Шатровые элементы можно создать с помощью обычной проволоки диаметром 2 мм, что делает процесс доступным. Промежуточная рамка надёжно фиксируется на молдинге при помощи перевернутого кронштейна, что обеспечивает прочность конструкции.
Четырехскатная вальмовая крыша: полный обзор технологии возведения
Архитекторы со всех уголков планеты в едином порыве утверждают, что вальмовая крыша с четырьмя наклонами является наиболее выгодным и функциональным решением для частных домов. Исследования на рынке недвижимости однажды показали, что дома с частными скатными крышами пользуются высоким спросом и обычно продаются по более высокой цене, чем их аналоги со стандартными двускатными конструкциями.
Следует отметить, что в России более распространены двускатные крыши, тогда как фронтоны в форме трапеции, как правило, ассоциируются с архитектурными традициями Европы, а именно с её эстетически привлекательными и исторически ценными зданиями, что делает их особенно притягательными для туристов.
Тем не менее, шатровая крыша обладает множеством конструктивных преимуществ, благодаря которым дома с подобными крышами выглядят более современно и привлекательно. Так что, почему бы не рассмотреть возможность «облагораживания» своего дома с помощью такого типа кровли? Это вполне осуществимо! Однако процесс его возведения может содержать определённые сложности. Если вы начнёте разбираться, что и как можно выполнить с шатровой крышей, вас поразит, сколько нюансов скрыто в этом процессе.
Дополнительные конструктивные элементы, сложные балки, детальные расчёты и тщательное планирование — это лишь некоторые из множества аспектов, на которые нужно обратить внимание. Мы расскажем обо всех этих важных моментах, и если вас не смутят трудности — смело двигайтесь к реализации своей идеи!
Односкатные крыши, как правило, делятся на две группы: двускатные и вальмовые. Если все четыре ската крыши встречаются в одной вершине, то такая крыша называется скатной. Если же вершина рассеивается, как это и происходит с бедровыми крышами, то это уже другая категория. Классификация включает в себя стандартные двускатные конструкции, так называемую датскую двускатную крышу, а также её голландский аналог.
Обычная шатровая крыша состоит из четырех плоскостей: две из них треугольные и две трапециевидные. Можно рассматривать эту конструкцию как улучшенную версию двускатной крыши, однако с отсутствием фронтонов. Это делает такую крышу более экономичной в определённых аспектах. Так выглядит такая конструкция:
Вальмовая крыша обладает множеством достоинств по сравнению с двускатными или другими типами крыш, однако стропильная система её является непростой задачей. Все компоненты этой крыши обязаны быть детально продуманы, чтобы избежать непредвиденных последствий.
Для достижения необходимой жёсткости каркаса балки соединяются в общую конструкцию, что представляет собой одну из главных сложностей проектирования:
Благодаря отсутствию ограждений и фронтонов, шатровая крыша демонстрирует высокую стойкость к воздуху и особенно рекомендуется для ветреных регионов, где возможны сильные штормы. Ветер с трудом проникает внутрь такой крыши, а в области карниза конструкция практически неразрушаема.
Кроме этого, шатровая крыша обычно не подвергается деформациям с течением времени, поскольку соединение угловых ребер, сходящихся в одной точке, придаёт конструктивную жёсткость.
На таком сооружении можно возводить красивые, разветвленные свесы, которые служат для отвода дождевой воды от стен. Замечательно, что дом с вальмовой крышей кажется немного ниже, чем аналогичный дом со скатной крышей.
Технология монтажа: главные моменты
Ключевой особенностью вальмовой крыши является то, что длина её конька оказывается короче длины самого здания. Стропильная система такого типа относится к категории сложных решений. Самостоятельное создание такой крыши маловероятно, чаще всего заказываются готовые проекты, а строить её привлекается опытная команда специалистов.
Это увлекательная архитектурная система с множеством нестандартных элементов, которые не встретишь в стандартных двускатных крышах. Строительство вальмовой крыши требует только высококачественных материалов, таких как сосна или лиственница, с предельно допустимой влажностью не выше 22%.
Следует отметить, что вальмовая крыша часто путается с двускатной, хотя эти конструкции имеют значительные различия. Пятискатные крыши имеют ярко выраженный трапециевидный наклон, в отличие от вальмовых, которые представляют собой более ровные скатные поверхности.
