Проектирование мансардного этажа, примеры схем и расчетов

Некоторые нюансы изготовления ↑

высота мансардного этажа с учетом роста человека

Практически мансарда помимо собственно крыши объединяет в себе стену и потолок. Поэтому чтобы она была в состоянии справиться с функциональными требованиями, возложенными на нее, устройство мансардной крыши должно отличаться от варианта простой.

В принципе, любой чердак, независимо от крыши дома, можно переоборудовать в жилое пространство. Другой вопрос, а насколько мансарда получится удобной? Поэтому лучше все-таки придерживаться определенных правил:

  • если скаты будут крутыми – помещение получится с высоким потолком и наибольшей площадью.
  • согласно строительным нормам как минимум для половины полезной площади расстояние между чистым полом и потолком не должно быть меньше 2,3 м;
  • часть помещения, высота потолка которого меньше 1,5 м, жилой не считается.

Затяжка стропил (горизонтальный элемент каркаса мансардной крыши) – ответственный узел ее конструкции. Она предназначена для усиления конструкции крыши. Расстояние от чистого пола до ее нижнего края должно соответствовать строительным нормам. В случае необходимости затяжки можно поднять, конечно, не ослабляя при этом конструкцию крыши.

Стены, имеющие излом, нередко усиливают стропильную систему, над которой возведены, и позволяют удалить затяжки. Но в этом случае вес крыши перераспределяется на балки перекрытия и, возможно, их потребуется усилить.

Важно
Поэтому любое вмешательство в конструкцию стропильной системы требует тщательного расчета.

https://youtube.com/watch?v=9TM1KN7nSWk%3F

Возможно ли будет получить на мансардном этаже необходимую полезную площадь во многом зависит от конструкции крыши, ее формы. Например, четырехскатная крыша может обеспечить требуемую для полезной площади высоту только под частью кровли, причем ее площадь может быть гораздо меньше, чем у мансардной двухскатной крыши, имеющей тот же периметром. Однако, если установить, например, слуховые окна, то полученная площадь помещения, имеющая нужную высоту, можно будет значительно увеличить.

Совет
Изготовить мансардную крышу своими руками можно, важно только все правильно рассчитать и спланировать, работать поэтапно и без напряжения.

2021 stylekrov.ru

Особенности устройства

Некоторые считают, что мансарда пригодна только для проживания в ней в тёплое время года. Но это не так. Если правильно утеплить конструкцию, то она будет хорошо сохранять тепло в зимний период. К тому же, мансарда даже без дополнительного утепления является воздушной «подушкой» для помещений, находящихся ниже крыши.

Благодаря наличию мансарды в них будет сохраняться оптимальная температура воздуха. Устройство мансардной крыши ломаного типа выглядит так:

  • кровельное покрытие;
  • обрешётка и контробрешётка;
  • коньковый прогон (один или несколько, если у кровли будет много верхушек);
  • стропильная система (ноги, распорки, брусья, диагональные сваи, внутренние опоры);
  • мауэрлат;
  • слои кровельного пирога.

Ломаная крыша является подвидом двускатной кровли, но она имеет более сложную конфигурацию. Поэтому возводить её тоже непросто.

Особенностями устройства считаются такие критерии:

Нижние стропила должны быть под углом от 20° до 30°, а верхние – от 50°.
Ширина кровли – оптимальное значение около 5-6 м.
Высота не должна быть меньше 2,2-2,5 м, иначе в таком помещении будет некомфортно находиться.
Стены мансарды по сути являются крышей, а кровля всегда уступает по своим теплоизоляционным показателям несущим стенам, поэтому важно уложить утеплитель в несколько слоёв и выбирать тот материал, который обладает максимальной защитой от теплопотерь зимой и нагревания солнцем летом.
Мансарду нужно оборудовать качественной вентиляцией, оставив достаточные зазоры и отверстия под вентиляционные каналы. Хороший вентиляционный воздухообмен напрямую связан с гидроизоляцией и пароизоляцией.
Эти материалы нужно выбирать с особой тщательностью, ведь тогда будет предотвращено попадание испарений с нижних этажей на мансарду и влаги с улицы внутрь крыши.

Финишное кровельное покрытие не должно оказывать слишком большое давление на капитальные стены и балки перекрытий

Лёгким и крепким покрытием являются профлисты, битумная черепица или металлочерепица.

