Конструкции крыш.
Несущие элементы крыши выполняют из брусьев, бревен и досок. В соответствии с выбранным материалом определяют и способ сочленения отдельных элементов крыши.
Элементы сложной четырехскатной крыши: 1 — скаты; 2 — конек; 3 — вальма; 4 — разжелобок; 5 — фронтон (щипец); 6 — фронтонный свес; 7 — желоб; 8 — водосточная труба; 9 — дымовая труба.
Основными несущими элементами крыши являются: мауэрлат, стропила и обрешетка. Кроме того, в конструкции крыши присутствуют дополнительные крепежные элементы (ригели, стойки, подкосы, распорки и т.д.), служащие для придания жесткости стропильной ферме.
Основные несущие элементы крыши: 1 — стойка; 2 — ригель; 3 — стропильная нога; 4 — подкос; 5 — перекрытие; 6 — мауэрлат; 7 — распорка; 8 — бабка; 9 — затяжка; 10 — прогон; 11 — шпала; 12 — балка Необходимость использования этих дополнительных элементов возникает по мере увеличения пролета. Связанные между собой детали крыши образуют стропильную ферму, в основу которой заложен один или несколько треугольников, как самая жесткая геометрическая фигура. Основные узлы, используемые для изготовления стропильных ферм, представлены на рис. 74, 75, 76.
Основные узлы стропильных ферм: I — схема висячих стропил; II — узлы сопряжений; 1 — стропильная нога; 2 — затяжка (ригель); 3 — подвеска; 4 — накладка; 5 — мауэрлат; 6 — гидроизоляция; 7 — подкладка; 8 — проволочная скрутка Соединение стропил: а — одинарным зубом; б — двойным зубом; в — соединение стропил в конец затяжки; г — дополнительное соединение сопряжений болтами и хомутами; д — соединение подкоса с бабкой; е — соединение сковороднем вполдерева Соединение стропил: а — соединение подкосов, бабок и затяжек; б — устройство свеса при помощи балки; в — крепление стропила к бревнам сруба и мауэрлату; г — примыкание концов стропил к мауэрлату; 1 — подкос; 2 — болт; 3 — хомут; 4 — скоба; 5 — затяжка; 6 — балка; 7 — гнездо; 8 — шип; 9 — мауэрлат; 10 — бабка.
Мауэрлат представляет собой брус, уложенный по обрезу наружных стен и предназначенный для опирания оснований несущих стропил. К венцам сруба мауэрлат крепят металлическими скобами с заершенными концами. В углах мауэрлат связывают врубками в полдерева и скрепляют скобами, гвоздями или стяжными болтами. Стропила разделяют на две основные группы: наслонные и висячие. Крыши с наслонными стропилами устраивают в домах, имеющих средние опорные стены. При этом пролет между опорами может достигать 4,5 м, а при увеличении пролета от 5 до 6 м под стропила ставят подкосы. Наслонные стропила упираются нижним концом в мауэрлат и через него передают на стену нагрузки от веса конструкций крыши. При данной схеме опирания на стену передаются не только вертикальные нагрузки, но и горизонтальные, возникающие вследствие работы стропил враспор. Поэтому наслонные стропила применяют в зданиях с массивными стенами, которые в состоянии воспринимать распорные нагрузки от стропил. Висячие стропила применяют реже, так как в этом случае требуется более тщательное изготовление узлов, особенно стяжек. Однако эти стропила не передают на стены горизонтальные нагрузки, поэтому их устраивают в зданиях с легкими стенами, например, в каркасной конструкции дома. К достоинствам висячих стропил можно отнести способность перекрывать большие пролеты. Висячие стропила могут быть простой и сложной конструкции. Простая конструкция состоит из двух стропил, у которых верхние концы сходятся в коньке и прорезаются в полдерева. Нижние концы висячих стропил упирают в горизонтальный брус. Чтобы стропила не прогибались, в них врубают ригель и скрепляют скобами. При ширине пролетов 7,5-9м уже собирают стропильную ферму, в которую для прочности добавляют бабку, крепящуюся в коньке и в затяжке. Бабку со стропилами, подкосами и ригелями соединяют врубкой, сходной с прямым зубом. Стропила с бабками и подкосами устраивают при перекрытии пролета до 10 м. Для устройства свесов крыши заранее заготавливают кобылки из досок сечением 50×100 мм и длиной, равной свесу плюс 0,5-0,6 м для стыка со стропильной ногой. Кобылки прибивают к стропильной ноге, продлевая ее за пределы крыши.
Основные типы соединений стропильных конструкций при обустройстве мансарды в ломаной крыше.