Все стороны вальмовой крыши имеют одинаковые размеры и форму, и всегда сходятся в одной точке на верхней части. Единственное, что может изменить картину — это высокие остроконечные конструкции, которые иногда применяются в архитектуре.
Этап I. Проектирование и изучение деталей
Типичная вальмовая крыша обладает четырьмя наклонными плоскостями, при этом две из них трапециевидные, а две — треугольные, выявляя уникальные особенности конструкции:
Сегодняшние шатровые крыши могут иметь различные углы наклона и высоту, что зависит как от особенностей рельефа местности, так и от эстетического восприятия всех членов семьи. Примеры включают готические крыши, которые подходят для областей с высокой снеговой нагрузкой, и почти плоские крыши, оптимально увязывающиеся с ветреной местностью.
Важно помнить, что проектирование и расчет для вальмовой крыши требуют высокой квалификации и профессионализма со стороны архитектора. Это действительно непросто и если все упомянутые концепции вас смущают, разумно предварительно отточить свои навыки на менее сложных конструкциях — таких как павильоны или небольшие дачи.
К тому же, такая форма крыши требует много строительных материалов, как балки, так и кровли, поэтому она будет стоить дороже, чем более простые конструкции, такие как двускатные крыши. Особенно много будет отходов при использовании современных металлических профилей.
Согласно строительным нормам, угол наклона для вальмовой крыши не должен превышать 40 градусов. При этом конструкция предполагает, что крыша возьмет на себя нагрузку от всех диагональных элементов, которые, как правило, состоят из двойных досок или дополнительных брусьев. Эти элементы должны быть довольно длинными, и поэтому они часто создают балки длиной более 6 метров.
Теперь перейдем к практическим аспектам. Основой вальмовой крыши служат балки, которые тянутся по диагонали к стенам. Стропила — это менее толстые балки, которые формируют обрешетку, а также треугольные участки больших дворов. Вершина стропил упирается на диагональную балку, в то время как нижняя их часть удерживается на мауэролате или пластинчатых балках. Мауэролат также поддерживает диагональные балки в конструкции.
Угловые балки, как правило, имеют меньший уклон, чем промежуточные. Одним из существенных отличий являются короткие балки, которые не фиксируют соединение верхних стропил, а лишь угловые балки, и перемещеие их угол совпадает с углом наклона промежуточных:
Плюсы четырехскатной крыши
Четырехскатная крыша — это необычное решение для традиционной русской архитектуры, хотя ее популярность на Западе за последние годы ощутимо возросла. Несмотря на то что такие конструкции включают больше компонентов и требуют более сложной и тщательной работы со стороны архитекторов и строителей, они обладают рядом явных плюсов, таких как:
- Высокая степень сопротивляемости ветровым нагрузкам. Двускатные и особенно односкатные крыши гораздо сильнее подвержены воздействию ветра, поскольку их поверхности могут принимать мощные потоки из разных направлений. Тем не менее, вальмовые крыши лучше распределяют нагрузки по всем скатам, что минимизирует риск повреждений из-за ветровых порывов. Игнорирование подобной нагрузки может привести к нарушению целостности кровельных материалов, образованию вздутий и поломке стропильной системы, в итоге сокращая срок службы конструкций. Хотя количество скатов и угол уклона безусловно важны, уровень устойчивости вальмовых крыш в целом делает их более предпочтительными в ветреных условиях.
- Оптимальное размещение систем коммуникации. Антенны для интернета и телевидения направляются в сторону вышек связи, обеспечивая наилучшие условия для стабильного соединения. Солнечные коллекторы лучше всего устанавливать на южной стороне крыши, чтобы они получали максимальное количество солнечного света. Иногда изначальные проекты зданий не учитывают это, и двускатная крыша не предоставляет достаточного пространства для выполнения этой задачи. Четырехскатная крыша эффективно справляется с этим, поскольку её стропильная система расположена так, чтобы одинаковые участки крыши могли смотреть в разные стороны света.
- Более равномерное отвлечение дождевой воды. При сильном дожде, вода на односкатной или даже двускатной крыше может неравномерно распределяться по периметру дома, что приводит к образованию лужи в одной области, во время же другая останется почти совершенно сухой. Четырехскатная крыша решает эту проблему, так как дождь равномерно распределяется по всем скатам, что значительно упрощает сбор дождевой воды и настройку дренажной системы, а также позволяет организовать удобное перемещение около дома.
- Экономия строительных материалов для стен мансардного этажа. В отличие от двускатной крыши, в этом случае роль боковых стен выполняют два дополнительных ската, что позволяет сэкономить на материалах.
