Конструкция крыши. Кровельный пирог

Конструкционные, теплотехнические, эксплуатационные и эстетические характеристики крыши напрямую зависят от подстропильной конструкции, которую часто называют кровельным «пирогом».

В состав кровельного «пирога» входит стропильная система крыши и устройство подкровельного пространства, включающее гидро-, паро-, теплоизоляцию и вентиляцию кровли. Впрочем, полный «рецепт» применим при возведении мансардной крыши. Кровля над холодным чердаком лишена большей части «начинки».

Стропильная конструкция

Основой скатной крыши, ее остовом является стропильная система. Она же задает форму верхней части здания. В зависимости от конструктивной схемы различают односкатные, двускатные, ломаные, вальмовые, шатровые и многощипцовые крыши. Первые обычно возводятся над пристройками, верандами и надворными постройками. Двускатные и ломаные крыши, как правило, используются при строительстве домов незатейливой архитектуры, с простой объемно-планировочной схемой.

Стропильная система скатной крыши

Вальмовые, полувальмовые и шатровые (разновидность вальмовых для квадратных в плане зданий) придают строению своеобразный силуэт. Однако сооружение таких крыш требует более сложных конструктивных решений. Архитектурная выразительность многощипцовых крыш по сути является продолжением общей планировочной концепции здания. Такие крыши возводятся над домами нестандартной конфигурации, в которых помимо основного объема есть еще и периферийные ответвления.

Стропильная система в этом случае отличается повышенной сложностью. Для многощипцовых крыш характерно значительное число участков, критичных с точки зрения обеспечения водонепроницаемости кровельного покрытия (ендов, примыканий к кирпичным стенам, перепадов кровли по высоте и т. д.). С выбором кровельного материала лучше определиться еще на стадии проектирования. Это позволит учесть рекомендации производителя по уклону кровли, устройству узлов сопряжений, организации подкровельной вентиляции и т. д.

Отметим, что создание стропильной системы для мансардных крыш имеет свою специфику. Объем внутри деревянного каркаса должен быть достаточен для обустройства жилых помещений. Если у дома будет ломаная крыша, то проблема решается относительно легко. Однако не каждому зданию подойдет такой «головной убор».

Полезная площадь мансардного этажа напрямую зависит от наклона кровельных скатов. Высота потолков в жилых помещениях должна быть не менее 2,5 м. Площадь зон, где этот показатель не выдерживается, не должна превышать установленного нормами ограничения. Высота стен также нормируется. При уклоне ската 30° она должна быть не менее 1,2 м, при 45 — 60 ° — 0,8 м. Таким образом, чем круче уклон крыши, тем просторнее подкровельный этаж. Более того, скат с уклоном 60 ° вполне сойдет за стену мансарды.

Конструкция мансардной крыши дома

При возведении объемных крыш использование древесины в качестве конструкционного материала зачастую не имеет практического и экономического смысла. Сооружение массивных стропильных систем из дерева — трудоемкий и дорогостоящий процесс. К тому же многочисленные стойки и другие элементы занимают значительную часть жилого пространства мансарды.

Симбиоз древесины с металлом также нежелателен. Из-за высокой теплопроводности металлические «включения» усиливают пожароопасность деревянных конструкций. Кроме того, на поверхности металла при суточных перепадах температур образуется обильный конденсат, который может вызвать гниение древесины. Чтобы исключить контакт дерева с металлическими элементами, применяют специальные виды утеплителя и пленочной гидроизоляции, а также особую огнезащитную краску («Файефлекс», «Тиккурила»).

Между тем всех этих сложностей можно избежать, если воспользоваться предложениями ведущих производителей стальных кровельных покрытий (Ruukki, Plannja, Lindab, Gasell Profil, Finish Profiles, «Металл Профиль», «ИНСИ» и пр.), которые поставляют комплексные металлические системы, как для холодных, так и для отапливаемых мансардных крыш.

