугольники устанавливаются либо в готовом к монтажу, т.е. собранном на земле виде, либо сооружаются из отдельных стропилин на месте. Отсутствие верхней опоры вносит коррективы в сферу использования: висячий метод применяется в обустройстве только небольших строений с малыми пролетами.

Схемы стропильных систем обоих типов включают минимум конструктивных элементов при перекрытии коробок шириной до 8-10м.

При обустройстве пролетов крупнее возникает опасность деформации стропильных ног. Чтобы исключить провисание и прогиб деревянных деталей из пиломатериалов, устанавливают укрепляющие элементы: подкосы, схватки, боковые прогоны и др.

Дополнительные детали обеспечивают жесткость и устойчивость крупного сооружения, но увеличивают нагрузку. Как определяется суммарная нагрузка и производится расчет элементов стропильной системы, мы уже разбирали.

Этап #2 — расчет ширины

Оба типа деревянных стропильных систем сооружаются по балкам перекрытия или по мауэрлату. От типа основы зависит, как вычисляется ширина крыши:

• При монтаже на балки перекрытия именно они формируют карнизный свес, т.е. определяют габариты крыши.
• При установке на мауэрлат ширина крыши определяется путем сложения трех величин. Суммировать нужно ширину коробки и две проекции ширины карнизного свеса. Однако в расчетах используется только несущая часть ширины крыши, равная ширине коробки.

Функцию мауэрлата в каркасных постройках выполняет верхняя обвязка, заодно соединяющая разрозненные элементы в единый каркас. В деревянном строительстве мауэрлатом служит верхний венец, сложенный брусом или бревном.

В случае применения «балочной» схемы устройства используются так называемые матицы – брусья или бревна, уложенные под верхним венцом стопы в качестве перекрытия.

Карнизные свесы крыш, установленных на мауэрлат, могут быть сформированы непосредственно стропильными ногами, пришитыми к ним кобылками или кирпичным выступом. Последний вариант, естественно, применяется при возведении кирпичных стен. Выбор ширины свеса продиктован типом кровельного покрытия и материалом, из которого сложены стены.

Примеры рекомендованной ширины свеса:

• Для шиферной кровли не более 10см;
• Для битумной черепицы в интервале 30-40см;
• Для металлочерепицы 40-50см;
• Для профлиста 50см;
• Для керамической черепицы 50-60см.

Стены из бревна и бруса требуют усиленной защиты от косых дождей, потому свесы над ними обычно увеличивают на 10-15см. При превышении предельного значения ширины свеса, рекомендованного производителем, необходимо предусмотреть мероприятия по его укреплению.

Возможна установка наружных подкосов на стены или опорных столбов, которые одновременно смогут играть роль конструктивных элементов террасы, крыльца, веранды.

Этап #3 — определение уклона

Углу наклона скатов дозволено варьировать в широчайших пределах, в среднем от 10º до 60º с допустимыми отклонениями в обе стороны. Традиционно обе плоскости двухскатной крыши имеют равные углы наклона.

Даже в несимметричных конструкциях для жилых домов их в основном располагают под равным углом, а эффекта асимметрии добиваются путем сооружения разно-размерных скатов. Чаще всего различия в уклоне основных частей крыши наблюдаются при строительстве дачных домиков и бытовых объектов.

На процедуру определения оптимальной крутизны двухскатной крыши существенное влияние оказывают три фактора:

• Тип покрытия вкупе с весом предназначенной для него обрешетки. Вид кровельного материала определяет технологию монтажа и способ устройства основания для его крепления. Чем плотнее получается кровля, тем меньшее значение может быть у уклона. Чем меньше нахлестов и стыков между элементами покрытия, тем ниже разрешено быть крыше. И наоборот.
• Вес кровли вместе с компонентами кровельного пирога. Расположенное под углом к горизонту тяжелое покрытие давит на основание только своей проекцией. Короче, чем выше уклон, тем меньшая масса передается на перекрытие. Т.е. под тяжелую кровлю нужно строить крутую крышу.
• Климатическая специфика региона. Высокий уклон способствует быстрому отведению снега и воды, что крайне желательно в областях со значительным уровнем выпадения осадков. Однако высокие скаты очень чувствительны к воздействию ветров, стремящихся их опрокинуть. Потому в регионах с характерными сильными ветрами принято строить пологие конструкции, а в районах с изобильными осадками – крыши с высоким уклоном.

В нормативной документации, применяемой в расчетах углов для возведения двухскатных крыш, встречаются единицы, способные сбить с толку неопытных в кровельном деле домашних строителей. Самая простая величина выражена в безразмерных единицах, самая понятная — в градусах.

Вторая версия передает соотношение высоты крыши к половине ее ширины. Для ее определения проводится линия от центральной точки перекрытия к вершине кровельного треугольника. Реальную линию проводят на схеме дома, воображаемую на объекте. Обозначается величина или в процентах, или в виде математического отношения типа 1: 2,5… 1: 5 и др. В процентах мудренее и неудобней.