- Эстетическое превосходство. Четырехскатные крышы придают любому зданию вид завершенности и симметрии. Хотя это вопрос личных предпочтений, многие выбирают такой тип крыши именно из-за его эстетики.
Минусы четырехскатной крыши
Несмотря на все свои достоинства, четырехскатные крыши также имеют некоторые недостатки:
- Сложность возведения. В то время как двускатная крыша состоит из двух частей стропильной системы, сходящихся в единой вершине, четырехскатная конструкция требует идеального стечения всех плоскостей в одной высокой точке. Такой подход значительно увеличивает стоимость строительства. В среднем, стоимость четырехскатной крыши на 30% выше, чем у двускатной крыши при равной площади покрытия. Это также связано с увеличенными затратами на кровельные материалы.
- При проектировании домов с мансардой необходимо учитывать, что при наличии четырёх скатов не останется свободных фронтонов для размещения окон. Хотя мансардные окна возможно установить, они не будут классическими вертикальными, а должны располагаться под углом, и, как следствие, их стоимость может существенно увеличиться, а преимущества использования окон в подобных системах могут нивелироваться.
- Увеличенная нагрузка на конструкции. Сложные и объемные стропильные системы вносят большую нагрузку на несущие стены здания, что должно быть также учтено при проектировании.
Несмотря на некоторые недостатки, они в основном не настолько критичны, чтобы отвергать возможность использования этого типа кровельных конструкций. Теперь давайте рассмотрим различные виды четырехскатных крыш более подробно.
Вальмовая четырехскатная крыша
Само название вальмовой крыши происходит от немецкого слова «Walm», что переводится как «покатая крыша». Основной характеристикой этой конструкции является то, что четыре наклона сходятся в удлинённой коньковой части, которая является частью стропильной системы. Два конца фронтонов образуют треугольные конструкции, машинаемые шатровыми крышами. Поддержка такой крыши осуществляется за счёт горизонтальной обрешетки, стоек, балок и самой коньковой обрешетки.
Вальмовая крыша обладает следующими преимуществами:
- Равномерная теплоизоляция, что предотвращает образование холодных зон внутри помещения.
- Надёжная защита от атмосферных осадков, которые не проникают внутрь, а отводятся по всем скатам.
- Относительно небольшой объём расходуемых кровельных материалов, что делает её более экономичным решением по сравнению с другими видами крыш.
При выборе типа крыши важным моментом является длина конька, которая влияет как на внешний облик строения, так и на пространство под крышей. Укоротив конёк, можно приблизить вальмовую крышу к двускатной.
Угол наклона скатов и высота крыши
Угол наклона четырехскатной крыши определяется в зависимости от снеговых и ветровых нагрузок, типичных для вашего региона. Более высокие снеговые нагрузки требуют, чтобы гребень крыши был поднят, чтобы сделать скат более крутым и предотвратить накопление снега. В противоположном случае, если ветер доминирует, гребень должен быть опущен, чтобы уменьшить поверхность ската и, соответственно, влияние ветровой нагрузки.
При выборе угла наклона необходимо учесть и эстетические моменты, и практические аспекты. Эстетическое восприятие требует, чтобы здание выглядело гармонично, и наиболее привлекательно оно смотрится с достаточно высокой крышей, которая может составлять от 0,5 до 0,8 высоты первого этажа.
Практически некоторые аспекты могут играть двойную роль. Во-первых, если пространство под крышей планируется использовать как жилое помещение, важно, чтобы оно находилось в пределах комфортных высот. Например, потолок высотой менее 1,9 метра может быть недостаточно удобным для проживания, и даже при этой высоте это всего лишь комфортно для людей среднего роста. Если ваш рост превышает 175 см, стоит задуматься о необходимости поднятия этой планки.
Тем не менее, чем выше крыша, тем больше строительных материалов потребуется. Это второй существенный практический аспект, который следует учитывать при проектировании.
Стоит учитывать и то, что для кровельных материалов предусмотрены минимальные и максимальные углы наклона, при которых они могут функционировать наилучшим образом. Если вы уже определили предпочтительный вид кровельного материала, это также сыграет роль в размышлениях о высоте стропильной системы четырехскатной крыши (по отношению к стенам).
