Скатная крыша

При проектировании здания важно правильно выбрать конструкцию крыши. Большой популярностью пользуются скатная кровля. Существует большое количество моделей таких крыш, различающихся по форме каркаса и количеству элементов конструкции.

Плюсы и минусы скатной крыши

К достоинствам таких крыш можно отнести:

• простая система отвода воды;
• снег не скапливается на поверхности;
• возможность организовать дополнительное помещение;
• эстетическая привлекательность;
• длительный срок эксплуатации (свыше 50 лет).

Недостатками такой крыши являются:

• высокая цена;
• сложный монтаж;
• повышенной расход материалов (нужна стропильная система).

Виды и особенности скатных крыш

Что такое скат? Скатом кровли называется ее наклон, который обеспечивает отвод осадков. Скаты чаще всего имеют форму прямоугольника. Существуют различные виды скатных крыш. Скатная крыша — это конструкция, имеющая один или более скатов. Угол наклона ската и его форма зависит от следующих характеристик:

• количества осадков;
• используемых материалов;
• дизайнерского решения.

Существуют различные виды скатной крыши.

Односкатная крыша

Крыша скатная в этом случае устроена просто. Она включает:

• кровельный материал;
• систему стропил;
• обрешетку.

При создании крыш с одним скатом используются различные технологии. Стропильные ноги в простейшей модели располагаются на противоположных стенах, имеющих различную высоту. Таким способом получается односкатная крыша с нужным наклоном.

Иногда такие крыши собирают из треугольных ферм. Их подготавливают на земле. После этого устанавливают на крыше в определенной последовательности. Любая односкатная крыша проще в изготовлении, чем многоскатная крыша.

Двускатная кровля

Двухскатная крыша включает пару скатов, стыкующихся с двух сторон под углом. С торцов располагаются фронтоны, которые собирающиеся из кирпичей, досок и других материалов. Чаще всего делают симметричные двухскатные крыши. Асимметричные конструкции имеют меньшую надежность.

Вальмовая крыша

Данное устройство четырехскатной крыши получило последнее время широкое распространение при строительстве загородных домов. В состав крыши входит четыре ската. Два ската, имеющих форму трапеций, соединяются вверху. Расположенные с торцов дома скаты имеют треугольную форму. Такая конструкция скатной крыши получается из-за короткого конькового бруса. Его длина меньше протяженности пролета дома.

Стропильная система четырехскатной крыши имеет свои особенности. В отличие от двускатных моделей в проекте четырехскатной крыши стропильные ноги имеют различную длину. Соседние скаты разделяются с помощью накосных стропил. С помощью них углы дома соединяются с торцовой частью конькового бруса. Часто они располагаются на специальных опорах (шпренгелях).

У стропильной системы четырехскатной крыши элементы, упирающиеся в конек, называются стропилами. Деревянные детали, упирающиеся в накосные брусья, называются нарожники. Число нарожников увеличивается при уменьшении наклона кровли.

Четырехскатная крыша применяется часто, а пятискатная крыша встречается очень редко.

Полувальмовая модель

Данный вид вальмовой конструкции содержит фронтон на треугольных скатах. Он может начинаться у карниза или конькового прогона. При начале от конька скат приобретает трапециевидную форму. В результате возникают стыки элементов, требующих дополнительного усиления. При больших размерах таких скатов необходимо усиление брусом с поперечным сечением 10х10 см2. При небольшом скате можно укрепить конструкцию с помощью упорной доски, укрепленной на стойках фронтона.

Шатровая

Другой разновидностью четырехскатной крыши является шатровая.  Каждый скат крыши выполнен в форме равнобедренного треугольника. Они соединяются в одной точке (коньковый узел), в которой происходит стыковка стропил.

Существуют две основные разновидности шатровых крыш, различающиеся расположением стропил:

• Висячие стропила. Верхние концы стропил соединяются в одной точке, поддерживая друг друга.
• Наслонные стропила. Снизу элементы подпираются опорными брусьями, расположенными вертикально. Такая разновидность используется при возведении кровли большого размера для обеспечения надежности конструкции.

Для такой кровли важно, чтобы основание дома было квадратным. Шатровые крыши редко устанавливают на жилые дома, а чаще используют для гаражей и хозяйственных построек.

