Чердачные скатные крыши

По скатам вода отводится к свесу кровли и сбрасывается непосред­ственно на землю (наружный неор­ганизованный отвод воды) или с помощью желобови водосточных труб(наружный организованный отвод).

В малоэтажном строительстве применяют в основном чердачные

скатные крыши с наружным отводом воды. Совмещенные покрытия и внутренние водостоки применяют, как правило, в многоэтажном строи­тельстве.

Формы чердачных скатных крыш бывают различными и определяют­ся очертаниями здания в плане, кро­вельным материалом и требования­ми архитектурной выразительности. Крыши могут быть односкатными, двускатными (наиболее часто при­меняемые), четырехскатными (шат­ровыми, вальмовыми, полувальмовыми) и многоскатными, в том чис­ле пирамидальными (рис.8.6).

Рис. 8.6. Формы скатных крыш:

а – односкатная; б – двускатная; в – с изломом ската (мансардная); г – вальмовая

(четырехскатная); д – шатровая; е пирамидальная; ж,з – элементы скатной крыши;

и,к – типы полувальмовых крыш; 1 – чердачное окно; 2 – фронтон с треугольным

тимпаном; 4 – конек; 5 – щипец; 6 – карниз; 7 – вальма; 8 – ребро; 9 – ендова

(разжелобок); 10 – скат; 11- полувальма.

Вальмойназывается треугольный скат, которым завершают торец двускат­ной крыши. Если наклонный скат покрывает не весь торец двускатной крыши, а только его верхнюю или нижнюю часть, то такой скат назы­вают полувальмой. Пересечения скатов, образующие выступающие углы, называют ребрами, а обра­зующие входящие углы — ендовамиили разжелобками. Ендова наибо­лее ответственное место кровли, так как здесь происходит наиболее ин­тенсивное движение воды, скапли­вается снег и мусор, создающий не­благоприятные условия для работы кровельных материалов. Верхнее горизонтальное ребро называют коньком.Выступ крыши у наруж­ных степ называют свесом. Торец двускатной крыши решается двоя­ко. Если скаты крыши перекрывают торцовую стену и выступают над ней в виде свеса, то получается фронтон. Если торцевая стена поднимается выше кровли и выступает лад ней в виде парапета, то получа­ется щипец. Щипец может оформ­ляться уступами, прямыми наклон­ными линиями, профильными ли­ниями типа волют и др. В каждом здании уклоны отдельных скатов делают одинаковыми с целью соз­дания одинаковых условий работы кровли и равной долговечности ее отдельных участков. Поэтому при изображении кровли в плане линии ребер и ендов проходят по биссект­рисам углов.

Высоту чердака рекомендуется делать с учетом удобного использо­вания его для бытовых нужд. У на­ружных стен высота чердака долж­на быть не менее 0,4 м для возмож­ности осмотра состояния конструк­ций. В пределах чердака часто пре­дусматривают жилые помещения — мансарды, В этом случае форма двускатной крыши может иметь до­полнительные ребра, параллельные коньку, а скаты — разный уклон.

Зимой из жилых помещений в чердак сквозь чердачное перекры­тие может проникать тепло и влага. В этом случае температура в черда­ке может стать выше 0°, а влаж­ность достигнуть критического со­стояния, которое приведет к обра­зованию конденсата (инея) па внутренней поверхности крыши. При повышении температуры на­ружного воздуха конденсат тает и капает на чердачное перекрытие, увлажняя его. Кроме того, теплый воздух чердака может вызвать под­таивание снега на крыше. Талая вода, стекая под слоем снега по ска­ту крыши, замерзает на свесе кров­ли, который не подогревается возду­хом чердака, образуя наледи и со­сульки. Удаление таких наледей приводит к повреждению кровли. Чтобы избежать этих нежелатель­ных явлений, необходимо выполнить надежную теплоизоляцию чердачно­го перекрытия с устройством под утеплителем пароизоляционного слоя, а также предусмотреть естест­венную вентиляцию чердака. Такая вентиляция (проветривание) осу­ществляется с помощью отверстий в нижней части чердака (под карни­зом) и в верхней части (у конька). Нижние отверстия — приточные, верхние — вытяжные. Для провет­ривания используют слуховые окна на скатах крыши и окна во фронто­нах и щипцах.