Устройство мансардной крыши из металлических профилей

Основные несущие элементы изготавливаются из термопрофиля, специальная перфорация которого препятствует проникновению холода и предотвращает большие теплопотери через металлические элементы стропильной системы. Появление стальных энергосберегающих конструкций расширило возможности архитекторов. В наши дни уже никого не удивляют дома с двух-, и даже трехэтажными мансардами.

Теплоизоляция кровли

Очевидно, что для обеспечения благоприятного микроклимата в мансарде скаты крыши необходимо утеплять. Вместе с тем, в теплоизоляционных мероприятиях нуждается и холодный чердак. В этом случае утеплитель укладывают на перекрытие верхнего этажа.

Кровельный пирог. Керамическая черепица

Толщина теплоизолятора определяется специальным расчетом, в котором учитываются местные климатические условия, эксплуатационный режим здания и другие параметры. Тепло во внутреннем пространстве дома должно сохраняться таким образом, чтобы кровля оставалась холодной, т. е. ее температура зимой не должна опускаться ниже — 5 °С. Выполнение этого условия не только обеспечивает экономию расходов на отопление, но и способствует долгому сроку службы кровельной конструкции. При больших теплопотерях через скаты крыши на кровле образуются массивные наледи, что негативно сказывается на состоянии как самого покрытия, так и на других составляющих кровельного «пирога».

Кровельный пирог. Мягкая черепица

Для утепления скатных крыш применяются два вида теплоизоляционных материалов: плиты из стекловолокна (ISOVER, URSA) или из базальтовой ваты (ROCKWOOL, PAROC, ISOROC, «ТЕХНОНиколь» и др.). Заметим, что эффективность теплоизоляции во многом зависит от качества монтажа. При устройстве утепления необходимо строго выполнять инструкции производителя. При укладке теплоизолятора не должно образовываться «мостиков холода» или конвекционных пустот. Плиты должны плотно заполнять пространство между стропилами. Кроме того, монтаж различных типов теплоизоляционных материалов имеет свои особенности. К примеру, изделия из стекловолокна нужно устанавливать «враспор», не допуская при этом сминания утеплителя по краям плит и сжатия по толщине.

Устройство кровельного пирога металлочерепицы

Устройство обрешетки под металлочерепицу

Схема кровельного пирога: 1. Стропило; 2. Контррейка, дистанционный брусок; 3. Гидроизоляционная пленка; 4. Обрешетка вертикальная; 5. Начальная обрешетка горизонтальная; 6. Обрешетка горизонтальная; 7. Дополнительные бруски обрешетки; 8. Лобовая доска; 9. Крюк водосточного желоба; 10. Карнизная планка; 11. Лист металлочерепицы; 12. Вентилируемый конек; 13. Уплотнитель; 14. Слуховое окно; 15. Утеплитель; 16. Пароизоляционная пленка; 17. Потолочный настил; 18. Саморез; 19. Планка примыкания; 20. Планки ендовы; 21. Кронштейн трубчатого снегозадержателя; 22. Заглушка; 23. Соединительная лента; 24. Завершающая планка; 25. J-фаска; 26. J-профиль.

Гидроизоляция утеплителя кровли

Чтобы теплоизоляция служила «верой и правдой», утеплитель необходимо оградить от увлажнения. Поясним, что коэффициент теплопроводности воды в 15 раз превышает аналогичный показатель воздуха. Как только воздушные поры в толще утепляющего слоя заполняются влагой, энергосберегающие характеристики изоляции резко снижаются.

Увлажнение «подстерегает» утеплитель с двух сторон. Из внутренних помещений в подкровельное пространство проникают водяные пары, при охлаждении которых образуется большое количество конденсационной влаги. Может показаться парадоксальным, но со стороны кровельного материала утеплителю также угрожает конденсат.

