Что нужно знать при строительстве шатровой крыши своими руками

Крыша – один из самых ответственных элементов строения. Её функция – защитить дом от неприятностей, которые может принести погода с неба. Поэтому подход к выбору типа кровли и её возведению является весьма ответственным этапом в строительстве.

Ошибки, допущенные здесь, могут очень дорого обойтись. Существует масса разновидностей кровельных систем, но сегодня стоит остановиться на кровле, проверенной столетиями, упоминания о которой можно встретить в сказках, в народных баснях и на полотнах старинных картин, но, как и раньше, отличающейся надёжностью и симметричной эстетичностью, называемой шатровой крышей.

Шатровая крыша – модификация вальмовых крыш, главным свойством которой является возможность покрытия строений квадратной, прямоугольной или многоугольной формы. Конструкция её имеет характерные особенности, которые создают трудности при монтажных работах. Но, как говорится, красота требует жертв, а потому к возведению такой кровли следует подходить не с лёгкой рукой, но с правильным расчётом, знанием и стремлением к идеальному результату.

Особенности шатровой крыши

Внешне шатровая кровля представляет собой пирамиду, четыре ската которой сходятся вверху в точку, коньковый узел, и имеют форму правильного или равнобедренного треугольника. В конструкции обычно отсутствует конёк за исключением тех случаев, когда здание имеет прямоугольную или продолговатую форму.

При строгом соблюдении симметричности вершина кровли находится над центром здания, но это не обязательное требование. При смещении центра крыши в сторону форма скатов становится различной, что усложняет расчёт конструкции.

В шатровой крыше не предусмотрены фронтоны за исключением варианта с встроенными слуховыми окнами.

Преимущества и недостатки шатровой крыши

Перед тем, как остановить свой выбор на шатровой крыше, необходимо выяснить её плюсы и минусы. Взвесив все за и против, можно приступать к проектированию и работе.

Достоинства:

1. Превосходная прочность кровли вследствие того, что стропильная конструкция симметрична, скаты опираются друг на друга, уравновешивая и равномерно распределяя нагрузку.
2. Повышенная обтекаемость формы, ветровые потоки плавно проходят по поверхности скатов, не вредя кровле.
3. Хорошая устойчивость к ветровым нагрузкам и давлению снега.
4. Возможность выполнить угол наклона скатов таким образом, чтобы снег не задерживался на крыше.
5. Симметричная конструкция предусматривает наличие унифицированных деталей, что удешевляет себестоимость крыши.
6. Высокое энергосбережение при качественном и правильном утеплении кровли.
7. Эстетичность и презентабельность.

Недостатки:

1. Сложность в проведении расчётов, повышается риск допустить ошибку и забраковать материал.
2. Монтажные работы осложняются повышенными требованиями к соблюдению симметричности конструкции.
3. Сложность работ и высокая точность изготовления конструкционных элементов зачастую приводят к необходимости обращаться к специалистам.
4. Малый объём чердачного пространства.
5. При оборудовании чердачного помещения под жильё, возникает необходимость устанавливать мансардные окна, которые имеют ряд недостатков.

Устройство шатровой крыши

Каркасное исполнение шатровой крыши не относится к сложным конструкциям. Симметричная четырёхскатная схема имеет следующий вид:

Опорой для крыши служат стены, на которых уложен по периметру мауэрлат, а посередине может располагаться лежень – брус, соединяющий центры противолежащих мауэрлатов.

На углы опорной конструкции опираются четыре диагональных стропила, которые сверху сходятся в одну точку – коньковый узел. Они формируют рёбра пирамиды.

В центре может располагаться осевая стойка, устанавливаемая на лежень. Дополнительно для распределения нагрузки, воспринимаемой крышей от лежащего на ней снега, ставятся укороченные стойки, на которые опираются нарожники. Если такие стойки устанавливаются под углом 45°, их называют подкосами.

Стропила, соединяющие мауэрлат и диагональные стропильные ноги, называются нарожниками. Их задача – сформировать плоскость скатов.

Нарожники на некоторой высоте стягиваются затяжными балками, называемыми ригелями. Они служат для уменьшения распирающей нагрузки на стены здания.

Все стропила выступают за пределы основания по периметру для формирования свесов, предназначенных для защиты стен от влаги во время дождливой погоды.