Мансардная крыша

Кровля скатная похожа на двускатную, но каждый скат имеет две части, наклоненные под разными углами. Название данная скатная кровля получила из-за мансарды, расположенной под крышей.

Мансарда является жилым помещением, и требуется обеспечить необходимую высоту помещения. Мансардные крыши имеют большой наклон (до 60°).

Существуют две технологии строительства мансардных крыш:

• Для дома небольшого размера. Элементы кровли собираются в строго установленном порядке. Сначала монтируются стойки. Они крепятся по фронтону к мауэрлату, а со стороны скатов укрепляются на лежни. На них делается верхняя обвязка. На нее устанавливают стропила (висячие или наслонные). Далее производят монтаж нижних стропил. Они снизу упираются в мауэрлат, а сверху прикрепляются к обвязке.
• Для дома большого размера. Такую конструкцию изготавливают из отдельных частей на земле. Готовые части поднимают.

Многощипцовые модели

Конструкцию применяют для дома квадратной формы. Многощипцовая крыша возводится над зданием, имеющим выступы. Такие скатные кровли относятся к самым сложным. Крыша разделена на несколько отделов двускатной крыши. Особенностью данной конструкции является присутствие нескольких фронтонов, называющихся щипцами. Поэтому крыша получила такое название.

Важной деталью такой скатной кровли является ендова. Так называют стык скатов двух различных отделов крыши. Ендова подвергается повышенным нагрузкам из-за дождя и снега. Необходимо обеспечить герметизацию ендовы. В этой части укладывают дополнительно железные листы или несколько слоев прорезиненной мембраны, обладающей хорошими гидроизоляционными свойствами.

Сводчатая кровля

Конструкция называется таким образом из-за скругленной стропильной системы. В системе отсутствуют резкие переходы. На таких кровлях используют, как правило, черепицу или другие штучные материалы. При возведении загородных домов конструкция используется редко из-за сложности возведения и большого расхода строительных материалов.

Бубновая разновидность

Эту конструкцию многоскатной кровли придумал архитектор Судейкин более ста лет назад, поэтому такую кровлю часто называют его именем. Бубновая крыша включает множество различных элементов. Их необходимо собирать в определенной последовательности.

Устройство крыш и их характеристики

Сначала возводится каркас крыши, представляющий собой стропильную систему. Именно стропила задают формы скатных крыш.

Типы и схемы стропильных конструкций

Стропильные системы бывают двух разновидностей:

• Висячие стропила используются для двускатных крыш с пролетами до пяти метров. Нижние концы стропил устанавливаются на мауэрлате, а верхние концы опираются друг на друга.
• Наслонные стропила. Используются при пролетах крыш 10-15 м. Верхняя часть крепится к коньковому прогону, а нижняя крепится к мауэрлату.

Узлы, функции и характеристики

На скатной кровле выделяют следующие узлы:

• Крепление стропильных ног к мауэрлату. Здесь основной акцент делается на надежность соединения с сохранением целостности опорного бруса.
• Фиксация стропил в верхней точке. Крепление может осуществляться к коньковому прогону или друг к другу.
• Фиксация укороченных стропил и нарожников на диагональных стропилах. Укороченные стропила крепятся к мауэрлату, не нарушая его целостности.
• Крепление к элементам, использующимся для повышения прочности конструкции.
• Карнизный свес. Он формируется между подшивкой и выступающими частями кровли.

Карнизные свесы могут быть:

• коробчатыми;
• укороченными;
• подшитыми по плоскости.

Виды конструктивных элементов

Конструктивные элементы скатной крыши можно разделить на две категории: несущие и ограждающие.

Несущие

Основная нагрузка приходится на несущие компоненты конструкции кровли. Они состоят из стропильной системы, образующей каркас.

Несущими элементами такой системы являются:

• Стропила. Верхние концы стыкуются между собой, а нижние опираются на мауэрлат. Стропила могут быть висячие и наслонные. Висячие опираются на конек или непосредственно на стропила, расположенные, с другой стороны. У наслонных стропил опора предусмотрена также в середине.
• Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения нагрузки на стену. Он представляет собой брусья, расположенные по границе стены.
• Коньковый прогон. Самый высокий элемент крыши, который соединяет фермы.
• Стойка. Брусок, поддерживающий стропильную ногу и снижающий нагрузку на нее. Из стоек образуются стены мансарды.
• Бабка и подкос. Первая стойка располагается непосредственно под коньком, а вторая – под углом.

