Односкатная крыша в доме

Дома с односкатными крышами можно увидеть нечасто, в основном это будут современные постройки в стиле нового модерна.

Такой тип крыши используется чаще для пристроек,навесов, гаражей, сараев, бань, потому что при небольшой площади постройки рационально делать именно односкатную кровлю.

По сути, это самое простое решение, но это совсем не означает что оно скучное или примитивное. Односкатный тип кровли особенно придется по душе ценителям минимализма в архитектуре.

Простые очертания всегда выглядят стильно и придают дому особую выразительность. Много классных проектов одноэтажных и двухэтажных домов с различным материалом стен –керамика, газобетон, кирпич, брус, каркасники. В интернете можно найти бесплатные чертежи, готовые решения.

Некоторые компании недорого продают уже готовые опробованные проекты и за дополнительную плату могут изменить, доработать их под Ваши хотелки,  красиво вписать дом в существующий ландшафт, спроектировать фундамент для конкретного грунта и геологии.   

 Использование односкатных кровель очень актуально в дизайне помещений, дает пространство для реализации интересных задумок в интерьере. 

На фотографиях в этой статье я приведу удачные примеры проектов односкатной кровли в каменных, блочных, каркасных, брусовых, одноэтажных, двухэтажных домах, пристройках к дому, гаражах.

Архитекторы интересно сочетают несколько односкатных крыш в проекте одного дома. Применяются выступы, размещение поверхностей на разных уровнях, продолжение таких кровель в навесы над террасами и переходы на соседние постройки.

Наиболее востребованными сейчас являются проекты каркасных и блочных домов.

Перед строительством крыши нужно определиться, на какие стены будет распределяться вся весовая нагрузка, есть ли возможность устройства промежуточных опор (например, на пятую несущую стену в середине дома ).

Согласно СП 31-105-2002 8

Крыши бывают скатными или плоскими. К скатным относятся крыши с уклоном 1:6 и более, к плоским - крыши с уклоном менее 1:6.

Важным входящим условием для проектирования является климатический район, а именно высота снежного покрова.

Средняя плотность лежалого снега 200-300 кг/м3 , при оттепелях она доходит до 500-600 кг/м3. По этой же причине кровля не должна нагреваться, это приведет к образованию плотного снега, наледи и сосулек, необходима хорошая теплоизоляция.

Толщина снега на кровле зависит от ее формы, высоты расположенных рядом строений (могут образовываться снеговые мешки), наличия снегозадержателей, обогревающих элементов, типа покрытия, розы ветров.

В нормативных документах (СП 20.13330.2011 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ) есть карта территории РФ по весу снегового покрова, согласно которой,например, средняя полоса России относится к III-му типу районов, в таблице видим соответствующее значение веса снегового покрова 1,8 кПа ( что соответствует 184 кг/м2 )  

Нормативное же значение снеговой нагрузки вычисляется с учетом еще нескольких коэффициентов, зависящих от уклона покрытия крыши, ее формы, наличия соседних крыш, фонарей, перепадов высот, парапетов и т.д.

Для равномерной передачи нагрузки от каркаса кровли на стены нужен какой-то связующий силовой элемент.

 Между кирпичными стенами и крышей устанавливается для этого мауэрлат, который представляет из себя брус сечениями от 100х100, 100х200 мм. Можно использовать две доски 50х200 или 50х250, уложенных с перевязкой стыков.

Мауэрлат жестко прикрепляется к стенам, это необходимо для предотвращения срыва крыши ветром.

Ранее для крепления стропила крышы и мауэрлат привязывали к кирпичной кладке 6мм проволокой, этот способ можно считать устаревшим, хотя применять его допустимо в некоторых случаях, но не рекомендуется, так как не обеспечивается необходимая жесткость.

Наиболее надежный способ фиксации мауэрлата на стене – при помощи металлических резьбовых шпилек, замоноличенных заранее в армопояс.

Шпильки лучше использовать с резьбой от M14 (минимум для бани или гаража) или М16 (оптимально для дома), вообще можно вплоть до М24.

Предвосхищая возможные возражения, что «хватит и М10», могу поделиться опытом покупки шпилек М12, у которых тело шпильки было глубоко тоньше чем 8 мм, а внешний диаметр достигался неестественно выступающей резьбой, гнулись и ломались такие изделия от небольшого усилия рук. 95% мирового производства метизов -это Китай, и качество металла сильно отличается у разных продавцов.

