Мансардная Крыша: Особенности Проектирования Конструкции и Монтажа

Просторный дом с уютной мансардой — многие мечтают о таком. Обыкновенное чердачное помещение, в котором можно обустроить библиотеку, рабочий кабинет, спальню или комнату для подростка. Да, мансарда бывает не в каждом доме. Ее можно достроить к старому зданию, что предполагает определенные сложности и получается не всегда. Именно поэтому, если уж вы запланировали строительство и мечтаете о собственной комнате под самой крышей, почти как у Карлсона, то об обустройстве мансардной крыши стоит позаботиться заранее, еще на этапе разработки проекта.

ЧТО ТАКОЕ МАНСАРДА: ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА ЧЕРДАЧНОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Первые здания с мансардами появились во Франции в далеком XVII веке. Изначально чердачный этаж использовали для хозяйственных и жилых целей, причем жили в таких помещениях бедные люди. В современном строительстве предназначение мансарды не изменилось, но живут под крышей не бедняки: обычно мансардные помещения в многоэтажных домах выбирают творческие личности и люди, которым хочется жить обособленно. Ну, а наличие мансарды в частном доме — это еще один этаж, полноценный и функциональный, поэтому использовать его возможности надо максимально.

В современном строительстве частных домов и коттеджей мансарда помогает решить некоторые жилищно-бытовые вопросы. Данное пространство возможно рационально и выгодно использовать в виде жилой или гостевой комнаты, рабочего кабинета или библиотеки, мастерской или подсобного помещения и т.д. Для этого необходимо особое внимание уделить утеплительным и кровельным работам.

Определение "Мансардного этажа" в нормативной документации.

Широкой популярностью при возведении мансарды пользуется оригинальная двускатная крыша. Такая эффектная кровельная конструкция позволяет оптимально комфортно и продумано обустроить чердачное помещение даже весьма большое по объему. А вот создание для мансарды кровельных конструкций односкатных или шатровых будет подходить не так хорошо.

Интересно знать! Разница между мансардой и чердаком все же есть. Некоторые специалисты утверждают, что если высота стены под кровлей равна 1,5 м, то помещение можно считать мансардой. Если меньше, то это чердак.

Мансарда может занимать определенную часть здания либо всю его площадь, и, в зависимости от обустройства, использовать ее можно исключительно в летний период или круглогодично. По сути, мансарда — альтернатива верхнему этажу, которая имеет такие преимущества:

• Построить мансарду дешевле, чем возводить еще один полноценный этаж.
• Чердачное помещение позволяет сэкономить драгоценные метры на приусадебном участке при отказе от боковой пристройки к дому.
• Расширяется полезная площадь дома.
• В утепленной мансарде можно жить в любое время года, даже в суровую зиму.
• Грамотное техническое обустройство мансардного этажа позволяет сократить теплопотери через кровлю до 7-9%.

Мансардные крыши могут быть полувальмовые, одно-, дву- и четырехскатные, но наибольшей популярностью в современном строительстве пользуются два вида — двускатная и полувальмовая. Об устройстве таких крыш и поговорим.

УСТРОЙСТВО МАНСАРДНОЙ КРЫШИ: КОНСТРУКЦИЯ И СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА

Какой тип мансардной крыши выбрать? Все зависит от проекта здания, от строительных материалов и от предпочтений владельца дома. В любом случае, нужно быть готовым к тому, что сооружение такой кровли обойдется на порядок дороже, чем устройство обычной крыши. При этом важно заранее предусмотреть правильное использование каждого метра чердачного помещения, чтобы обеспечить должный комфорт. Рассмотрим варианты мансардных крыш:

ОСНОВНЫЕ ВАРИАНТЫ МАНСАРДНЫХ ДВУХСКАТНЫХ КРЫШ

С конструкцией двускатной крыши знакомы все: два ската устанавливаются под определенным наклоном друг к другу.

Положительные моменты в выборе такого вида крыши:

• Простая конструкция, которая не требует сложных расчетов, предполагает быстрый и несложный монтаж, имеет доступную стоимость.
• Возможна установка стандартных окон и монтаж полноценных потолков.
• Эстетичный внешний вид.
• Благодаря углу наклона на двускатной мансардной крыше в осенне-зимний период не накапливается влага и снег.