Стропильные ноги упираются в мауэрлат и соединяются ригелями (горизонтальными опорными элементами) с затяжками.
Создание кровли начинается с установки на несущих стенах мауэрлата. Затем на мауэрлат монтируют балки перекрытия, которые являются несущими элементами чердака. На стойки крепят коньковый прогон. Затем устанавливают стропила, к которым крепятся кобылки (доски для свеса крыши). С их помощью скат расширяется за границу стен дома.

После этого создается корпус для софитов и обрешетка. Далее осуществляют гидроизоляцию конструкции с помощью мембран. Поверх гидроизоляционных материалов укладывают контробрешетку (деревянные бруски толщиной 3-5 см) для обеспечения вентиляции. После размещения шаговой обрешетки приступают к укладке кровли.

Ограждающие

Кровля служит ограждением крыши с внешней стороны. Она защищает дом от погодных воздействий. На кровле располагаются следующие ограждающие элементы:

• Коньковые. Они представляют собой уголки, которые закрывают конек.
• Фронтальные. Они предохраняют торцы скатов от воздействия осадков.
• Козырек. Он представляет собой дополнительную мини-крышу, которая располагается над торцевыми стенами.
• Фартук и колпак. Они устанавливаются на вентиляционный короб трубы.
• Софиты. Устанавливаются на свесы для защиты от мусора и насекомых, а также для обеспечения вентиляции.

Последней устанавливают водосточную систему, состоящую из труб и карнизов.

Проектирование плана, чертежи

При работе над проектом определяются с финишным покрытием и конструкцией крыши. Проект крыши помогает точно рассчитать необходимое количество материалов. Лучше поручить эту работу специалистам, но можно сделать чертежи своими руками. Сначала на чертеже наносят контур кровли. Направление уклонов крыши указывается с помощью стрелок. Далее рисуют ребра. Находят биссектрисы углов между ребрами. По ним направляют ендовы, накосные ребра. Потом наносят коньки.

По чертежам можно вычислить необходимое количество:

• древесины;
• гидроизоляционного материала и утеплителя;
• кровельного и пароизоляционного материала.

По боковому и фронтальному чертежу можно получить представление о несущей конструкции. Можно также вычислить необходимое количество коньков, ветровых досок и других деталей.

На чертеже обязательно отмечают:

• расположение слуховых окон;
• места водосточных труб с желобами;
• вариант настила кровли.

Также четкими линиями на чертеже должны быть отмечены:

• щипцы;
• коньки;
• границы парапетов;
• разуклоны.

Среди частых ошибок можно выделить:

• карнизы недостаточной ширины;
• неправильный водоотвод;
• низкое качество материала для обрешетки;
• расположение в разуклонных зонах вывода вентиляции;
• слишком много парапетов и снегоприемных решеток.

Перечисленные ошибки снижают эксплуатационные возможности кровли и приводят к сокращению срока эксплуатации.

Состав кровельного пирога в разрезе

При проектировании кровельного пирога надо учитывать его соответствие следующим требованиям:

• защита от осадков;
• отсутствие продувания;
• сохранение тепла;
• защита от парообразования.

В разрезе будут видны следующие слои:

• пароизоляционный – нижний слой из стойкого полиэтилена;
• теплоизоляционный – слой минеральной ваты, пеноплекса или пенополистирола;
• гидроизоляционный – наружный слой, в котором места сопряжения со стенами герметично заклеены.

Важным условием является использование невоспламеняющихся материалов, чтобы обеспечить соответствие противопожарным требованиям.

Расчет скатной крыши

Расчет скатной кровли можно осуществить с помощью онлайн-калькулятора, который легко найти в интернете. Он позволяет рассчитать все основные параметры от полной нагрузки на крышу до оптимального угла наклона. Такие калькуляторы осуществляют расчет для различных кровельных материалов и типов скатных крыш.

