Типы крыш. Формы крыши, конструкция крыши
ТИПЫКРЫШ
Во многом вид дома зависит от его крыши. Уклон ее выбирают, исходя из климатических условий и характера кровельного материала. На севере, где выпадает много снега, крыша должна быть более крутой, в малоснежных районах она может быть более пологой.
Односкатная крыша опирается своей несущей конструкцией (системой стропил, фермой) на наружные стены, находящиеся на разных уровнях. Односкатные крыши применяются чаще всего при строительстве веранд и террас, хозяйственных построек.
Двускатная крыша является самой распространенной классической конструкцией. Ее еще называют щипцовой. Существуют варианты крыш с висячими стропильными формами или с наклонными стропилами. К многочисленным вариантам данного типа надо отнести крыши с равномерным или неравномерным углом наклона ската.
Шатровая крыша. Все скаты такой крыши, в виде равнобедренных треугольников, сходятся в одной точке. Определяющим элементом в ней является симметричность. Применяется для строений в форме квадрата или равностороннего многоугольника.
Вальмовая крыша. Эта крыша четырехскатная: два ската представляют собой трапеции, а два других,со стороны торцевых стен, — треугольники(они называются вальмами). Разновидностью вапьмовой крыши является полувальмовая.
Многощипцовая крыша. Ее устраивают на домах со сложной многоугольной формой плана. Такие крыши имеют большее количество ендов (внутренний угол) и ребер (выступающие углы, которые образуют пересечения скатов кровли), что требует высокой квалификации при выполнении кровельных работ.
Мансардная крыша. Для увеличения объема жилого чердачного помещения (мансарды) часто выполняются скаты различных уклонов: нижние — более крутые, верхние — более пологие. Этот тип конструкции крыши очень популярен при современном строительстве.
ВЫБОР ФОРМЫКРЫШИ
Для бревенчатых домов, как правило, применяют чердачные или скатные крыши. Они состоят из верхней части (оболочки), называемой кровлей, основания (обрешетки или сплошного настила), которое непосредственно поддерживает кровлю, и несущей конструкции — стропил, опирающихся на наружные и внутренние стены. Крыши больше, чем другие элементы дома, подвергаются атмосферным воздействиям.
Расходы по их содержанию и ремонту значительно отражаются на стоимости эксплуатации всего дома. Поэтому конструкции крыш должны обладать прочностью и долговечностью, соответствующим классу здания. Крыша выявляет силуэт бревенчатого дома, как бы венчает его, придает законченный вид и выразительность его архитектурному решению. Она, как элегантная шляпа, завершающая и нередко определяющая образ модно одетого человека.
В большинстве проектов форма крыши дома — двускатная. Ее торец может заканчиваться вертикальной стенкой треугольного очертания с карнизом по верхней кромке и пояском по нижней части, то есть решаться в виде фронтона. Конечно, не классического, но весьма выразительного, с хорошими пропорциями, возможно, с окном и декоративными деталями. Это позволяет дать хорошее естественное освещение и проветривание в помещениях, размещенных на чердаке, а также делает конструкции стропил единообразными, хотя и получается некоторое увеличение объема кирпичной кладки.
При выборе формы крыши следует обратить особое внимание на возможность быстрого и полного стекания дождевой и талой воды. Для уменьшения снеговых нагрузок (в средней европейской полосе нормативная снеговая нагрузка составляет более 100 кг/м2) следует проектировать крыши с крутыми скатами, имеющими уклон более 30°. Как показала практика, наибольшее количество снега скапливается на заветренных скатах крыш, имеющих уклон 30*, так как с наветренного ската снег сдувается ветром, переносится через конек и отлагается на заветренном скате.
Однако ознакомление с проектами коттеджных домов показывает, что во многих случаях крыши, к сожалению, имеют уклон именно 30° (возможно, так проще чертить по угольнику). На крышах, уклоны которых значительно больше или меньше 30°, количество снега будет меньше, так как при крутом уклоне, например 45°, снег легко сползает с крыши, а при малом — сдувается ветром. Следует также учитывать, что если близко к коттеджу растут высокие деревья, защищающие его от ветра, то на крыше образуются значительные снегоотложения.
При разработке проекта дома форме крыши следует уделить немалое внимание, в том числе ее внешней привлекательности. Вместе с тем не следует допускать и излишне сложных очертаний, которые, не прибавляя красоты дому, усложняют конструктивное решение, делают дороже строительство, эксплуатацию и ремонт. К тому же это может привести к образованию на крышах больших снеговых мешков и как следствие — протечек. Уклон крыш указывают в градусах по отношению к горизонтальной поверхности, например 45°, или процентах.
КОНСТРУКЦИЯ КРЫШИ
Конструкция крыши определяется на стадии проекта и зависит от дизайна фасада здания и технологии настила кровли.
Крыша здания состоит из следующих элементов наклонных плоскостей, называемых скатами, основой которых служат стропила и обрешетка. Нижние концы стропильных ног опираются на мауэрлат. Пересечение скатов образует наклонные и горизонтальные ребра.