 Не экономьте на крепеже, ищите качественный и будете спокойней себя чувствовать при ураганном ветре за окном.

 Шаг установки шпилек 500-800 мм, оптимально их разместить между местами креплений будущих стропил или балок перекрытия, так шпильки не будут мешать их последующей установке и фиксации.

Если мауэрлат имеет большое сечение и соответствующий вес, непростой задачей представляется разметка в нем отверстий под шпильки. В таком случае, мауэрлат можно закрепить распорными или химическими анкерными болтами диаметром от 14 мм, плюсом в таком решении будет возможность горизонтально перемещать брус для нахождения оптимального его положения на стене.

 Между мауэрлатом и стеной необходимо проложить гидропароизоляцию (любой битумный рулонный материал для наплавляемой кровли или пару слоев рубероида) , чтобы дерево капиллярно не тянуло влагу из кирпича или бетона.

При переменных пониженных температурах на шпильках и гайках будет образовываться конденсат, поэтому под металлические шайбы желательно положить гидроизоляцию, например в виде квадратиков из рубероида. Шпильки перед установкой часто обрезают болгаркой, и чтобы избежать потеков ржавчины по резьбе, можно их обработать (после затяжки гаек) дешевым антикором на масляной основе, так они сохранятся на годы.  

Мауэрлат перед установкой желательно обработать антисептиком, так как этот элемент крыши находится в наиболее неблагоприятных условиях.

В деревянном срубе или каркасном доме установка мауэрлата не требуется, там для крепления крыши используется верхняя обвязка стен.

В зависимости от выбранного конструктива, на мауэрлат устанавливются стропильные ноги либо балки перекрытия.

В односкатной крыше могут присутствовать два фронтона прямоугольной формы разной высоты( торцевые части), либо один. Они могут быть заранее сформированы стенами, либо деревянным каркасом из досок.

Во втором случае фронтоны фиксируют к стенам гвоздями и саморезами, раскрепляют временными косыми распорками из реек в проектном положении. 

Односкатные крыши часто используются при строительстве своими руками пристроек к существующим зданиям. В таком варианте верхний опорный брус жестко крепится к стене дома, и по возможности под него устанавливаются дополнительные вертикальные подпорки, чтобы разгрузить узел соединения со стеной. 

Для вычисления размеров стропил, можно воспользоваться тригонометрическими функциями. Например, зная величину пролета балок перекрытия b и требуемый угол наклона a, легко посчитать длину стропильной ноги b/cos a и высоту фронтона b*tg а

Для ленивых приведу здесь таблицу некоторых значений синуса,косинуса, тангенса и котангенса характерных для крыши уклонов. 

Например, пролет балок перекрытия b=5 метров, угол наклона кровли 30 градусов, тогда получим высоту фронтона= b*tg 30 град= 5*0,577 = 2,89 метра и длину стропила = b/cos 30 град = 5/0,866 = 5,77 метров.

На онлайн-калькуляторах сможете легко найти значения для любых других углов.

К получившейся длине стропила следует прибавить длину свесов (верхних и нижних). Свесы крыши предохраняют стены от намокания и придают дому архитектурную выразительность.

 Не стоит пугаться больших свесов, они могут быть длиной от 0,6м до 2 м и более.

Если длина стропил не позволяет, свесы делают при помощи кобылок (нарощенных к стропилам внахлест коротких досок)

Стропила в местах опирания на мауэрлат (или верхнюю обвязку фронтона) запиливаются под соответствующим углом в форме треугольника (птичего клюва). В варианте односкатной кровли в каждом стропиле будет 2 таких выреза с противоположных сторон. Работать удобно электролобзиком или циркуляркой, можно цепной электропилой.

 Также желательно отрезать торцы стропил на свесах так, чтобы спилы были вертикальны.

Если этот способ представится удобным, подравнять стропила можно и после их установки, по шнурке, так будет потом проще крепить лобовую доску к их торцам.

Для удобства работы первое стропило после примерки используют как шаблон для остальных.

Для вырезов в стропилах удобно пользоваться угольником американского плотника Свенсона. По его использованию есть много информации, и такой угольник (спасибо китайцам) можно недорого приобрести на известном сайте, обратите только внимание при заказе, чтобы шкала на нем была не в дюймах, а в сантиметрах. По сути этот угольник представляет из себя транспортир (угломер), заточенный для работы с крышами. 