Расчет нагрузки

При расчете нагрузки на кровлю надо учитывать следующие параметры:

• Вес кровли с учетом обрешетки и стропил, утеплителя, кровельного и подкладочного материалов.
• Снеговая нагрузка. Для определения предела прочности учитывается полный вес снежного покрова. Нагрузка зависит от наклона кровли.
• Ветровая нагрузка. При больших углах наклона кровли ветровая нагрузка возрастает. При малых углах наклона увеличивается подъемная сила, которая может сорвать крышу.

Расчет сечения и шага установки стропильной системы

При выборе шага установки и сечения стропил надо руководствоваться данными, приведенными в таблице.

Длина стропил, м	Поперечное сечение, в мм2	Шаг установки, м
Меньше 3	80х100	1,2
Меньше 3	90х100	1,8
3-4	80х160	1
3-4	90х180	1,8
4-6	80х200	1
4-6	100х200	1,4

Монтаж скатной кровли

К возведению верхней части дома надо приступать после завершения проектирования и закупки требуемых материалов.

Монтаж мауэрлата

Поверх стен укладывается мауэрлат, на который опирается кровельная система. Обычно его изготавливают из деревянных балок сечением 10х10 см2. Возможно укладывать по две балки сечением 10Х5 см2, скрепляя их саморезами и специальными скобами.

Балки укладывают на гидроизоляционный слой. В стенах подготавливаются для них посадочные места. Через 0,5 – 1,5 м вставляют анкерные болты. В балках под эти болты делают отверстия таким образом, чтобы болт, гайка и шайба скрывались внутри балок.

Устройство стропил к мауэрлату

Стропила крепятся к мауэрлату с помощью запилов, которые предварительно делаются снизу стропил. Их выпиливают ручной пилой или на станке. Для надежности крепления стропил к опорной раме дополнительно используют металлический уголок, которые фиксируются саморезами.

Монтаж стропил к несущей стене

В процессе строительства стропильную систему усиливают за счет присоединения к несущим стенам. Применяется четырехмиллиметровая металлическая проволока. Ее оборачивают  вокруг стропил и фиксируют на стене с помощью анкерных болтов.

Устройство узлов усиления

Строительный каркас создает дополнительную нагрузку. Для усиления кровельной системы дополнительно устанавливают распорки, подкосы и стойки из дерева. Подкосы устанавливаются под углом 45°-60°, а стойки располагаются вертикально.

Крепление стропил к прогону

Стропило к коньковому прогону крепятся следующими способами:

• путем сращивания торцов стропил с прогоном;
• путем фиксации верхних частей стропильных ног на прогоне.

Устройство обрешетки и контробрешетки

Обрешетка представляет собой опорную плоскость, на которой формируется кровельное покрытие. На стропильные ноги укладывают доски 15х2 см2 с шагом 50-100 см. Между досками оставляют зазор в несколько миллиметров для учета температурного расширения.

На обрешетку набивают рейки, которые называются контробрешеткой. Их набивают поперек досок обрешетки. На контробрешетку укладывают завершающий слой кровли.

Обрешетка и контробрешетка совместно с гидроизоляционным слоем образуют вентиляционный зазор.

Гидроизоляция скатной кровли

Надо дополнительно изолировать подкровельное пространство от проникновения влаги, потому что стропильная системы сделана из древесины. Она подвержена гниению и распространению плесени. Изоляционная прокладка должна защитить деревянные элементы от влаги, скапливающейся в следующих местах:

• карнизах;
• по границам мансардных окон;
• ендовах;
• участках крыши, примыкающих к трубам.

Гидроизоляционный материал укладывают на обрешетку и закрепляют рейками контробрешетки. Для гидроизоляции используют рубероид или ПВХ-пленку. Рулоны водоотталкивающего материала укладывают снизу-вверх внахлест (область перекрытия в вертикальном направлении составляет 10 см).

Вентиляция кровельного пирога

Вентиляция кровли нужна для выполнение следующих задач:

• Выравнивание температуры по всей кровле. Это позволит избежать образования сосулек при таянии снега.
• Удаление водяного пара. Скопление влаги на поверхности может привести к постепенному разрушению кровли.
• Отведение избытка тепла в жаркую погоду. За счет проветривания подкровельного пространства удается избежать перегрева.

Способ вентиляции зависит от использования подкровельного пространства. Вентиляция кровли, как правило, производится за счет естественного перемещения воздуха в пространстве под кровлей. Возможна также организация принудительной вентиляции с применением дефлекторов или турбин.