Мансардные крыши могут быть треугольной формы и с изломом. Простейшей конструкцией является треугольная форма с прямолинейными очертаниями. Учитывая, что нижний пояс такой фермы является полом мансарды, его конструкцию принимают в виде параллельных балок с сечением, способным выдержать эксплуатационные нагрузки. Горизонтальные схватки и вертикальные стойки можно выполнять из более тонких брусков или досок. Мансардные крыши с изломанным скатом устраивают в том случае, когда габариты мансарды трудно вписать в треугольную форму. В домах со средней несущей стеной крышу над мансардой тоже делают на основе стропильной фермы. Ее нижний пояс, имеющий опору в центре нагрузки, может быть более легким. Затяжками такой фермы являются балки межэтажного перекрытия. Особенностью вальмовой крыши является наличие дополнительных скатов, образуемых вальмовыми стропилами, которые стыкуют с коньком двускатной кровли. По существу, такая крыша состоит из двух частей: двускатной крыши, которая не полностью закрывает площадь дома по длине, и двух вальм, закрывающих незакрытые площади строения. Крайние стропила основной двускатной крыши следует усилить, так как нагрузка на них несколько больше, чем на все остальные. Очень важно при этом выбрать правильное соотношение параметров двускатной и вальмовой частей, так как именно от этого зависит облик всего строения. Если эти же стропила стыковать не с коньком, а с крайними стропилами основной двускатной крыши, то получается так называемая датская крыша (рис. 78). При этом во фронтонной части вальма не доходит до конька кровли и образуется так называемый выступ, который зашивается листовыми материалами. В выступе часто устраивают небольшие окошки, служащие для освещения чердачного пространства. Размеры выступа зависят от его глубины, уклона вальмы и высоты двускатной крыши по коньку.
Рис. 78. Конструкция датской крыши: 1 — усиленная стропильная нога; 2 — опорная доска; 3 — усиливающий ригель с вкладышем; 4 — вальмовое стропило; 5 — верхняя обвязка стены; 6 — проставки Рис. 79. Конструкция вальмовой крыши с тремя фронтонами: 1 — стропила фронтонов; 2 — затяжки; 3 — балки перекрытия; 4 — коньковый прогон; 5 — стойка Приведенные примеры крыш являются далеко не единственными. Так, на рис. 79 показана конструкция вальмовой крыши с тремя фронтонами. Несмотря на усложнение работ по сооружению крыши, такая форма помогает избавиться от безликости архитектурного исполнения, придать дому недостающую изюминку.
Варианты устройства кровель.
Устройство кровли — “кровельный пирог.
Кровельная конструкция, кроме основного кровельного покрытия (гибкая черепица, металлочерепица, керамическая черепица и т.д.), включает в себя целый комплекс дополнительных элементов и материалов: Пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция, элементы вентиляции и другие. Каждый из этих элементов выполняет свою функцию, в целом обеспечивая правильную работу всей кровельной конструкции. Исключение любого из элементов либо его неправильное использование может быть губительным для всей кровли, чьё назначение заключается в защите дома от различных природных воздействий.
Чтобы крыша прослужила долгое время и выполняла свои защитные функции, а так же в жаркую погоду сохраняла в доме прохладу, а зимой — тепло, необходимо, чтобы было обеспечено правильное расположение всех слоёв “кровельного пирога” и была правильно организована вентиляция подкровельного пространства. Крыша – это верхняя ограждающая конструкция здания, выполняющая несущие, гидроизолирующие и, при бесчердачных (совмещенных) крышах и теплых чердаках, теплоизолирующие функции. Кровля – это верхний элемент крыши (покрытие), предохраняющий здания от всех видов атмосферных воздействий. Если кровля будет мансардной (т.е. вместо нежилого чердачного помещения будет жилая мансарда), то необходимо её утепление. Пароизоляция должна защитить утеплитель от проникновения в него паров влаги из помещений, а гидроизоляция защитит от возможного его намокания с внешней стороны. Вентиляция подкровельного пространства предотвратит образование конденсата в кровельной конструкции и, таким образом, будет обеспечена защита деревянных частей кровельной конструкции от гниения.
Элементы кровельной конструкции: 1. Стропильная система; 2. Пароизоляция (с соединительной лентой); 3. Теплоизоляция (утеплитель); 4. Гидроизоляция; 5. Обрешетка (в случае использования в качестве кровельного покрытия гибкой черепицы — это сплошное основание: влагостойкая фанера или OSB-3); 6. Контробрешетка; 7. Кровельное покрытие. 8. Комплектующие элементы (коньковые и карнизные элементы, крепеж, элементы примыкания и т.д.); 9. Система вентиляции подкровельного пространства (коньковая вентиляция, аэраторы); 10. Система снегозадержания; 11. Система безопасного перемещения по кровле; 12. Подшивка карнизного свеса; 13. Водосточная система.
Устройство не утепленной кровли из различных видов кровельных материалов.
Не смотря на относительно высокую стоимость, преимущества диффузионных мембран очевидны: 1. Мембрана укладывается непосредственно на утеплитель, что уменьшает толщину “кровельного пирога” и позволяет уложить максимальное количество утеплителя; 2. Мембраны ветронепроницаемы, что снижает количество тепла выдуваемого с поверхности утеплителя; 3. Обладая высокой паропроницаемостью изнутри, мембрана водонепроницаема снаружи, что позволяет кровле «дышать». Пароизоляция . Служит барьером от попадания паров из внутреннего пространства дома в утеплитель. Пароизоляционная пленка крепится с внутренней стороны теплоизоляции к несущим деревянным элементам. Размер нахлеста должен быть не менее 10см, как по вертикали, так и по горизонтали. Места нахлеста и места примыкания пароизоляция к стенам необходимо герметично соединить между собой специальной соединительной лентой. После установки пленки необходимо прикрепить рейки для того, чтобы подшивка потолка не доставала до паробарьера.