При строительстве зданий, который будут иметь мансардный этаж, могут использоваться разные его обустройства и кровли. Наиболее востребованными и часто применяемыми являются такие варианты двускатной крыши:

• С прямым скатом. Это наиболее простое обустройство, выполнить которое достаточно легко. Вдоль, по несущим стенам закрепляется часть ската нижняя, которая имеет вид треугольников с прямым углом. При этом в качестве каркаса стены оборудованной чердачной комнаты выступает одна боковая сторона данной треугольной фигуры. Верх крыши соединяет висячий стропило с применением специальных затяжек.
• С ломаным скатом. Такого вида кровля складывается из двух половинок: верхняя выполняется крутой, нижняя более пологой, которая может быть расположена под прямым углом. Данная система представляет собой в геометрическом плане прямоугольник в основе, сверху над которым имеется треугольник, а по боковым зонам располагаются еще два прямоугольных треугольника. Под такой кровельной конструкцией жилой чердачный простор увеличивает свой полезный объем на 50%, так как потолок выходит высоким по конфигурации и удобным.
• С выносными консолями. В данном способе оформления крыши мансарды делается вынос за границы несущих стен балок перекрытия, при этом на них (не на опорный брус) будет осуществляться опор стропильных ног. Необходимо, используя подкос усиливать стропила. Такое кровельное устройство помогает значительно расширить и благоустроить площадь жилого чердачного помещения.
• Несимметричной конструкции. Данный проект предусматривает, что не на все по площади кровельное перекрытие здания, которое строится, будет предусматриваться мансардная крыша. Как правило, ее возводят по одну из сторон оси продольного расположения. Вторая же будет накрываться скатом с более крутым наклоном, при этом кровля будет смотреться не симметрично и достаточно оригинально.

Обратите внимание. Стены мансарды, повторяющие скаты кровли, формируют на первый взгляд оригинальное по конфигурации помещении. Но при этом не каждый человек пребывая в такой комнате будет ощущать себя комфортно. Причина в том, что отсутствие строгой геометрии из-за наклонов не каждому будет по душе.

ПОЛУВАЛЬМАЯ МАНСАРДНАЯ КРЫША

Полувальмовая конструкция представляет собой классическую крышу с заниженными скатами, обеспечивающими защиту фронтонов здания от ветра и атмосферных осадков.

Такая кровля подходит для климатических зон с повышенной ветровой нагрузкой: благодаря особенностям конструкции нагрузку ветра можно значительно уменьшить.

КОНСТРУКЦИЯ МАНСАРДНОЙ КРЫШИ

Приступать к установке мансардной крыше важно только после разработки проекта, ведь нужно понимать, из каких слоев состоит подобная конструкция, как правильно рассчитать угол наклона и какие материалы выбрать для кровли.

Важно. Оптимальная высота стены в помещении под мансарду должна составлять как минимум 1,5 м, в противном случае использование углового пространства затруднительно.

В первую очередь определяют, каким будет наклон скатов, который зависит от климатических особенностей конкретного региона: какой будет предполагаемая ветровая нагрузка и объем атмосферных осадков, особенно в зимний период, когда на крыше собирается снег. Важно также определить тип и вес кровельного материала, который планируется устанавливать на крышу.

И, самое главное, какой будет мансардная крыша — зависит от того, какая стропильная система будет выбрана.

Различают такие основные виды стропил для обустройства мансардной крыши:

• Висячие стропила: несущие стены служат в качестве основания для всей мансардной конструкции и принимают на себя горизонтальную нагрузку от стропил. Балки соединяют между собой металлическими или деревянными затяжками, а возводить промежуточные опоры нет нужды.
• Наклонные стропила: данный вид стропильной системы используют, если несущая стена расположена по центру здания или если здание имеет несущую промежуточную опору. Такая стропильная система устанавливается с опорой на наружные стены, при этом средняя ее часть опирается на несущие стены внутри здания.
• Наслонные и висячие стропила с прямым углом. Стропильная система в виде треугольника требует тщательных расчетов при определении нагрузки на поверхность кровли. Такая конструкция дополнена специальными схватками в верхней и нижней части стропильной системы. Для подвешивания потолка используют затяжку для висячих стропил.