Стропильная система четырехскатной крыши вальмового типа
Часто четырехскатная крыша представляет собой вальмовую конструкцию. Прежде всего, рассмотрим её механизм. Центральная часть стропильной системы аналогична конструкциям для других типов скатных крыш. Также система может включать нависающие либо свисающие балки. Подвесные балки обычно собираются «на месте», то есть непосредственно на крыше, в процессе строительства достаточно наличия двух рабочих. Изогнутые фермы в форме треугольников, наоборот, могут собираться на земле с последующим поднятием на крышу. Такой подход позволяет уменьшить объём работы на высоте, однако требуется использование либо подъёмного механизма (крана), либо бригада из четырёх и более человек для установки готовых ферм.
Среди основных отличий стропильной системы вальмовой крыши — короткие балки (в частности, есть полфутовые балки), которые используются для формирования треугольных скатов. На этих балках располагаются диагональные элементы, также известных как тиги. Диагональные балки облокачиваются на внутренние или внешние углы постройки и отличаются длиной, превышающей обычные балки. Диагональные балки требуют особого внимания — на них приходится повышенная нагрузка (в полтора раза больше в сравнении с соседними), поэтому их усиливают, соединяя два бруса, скреплённых гвоздями. Дополнительные балки и опоры, которые поддерживают диагональные элементы, называются прогонами.
Ещё одной характерной особенностью балочной системы шатровой крыши является то, что кладочная губка укладывается по всему периметру здания, а не только на длинных сторонах каркасной конструкции. Это объясняется тем, что балки распределены по всему периметру, а не только с двух сторон, как в скатной крыше.
Стеновая обрешетка является важным элементом в системе крыши здания. Это может быть брус или блок, который устанавливается по периметру наружной стены, и служит нижней внешней опорой для стропил.
Диагональные стропила
Как было упомянуто выше, диагональные балки несут серьезные нагрузки: они более короткие и предназначены для поддержки боковых фронтонных и коньковых балок. Длина диагональных стропил, как правило, превышает стандартную длину бруса и составляет более 6 метров, что требует их сварки и соединения (сопоставления). Так удается решить сразу две аспекта: создается необходимая длина балки и при этом повышаются её несущие способности. Две соединенные доски могут выдерживать большие нагрузки, чем цельная балка с тем же сечением. Также заметим, что при работе со стыковыми соединениями балки изготавливаются из того же материала, что и обычные балки. Это делает их более доступными по цене и позволяет избежать необходимости поиска специального материала.
В случаях, когда применяются постоянные балки, диагональные балки обычно изолируются с помощью сжимающих опор и/или обрешетки.
- Если длина балки до 7,5 м, достаточно установить одну подставку, которая упирается в верхнюю часть балки.
- При длине от 7,5 м до 9 м устанавливается дополнительная стойка или шпренгель — их устанавливают внизу на 1/4 длины стропила.
- При длине стропила более 9 метров требуется установка третьей, промежуточной опоры, которая поддерживает середину прогона.
Датская полувальмовая крыша
Опорная система датской вальмовой крыши отличается от традиционной вальмовой системы. Части лонжерона строятся с учётом размещения специальной опорной доски на определенном расстоянии от конька — её толщина должна составлять минимум 5 см. К этой доске в дальнейшем крепятся диагональные двойные балки. Вы имеете возможность решить, насколько низко вы опустите доску. Однако стоит помнить, что чем ниже эта доска, тем соответственно менее наклонным становится угол, тем хуже будут осадки.
При большой величине фронтона важно произвести расчёты нагрузок и выбрать необходимую толщину балок.
Кроме того, опущенная несущая доска даёт возможность установки более крупных горизонтальных окон, что является значительным плюсом, если под вальмовой крышей располагается жилое помещение.
Чтобы избежать перегиба колонны, соединяющей два противоположных стропила, под действием нагрузок, направленных вниз, к главной доске прибивается небольшой кусок того же бруса, поддерживающий коньковую балку. Аналогичные упоры устанавливаются и на концах колонны, используя более короткие (крепежи по этому типу могут смещаться на 5-10 см).
Важно укрепить места, где соединяются шарнирные балки, так как нагрузка от них передаётся на крайние пары балок. Это можно сделать двумя путями:
- Устанавливать сдвоенные крайние стропила для повышения прочности.
- Ставить специальные подкосы из сдвоенных досок: нижняя часть упирается в лежень или стойку — их крепят гвоздями, при этом места соединений дополнительно укрепляют установкой маленьких обрезков досок.