Появление конденсата и другие ошибки

В таблице приведены самые распространённые ошибки при возведении мансардной крыши.

Вид ошибок
Ошибка
Решение проблемы
Конструктивные
Использование необработанной древесины.
Чтобы в древесине не заводились паразиты, плесень и была исключена возможность гниения или моментального возгорания в случае пожара, пиломатериалы обязательно нужно обрабатывать антипиренами и другими антисептическими обработками.
Крепление стропил проводится ненадёжно и осуществляется без применения теплоизоляционной прокладки.
Проводить крепление без предварительных расчётов – нельзя. Стоит приобретать только надёжные и специальные крепёжные элементы.
Ошибки во время монтажа утеплителя
Неправильная теплоизоляция и появление конденсата на стенах
Любой, даже самый качественный материал, без должной вентиляции быстро придёт в негодность

Поэтому важно на этапе создания обрешётки и монтажа утеплителя оставить вентиляционный зазор. А перед тем, как монтировать следующий лист утеплителя, нужно убедиться в герметичности предыдущего, особенно в месте примыкания к стене.
Маленькая толщина утеплителя
Есть регионы, где минимальной толщины утеплителя будет недостаточно
Поэтому нужно учитывать климатические условия и подбирать материал нужной толщины.
Ошибки при монтаже окон
Отсутствие утеплителя вокруг окна
Некоторые строители большое внимание уделяют крепости стеклопакета, чем утеплению вокруг окна, а в итоге в этих местах накапливается конденсат и появляется плесень

Решение – зону монтажа и откосы утеплить минеральной ватой.
Также под окнами желательно установить отопительные приборы.

Устройство мансардной крыши

Эти знания помогут при расчетах стропильной системы двускатной крыши, благодаря чему помещения станут более удобными, а процесс строительства упростится.

Таблица. Структура мансардной кровли

Элемент кровельного пирога
Характеристики и особенности

Паробарьер

Назначение – минимизация количества пара, попадающего в утеплитель кровельного пирога. К сожалению, сделать защиту абсолютно герметичной невозможно, всегда будут небольшие щели в местах примыканий или нахлеста. Даже теоретически сложно заделать самые маленькие щели, а со временем скотч теряет показатели адгезии и щели увеличиваются в размерах. Такое положение усложняет строительство мансардной кровли, для его устранения необходимо принимать специальные строительные мероприятия, какие именно, мы расскажем немного ниже. В качестве материалов для парозащиты можно использовать дорогостоящие мембраны или дешевые полиэтиленовые пленки. По эффективности между ними никакой разницы нет, но стоимость отличается в разы.

Утеплитель

Для утепления можно использовать эковату, керамзит, напыляемый пенополиуретан и т. д. Но такие материалы не всегда отвечают требованиям застройщиков, а потому применяются реже

Наибольшее распространение получила рулонная или прессованная минеральная вата, и застройщику важно знать ее размеры еще на стадии проектирования стропильной системы. Линейные параметры утеплителя учитываются во время определения шага стропильных ног и их высоты

Есть варианты утепления мансардных крыш плитами пенопласта. Современные его виды санитарными и противопожарными организациями допущены к установке в различных помещениях. Количество выделяемых вредных соединений не выходит за пределы допустимых норм, материал не поддерживает горения. От типа утеплителя зависит ветрозащитный слой.

Ветрозащита

Этот слой устанавливается поверх утеплителя из минеральной ваты. Задач у ветрозащиты несколько: выпускать пар из минеральной ваты, не допускать попадания в нее капель конденсата, уменьшать тепловые потери в результате выдувания. Одновременно такие задачи может выполнять только современная мембрана. Она состоит из нескольких отдельных слоев, каждый из них имеет свое конкретное назначение. Мембрана пропускает пар, за счет чего понижается относительная влажность минеральной ваты, кроме того, она не позволяет каплям воды попадать в утеплитель. Одновременно мембрана герметична для потоков воздуха, что минимизирует тепловые потери из мансардных помещений. Важно знать, что такую сложную защиту требует лишь минвата, это один из ее весомых недостатков. Что касается пенопласта, то он не впитывает влагу и не повышает относительную влажность. Соответственно, защита не требуется, один слой кровельного пирога мансардной крыши можно не монтировать.