Система вентиляции подкровельного пространства является радикальным методом борьбы с сыростью. С помощью вентиляции кровли влажный воздух легко удаляется из-под крыши. Контробрешетка образует вентиляционное пространство (вентканал), по которому должен проходить воздух. Приток воздуха необходимо обеспечить через подшивку карнизного свеса, либо под желобом. А выход воздуха вместе с парами влаги нужно организовать в районе верхней точки кровли — конька. Это может быть обеспечено либо “вентиляционным коньком”, либо точечным вентиляционными элементами — аэраторами. Система подкровельной вентиляции требует дополнительных расходов, но они оправдываются тем, что намного продлевается срок службы крыши. Стоимость таких элементов вместе с установкой составляет всего несколько процентов от стоимости всей кровли. Но это в десятки раз меньше ремонта, который может понадобиться, если их не установить. В заключении совет: не стоит экономить ни на одном из составляющих элементов «кровельного пирога»! Правильное устройство кровельной конструкции позволит без дополнительных затрат эксплуатировать кровлю долгие годы.
Стропильные системы — Несущие конструкции кровли.
Крыша является одним из элементов, наиболее украшающем дом, придающим ему индивидуальность, свидетельствующем о вкусе и системе ценностей владельцев. Но, прежде всего это инженерное сооружение, защищающее здание от воздействия окружающей среды. От того, насколько технически совершенна крыша, во многом зависит срок службы здания и комфортность внутренней среды обитания.
Крыша должна защищать от снега, дождя, ветра, холода зимой и перегрева солнечными лучами летом все, что находится под ней. Она также должна быть прочной, устойчивой, чтобы выдерживать массу собственных конструкций и работающих на крыше людей, а также, что особенно стало ясно в последнее время, снеговую и ветровую нагрузки.
Крыши бывают плоские и скатные, а применительно к малоэтажному строительству – чаще всего скатные, т.е. с наклонными поверхностями кровли. Они традиционны для снежной и часто дождливой средней полосы России, рациональны по конструкции, хорошо защищают от непогоды и состоят из наружного покрытия – кровли и внутренней несущей части — стропильных конструкций. Скатные крыши, покрытые различными кровельными материалами — от дранки до черепицы — придают неповторимый архитектурный облик отдельным зданиям и целым поселкам, определяют местный колорит, становясь характерной особенностью ландшафта. Скаты крыши могут быть пологими (10-200) и очень крутыми (60-700), но в основном их уклон находится в пределах 30-450. На выбор того или иного уклона влияют разные факторы, важнейшими из которых являются климатические. В районах с большим количеством осадков предпочитают кровли с уклоном 450 и выше, а с сильными ветрами – более пологие, так как порывы ветра оказывают на скаты значительное давление. При уклоне ската в 600 снег на скате не удерживается, и снеговая нагрузка на стропила минимальна. А при пологих скатах она может в несколько раз превышать собственную массу конструкции крыши. В зависимости от объемно-планировочного решения здания скатные крыши могут быть одно-, двух — или многоскатными (шатровыми, вальмовыми, полувальмовыми, многощипцовыми и др.
Односкатная крыша . как правило, опирается на стены разной высоты и обращена к наветренной стороне для лучшей защиты от ветра, дождя и снега. Чаще всего односкатные крыши устраивают на простых пристройках к зданиям, хозяйственных бытовых постройках, летних домиках и т.д.
Двускатные крыши — самая распространённая классическая конструкция для малоэтажных зданий, простая и надежная. Это две прямоугольные наклонные плоскости, опирающиеся на продольные стены и образующие при соединении вверху конек. Двускатные крыши с традиционными четырехугольными или с круглой крышей слуховыми окнами представляют собой интересный архитектурный вариант их оформления.
Шатровая крыша состоит из нескольких треугольных скатов, объединяющихся вершинами, и имеет весьма сложную стропильную конструкцию. Если высота ската значительно больше его основания, то крышу называют шпилеобразной.
Вальмовая крыша — с виду как бы подчеркивает свою защитную функцию. Четырехскатную вальмовую крышу образуют два фасадных трапециевидных ската и два торцовых треугольных.
Если длина торцовых скатов меньше фасадных, то крыши называют Полувальмовыми . Характерные черты вальмовой крыши — наличие слуховых или мансардных окон.
Мансардная (ломаная) крыша — результат превращения чердака в жилое помещение. Она состоит из двух ломаных скатов. В верхней части, идущей от конька, пологих, а после перегиба – крутых. Мансардные крыши сегодня очень популярны, т.к. позволяют эффективно использовать площадь подкрышного пространства.