Если здание имеет прямоугольную форму и широкий конёк, можно добавить дополнительные скобы или сделать внешние балки сдвоенными. В противном случае предлагается применение односкатной системы с четырьмя наклонными датскими коньками, как описано ранее.
Вентиляция холодного чердака вальмовой крыши
Поскольку шатровые крыши не имеют фронтонов, оптимальным способом их вентиляции является воздуходвижение через карнизы. Это означает, что поток воздуха будет направлен снизу вверх и будет проходить через саму кровлю, выходя затем под коньком.
Если облицовка крыши выполнена из дерева, панели нельзя располагать слишком близко друг к другу, чтобы не ограничивать поток свежего воздуха — зазоры между ними должны составлять всего несколько миллиметров.
В случае пластиковых облицовок следует учесть, что некоторые панели должны иметь небольшие вентиляционные отверстия, позволяющие воздуху поступать напрямую на чердак. Несмотря на это, не все подоконники могут иметь подобные вентиляционные отверстия.
При необходимости производители могут рекомендовать установка вентиляции после завершения всех отделочных работ, что не будет представлять проблемы, так как возможен выход из этой ситуации с использованием мелкой сетки с ячейками диаметром до 5 см, которая должна быть установлена по всей длине карнизного свеса через каждые 80 сантиметров.
Выход воздуха будет зависеть от типа выбранного кровельного материала. Гибкие кровли дают возможность установить вентиляционные элементы, известные как «черепахи», или использовать специальные коньковые вентиляционные устройства.
При применении шифера можно установить традиционный конёк, для керамической плитки доступны специальные вентиляционные отверстия. Металлочерепицу легко вентилировать, так как воздух может выходить через обычный коньковый элемент.
Применение конька не только является отличной функциональной заменой вентиляционной системы, но и позволяет организовать эффективную вентиляцию в кратчайшие сроки.
Вентиляция мансарды
Мансардные крыши можно легко вентилировать благодаря естественному движению воздуха от основания к вершине. Для этого крайне важно правильно расположить все слои покрытия крыши. Часто для улучшения воздухообмена из мансардного помещения применяются коньковые вентиляторы.
Такие вентиляторы устанавливаются вместо конькового элемента в верхней части кровли и выполняют функцию вентилирования по всей длине. Они защищены специальной сеткой, предотвращающей попадание иностранных предметов, и вместе с естественной вентиляцией, создаваемой снизу в карнизах, образуют отличную систему.
Преимущества подобной системы заключаются в следующем:
- Эффективно обеспечивают воздухом интерьер;
- Поддерживают комфортный микроклимат в мансардном помещении;
- Увеличивают срок службы кровельного материала.
При установке конькового вентилятора стоит придерживаться определённых рекомендаций:
- Угол наклона крыши должен составлять не более 45 градусов;
- Перед установкой убедитесь, что вентиляционные выходы на коньке будут правильно располагаться;
- Монтаж вентиляционного элемента должен быть равномерным по всей длине крыши;
- Вентиляционная зона конька должна уплотняться для предотвращения утечек;
- Делайте монтаж на срезах конька на расстоянии минимум 30 см от поверхностей кровли.
Если все элемента вентиляционной системы монтируют качественно, чердак будет без проблем вентилироваться, как зимой, так и летом.
Устройство обрешетки
Наиболее важной частью крыши, которая непосредственно поддерживает кровельное покрытие, является обрешетка.
Все деревянные элементы обязательно должны пройти предварительную обработку специальными защитными средствами от повреждающего воздействия.
После обработки дереву следует дать время высохнуть. В зависимости от выбранного кровельного материала, обработка древесины может потребоваться подтверждением кровельного покрытия, что также предотвращает негативные последствия от воздействия влаги.
Не допускайте использование необработанных деревянных досок, поскольку они со временем деформируются под весом конструкции, это негативно сказаться как на внешнем виде крыши, так и на её прочности.
Для установки обрешетки понадобятся следующие важные конструктивные элементы:
- Деревянные доски или планки малого сечения;
- Квадратные деревянные бруски размеров 40*40 или 50*50 миллиметров;
- Гвозди или саморезы для крепления.
Облицовку следует фиксировать вертикально к стропилам, что придаёт конструкции дополнительную жёсткость. Лучше всего устанавливать балки сплошным слоем, оставляя расстояние между лучами в пределах 10-15 см.
Все расчёты конструкции можно выполнить с помощью указания вышеуказанных принципов.