Сверху на плоскости крепится гидроизоляция, а затем с выбранным шагом набивается обрешётка и настилается кровельный материал.

Прямоугольная и многоугольная шатровые крыши имеют подобное устройство, только в первом случае необходимо учитывать то, что угол наклона смежных скатов будет различным, а во втором случае желательно соблюдать симметрию, чтобы слишком не усложнить конструкцию.

Виды стропильных систем шатровой крыши

В зависимости от особенностей конструкции каркаса крыши, различают висячую и наслонную системы.

На рисунке 2 приведён пример наслонной системы. Её особенность заключается в том, что внутри имеются опорные стойки, устанавливающиеся на лежни внутренних несущих стен дома. К преимуществам такого вида стропильной системы можно отнести то, что нагрузки на крышу перераспределяются равномерно и уменьшаются распирающие усилия на наружные стены дома. Недостатком такой системы является уменьшение полезного пространства для мансардного помещения, увеличение массы конструкции за счёт большего количества расходных материалов, и, соответственно, увеличение стоимости. Рекомендуется применять эту систему для вальмовых крыш с уклоном скатов до 40 градусов.

Висячая система, по сути, аналогична наслонной за исключением того, что в ней не используются стойки. Эта система применяется для таких конструкций жилья, в которых не предусмотрены несущие внутренние перегородки. Она опирается только на наружные несущие стены. Преимуществом такой системы являются облегчённая масса конструкции, меньшая стоимость, увеличенное мансардное пространство. К недостаткам относится увеличение распирающей нагрузки на несущие стены.

Существуют стропильные системы с конструктивными особенностями, отвечающими эксклюзивным требованиям заказчиков, а также региональным климатическим условиям, такие как:

• ломаные системы: применяются для придания эстетичной эксклюзивности, для обустройства мансардного этажа и для обеспечения постепенного схода снега в регионах с обильными снегопадами:

• шатровая кровля здания с эркером:

• Кровли со слуховыми окнами – применяются для обустройства жилья внутри вальмовой крыши.

Как рассчитать шатровую крышу

Расчёт вальмовой крыши зависит от выбранной конфигурации кровли. Для того чтобы сделать правильный выбор, необходимо:

• определиться с типом кровельного материала (мягкий или жёсткий);
• ознакомиться с характером помещения, которое должно быть покрыто (квадратное, прямоугольное, наличие или отсутствие внутренних несущих стен);
• определиться с размерами кровельного материала и утеплителя.

В расчёт следует заложить рекомендованные значения параметров для элементов кровли, которые приведены в таблице:

Порядок расчёта вальмовой крыши:

1. Определить высоту конькового узла (или конька для крыши с прямоугольным основанием), который зависит от выбранного угла скатов. Угол выбирается по следующим критериям:

• он должен быть для всех скатов одинаковым;
• в снежных районах угол должен быть большим для формирования крутого уклона;
• в ветреных районах угол выполняют до 30°;
• учесть тип кровельного материала и наличие мансардного этажа

ВАЖНО! При выборе кровельного материала следует узнать его допустимые характеристики касательно угла ската и выполнять расчёт с их учётом. Возможно, что придётся менять угол или остановиться на другом материале кровли.

Высоту конькового узла определяют согласно схеме на рисунке 6 по формуле:

где Н – искомая высота, В – ширина фасада, a – угол наклона ската.

2. Выполнить чертёж стропильной системы с учётом рекомендуемых значений из таблицы, определить длину стропил и остальных элементов кровли, и рассчитать количество древесины. Хорошим подспорьем для облегчения расчётов являются программы 3D-моделирования и специализированные калькуляторы.
3. Рассчитать площадь крыши. Классическая вальмовая крыша состоит из из четырёх равных равнобедренных треугольников. Общая площадь такой крыши рассчитывается по формуле:

S = 4 ´ (В ´ Н) / 2.

Если крыша лежит на прямоугольном основании без конька, то рассчитывают площади двух равнобедренных треугольников, а затем их суммируют. Если такая крыша имеет конёк, тогда считают площади вальмовых треугольных скатов, а затем боковые скаты в виде трапеций. Формула расчёта площади трапеции приведена ниже:

S = ((a + b) / 2) ´ h,

где a и b – основания трапеции, h – её высота.

В сложных конструкциях следует рассчитывать площади всех частей кровли, а затем их суммировать.