Не представляет никакой сложности впрочем воспользоваться обычным пластиковым или железным уголком 90 градусов, высчитав заранее необходимую длину отрезков по вышеуказанным формулам. Многие на этом этапе осознают, что не зря проходили в школе тригонометрию.

Таким образом для разметки трех десятков стропил не нужно приобретать каких-то профессиональных приспособлений, достаточно рулетки и уголка 90 градусов.

Далее стропила устанавливают на их законное место и крепят с двух сторон к мауэрлату гвоздями и металлическими перфорированными уголками с полками минимум 90х90 мм (лучше 100х100) с применением качественных оцинкованных саморезов PZ 6х50 либо глухарей или аналогичных метизов. 

Шаг стропил удобно брать 580-590 мм в свету, для того, чтобы потом было максимально просто туда вставлять базальтовый утеплитель шириной 600 мм с небольшим его упругим подпором.

Если планируется холодный чердак, то по тому же принципу утеплитель плотно ляжет между балок перкрытия.

Между балок перекрытия ставят короткие перемычки из досок. Благодаря им выпрямляются перекрученные веером балки, задается одинаковый промежуток для утеплителя между ними а также равномерно распределяется нагрузка на перекрытие.

В случае обшивки балок перекрытия снизу и сверху тесом, такие перемычки можно не устанавливать.

Затем крепят короткие доски боковых свесов с двух сторон (при необходимости их устройства).

Для жесткости при больших длинах стропил под них подставляют подкосы и стойки. Подкосы желательно упирать в места максимально близкие к несущим стенам и балочным элементам перекрытия. Для распределения нагрузки на балки перекрытия под опоры укладывают лежни- горизонтально расположенные доски или брус. Такие лежни как раз нужы там, где под перекрытием нет близко расположенной несущей стены, и требуется подпереть стропила.

Там где нет несущих стен для опирания еще можно усилить стропила горизонтальными ригелями (доски, которые создают жесткий треугольник-ферму из стропил).

 Все подпорные стойки, ригеля и подкосы лучше устанавливать после устройста обрешетки, так стропила окажутся четко в одной плоскости скатов,

что также сэкономит время на их выравнивание.        

Функции ветровых связей могут выполнять и металлические элементы (тросы,специальная перфорированная лента, но они работают только на растяжение, соответственно крепить их нужно крест-накрест).

Для дополнительной фиксации деревянных элементов между собой и на отрыв от мауэрлата по ветровым нагрузкам вполне можно использовать казалось-бы устаревшие металлические скобы длиной от 250 (лучше 300) мм, диаметром от 8 мм.

Чем больше пролет любой несущей конструкции, такой как балка или стропило, тем больший изгибающий момент возникает в этом элементе.  

Поэтому для пролетов более 6 метров (без промежуточных подпорок) по расчету потребуется применение высоких сечений бруса, например 70х300 мм. Такой материал не производят в стандартном ассортименте, его будет непросто заказать на пилорамах, да и ценник также не порадует.  

Намного эффективнее в таких случаях применять фермы, клееный брус или двутавровые балки.

Клееный брус –самый дорогой и тяжелый вариант из перечисленных, в конструкциях односкатных крыш применяется не очень часто.

Представляет из себя древесину, склеенную из отдельных досок в единый массивный элемент. Имеет высокие прочностные характеристики, лишен многих недостатков цельного дерева, более однороден по свойствам.

Клееный брус классно смотрится в интерьере,то есть его можно использовать как силовой и декоративный элемент одновременно.

Применение в строительстве клееной древесины ограничено ее высокой стоимостью.

Для стропильных систем с большими пролетами разумнее применять фермы или двутавровые балки. 

Ферма- это силовая пространственная конструкция из отдельных элементов-досок, каждая из которых воспринимает расчетную для нее в конкретном ее месторасположении нагрузку. 

Как правило, основная нагрузка на балки перекрытий и стропила – это растяжение в нижней их части. Увеличивая высоту такой фермы, балки, стропила мы уменьшаем это разрывное усилие на древесину.

Поэтому самые эффективные фермы и двутавровые балки имеют большую высоту. По сути когда мы обычные стропила укрепляем подкосами, ригелями мы и получаем подобие фермы, только собранной на месте.

Вес кровли таким образом не сгибает стропила, а передается через эти силовые элементы ниже, вызывая растяжение нижнего пояса фермы, например им может являться балка перекрытия. И вся конструкция получается жесткой и прочной. 

Двутавровые балки – это по сути те же фермы, в них имеются нижний и верхний силовые пояса из бруса или LVL- древесины, а скрепляет их между собой влагостойкая ОСБ- плита, выполняя функцию раскосов.  