Несущие конструкции скатных крыш состоят из стропил и обре­шетки. Стропила— основная несу­щая конструкция крыши, которая, опираясь па стены или отдельные опоры здания, определяет количе­ство скатов и угол их наклона. Стропила выполняют из дерева в виде бревен, брусьев или досок. Все сопряжения отдельных элементов стропил выполняют с помощыо вру­бок и металлических креплений (скоб, болтов, гвоздей, хомутов). Стропила бывают наслонными и ви­сячими.

Наслонныминазывают стропила, основные элементы кото­рых — стропильные ноги— рабо­тают как наклонно положенные бал­ки. Длина таких балок должна быть не более 6,5 м (максимальная дли­на стандартной деловой древесины). Таким образом, расстояние между опорами, то есть горизонтальная проекция балки, обычно принимается не более 5 м.

Висячиестропила представляют собой простейший тип стропильной фермы, где наклон­ные стропильные ноги (верхний по­яс фермы) передают распор на за­тяжку (нижний пояс фермы).

Простейший тип наслонных стропил применяют при односкат­ных крышах (рис. 8.7-8.10).

Рис.8.7. Конструктивные схемы деревянных наслонных стропил:

а-д – для односкатных крыш; е-з- для двускатных крыш; 1 – стропильная нога; 2

– стойка; 3 – подкос; 4 – подстропильный брус; 5 – ригель; 6 – распорка; 7 –

верхний прогон: 8 – лежень.

Стропильные ноги опираются на брусья — мауэр­латы, уложенные по верхнему обрезу стен. Мауэрлаты служат для равномерного распределения нагрузки от стропильных ног на стену. Их изолируют от каменной стены прокладкой толя.

При наличии внутри здания опор применяют и двускатные наслонные стропила. В этом случае по внутренним опорам укладывают лежни (при внутренней стене) или прогоны (при отдельностоящих опорах) по которым через 3-4 м устанавливают стойки как опоры для верхнего конькового прогона(рис. 7.8). На верхний прогон и на мауэрлаты опираются стропильные ноги. Для придания жесткости в продольном направлении от стоек к верхнему прогону подводят подкосы, которые, сокращая пролет верхнего прогона, дают возможность уменьшить его сечение.

При асимметричном расположе­нии внутренних опор верхний про­гон не совпадает с коньком крыши. В этом случае в общую конструктивную схему вводят горизонтальную схватку, которая придает до­полнительную жесткость в попереч­ном направлении и гасит возникаю­щий в конструкции распор. Схватку выполняют из досок и располагают ниже верхнего прогона.

Рис.8.8. Расположение в плане наслонных стропил в зданиях:

а - с одной внутренней опорой; б – то же с двумя; в – общий вид шпренгелей для

опирания накосных стропильных ног; 1 – чердачное перекрытие; 2 – мауэрлат; 3-

стропильная нога; 4 – лежень; 5 – подкос: 6 – стойка через 3-5 м; 7 – прогон: 8 –

накосная (диагональная стропильная нога); 9 – нарожники; 10 – подкос под

прогон; 11 – кобылка; 12 – шпренгель.

При проле­те стропильной ноги более 4,8 м под нее подводят подкос, который по­зволяет уменьшить сечение стро­пильной ноги и придает, так же как и схватка, дополнительную жест­кость в поперечном направлении. Для предотвращения сноса крыши при сильном ветре стропильные но­ги (обычно через одну) крепят про­волочными скрутками к костылям (или ершам), забиваемым в стену.

Вальмовый скат образуется с по­мощью диагональных (накосных) стропильных ног и нарожников— укороченных стропильных ног, опи­рающихся на мауэрлат и диаго­нальную стропильную ногу. Шаг стропильных ног выбирают из рас­чета оптимального пролета для до- сок или брусьев обрешетки. Обычно его принимают равным 0,7 м для дощатой обрешетки и 1,2.,.1,5 м для брусчатой.