4. Рассчитать площадь кровельного материала, учитывая тот факт, что он продаётся, как правило, в виде прямоугольных листов.

Как сделать шатровую крышу своими руками

Подготовительные работы

После того, как были выполнены операции, указанные в предыдущих разделах, необходимо сделать следующее:

1. Закупить необходимый материал и крепёжные элементы.
2. Организовать бригаду работников, подготовить инструмент и приспособления для выполнения монтажа.
3. Дерево очистить от коры, покрыть качественным антисептиком и антипиреном.
4. Древесина должна быть достаточно сухой, чтобы в противном случае после высыхания кровля не деформировалась.
5. Залить стяжку по периметру здания и на внутренние несущие стены, установив заблаговременно закладные шпильки на расстоянии 1 м друг от друга. Стяжку желательно сделать армированную.
6. После застывания стяжки уложить сверху слой рубероида.
7. Установить брус для мауэрлата и лежень, зафиксировать их гайками с шайбами.
8. Установить балки перекрытия.

Порядок монтажа шатровой крыши

Установить стропильную систему в следующем порядке:

• В центре на лежень устанавливают центральную стойку сечением
  150´150 мм и высотой, равной разнице высоты конькового узла и среза по ширине диагональной стропильной балки с учётом угла наклона ската. Балка фиксируется временно укосинами в строго вертикальном положении. Проверить перед фиксацией её позиционирование по центру крыши.
• Установить шпренгели по углам, прикрепив их к смежным балкам мауэрлата.
• Смонтировать центральные стропильные ноги от конькового узла к серединам мауэрлатов и диагональные стропила от того же узла к углам кровли. Количество диагональных стропил равно количеству углов здания.
• Стянуть противоположные диагональные стропила затяжками (ригелями).
• Установить стойки от диагональных стропил к шпренгелям для усиления жёсткости углов кровли.
• Прикрепить нарожники расчётной длины таким образом, чтобы были сформированы ровные скаты.

ВАЖНО! Крепление стропильных балок к мауэрлату обязательно должно быть с врезкой для исключения возможности сдвига их под нагрузкой.

• Следить за тем, чтобы все стропила и нарожники были выпущены за пределы наружных стен на расчётное расстояние для свесов.
• Установить стойки и укосы под стропила. Рекомендуется опирать их на несущие стены.
• В случае, если нарожники выступают на свесах неровно, следует выровнять их «под нитку».
• Смонтировать обрешётку перпендикулярно стропилам и прикрепить карнизы.

ВАЖНО! Для монтажа стропильной системы следует использовать один и тот же материал, сечение бруса должно соответствовать размерам, указанным в таблице выше.

Завершающий этап кровельных работ

После монтажа стропильной системы необходимо:

• проверить правильность установки и сверку размеров согласно чертежу;
• исключить при возможности отклонения;
• места крепления ригелей к диагональным стропилам усилить досками снизу;
• установить карнизные кобылки, ветровые доски, крепления для сливной системы;
• расстелить гидроизоляцию и зафиксировать её скобами к стропильным ногам;
• закрепить обрешётку в соответствии с требованиями к монтажу выбранного кровельного материала;
• установить кровельный материал;
• утепление заложить на расстоянии минимум 5 см от гидроизоляции для обеспечения циркуляции воздуха под кровлей во избежание образования конденсата, зафиксировать его;
• под утеплитель на расстоянии 2 – 5 см прикрепить скобами пароизоляцию непроницаемой для пара стороной вниз (к помещению) и закрепить её обрешёткой.

Кровельный материал для шатровой крыши

Данный вид кровли позволяет использовать любой материал, даже тростник или камыш. Однако при выборе материала следует учитывать следующие требования:

• надежность,
• долговечность,
• износостойкость,
• хорошие гидроизоляционные показатели,
• возможность укладки в зависимости от угла ската кровли.

Лучшими вариантами кровельного материала для шатровых крыш являются металлочерепица, профнастил, битумная черепица и шифер. Использование того или иного материала в конечном итоге зависит от бюджета заказчика и доверия его к качеству покрытия.

Заключение

Шатровая крыша требует к себе качественный и добросовестный подход. Верный расчёт и выдержанная технология монтажа дадут прекрасный результат. Такая крыша прослужит долго и будет радовать владельца своей надёжностью и эстетичным видом.