Горизонтальные ребра называют коньком. Пересечение скатов, образующие входящие углы, создают ендовы и разжелобки. Края кровли над стенами здания называют карнизными свесами (располагаются горизонтально, выступают за контур наружных стен) или фронтонными свесами (располагаются наклонно). Вода по скатам стекает к настенным желобам и отводится через водоприемные воронки в водосточные трубы и далее в ливневую канализацию. Главные составляющие несущей конструкции крыши — стропильные фермы и обрешетка. Обычно несущая конструкция выполняется из лесоматериалов (досок, брусьев,) из древесины хвойных пород.
СТРОПИЛА
В основе стропильной фермы лежит треугольник, как наиболее жесткая и экономичная конструкция. Треугольник стропильной фермы образуется из 2 стропильных ног (это верхний пояс фермы) и затяжки (нижний пояс). Стропильные ноги верхними концами соединяются с коньковым бревном. Нижние концы стропильных ног, а также концы нижнего пояса крепятся на верхних венцах дома. Такая конструкция, состоящая лишь из верхнего и нижнего поясов, способна выдержать лишь очень легкую кровлю. Более тяжелые кровельные материалы нуждаются в основательной опоре. Поэтому большинство ферм снабжены дополнительными внутренними подпорками.
Стропильные фермы для различных форм крыши имеют свои особенности. Фермы двухскатных крыш могут быть висячими или наклонными (в зависимости от способа крепления фермы к стенам дома). Самую простую конструкцию висячих стропильных ферм используют для установки на однопролетных домах (то есть на домах без средней несущей стены. Такие дома имеют внутреннюю свободную планировку и их ширина не превышает 6 м. Стропильная ферма в этом случае опирается своими концами лишь на верхние венцы без промежуточных опор. Ее конструкция проста: две стропильные ноги, затяжка и пара подкосов. Стропильные ноги между собой и с затяжкой соединяются шурупами или гвоздями с помощью двухсторонних угловых накладок (до щечек толщиной 25 мм).
Если ширина однопролетного дома превышает 6 м, тогда необходима ферма с большим количеством подкосов. То же требование относится и к крышам, на которые приходится большая снежная нагрузка. Такая стропильная ферма имеет спаренные верхние и нижние пояса.
При пролетах больше 8 м между вершиной верхнего пояса и затяжкой устанавливают «бабку».
Наклонные стропильные фермы устанавливаются для двухпролетных домиков со средней несущей стеной. Они опираются своими концами на наружные стены дома, а средней частью — на внутреннюю стену. Если ширина здания составляет 10 м, достаточно одной дополнительной опоры, а если она доходит до 15 м, тогда желательно наличие двух опор. Верхние концы стропильных ног соединяются внахлест при помощи угловых накладок. Нижние концы стропил крепятся к опорным бревнам (мауэрлатам) размером 100x100 мм. Мауэрлаты в большинстве случаев заготавливаются из целых бревен, обтесанных на два канта, но иногда в целях экономии их делают из обрезков длиной 0,6—0,7 м. В середине фермы устанавливается средняя стойка, на которую опирается вершина верхнего пояса фермы.
Для мансардных крыш изготавливают фермы особой конструкции. Они также могут устанавливаться с креплением на внутреннюю стену (для двухпролетных домов) или без него (для од- нопролетных домов). Особенностью мансардных ферм является наличие междуэтажного перекрытия вместо затяжки. Это обусловлено тем, что нижний пояс служит основой для пола мансардного помещения. Верхние и нижние пояса, а также вертикальные стойки и горизонтальные схватки должны быть спаренными, выполненными из двойных брусьев. Для двухпролетной мансардной конструкции удвоение не нужно, ведь она имеет дополнительную опору в центре.
В вершине стропильной конструкции крыши укладывается прогон (коньковое бревно), служащий основой будущему коньку крыши. Коньковый прогон либо делается из бревен с широким сечением, либо сколачивается из двух досок толщиной 50 мм.
Устанавливают стропила не чаще чем через 1 м и не реже чем через 1,4 м, иначе обрешетка будет провисать. Стропила можно делать из досок, бревен, подтоварника. В настоящее время для облегчения частного строительства промышленность выпускает готовые стропильные конструкции, которые остается лишь собрать, уложить на наружные стены и поверх них устроить обрешеточный настил. Изготавливают несущие конструкции из древесины. Все конструкции — сборные. Формы готовых стропильных конструкций отражают почти все существующие конфигурации крыш.
ТРУСТАНОВКА СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Стропильная система бревенчатого дома отличается от классических схем наклонных и висячих стропил. В первые годы своей жизни сруб дает усадку в 5—10 % своей высоты. В ходе усадки сруба стропила должны плавно скользить вдоль слег (бревен, расположенных параллельно коньковому) и верхних бревен стен, на которые стропила опираются. Неподвижное соединение стропил допустимо только с коньковым бревном.
Критерии усложнения стропильной системы связаны с конструктивными ограничениями или дополнительными требованиями, предъявляемыми к крыше некоторыми типами кровли. Например, 1 м2 обычной черепицы весит около 50 кг, поэтому при использовании этого материала стропильная система должна быть рассчитана на максимальную нагрузку. Расход пиломатериалов, а следовательно, и стоимость крыши в данном случае возрастут на 15—20 %. Мягкая черепица легче керамической в пять раз, но зато для нее необходимы сплошная обрешетка из досок или фанеры, применение под кладочных ковров при малых уклонах, а это делает экономию мнимой.