Кровельное покрытие

Тип и характеристики кровельного покрытия заметного влияния на эксплуатационные показатели мансардных крыш не оказывают. Существуют особенности изготовления обрешетки и контробрешетки, все остальное касается только дизайнерских изменений.

Так надо строить все мансардные крыши, вне зависимости от их архитектурных особенностей и наличия дополнительных элементов. И последнее. Если обыкновенная холодная крыша прощает незначительные ошибки, их можно исправить во время эксплуатации здания без больших негативных последствий, то мансардные такого не позволяют. Проблемы могут обнаруживаться через несколько лет, когда разрушения несущих элементов стропильной системы достигли критических значений. Требуется не только полная переделка всей крыши, но и новая отделка внутренних стен мансардных помещений. Такие работы стоят намного дороже, чем новое строительство. Всегда помните об этом и очень внимательно относитесь к созданию мансардных кровель.

Нарушение технологии при устройстве мансардной крыше может привести к порче деревянных элементов

Технология устройства кровли

Процесс устройства стропильной системы разделим на три этапа:

Основные этапы монтажа стропильной системы

Далее пошагово рассмотрим устройство от начала и до конца.

Подготовка материалов

Чтобы обеспечить большой изгибающий момент стропильной системы, для ее устройства понадобятся следующие материалы:

Крепежный элемент типа «ползун», который состоит из скользящей опоры и петли;

Крепеж типа «ползун» обеспечит скользящее крепление стропил

  • Болты и стальные пластины для обустройства верхнего узла стропил;
  • Брус 100х100 мм для мауэрлата;
  • Анкера для крепления мауэрлата;
  • Рубероид;
  • Антисептик для дерева.

После подготовки материалов можно приступать к работе.

Подготовка конструкции к установке стропил

Подготовка конструкции своими руками к установке стропил осуществляется следующим образом:

Иллюстрации Действия
Гидроизоляция. На стены обязательно нужно постелить слой рубероида. Для этого вначале обработайте поверхность стен битумной мастикой, после чего, не дожидаясь ее застывания, уложите полоску рубероида. Такая мера предотвратит проникновение влаги из стен в деревянную конструкцию.
Монтаж мауэралата:
  • Уложите на две стены, на которые будут опираться стропила, брус 100х100 мм. Если Фронтон будет каркасным, брус укладывается по периметру, т.е. на все четыре стены ;
  • Чтобы закрепить мауэрлат на стенах, просверлите отверстия с шагом 40-50 сантиметров по диаметру анкеров;
  • Вставьте в отверстия анкера и затяните их, чтобы зафиксировать мауэрлат.
Установка конькового прогона. Процесс монтажа балки зависит от типа фронтона:
  • Если фронтон каркасный, по центру торцовых стен на мауэрлат устанавливаются стойки и фиксируются стальными уголками и шурупами. Далее между стойками крепится коньковый прогон при помощи шурупов или гвоздей;
  • Если фронтон кирпичный, в нем обычно делается специальный выступ, на которую ложится балка, как показано на схеме. Для фиксации балки используются стальные уголки и анкера.
  • Место примыкания бруска к фронтону обязательно гидроизолируйте. Для этого брус можно обмотать рубероидом.

Теперь конструкция готова к укладке стропильных ног.

На схеме — устройство безраспорной стропильной системы

Монтаж стропильных ног

Теперь можно приступать к самой ответственной части работы — монтажу стропильных ног. Эта операция осуществляется так:

Иллюстрации Действия
Монтаж верхнего узла. Устройство конькового узла осуществляется в такой последовательности:
  • Крепление стропильных ног друг к другу осуществляется металлическими пластинами, поэтому начните работу с крепления пластин к верхнему краю стропил;
  • Чтобы предотвратить смещение стропильной фермы вдоль оси конькового прогона, сделайте в последнем пазы под стропильные ноги;
  • Соедините две ответные стропильные ноги одним болтом. В результате стропила смогут свободно вращаться вокруг оси болта.Учтите, что все болты должны располагаться на одной линии, параллельной коньковому прогону, для формирования ровного конька.
Монтаж нижнего узла: Нижняя часть стропильной ноги крепится к мауэрлату следующим образом:
  • Закрепите возле стропила пластину ползуна;
  • К самой стропильной ноге прикрепите петлю так, чтобы пластина ползуна оказалась внутри нее;
  • Чтобы стропильная нога не сместилась вдоль оси мауэрлата с двух ее сторон закрепите стальной уголок, зафиксировав его на мауэрлате.По такому принципу закрепите все стропильные ноги.