Утепление скатной кровли

Через крышу может уходить до 40% тепла. При правильном утеплении кровли можно обеспечить существенную экономию. Если не планируется использовать чердак в качестве жилого помещения, то утепляется чердачный пол или потолок внутреннего помещения.

Слои при утеплении располагаются в следующем порядке:

• гидроизолирующая пленка (размещается сразу после кровельного покрытия);
• утеплитель (располагается между стропилами);
• мембрана, обеспечивающая пароизоляцию;
• декоративная обшивка.

Между всеми перечисленными слоями должны существовать вентиляционные зазоры. Это позволит избежать скопления влаги.

В качестве утеплителя чаще всего используют:

• минеральные ваты;
• базальтовые ваты;
• стекловолокна.

При строительстве частных домов лучше применять плиты минеральной ваты, которые удобно монтировать.

Монтаж финального покрытия

На выбор кровельного материала в первую очередь оказывает влияние его стоимость и сложность установки. Наиболее часто используют следующие материалы:

• Битумное покрытие. Возможно использование рубероида. Рулоны укладывают внахлест на битумную мастику. Также используются битумные плитки. Они состоят из стеклохолста, который пропитан битумным составом с добавками кварцевого песка. Плитка укладывается внахлест и прибивается к доскам гвоздями.
• Металлочерепица или черепица. Металлочерепица изготавливается путем прессования в пресс-формах листов металла. Черепицу получают с помощью обжига глиняных волнистых листов. Материалы укрепляются на крыше внахлест снизу-вверх.
• Шифер. Асбестовые листы крепятся с помощью шиферных гвоздей. Волны направлены по направлению склона. Листы шифера укладываются внахлест.
• Профнастил. ПО свойствам похож на металлочерепицу, но в сечении вместо волн имеет прямоугольные выступы. Окрашенные в яркие цвета листы придают кровле привлекательный внешний вид. Крепление осуществляется саморезами с резиновыми шайбами.
• Ондулин. Экологически чистый материал, который используется вместо шифера. Ондулиновые панели состоят из прессованной целлюлозы, пропитанной битумом. Малый вес материала упрощает монтажные работы.
• Фальцевая кровля. Представляет собой тонкие панели, соединяющиеся замковым способом. Покрытие является самым дорогим из перечисленных выше.

Водосток

Водосточная система необходима для отвода осадков.  Ее организуют следующим образом:

• по границе дома устанавливают жестяные желоба под свесями крыши;
• по углам крыши вертикально устанавливают трубы из жести, которые вверху заканчиваются приемными чашами;
• чтобы вода стекала в эти чаши желоба имеют некоторый наклон в их сторону;
• на нижнем конце водосточных труб устанавливаются сливы для отведения стекающей с крыши воды за границы отмостки.

Нормативная документация

При устройстве скатной кровли надо придерживаться следующих документов:

• СП 17.13330.2017;
• СП 48.13330.2019;
• ГОСТ Р 59122-2020;
• ГОСТ Р 58739-2019;
• СНИП 12-03-2001.

Приведенные нормативные документы являются основными. В них также содержатся отсылки на другие стандарты.

Цены на устройство скатной кровли

В таблице указаны ориентировочные цены на устройство скатной крыши без включения стоимости материала.

Вид работ	Стоимость, рублей
Установка скатной кровли, м2	2000 и выше
Монтаж профнастила, м2	350 и выше
Покрытие натуральной черепицей, м2	750 и выше
Установка мансардных окон, за штуку	4500 и выше
Установка водостоков, за погонный метр	350 и выше
Утепление, м2	300 и выше

Ремонт скатной кровли

В зависимости от степени повреждения покрытия крыши осуществляется мелкий или капитальный ремонт крыши. Мелкий ремонт производят в следующих случаях:

• при починке элементов водостока;
• при заделывании заплатками в металлической кровле небольших отверстий;
• при частичной замене битумного покрытия или черепицы;
• при нарушении герметичности покрытия из рубероида.

Капитальный ремонт со сменой покрытия выполняется в следующих случаях:

• после пожара;
• для ремонта стропильной системы;
• для восстановления гидроизоляции;
• при повреждении большой площади кровельного покрытия.