Как создать надёжную стропильную конструкцию скатной крыши

Укаждого кровельного покрытия есть заявленный производителем, подтверждённый испытаниями срок службы, который может составлять от нескольких лет (рулонная битумная кровля) до века (глиняная черепица). В течение этого времени материал сохраняет свои главные свойства и защищает от атмосферной влаги — но только если покоится на прочном, геометрически стабильном основании. Прежде чем начинать разговор о том, из чего и как создать такое основание, кратко остановимся на геометрии крыши. 

На этапе проектирования крыши следует продумать расположение мансардных окон, а также снегозадержателей, эвакуационных люков и иных элементов системы кровельной безопасности.

Форма скатной крыши

В рамках современной архитектурной моды прямые скаты мирно уживаются с затейливыми шпилями. Поэтому, не касаясь эстетического аспекта, рассмотрим практические плюсы и минусы скатных крыш наиболее популярных форм.

Двускатная с прямыми скатами

Наиболее простая в строительстве и экономичная крыша, которую легко утеплить, а для покрытия одинаково хорошо подойдут любые кровельные материалы. Вентиляцию подкровельного пространства (в утеплённой конструкции) легко организовать через перфорированные софиты и вентиляционный конёк, а холодный чердак можно проветривать через фронтонные отдушины. В средней полосе России оптимальный угол наклона скатов составляет 30–35°. Мансардную крышу целесообразно сделать более крутой — это увеличит расход материалов, зато позволит минимизировать потери полезной площади. 

Двускатная ломаная

Такая форма позволяет обойтись в мансарде без наклонных стен, но предполагает сокращение площади этажа на 10–20 %. Крышу этого типа строить несколько сложнее, чем простую двускатную, а отходы материалов при использовании листовых кровельных покрытий оказываются чуть больше. 

Шатровая

Это четырёхскатная крыша, все скаты которой имеют треугольную форму. Её основа состоит из четырёх главных угловых стропил (так называемых накосных) и промежуточных наклонных балок — нарожников. Крыша отличается повышенной ветроустойчивостью, но сборка конструкции довольно трудоёмка из-за большого количества соединений под непрямыми углами. Отходы при строительстве существенны (особенно если используется листовой кровельный материал), водосточных желобов и снегозадержателей требуется больше, чем в случае двускатной крыши.

Вальмовая

Так называют крышу с двумя треугольными и двумя трапециевидными скатами. Специфика монтажа у неё, по сути, та же, что и у шатровой, но подобная форма лучше подходит для вытянутого здания. 

В принципе, при увеличении угла наклона скатов до 35° и более под шатровой и вальмовой крышей можно разместить жилую мансарду, но для устройства вентиляции подкровельного пространства придётся монтировать точечные аэраторы. (Холодный чердак можно проветривать с помощью приточных софитов и вытяжных труб.)

Многощипцовая

 Это сложная крыша с множеством рёбер (наклонных стыков), коньков и ендов (западающих стыков). Она очень трудо- и материалоёмка, требует приобретения большого количества крепежа и многочисленных доборных кровельных элементов. В зоне ендов под основной гидроизоляционный материал потребуется укладывать подкладочные ковры. Такие крыши порой нуждаются в регулярном обслуживании — чистке от снега и мусора, обработке антигрибковыми средствами.

Материал стропил

Для стропильных ног и затяжек допускается использовать только сухие высокосортные доски и брусья влажностью не более 25 %, без больших сучков, трещин, обзолов, наклона волокон. При наличии серьёзных дефектов стропильная нога может треснуть под нагрузкой. Если нет возможности приобрести сухой пиломатериал, его приходится сушить на объекте в вентилируемом штабеле. Стоит учесть, что это занимает не менее 2 мес, а после сушки до трети досок будет отбраковано. Порой целесообразно приобрести доски с запасом по ширине, чтобы иметь возможность выпрямить их кромки с помощью строгального оборудования — так удастся сделать скаты идеально ровными.