Стропильная система может быть как деревянной, так и металлической. Металлическое стропило предварительно обрабатывают грунтовкой и покрывают слоем краски. Стропильная система смешанного типа (дерево и металл) предполагает дополнительное перекрытие гидроизоляционным слоем, что позволяет предотвратить увлажнение древесины при выделении конденсированной влаги.

Важно. Если планируются сварочные работы, то деревянные балки необходимо укрыть листами асбеста, чтобы не произошло возгорания.

Классическая конструкция мансардной крыши имеет вид «слоеного пирога» и состоит из таких частей:

• наружное и финишное покрытие;
• обрешетка;
• стропила;
• мауэрлат или деревянные балки, к которым крепят стропильную систему;
• диагональные связи, обеспечивающие надежность и прочность кровли;
• вертикальные опоры, подпирающие стропила и обрешетку;
• внутренняя и наружная пароизоляция.

ЧТО ВАЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КРЫШИ МАНСАРДЫ

Чтобы при строительстве кровельная работа была выполнена качественно и надежно, очень важно все точно спроектировать, рассчитать и предусмотреть. Параметры, которым необходимо следовать и которые нужно прежде всего учитывать на проектном этапе:

• Погодные и климатические условия региона;
• Вес и качество материалов, из которых ложится покрытие;
• Масса материала, используемого для пирога;
• Общая масса возведенного стропило;
• Нагрузка на помещение чердака от всего внутреннего блока.

ГЛАВНЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Для двухскатных кровель мансард стропильная конструкция обязательно должна собираться из специальных стоек и стропил, которые подрезаются под нужным углом в местах излома скатов. Именно величина угла наклона верхней секции кровли, точнее ее точное определение, является самым сложным моментом в возведении таких конструкций. Поэтому очень важно сделать точные и правильные расчеты нагрузки, которую, учитывая высоту потолков будет нести вся кровельная конструкция.

Очень важно! Весь кровельный блок вместе с пространством чердака должен в итоге быть максимально легким. Это критично, так как для благоустройства жилого мансардного помещения, чтобы там было тепло в прохладное время и не жарко в летние дни, необходима еще теплоизолирующая отделка. Помимо этого, нужно еще положить напольное покрытие, обустроить интерьер и предусмотреть меблировку.

Также важно брать во внимание, проводя насчет нагрузок, которые будут идти на фундамент кровли, что для комфортабельного благоустройства жилого помещения мансарды должны иметься необходимые инженерные коммуникационные системы. Это необходимые для современного уровня жизни коммуникации электроснабжения, вентилирования, теплоснабжения и другие. Это еще один фактор того, что кровля должна выполняться максимально легкой, но при этом достаточно прочной и надежной.

Обустройство кровли двухскатного вида требует профессиональное сооружение стропильной системы на основе технологии так называемой конструкции висячего типа. При этом каждое стропило не будет оснащено средними опорами, благодаря чему под кровлей образуется просторное единое помещение. Такая конструкция висячего типа еще может называться беспрогонной. При этом кровельные элементы основательно опираются на несущие стены, а также друг на друга.

После того, как выполняется установка висячих стропил, возникает сила распорного действия. Поэтому стропильные элементы способны вроде бы как разъехаться в разные по направлению стороны. Чтобы этого не случилось предусмотрены у их основания сдерживающие балки-затяжки или так называемые ригели. Также они выполняют дополнительно роль балок для перекрытия.

МАТЕРИАЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ СТРОПИЛ

При строительстве крыши двускатного типа в качестве материала для системы стропил может применяться:

• Высококачественная древесина, обработанная специальными пропитками для повышения влагостойкости. Со временем она может потерять гидро- и пароизоляционные свойства, поэтому не исключено ее гниение.
• Стальные элементы повышенной легкости, обладающие высокой прочностью и стойкостью к влаге. Характеризуются повышенной стоимостью, но выгодно отличаются таким преимуществом, как мобильность и легкость сборки. Такие системы при необходимости можно запросто перестроить. Для работы с такими системами необходимо наличие специального набора инструмента, в который входит заклепочный механизм и шуруповерт.
• Комбинированный вариант, состоящий из деревянной части и металлического профиля, который отличается отличными показателями прочности и стойкости к влаге, а также ценовой доступностью.