В настоящее время широко рас­пространены насланные стропила заводского изготовления. Элементы этих стропил изготовляют из досок в виде укрупненных элементов — опорных ферм, коньковых фермо­чек, стропильных щитов, коньковых и карнизных обрешеточных щитов. Висячие стропила (рис. 8.11) в малоэтажном строительстве приме­няют в виде ферм треугольной фор­мы. Их изготовляют ил бревен или досок. При пролете более 12 м при­меняют металлодеревянные фермы, где элементы ферм, работающие на растяжение, выполняют из металла. Шаг ферм пролетом до 10 м при­нимают по тем же соображениям, что и шаг наслонных стропил. При пролете свыше 10 м фермы устанав­ливают с шагом 3...4,5 м. В этом случае по узлам верхнего пояса фермы укладывают прогоны, а по ним обычные наслонные стропила с шагом, определяемым характером обрешетки. При пролете более 6 м чердачное перекрытие выполняют подвесным в виде прогонов, подве­шенных к нижнему поясу, балок, опирающихся па прогоны, и в виде межбалочного заполнения. В ка­честве высокоэффективного утепли­теля применяют минеральную вату, легкие древесностружечные плиты и др.

Обрешетка является непосред­ственным основанием для кровли и устраивается по стропильным ногам в виде настила из досок или брусьев. Характер настила — сплошной или разряженный — зависит от при­меняемого кровельного материала.

Стропильные фермы изготавливают деревянными, железобетонными и металлическими, по форме – треугольные, полигональные, сегментные и др. Допустимые уклоны скатных крыш представлены в табл.8.1.

Таблица 8.1

Допустимые уклоны скатных крыш при различных материалах кровли

Рис.8.9. Детали узлов деревянных брусчатых наслонных стропил (обозначения узлов А-

Д см.на рис.7.7., узла Е – на рис. 7.8):

1 – стропильная нога; 2 – мауэрлат; 3 – толь; 4 – проволочная скрутка; 5 – костыль;

6 – кобылка из доски 40 мм; 7 – болт или нагель; 8 - прогон; 9 – стойки; 10 –

подкос; 11 – лежень; 12 – стальные скобы; 13 – схватка (в узле Е, 11 – накосная

нога; 12 – нарожник).

.

Рис.8.10. Сборные дощатые наслонные стропила:

а – поперечная схема стропил здания с продольной внутренней стеной; б – стропильный щит; в – стропильная ферма; г – стропильная рама; 1 – толь.

8.3. Мансардные крыши.

Мансарды – один-три этажа жилых или рабочих помещений, размещенных в чердачном пространстве, фасад которых полностью или частично образован поверхностями наклонной или ломаной крыши. Ардуен Монсар (1646-1708) главный архитектор Людовика XV во Франции впервые использовал этот прием в своей практике, откуда и пошло название – мансарда.

В настоящее время в Республике Беларусь и других странах СНГ строительство мансард возобновляется. Главным стиму­лом для их применения стала экономическая необходимость повышения плотности за­стройки, особенно в крупных городах. Дополнительным - эстетический: сформирова­лась определенная "эстетическая усталость" от

Рис.8.11. Деревянные висячие стропила (стропильные фермы):

а – с поднятой затяжкой; б – с затяжкой, используемой для подвески чердачного

перекрытия; в – с подвесной бабкой; г - с подвесной бабкой и подкосами; д – с

двумя подвесными бабками; е – металлодеревянная ферма; 1 – стропильная нога; 2

– мауэрлат; 2 – затяжка; 4 – подвесная бабка; 5 – распорка; 6 – стальная стойка

фермы; 7 – подкос;8 - болт; 9 – коротыш; 10 – деревянная накладка; 11 – хомут; 12 –

скоба.

складывающегося почти сорок лет од­нообразного силуэта массовой застройки зданиями с плоскими крышами.

Основной областью применения мансард в отечественном строительстве становит­ся реконструкция зданий исторической и массовой застройки, хотя есть отдельные при­меры проектирования мансард в новых зданиях. Поэтому представляется закономер­ным рассмотрение вопросов конструирования мансард, в разделе, посвященном рекон­струкции зданий. В связи с новизной проблемы для отечественной строительной прак­тики ее решение осуществляется не без учета зарубежного опыта.

Геометрические формы мансард весьма разнообразны: они могут быть симметрич­ными и не симметричными, иметь треугольный или ломанный силуэт, располагаться по всей ширине здания или только по одну сторону от его продольной оси, особенно, если это необходимо по условиям инсоляции расположенных напротив зданий (рис.8.12).

