Формы крыш. Стропильная система крыши (фото).

Красивая крыша — гордость хозяев дома. Красота, конечно, важна, но для этой функциональной конструкции еще важнее практичность.

В зависимости от уклона крыши делят на плоские (с уклоном до 5°) и скатные (с большим уклоном, обычно более 20°). В частных домах чаше всего делают скатные крыши. Это обусловлено не только традиционным представлением о том, как должен выглядеть уютный дом, но и большей водонепроницаемостью таких конструкций. Кроме того, они позволяют «совместить крышу со стеной» при устройстве мансарды и таким образом сэкономить, ведь по сравнению со стеной единица плошали крыши обычно дешевле.

Определяющие факторы

Проектируя крышу дома, архитектору приходится решать несколько задач, связанных с прочностью, пользой и красотой. В первую очередь крыша должна противостоять любым капризам климата — ветру, дождю, снегу. А ее надежность зависит не только от качества кровельного покрытия, но и от формы. Крыша сложной формы с большим количеством стыков — ребер, изломов и особенно ендов — даже при отличном кровельном материале со временем начнет протекать. К тому же она дороже.

Если в доме устраивают мансарду (хотя специалисты настоятельно рекомендуют делать крышу с чердаком — ее проще ремонтировать), форма крыши должна обеспечить достаточную жилую площадь на мансардном уровне.

У каждого материала свой вес и свои возможности укладки на поверхностях разных форм и размеров. Поэтому с покрытием крыши желательно определиться еще на этапе проектирования.

Конфигурация крыши зависит также от плана дома, количества этажей и уровней. Чем проще план, тем легче упростить крышу. При этом предел упрощения у каждого застройщика свой. Крыша во многом определяет образ дома и его силуэт, но важно не «переборщить» и учесть масштаб здания. Сложная крыша будет выглядеть естественно и презентабельно, если дом большой, но на маленькой постройке она далеко не всегда произведет впечатление. В то же время умелый архитектор сделает красивой даже простую крышу. Украсит ее и качественный кровельный материал.

«Основательная» конструкция

В основе несущей конструкции крыши лежит деревянная стропильная система, принимающая на себя вес кровли, снеговые и ветровые нагрузки (только в особенно сложных конструкциях крыш применяют металл) . У каждой формы крыши есть свои особенности, но в их основе лежат общие принципы. В разрезе конструкция имеет форму треугольника, жесткой геометрической фигуры: стропильные ноги образуют верхний угол, а снизу стягиваются затяжками или фиксируются железобетонным перекрытием. Верхние концы соединяются коньковым прогоном, а нижние опираются на мауэрлат — деревянную балку, лежащую на стенах.

Однако при усложнении крыши усложняется и стропильная система. Самые простые, висячие стропила, образуя конек, опираются только друг на друга, выдерживают небольшие нагрузки и при длине пролетов более 6 м требуют дополнительных затяжек в верхней части. Преимущество висячих стропил — возможность создания под крышей единого пространства, без стен и опор.

Наслонные стропила кроме наружных стен опираются на коньковый прогон, лежащий на стойках, которые установлены на внутренней стене дома (реже стену выводят до самого конька). Если у дома две несущие внутренние стены, можно использовать две линии стоек. Наслонными стропилами перекрывают пролеты до 12—15 м, при этом крыша может иметь переломы. Такая конструкция не нуждается в нижней затяжке. Ее используют, если стропила нужно опереть на стены выше уровня пола мансарды. Но стойки и стены приходится учитывать на плане этажа.

При больших пролетах и сложных формах крыш систему усиливают стойками, дополнительными растяжками, диагональными подкосами. Стропила могут состоять и из нескольких частей, имеющих разный уклон. В этом случае получается ферма.

Конфигурацию и толщину сечений ферм определяют путем расчета. С их помощью можно перекрывать самые большие пролеты, не устанавливая дополнительные опоры внутри здания, и строить крыши сложных форм. В единой конструкции крыши можно использовать разные стропильные системы.

Оптимальный уклон

Важная характеристика, влияющая на эстетичность и практичность крыши, — ее уклон, необходимый прежде всего для удаления осадков. Обычно он составляет 11—65°, а выбирают его, учитывая следующие факторы:

С увеличением уклона крыши растет расход материалов (увеличиваются площадь кровельного покрытия, длина стропил и т. д.). Соответственно, возрастает стоимость крыши. Самая экономичная — плоская крыша, но под ней не получится мансарда. Поэтому надо просчитывать варианты. Опыт подсказывает, что экономичны дома с мансардой под крышей с уклоном около 40°.

Разнообразие форм

Скатные крыши традиционных форм имеют простую конструкцию. Крыши более сложных форм позволяют улучшить характеристики мансардного пространства и архитектуру здания. На практике различные формы зачастую комбинируют, особенно в зданиях со сложным планом.

Односкатная крыша самая простая в изготовлении. Она наклонена в одну сторону. Конек, стойки и подкосы отсутствуют, а стропила опираются на стены. Односкатными крышами в основном покрывают здания с пролетом 6—8 м. При больших пролетах используют фермы. Выбирая направление уклона, стараются использовать его преимущества. Например, если крыша наклонена к северу, с южной стороны можно сделать большие окна, а уклон к югу позволяет разместить солнечные коллекторы на всей плоскости крыши. Но при односкатной кровле хотя бы одну стену дома придется вывести на полный этаж, а то и выше. Такими крышами удобно покрывать пристройки — гаражи, веранды и т. п. К тому же ровный скат идеально подходит для крупногабаритных листовых кровельных материалов.