РАСЧЕТ МОНТАЖНОГО ШАГА СТРОПИЛ

Чтобы система стропил при строительстве мансардной кровли получилась правильной и прослужила надежно длительное время, важно правильно рассчитать шаг их установки. При этом следует взять во внимание такие основные моменты:

• Вес в комплексе элементов и материалов кровли;
• Величина угла наклона кровельных скатов;
• Нагрузки от погодных условий данного региона;
• Наличие окон, а также антенн и декоративных элементов;
• Вес людей, выполняющих ремонт и обслуживание кровли.

Как правило, шаг монтажа стропил составляет порядка 70-150 сантиметров друг от друга.

«ПИРОГ» КРОВЛИ И ЕГО ИЗОЛЯЦИОННЫЕ СЛОИ

Чтобы в прохладный сезон в помещении мансарды было тепло и уютно, обязательно следует утеплить ее кровлю. Но там, где живут или просто присутствуют люди в воздухе находятся пары воды, что под воздействием тепла может крайне неблагоприятно воздействовать на финишную кровельную отделку.

Поднимаясь вверх, теплый воздух постепенно нагревает покрытие крыши даже до такой степени, что в зимнее время на ней быстро будет таять снег. Растаявшая, вода проникает в микрощели и трещинки, просачиваясь прямо в середину пирога кровли. Вода скатывается по наклонной поверхности скатов к карнизу, где температур низкая, а снег даже и не думал таять. Здесь она снова замерзает, образуя вследствии наледь.

Чтобы выше обозначенные негативные моменты не возникли, и не вызвали дальнейшее разрушение, чтобы не образовывали и не падали на голову сосульки, при проектировании жилого типа мансарды, следует предусматривать изоляционные работы (тепло-, гидро и пароизоляцию).

Крыша мансарды из-за своей большой открытой площади быстро теряет тепло, поэтому по всему ее периметру следует предусмотреть непрерывный контур изоляции.

МАТЕРИАЛ ПОКРЫТИЯ КРОВЛИ И ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕРЬЕРА

Что касается выбора материала для возведения покрытия мансардной кровли, следует учитывать характеристики звуковой изоляции. Ведь шум дождя, града и ветра могут создавать весьма неприятные ощущения. Помимо этого, покрытие должно быть высокой прочности и при этом максимально легки, ведь кровельный каркас, включающий стропильную систему, несет огромную нагрузку на фундамент.

Также обустройство помещения и крыши мансарды просто не обойдется без установки окон. Здесь вариантов и идей может быть множество, все они зависят от конструкционных особенностей и личностных предпочтений. Например, при возведении ломаной двухскатной крыши предпочтительными будут прямые окна, чтобы не усложнять строительные работы. А вот при обустройстве классической кровли, приходится делать наклонные окна, сооружение которых значительно сложнее.

Часто в обустройстве современных по стилю мансард присущи открытые элементы. Он смотрятся весьма эффектно и оригинально. Это могут быть балки или же участки стропильной системы в открытом виде и другое. Все это будет гармонично вписываться в интерьер, и при этом не нужно волноваться, что в помещении часть незавершенной отделки осталась на виду.

МАНСАРДНЫЙ ЭТАЖ: МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

Есть два варианта обустройства мансардного этажа — строительство дома с предварительным проектированием мансарды и переоборудование уже готового здания. Каждый из случаев необходимо рассматривать отдельно.

Монтаж стропильной системы

Как и укладку обычной кровли, монтаж мансардной крыши начинают с установки стропильной системы. По периметру укладывают мауэрлаты (брус с квадратным сечением 10 см), затем устанавливают опорные столбы, которые усиливают продольными балками и диагональными связями. Все элементы крепят друг к другу с помощью саморезов и металлических уголков.

После установки перемычек необходимо проверить уровень горизонтальных элементов и, если был выявлен перекос, балка укорачивается на нужную длину.  После установки стропил приступают к укладке обрешетки, которую сооружают из фанеры, досок или другого материала.