Надо сказать, что верхнюю часть стропил иногда крепят жестко. Для этого между стропильными ногами над коньковым прогоном и под ним устанавливают затяжки, обеспечивающие жесткое защемление балки.

На схеме — жесткое крепление стропил в верхнем узле

Подобный монтаж рекомендуется выполнять в регионах с повышенным уровнем выпадения осадков, т.е. когда снеговая нагрузка на кровлю высокая.

Существует также вариант системы, при которой нижняя часть стропил фиксируется жестко, а верхняя свободно перемещается поперек оси конькового прогона. Но, в этом случае коньковый узел получается нестабильным, что имеет свои минусы. Поэтому выше мы рассмотрели самый оптимальный вариант безраспорной конструкции стропильной системы.

Гидроизоляция и обрешетка крыши осуществляется по стандартной схеме

После монтажа конструкции нужно выполнить гидроизоляцию, набить обрешетку и уложить кровельное покрытие. Эта работа осуществляется так же, как и при монтаже любой кровли. Подробно ознакомиться с ней вы можете из других статей на нашем портале.

Подготовка: проектирование, расчеты, инструменты, материалы


конструкция имеет много сложных элементов, которые нужно идеально подгонять

Для того, чтобы начать строительство требуется использовать готовый чертеж.

В нем должны быть указаны все точные размеры (длина, толщина) балок, а также материалы, которые будут применяться для кровли. Чертеж делается на основе конструкции стен, а также из расчетов погодных условий в регионе (осадки и ветер).

Хорошим вариантом при проектировании считается использование 3D модели крыши, особенно если она имеет ломанную форму. При расчете рисуется схематическое изображение кровли, которое требуется разделить на простые геометрические фигуры. Это поможет более правильно рассчитать необходимые материалы.

Например, при большом количестве снега зимой следует делать более крутой наклон, но при этом возрастает парусность конструкции, из-за чего сопротивление ветру будет ниже. Также на кровельных материалах указывается допустимый угол наклона, при котором их можно использовать.

Для постройки требуется:

  • пила по дереву с разным сечением зубьев;
  • стамески;
  • молотки;
  • болгарка (для обрезки анкерных креплений);
  • дрель с набором длинных сверл по дереву;
  • рубероид для гидроизоляции балок;
  • анкерные крепежи и гвозди;
  • кровельный материал.

А также деревянные балки под:

  • мауэрлат (не меньше 150 мм);
  • перекрытия (от 200 мм);
  • прогоны и подкосы (50х150 мм);
  • диагональные стропила (100х150 мм);
  • ригеля (50х200 мм);
  • подвесные стойки (25х150 мм).

Также в зависимости от конструкции крыши могут пригодиться металлические скобы и саморезы.

Угол наклона

Очень важным параметром в сооружении крыши является определения угла наклона крыши. Такое значение определяется не только дизайном здания, особенностями фасада, но и выбранным кровельным материалом и местными климатическими условиями.

Если осадки, выпадающие на местности, где расположен дом, имеет большое значение, то угол наклона крыши колеблется от 45 до 60 градусов.

Такое значение ската обеспечит лучший сход снега с поверхности, а, соответственно и уменьшению уровня нагрузки. Кроме осадков, такой параметр угла оберегает крышу от оледенения.

Если же дом расположен на местности, в которой частое явление – это сильные ветры, то значение угла ската одолжено быть минимальным. В ином случае конструкция может быть разрушена из-за погодных условий. При таких условиях вариации этого параметра от 9 до 20 градусов.

Однако, самый распространённый и оптимальный угол наклона крыши – это 20-35 градусов. Такое значение подходит для обустройства крыши практически любой разновидностью материала.

ОСТОРОЖНО!
Угол наклона во многом определяет долговечность и надежность сооружения.

Угол наклона

Устройство стропильной системы мансардной крыши

Непосредственно мансардный этаж и определяет то, какой будет крыша над ним. Этажи бывают ломанными, треугольными, ассиметричными, при этом занимать могут всю площадь или ее часть.