В наши дни стропильную систему малоэтажных домов с мансардным этажом иногда собирают из стальных оцинкованных балок (тавров, двутавров, швеллеров). Эти элементы дороже деревянных и сложнее в монтаже, но зато они более устойчивы к изгибающим нагрузкам. Благодаря этому появляется возможность обойтись без вертикальных подпорок (то есть установить висячие стропила) и таким образом расширить выбор планировочных решений мансарды. 

Однако металлические несущие балки являются мостиками холода и нуждаются в тщательной теплоизоляции — обычно поверх них монтируют кровельный пирог из ориентированно-стружечных плит и листов экструдированного пенополистирола в качестве утеплителя.

Альтернатива стали при изготовлении висячих стропил для длинных скатов — комбинированные двутавры (ОСП + дерево) и многослойный LVL-брус. Первые сравнительно недороги и постепенно завоёвывают популярность, но пока не прошли проверку временем, а второй обойдётся как минимум в 3 раза дороже обычных пиломатериалов. 

Старинный способ

При строительстве из обычного и оцилиндрованного бревна иногда возводят крышу традиционной конструкции. Её основой служат слеги, или прогоны, — параллельные коньку брёвна, опирающиеся на бревенчатые фронтоны. По мере усадки фронтонов скаты меняют угол наклона, поэтому требуется использовать подвижный крепёж, а покрывать крышу долговечным материалом допускается только спустя 1,5–2 года (сначала сруб выстаивается под временной рулонной кровлей). Всё это связано с повышением затрат труда и материалов, поэтому нередко строители вносят коррективы в старинную технологию. Например, при рубке фронтонов могут использовать сухие брёвна и стягивать их подпружиненными «глухарями». При этом отказываются от прогонов, а устанавливают обычные стропильные фермы с подкосами или вертикальными подпорками. В такой конструкции усадка фронтонов не сказывается на геометрии крыши, а образующиеся зазоры можно закрыть декоративными планками. 

Стропильная система

Сечение и шаг стропил выбирают, руководствуясь нормативами СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», а также СП  16.13330.2011 «Стальные конструкции» и СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В расчёт принимаются уклон скатов, снеговые и ветровые нагрузки, а также масса кровельного покрытия. Стропильную систему целесообразно выполнять с запасом прочности — увеличением сечения или уменьшением шага балок не менее чем на 25 % по сравнению с расчётным. Расходы при этом вырастут незначительно, а крыша прослужит без серьёзного ремонта намного дольше. 

При соединении стропил с затяжками, а также установке подпорок и ригелей предпочтительно применение специализированного крепежа или сочетания зарезки в полдерева с болтовыми стяжками.  Металлические балки лучше скреплять болтами и шпильками, так как сварные швы требуют строгого контроля качества, и их приходится дополнительно защищать от коррозии.

При сопряжении стропильной ноги с мауэрлатом (брус или бревно, служащие опорой для нижней части стропил) лучше обойтись без устройства пазов, которые ослабят карнизные выпуски стропил, а использовать накладные металлические уголки и скобы.  

На внутренней поверхности кровельного покрытия и в толще кровельного пирога может образовываться конденсат, деревянные детали нередко намокают и без обработки начинают гнить. Поэтому и стропила, и обрешётку следует обрабатывать защитными составами

Как бороться с конденсатом

Нередко ошибки, разрушительно влияющие на стропильную систему мансардной крыши, совершают при её утеплении. В основном они связаны с неправильным выполнением подкровельного вентиляционного зазора и небрежным монтажом слоя внутренней пароизоляции. А результат — отсыревший утеплитель, гниющие балки и влажные пятна на потолке, наводящие на мысль о многочисленных протечках кровли.

Чтобы этого не случилось, величину зазоров и каналов необходимо рассчитывать в соответствии с нормативами (СП 17.13330.2011, приложение В), а при монтаже обрешётки и кровельного покрытия — не допускать появления глухих карманов, куда не поступает воздух. Кроме того, важно не перекрыть зазоры карнизными планками и капельниками и установить точечные аэраторы так, чтобы их не засыпало снегом. Наконец, необходимо надёжно защитить утеплитель от паров, проникающих снизу, и обеспечить зазор между отделкой и пароизоляцией, чтобы не повредить последнюю при монтаже розеток и выключателей.

Утеплённый (мансардный) вариант кровельной конструкции

• Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№231