Рис.8.12. Схема устройства мансард:

а – в чердачном пространстве полностью с внутренним водоотводом; б – то же, с

наружным водоотводом; в – с устройством мансарды на половине чердачного

пространства.

Мансарды могут располагаться в створе наружных стен здания или выходить за его гра­ницы. При ограниченном выносе мансардного объема его опирают на консольный вы­нос перекрытий нижележащего этажа, при большом выносе — на дополнительные опо­ры - колонны, стенки, подвески (рис.8.13). Общим признаком мансарды является кру­той уклон скатов для увеличения пространства, расположенных в ней помещений. При ломаной форме крыше ее нижняя часть имеет крутой уклон - 60-70°, а верхняя - пологий -15-30°. Наружные ограждения мансард могут быть полностью утепленными, либо только в границах отапливаемых помещений с устройством в последних наклон­ных, ломаных или плоских потолков (рис.8.14). Высота жилых помещений в чистоте принимается не менее 2,5 м, при этом в жилую площадь могут засчитываться и участки помещений с меньшей высотой. Их величина нормируется в зависимости от уклона крыши (рис.2.9).

Рис. 8.13. Схемы размещения мансарды: а – в створе наружных стен здания: б – с

выходом за границы наружных стен на консолях перекрытия; в – то же, на

дополнительных наружных опорах.

Рис.8.14. Форма мансардного пространства и его утепление:

а – с наклонным потолком; б – с горизонтальным потолком; в – с потолком из

ломанных плоскостей; г – с горизонтальными и наклонными участками потолка.

Конструкции мансард весьма разнообразны: их проектируют из дерева, железобето­на, стали или комбинированными, например, из стальных и деревянных несущих кон­струкций. Выбор конструкций зависит от уровня капитальности здания и соответству­ющей ему степени огнестойкости.

При устройстве мансард все горизонтальные, вертикальные и наклонные поверх­ности помещения утепляют эффективным материалом требуемой толщины (рис.8.15-8.17). С внутренней стороны утепляющих плит укладывают пароизоляционный слой из полиэтиленовой пленки, а затем обшивают досками, вагонкой, гипсокартонными плитами.

Между утеплителем и покрытием кровли предусматривается воздушный зазор до 5 см, при покрытии кровли плоскими материалами: (листы оцинкованной стали) и 2,5 см при волнистой (профилированная оцинкованная сталь - металлочерепица, волнистые асбестоцементные листы).

Теплоизоляционный слой не должен прерываться при сопряжении мансардной стены и наружной стены здания. Поэтому обязательно

требуется утеплять небольшой участок чердачного перекрытия, ограниченного скатом кровли и вертикальной стеной мансарды.

Рис.8.15. Несущие и ограждающие конструкции деревянных мансард:

а – система висячих стропил мансарды; б – то же, наслонных; в – коньковый узел

бесчердачной мансарды; г – то же, чердачной; д – карнизный узел; 1 – кровля; 2 –

обрешетка; 3 – защитная пленка; 4 – контробрешетка: 5 – вентилируемая

воздушная прослойка; 6 – утеплитель; 7 – пароизоляция; 8 – деревянные рейки; 9 –

гипсокартон; 10 – черепица с вентиляционной решеткой; 11 – вентиляционная

решетка; 12 – мауэрлат; 13 – коньковая черепица.

На наклонных плоскостях кровли плиты утеплителя укладывают между стро­пильными ногами, но они могут быть уложены и поверх стропильных ног или подшиты к ним снизу.

Обязательным является устройство пароизоляции из толстой полиэтиленовой пленки, укладываемой с перехлестом полотнищ на 10-15 см. Такой пароизоляционный слой служит барьером для защиты утеплителя от увлажнения водяными парами внут­реннего воздуха. Для защиты утеплителя от возможных протечек укладывают по его верху ветрозащитную, паронепроницаемую подкровельную пленку.

С внутренней стороны помещения производят отделку поверхности стены гипсокартонными листами, фанерой, вагонкой или другими материалами.

Водоотвод с мансарды – наружный, организованный.

Применение деревянных конструкций мансард согласуется со степенью огнестойкости здания. Деревянные конструкции должны быть защищены антипиренами, утепление стены-крыши - выполнено из негорючих материалов или трудногорючих материалов, а пространство мансард посекционно расчленено брандмауэрами.

Рис. 8.16. Устройство мансардных крыш.