ВНИМАНИЕ! Кроме этого, наличие определенного кровельного материала или желание сделать кровлю из определенных покрытий также влияет на разновидность крыши, в каждой из которых свои нюансы обустройства стропильной системы. Прежде, чем разбираться, что собой представляет стропильная конструкция мансардной утепленной кровли, следует ознакомиться с разновидностями конструкций крыш:

Прежде, чем разбираться, что собой представляет стропильная конструкция мансардной утепленной кровли, следует ознакомиться с разновидностями конструкций крыш:

  • Односкатная. Самый простой вид крыши над мансардой, но не слишком популярный. Представляет собой одну наклонную плоскость, которая имеет опору на несущих стенах различной высоты.
  • Двускатная. Такая разновидность представлена двумя скатами, которые расположены противоположно друг другу.
  • Ломаная. У такого вида крыши имеются еще названия – вальмовая и полувальмовая. Такая разновидность конструкции позволяет сделать пространство мансарды оптимальным. Скатов у такой конструкции четыре. Достаточно удобно жить на мансарде, имея такую разновидность крыши.
  • Коническая. Самая сложный вид конструкции, представленный конусом. Подходят для сооружений, у которых круглые или многоугольные очертания.

Виды крыш

Если говорить о разновидностях стропильных систем, то они бывают 3х видов:

  1. Висячая разновидность стропил обеспечивают передачу нагрузки в горизонтальном положении к несущим стенам. Такие стропила являются основанием всей системы. В промежуточных опорах нет необходимости, для соединения балок используются деревянные или металлические затяжки.
  2. Наслонная разновидность стропил применяются в случае расположения несущей стены в центре здания или присутствия промежуточных опор. Такая разновидность стропил устанавливается на наружные стены, при этом средняя их часть имеет опору на внутренние стены. Такую конструкцию можно сооружать только если расстояние от несущей стены до другой до 6,5 м.
  3. Висячая и наслонная разновидность стропильной системы представлена треугольниками, имеющих прямой угол. Дополнительно такую конструкцию оборудуют схватками снизу и сверху системы. Для подвешивания потолка пользуются затяжкой висячих стропил.

Мансардная крыша: двухскатная конструкция деревянного дома

Типы строения кровель и чертежи

При сооружении частных домов самыми распространенными являются скатные крыши. Число наклонных плоскостей при этом бывает разным.

Стандартный вариант

Стропила крепят к мауэрлату нижней частью, верхнюю пятку — к прогону. Некоторая часть каркаса состоит из висячих арок. Они посредине дополнены подвеской, если перекрывают собой пролет, длина которого превышает 3 м. Этот элемент запрещено соединять с арочной затяжкой методом врубки, поскольку его работа состоит в недопущении провисания крепления.

Подпорки стропилин через лежень внизу опираются на перекрытие. Когда требуется увеличить устойчивость, используют подкосы, закрепляемые под подпорки. С прогонами и лежнем стойки соединяют, выполняя врубки, дублируя эти места металлическими уголками.

Также лежень иногда укладывают поверх кирпичных опор или выравнивающих досок. Когда мансарда имеет внизу деревянное перекрытие, разрешено вообще исключить этот элемент, врезая стойки прямо в балки.

Снеговой нагрузки на крутые части скатов практически нет, поскольку осадки не способны на них задерживаться. Но появляется иная проблема — парусность. Порывистый ветер стремится сорвать крышу, из-за чего крепить конструкцию к мауэрлату следует чрезвычайно старательно. Обязательное требование — привязывать скрутками каждую стропилину.

Стропила шире стен

Иногда запланированная модель мансарды имеет слишком узкое пространство внутри. Его удается расширить, если выполнить вынос за пределы капитальных стен опоры стропильных ног. Тогда они будут опираться уже не непосредственно на мауэрлат — опорами станут балки потолка нижнего этажа. При такой системе мауэрлат вообще не требуется. Но обязательно применяют усиливающие подкосы, поскольку под краями боковых треугольников опора вовсе отсутствует.

Посредством выноса стропилин появляется над стеной некий карниз. Если дом кирпичный или бетонный, его ширина не может быть меньше 40 см. Для деревянного же здания его делают еще больше — минимум 50 см.