Односкатная конструкция пригодна и для больших зданий. Например, для домов с современной архитектурой характерны крыши из нескольких односкатных плоскостей, опирающихся на стены и наклоненных в разных направлениях. Уклон таких крыш делают небольшим, чтобы стены, на которые опирается крыша, не были высокими.

Двухскатная крыша — распространенный и экономичный вариант. Ее наклонные плоскости, расположенные вдоль длинных сторон дома, образуют вверху конек и с двух сторон ограничены треугольными стенами — щипцами или фронтонами (поэтому иногда двухскатные конструкции называют щипцовыми).

Такая крыша подойдет для любого прямоугольного объекта. Ведь она практически лишена недостатков. Стропильная конструкция не отличается сложностью и может быть выполнена с висячими стропилами. При большом пролете систему дополняют верхними растяжками или используют наслонные стропила. При этом коньковый брус опирают на фронтоны (фронтонные стены, кстати, для экономии можно сделать каркасными). Кроме того, через фронтоны обеспечивают освещение и вентиляцию мансарды.

Вариант двухскатной системы — ломаная крыша, нижняя часть ската которой имеет больший угол наклона, чем верхняя. Ее используют, чтобы увеличить полезную площадь мансарды (поэтому иногда называют мансардной). В этом случае конструкция крыши усложняется до фермы: скат формируют из двух коротких стропил со стойками в месте перелома и растяжками. В нижней части уклон составляет 65—80°, а в верхней — 25—30°. Нижний пояс фермы служит основой для пола мансардного помещения.

К двухскатным можно отнести и сводчатую крышу, по фронтону очерченную дугой окружности или другой геометрической кривой. Полукруглые скаты формируют из ферм сложной конструкции, а кровлю делают из штучного или поддающегося изгибу материала. Сводчатая крыша удобна для устройства мансарды, но ее стропильная система слишком сложна. Эффектные полукруглые крыши иногда устраивают над выступающими элементами дома.

Вальмовая крыша (обычно четырехскатная) имеет скаты (вальмы), наклоненные со всех сторон дома. Скаты могут иметь разный уклон, конек по сравнению с двухскатной конструкцией получается укороченным, фронтоны отсутствуют. Вальмовая крыша лучше других выдерживает ветровые нагрузки. Обычно ею покрывают большие здания, она придает постройке солидность. По конструкции такая крыша сложнее двухскатной: как правило, для нее используют наслонные стропила с затяжками и стойками в крайних точках конька. Вопросы освещения, а также вентиляции мансарды при валь-мовой крыше решаются сложнее, чем при двухскатной: нужны мансардные или слуховые окна (которые, впрочем, становятся украшением крыши).

Разновидность вальмовой — шатровая крыша, состоящая из четырех скатов, которые сходятся в одной точке, и не имеющая конька. Но она подходит лишь для домов, квадратных в плане, и используют ее не часто. Как правило, «шатрами» покрывают башни и беседки.

В полувальмовой крыше верхние части торцевых фронтонов срезаны и заканчиваются треугольниками-вальмами. Мансарду освещают и вентилируют через фронтон. Такая крыша по конструкции незначительно отличается от двухскатной, экономична и надежна.

Возможна также ломаная валъмовая крыша, объединяющая особенности ломаных и вальмовых систем. Она выгодна с точки зрения использования площади мансарды, но имеет сложную конструкцию из стропильных ферм. Этот вариант чаще используют для больших, представительных домов.

Сложные типы крыш возникают при комбинации простых типов. Ими можно украшать и дома простой формы, но зачастую они необходимы, когда здание имеет выступы, углубления и перепады уровней. Например, многощипцовая крыша появляется, когда каждый выступ дома, например крестообразного в плане, заканчивается треугольным фронтоном. Но ее можно сделать даже на объекте с квадратным планом, закончив каждую его сторону фронтоном и получив складчатую крышу. Недостаток этого красивого решения — длинные ендовы (впалые углы), которые имеют меньший уклон, чем скаты и являются потенциальными местами протечек и образования «снежных мешков». В этом случае нужно использовать только качественный кровельный материал. Как правило, ендовы возникают при покрытии дома с выступами в плане, и надо постараться уменьшить их длину. В отличие от ендов, выступающие ребра крыши не представляют большой опасности. Как, например, в случае крыши с ромбовидными или треугольными скатами, которая подходит для прямоугольных и квадратных построек.

Заводская крыша

Крыша дома - сложная индиви-дуальная конструкция, требующая точного расчета. Но, как правило, ее возводят из имеющихся в наличии материалов, подгоняя конструкции по месту. При этом качество работы зависит от мастерства и добросовестности строителей. Не каждой бригаде можно смело поручить возведение крыши, тем более сложной формы.

Альтернатива - заводское изготовление конструкций крыш. Оно стало обычной практикой в цивилизованных странах. Совсем недавно возможность заводского изготовления крыш появилась и в Украине.

В этом случае стропильную систему крыши проектируют с помощью современного программного обеспечения и изготавливают на высокотехнологичном оборудовании. Применяют особые соединения элементов без врезок и клея. Заводские стропильные конструкции представляют собой жесткие фермы, и устанавливают их на объекте согласно заводской инструкции. Влияние человеческого фактора при этом исключено.

Благодаря этому методу строительство крыши становится технологичнее, а значит, качественнее и экономичнее. За счет точного соблюдения расчетных сечений и оптимальной конструкции фермы экономия дерева может составлять 10-40 %. Монтаж крыши происходит в два раза быстрее, отпадает потребность в трудоемкой подгонке конструкций на строительной площадке. Появляется возможность быстро проектировать и возводить легкие и экономичные конструкции крыш особо сложных форм, даже тех, создание которых по традиционной технологии было невозможно и в которых приходилось применять металлические элементы.