Этап #4 — определение высоты конька

У крыши с двумя скатами по желанию хозяина может быть или не быть чердак. В чердачных пространствах двухскатных крыш не положено устраивать полезные помещения. Для этого существует технология сооружения ломаных крыш. Однако высота чердака, применяемого для обслуживания и осмотра крыш углом, не является произвольной.

Согласно предписаниям противопожарной службы от вершины до перекрытия должно быть не меньше 1,6м. Верхний предел продиктован эстетическими убеждениями проектировщиков. Они утверждают, что если высота крыши больше высоты короба, то она словно «давит» на постройку.

Высоту расположения коньковой вершины для устроенных по балкам висячих крыш легче всего определить чертежным методом:

• Чертим схему коробки дома в масштабе.
• Ищем середину верхнего перекрытия.
• От середины вверх прокладываем ось симметрии.
• В любую из сторон от середины откладываем половину ширины крыши – получаем крайнюю точку свеса.
• С помощью транспортира от крайней точки свеса вычерчиваем прямую под углом, рекомендованным производителем кровельного покрытия. Точка ее пересечения с осью будет вершиной крыши. Измерим расстояние от вершины до перекрытия, получим высоту.

Чтобы получить полную картину, на схеме нужно аналогичным способом вычертить второй скат. Параллельно линиям вычерченных скатов надо провести еще две линии на расстоянии, равном толщине стропильных ног в том же масштабе.

Если не устроит конфигурация крыши, можно «поиграть» с высотой на бумаге, изменяя положение точки вершины и уклон крыши в разумных пределах. Те же манипуляции можно провести в одной из чертежных программ.

При вычерчивании абриса крыши, сооружаемой по наслонной технологии, следует учитывать толщину прогонной балки. При внушительной мощности она несколько сдвинет положение скатов.

Народные умельцы считают, что расчеты элементов стропильной системы для строительства двухскатной крыши можно вообще свести к вычислению только сечения прогона. Это самый нагруженный элемент, все остальные имеют право быть тоньше. К примеру, если расчеты покажут, что для конькового прогона потребуется материал 100×150мм, то для стропилин, опор, подкосов достаточно доски 50×150мм.

Процесс поиска высоты конструкций со свесами, сформированными кобылками, немногим отличается от описанной методы. Просто угол уклона вычерчивается не от крайней точки свеса, а от нижнего узла крепления стропилины к мауэрлату. В любом случае вариации с крутизной и размерами запланированной к строительству двухскатной крыши лучше подобрать на «бумаге», чем на стройплощадке.

Этап #5 — расчет расхода материала

Нормальный хозяин загодя задумывается о бюджете строительства. Правда, в предварительной смете по определению будут неточности. Процесс возведения двухскатной крыши наложит свои коррективы на первоначальный расчет материала, но выяснить объем основных трат поможет.

Предварительная смета должна включать:

• Брус для устройства мауэрлата. В жилищном строительстве используют пиломатериал сечением от 100×150мм до 200×200мм. Метраж рассчитывается по периметру коробки с 5% запасом на обработку и соединения. Аналогичный материал приобретается для устройства лежня, если он запроектирован.
• Доска для изготовления стропилин. Чаще всего для изготовления стропильных ног используют материал сечением от 25×150мм до 100×150мм. Метраж определяется путем умножения длины внешнего ребра на количество. Материал приобретают с запасом 15-20%.
• Доска или брусок для выполнения подкосов, затяжек и опор сечением 50×100, 100×100мм в зависимости от проекта. Тоже нужен запас примерно 10%.
• Материал для устройства обрешетки. Расход его зависит от типа финишного покрытия. Обрешетку сооружают либо сплошной, если будет производиться укладка битумной черепицы, либо разреженной под профнастил, металлочерепицу, обычную черепицу, шифер и пр.
• Рулонная гидроизоляция, метраж которой определяет вид кровли и крутизна. Высокие крыши покрывают водоизоляционным ковром только вдоль свесов, конька и в выпуклых или вогнутых углах. Пологие покрывают сплошным ковром.
• Финишное покрытие. Его количество вычисляют, суммируя площади скатов. Если имеются врезанные слуховые окна, то их площади тоже подсчитывают. Только вычисляют как прямоугольник, а не по факту. Количество запаса для укладки рекомендовано производителями покрытия.
• Материал для обшивки фронтонов и свесов.
• Уголки, пластины, саморезы, скобы, гвозди. Нужны анкера и шпильки, их количество подскажет проект.

Еще потребуются фасонные элементы для обустройства сквозных проходов через крышу, ендов, свесов, конька. Представленный набросок сметы действителен для холодной конструкции. Для утепленной крыши надо будет приобрести утеплитель и пароизоляционную пленку, брусок для контрообрешетки и материал для обшивки крыши изнутри.