Поэтому в двутавровых балках можно сверлить различные отверстия (например, под вентиляционные или канализационные трубы), это не уменьшит несущей способности балки.

Фермы можно как изготовить на месте, так и заказать на заводе по проектным размерам. Они производятся только из подготовленной высушенной древесины.

Большое внимание уделяют усиливающим элементам в узлах соединений раскосов фермы.

В металлических конструкциях эти усилители называют косынками, в деревянных- пластинами, накладками, они могут быть изотовлены из металла или фанеры.

Устанавливаются накладки вдоль направления действия силы от раскосов к поясам, такие элементы укрепляют места соединений всех несущих деталей фермы.

В заводских условиях металлические оцинкованные пластины с шипами вдаливают прессом в дерево, на стройке можно закрепить все саморезами, гвоздями, различными скобами.

Монтаж готовых ферм осуществляют краном. При относительно небольших пролетах вес ферм получается небольшим что позволяет монтировать их даже вручную.

Двутавровые балки, как правило еще легче чем фермы, поэтому чаще всего при монтаже можно обойтись без крана.

При определенной температуре и влажности воздуха пар может конденсироваться и выпадать в виде росы (конденсата)  на различных поверхностях, в том числе и на деревянной конструкции крыши, на ее покрытии, в чердачном помещении.

Вода-это жизнь, в том числе для плесени, грибка, моха и гнили.

Чтобы на дереве не разводилась подобная флора, необходимо создать условия для отвода конденсата и быстрого высыхания остатков влаги естественным образом.

Для этого в конструкции покрытия кровли предусматривают вентиляционный зазор, формируемый бруском 50х50 мм, прибитым на стропила после натяжения гидроизоляционной пленки.

Далее закрепляют обрешетку и непосредственно само покрытие.

Для просушки (холодного) чердачного пространства необходимы продухи в виде окон во фронтонах, вент.решеток , специальных проходных элементах через кровлю. Чем больше объем чердачного помещения, тем больше должна быть суммарная площадь таких вентиляционных отверстий. От этого зависит скорость просушки чердачного пространства.

Если у крыши есть свесы, вход воздуха удобно организовать через них путем подшивания снизу досок с формированием щелей между ними (так делают в Финляндии), либо готовых перфорированных софитов, либо простых вентрешеток любых форм (США).

Выход воздуха устраивают в верхней части крыши через вент.трубы, специальные вентзазоры под коньками, проходные элементы, слуховые окна.

При помощи пароизоляции также нужно минимизировать проникновение теплого влажного воздуха из помещения на чердак.

Правильное вентилирование кровли- важнейшая задача при ее строительстве, не экономьте никогда на размерах и количестве вент.отверстий.

Если чердачное помещение планируется сделать жилым, в таком случае утепляется не перекрытие, а стропила. Называться уже это будет мансардой. Есть много вариантов утепления мансарды, чаще острые углы у стен, где неудобно передвигаться, зашивают вертикально досками по каркасу, и утепляют уже эти перегородки, получая за ними «холодный треугольник».

 То же и с потолком мансарды.

В таких холодных треугольниках и холодных чердаках проще обеспечить нормальную вентиляцию стропил и обрешетки, чем когда стропила полностью закрыты утеплителем и отделкой (обычно гипсокартоном)

Если делать мансарду, то между помещением и утеплителем должна быть пароизоляционная пленка, а после утеплителя- супердиффузионная мембрана. Это самый дорогой вид из известных кровельных пленок, главная роль такой мембраны в удалении пара, который мог просочиться в утеплитель. И вторая функция – это гидроизоляция, она не пропускает упавший с кровельного покрытия конденсат и мелкие протечки, вся вода скатывается по поверхности пленки вниз.

Распространено заблуждение, что гидроизоляционные пленки необходимо направлять в лотки водостока. Этого делать не нужно, потому что во-первых так закроется подкровельный вентзазор, во-вторых по по факту по этой пленке не будет течь много воды, конденсат просто высыхает там, и все.

На вентзазор между пленкой и кровельным покрытием лучше прикрутить пластиковую или алюминиевую сетку от мелких птиц и насекомых ( от тех же ос, которые могут там настроить себе гнезд)

Принципиальный вопрос в раздумьях о будущей крыше- какой сделать ей уклон.  

Минимальный и рекомендуемый уклон крыши для разных покрытий в таблице :