Каркасные модули

Эта технология несколько отличается от традиционной схемы. На существующее перекрытие монтируют не отдельные стропильные ноги, а подготовленные заранее к креплению блоки в виде модулей боковых стен строящейся мансарды.

Такой метод сооружения позволяет существенно оптимизировать строительство, поскольку вся подготовительная работа производится не вверху, а на земле. Когда действия выполняют в спокойной обстановке, без боязни высоты, удается более точно выполнить узловые соединения.

Дощато-гвоздевая конструкция

Сооружать мощную мансарду поверх небольшого по габаритам дачного строения нецелесообразно, хотя сэкономить место все же желательно. Для владельцев маленьких домов разработан прекрасный вариант — конструкция стропил, изготовленных из досок, сбитых гвоздями. Также такой способ подходит тем, кто мечтает удешевить строительные расходы, поскольку не требуется приобретать цельные брусья для стропил.

Для гарантии пространственной жесткости монтируют ветровые схватки

Характеристики ломаной крыши

Ломаная кровельная система является подвидом двускатной крыши, но с более сложной конфигурацией. Такое название кровля получила из-за своей формы, здесь присутствует наибольшее количество ломаных линий и фигур. Именно поэтому проектировать ее довольно непросто, а зачастую неподготовленному пользователю и вовсе невозможно справиться с данной задачей. Однако, получив определенные навыки и запас знаний, можно выполнить работу своими руками. Внешне кровельная система больше похожа на четырехскатную крышу, такой эффект достигается за счет наличия множества изломов, а также установки стропил в два яруса. При этом нижние стропила имеют более крутой угол установки (от 60 градусов) по сравнению с верхним рядом (менее 30 градусов). Также к особенностям можно отнести и ширину кровли, ведь в данном случае оптимальное значение параметра – 5-6 м. Благодаря такой конструкции, мансардная ломаная крыша позволяет увеличить подкровельное пространство и получить наиболее комфортную высоту потолков.

В целом стропильная система мансардной крыши набором элементов не отличается от привычной для многих пользователей двускатной кровли. Здесь также требуется рассчитать и установить следующие детали:

  • мауэрлат – основание для стропильной системы, выполняется из бруса с прямоугольным сечением 10х15 см;
  • двухуровневые стропила – висячие и наслонные;
  • стойки вертикальные – подпорки для установки затяжек;
  • затяжка – опора для висячих стропил и бабки;
  • подкосы – подпорки для стропильных ног;
  • бабка – подпорка для подкосов, установленных под верхними стропильными ногами;
  • стяжки – придают жесткость всей стропильной системе, соединяют наслонные стропила и стойки.

Стоит отметить, что устройство ломаной мансардной крыши не требует особо точного расчета снеговой нагрузки, так как такой тип кровли имеет основные скаты с углом наклона 60 и более градусов. То есть снежные массы на поверхности не будут задерживаться, а значит и оказать существенное давление не смогут. Это далеко не единственное преимущество кровли такого вида. Также среди достоинств можно отметить 3 положительных качества.

  1. Большое подкровельное пространство, в котором можно устроить жилую комнату либо помещение хозяйственного назначения. Также мансардный этаж позволяет заметно увеличить общую жилую площадь дома, но при этом не потребуется столько усилий и финансовых вложений, как в случае надстройки полноценного этажа.
  2. Ломаная мансардная крыша придает всему строению презентабельный вид, экстерьер выглядит роскошно и оригинально.
  3. Заметно снижаются теплопотери через кровлю. Что в итоге приводит к сокращению расходов на отопление.

Разумеется, говоря о достоинствах, стоит упомянуть и о возможных недостатках. В частности, владельцы мансардных этажей с данным типом крыши должны понимать, что несмотря на наличие большого подкровельного пространства, все же часть потолка и стен могут иметь скошенную форму, из-за чего продумывать дизайн интерьера придется особенно тщательно. Также необходимо прибрести специальные мансардные окна, стоимость которых немного выше стандартных оконных систем. Кроме того, планируя создать жилую комнату в мансарде, следует позаботиться о качественной тепло- и гидроизоляции. Если перечисленные трудности не являются проблемой, то можно сказать, что мансарда с ломаной крышей имеет больше достоинств, чем недостатков. Конечно, избежать большинства проблем можно лишь при условии правильного монтажа кровельной системы.