Тёплая крыша для мансарды по «норвежской» технологии

В данном случае дело не в этой конкретной технологии, – её я подробно сейчас объяснять не буду, – дело в принципе устройства подобных кровель. Общий принцип везде одинаковый.

Как я уже говорил, если вы хотите сделать мансарду, то вам придётся повозиться со слегово-стропильным устройством крыши. Кроме того, ломаная мансардная крыша и рубленный фронтон сруба – плохое сочетание. Если сруб и самцовые щипцы – то лучше строить полумансарду.

Дом с полумансардой

Кратко остановлюсь на основных моментах общей схемы:

1. Имеем слеги и коньковую слегу, которая обтёсывается, чтобы положить на её обтёсанные грани доски.

Относительно жёстко (гвоздями) обрешётка крепится к коньковой балке

1. Имеем нижний венец с выдолбленной канавкой, в которую входят доски (они входят не до конца – оставлен хороший запас на усадку; то есть эта обрешётка будет сползать вниз).
2. Доски кладут встык в шахматном порядке – чтобы второй слой перекрывал стыки первого, – и скрепляют между собой – получается деревянный щит. Сверху он – сплошная обрешётка, снизу – то есть внутри дома – потолок мансарды.

Паз в верхнем венце боковой стены, чтобы обрешётка могла скользить при усадке (похож на «поток» в традиционном срубе без гвоздей, согласны?)
Пока что всё очень похоже на деревянную кровлю на слегах, не правда ли?

1. На щит кладут пароизоляцию.
2. Ставят стропила на скользящих крепежах.
3. Между стропилами укладывают минвату.
4. (Здесь интересно – что можно ведь и пенопласт! А почему нет? Минвата ничуть не экологичнее и не «природнее», а если уж на то пошло – пенопласт конденсата не боится, значит – не нужна морока с плёнками изоляций. Но почему-то чаще речь о минвате в рецептах таких «пирогов».)
5. Поверх утеплителя – гидроизоляционная мембрана.
6. И вот тут появляется смысл в стропилах! На них крепят ещё обрешётку.
7. На неё крепят финишный кровельный материал.

Уловите основную мысль: во всей этой схеме скользящие стропила появились только потому, что нужно было положить утеплитель, например. Из-за того, чтобы получить «тёплую» крышу для мансарды. В любом другом случае класть кровлю можно было бы прямо на первую обрешётку, а то и сразу на слеги!

Это и есть общий принцип:

Для строительства крыш срубов с рублеными (самцовыми) фронтонами, при возможности и даже необходимости установки мощных массивных слегов, установка стропил нужна лишь в случае обустройства мансарды.

В общем, мыслить нужно творчески – чтобы не выполнять дурной, ненужной работы. А то нынче странная и иррациональная вера у многих, что какая бы крыша не была – стропила нужны обязательно! А это далеко не так.

Немного о деревянной кровле

Казалось бы: деревянная кровля? она же сгниёт!

Это не так. Кровля из осиновой дранки (схожие материалы – гонт, лемех), или тёса может служить 40-50, а то и более лет. Из дополнительных плюсов то, что такую кровлю легко и дешево ремонтировать – нужно заменить только испортившиеся элементы. В случае капитального обновления тёсовой кровли менять придётся только верхний слой теснин, подтёсок остаётся, как правило, неповреждённым.

Что такое тёсовая кровля? Это первый слой тёсаных досок, поверх – второй слой. Между ними можно проложить бересту («скалу») для дополнительного утепления, гидроизоляции и антисептического эффекта. Береста обладает мощными антисептическими свойствами,и распространяет их на те материалы, которые с ней соприкасаются. Пропитывать чем-либо такие деревянные крыши не стоит – дождь всё равно быстро вымоет, и эффекта особого не будет.

Рекомендую весьма качественный ролик о кровле в русском деревянном зодчестве:

По поводу «теплоты» такой – деревянной – кровли прикиньте сами. Это, конечно, не 20 см какого-нибудь «рокуэлла», но два слоя плотно пригнанного дерева переложенного берестой. В любом случае – теплее голого шифера, черепицы, или металлочерепицы и т.п. То есть для вполне защищённого от лютого холода и влаги чердака, или летней мансарды – отлично. Да, воду такая крыша не пропускает. Пароизоляция ей не нужна (ведь она дышит, как и стены сруба!). Поэтому, кстати, ненужно заливать деревянную кровлю битумом, или пихать туда рубероид, как иногда советуют некоторые странные люди. Из-за таких попыток «модернизации», кровля может наоборот загнить – потому что будет нарушена естественная вентиляция.

Аналогично – крыша из дранки – обладает такими же свойствами.

Просто и по делу про осиновую дранку:

Отличие теснины от обычной обрезной доски в том, что при распиле бревна на доски нарушается естественная структура древесины – разрываются волокна. При производстве тёса и дранки раскол происходит вдоль волокон, благодаря чему эти стройматериалы лучше сопротивляются агрессивным воздействиям среды.