Монтаж гидро- и теплоизоляции

Необходимо позаботиться о правильном утеплении мансарды, ведь большая часть тепла из дома уходит через крышу. Если монтаж гидро- и теплоизоляции произведен неграмотно, то в дальнейшем у владельцев дома могут возникнуть проблемы с обогревом помещения — новая комната станет самым холодным помещением, обогрев которой окажется очень затратным.

Правильный монтаж тепло- и гидроизоляции предполагает сооружение конструкции из нескольких слоев, а именно:

• Внутренняя отделка из гипсокартона, фанеры или сэндвич-панели (потолок мансарды).
• Слой пароизоляционного материала (мембранная пленка).
• Слой теплоизоляционного материала, который укладывают в промежутки между стропилами. В качестве утеплителя, как правило, выбирают базальтовую минеральную вату.
• Слой гидроизоляционного материала, защищающий конструкцию от случайного попадания влаги.
• Кровельный материал.

Монтаж кровельного материала

Для мансардной крыши рекомендуется выбирать легкие материалы, например, металлопрофиль или металлочерепицу, но все зависит, конечно же, от выбора владельца дома, и это может быть обычная черепица. Установку финишного покрытия производят в соответствии с принятыми нормами и рекомендациями производителя, в целом, монтаж кровельного материала для мансарды не отличается от такого же действия для обычной крыши.

Важно. Между кровельным покрытием и верхним изоляционным слоем необходимо предусмотреть вентиляционное пространство, способствующее свободному и эффективному притоку свежего воздуха и оттоку теплых и влажных воздушных потоков.

ОСВЕЩЕНИЕ МАНСАРДЫ: УСТАНОВКА МАНСАРДНЫХ ОКОН

В зависимости от конструкции мансардного этажа, в качестве источников света для помещения выбирают стандартные окна или оконные конструкции, разработанные специально для мансарды и устанавливаемые в плоскости кровли под одним углом с наклоном скатов. Продумывать установку окон нужно на этапе проектирования.

Окна мансарды пропускают достаточное количество света, если при установке учтены нормативы: общая площадь остекления должна составлять 1/10 от площади помещения. Выбирая оконные конструкции, следует обращать внимание на следующие моменты:

• Форма и размер окна зависит от архитектурных особенностей дома, от предполагаемого уровня освещенности и от пожеланий владельцев.
• Окна стоит выбирать с трех- или четырехкамерными пакетами, что обеспечит надежную теплоизоляцию.
• Деревянные элементы должны быть обработаны антисептиком и покрыты лаком.
• Пластиковое окно должно быть снабжено вентиляционными клапанами для проветривания.

Самый популярный вариант установки окна — на фронтоне с обустроенным балконом. В этом случае подойдет обычная оконная конструкция. Если запланирован монтаж окон на скате, то необходимо подобрать подходящие по размеру наклонные мансардные окна, а для пологой части ската — конструкцию с дистанционным управлением.

Пристройка мансарды к старому зданию

Даже если у дома нет мансарды, то ее можно достроить. Устройство мансардной крыши начинают с диагностики постройки, на которой планируется возвести мансарду. С этой целью проводят расчет допустимой нагрузки на фундамент и несущие стены, чтобы удостовериться в прочности здания и понять, выдержит ли строение вес дополнительного этажа.

Важно. Если расчеты показали, что фундамент, несущие и наружные стены недостаточно прочны и надежны, необходимо предпринять ряд мер по укреплению конструкцию. Диагностику желательно поручить инженеру-конструктору, который разработает грамотный проект мансардного этажа.

После проведения всех расчетов и подготовки конструкции начинают монтаж мансардной крыши, который может включать в себя следующие этапы:

• Демонтаж старой крыши.
• Ряд работ по укреплению верхнего этажа.
• Гидроизоляция и теплоизоляция потолочных перекрытий.
• Строительство торцевых стен.
• Строительство мансарды.
• Теплоизоляция и гидроизоляция кровли.
• Установка мансардных окон.
• Отделочные работы.

В целом, монтаж мансардной крыши на старое здание от сооружения дома с мансардой отличается только двумя этапами — демонтажем прежней кровли и укреплению конструкций верхнего этажа.

Нормы: ДБН В.2.6-220:2017 Покриття будівель і споруд