Устройство кровли из мягкой черепицы: 1 — планка примыкания, 2 — пароизоляционная пленка, 3 — минераловатный утеплитель, 4 — гидро-, ветроизоляционная пленка, 5 — брусок (контробрешетка), 6 — доска (обрешетка), 7 — сплошная обрешетка, 8 — коньковая гибкая черепица, 9 — ендовый ковер, 10 — вентиль подкровельного пространства, 11 — рядовая гибкая черепица, 12 — подкладочный ковер, 13 — фронтонная планка, 14 — карнизная планка, 15 — карнизная гибкая черепица, 16 — водосточная система дома.

Отметим, что при правильном монтаже кровли проникновение атмосферных осадков в теплоизоляционный слой практически исключено. Вместе с тем, на обратной стороне кровельного покрытия при суточном перепаде температур выпадает конденсат. К последнему присоединяется влага, образовавшаяся в результате конденсации все тех же внутренних паров, которым удалось «прорваться» через паробарьер и утеплитель. Подчеркнем, что избыток влаги в кровельной изоляции «грозит» серьезными неприятностями не только утеплителю, но и деревянным элементам стропильной системы. Переувлажнение провоцирует бурный рост микроорганизмов, следствием которого является гниение древесины.

Примечания:

Основными элементами стропильной системы являются наклонные балки — стропила. Для их изготовления используют древесину хвойных пород влажностью не более 22%.
При длине пролета более 6 м под стропила устанавливают промежуточные стойки или, если это противоречит планировочному решению мансарды, создают стропильные фермы разной степени сложности.
Для восприятия ветровых нагрузок (при изменении уклона с 11° до 45 ° давление ветра увеличится в пять раз) стропильную систему усиливают с помощью горизонтальных и вертикальных связей, раскосов и других элементов.
На стропила набивается контробрешетка (бруски сечением 50 х 50 мм), к которой в свою очередь прибивается обрешетка. При этом образуются вентиляционные зазоры, в которых за счет перепада парциального давления происходит движение воздуха от карнизов к коньку. Таким образом, обеспечивается естественная вентиляция подкровельного пространства.

Схема двухконтурной вентиляции кровли: 1 — утеплитель; 2 — диффузионная пленка Строизол SM; 3 — ветрозащита Строизол SW; 4 — нижний вентиляционный зазор; 5 — верхний вентиляционный зазор; 6 — кровельное покрытие

Пароизоляция кровли

Для создания преграды на пути паровоздушных масс с внутренней стороны утеплителя монтируют пароизоляционнную пленку («Ютафол» НПО «Стандарт», Elephant Skin, «Слафол ПП», «Изоспан Д», «Изоспан В» и др.). Материал, как правило, представляет собой два слоя полиэтилена, между которыми проложена армирующая сетка из полиэтиленовых полос. Правда, поставляются и однослойные пленки, выполненные из высокопрочного и пластичного полиэтилена (Elephant Skin (Дания) и др.).

Кроме того, можно приобрести пароизоляцию со слоем алюминиевой фольги, скажем, Silver PL (Польша), «Поликрафт» (Дания), «Тектотен-Рефлекта» (Германия), «Ютафол Н AL» (Чехия). Такие материалы характеризуются повышенной огнестойкостью и способностью отражать тепло.

Примечания:

При монтаже рулоны пароизоляционной пленки раскатывают и укладывают внахлест. Стыки проклеивают специальной соединительной лентой. Паробарьер крепится с помощью деревянной рейки, которая прибивается к стропилам гвоздями с широкой шляпкой. К этой же рейке подшивается базовой потолок внутренней отделки мансарды.

Утепленная кровля из мягкой черепицы с одноконтурной вентиляцией: 1 — утеплитель; 2 — контррейка; 3 — влагостойкая фанера (или ориентированно-стружечная плита ОСП); 4 — кровельное покрытие; 5 — Диффузионная мембрана Строизол SD

Гидроизоляция кровли

В качестве кровельной гидроизоляции применяют три вида материалов: диффузионные мембраны («Ютафол Д П О Стандарт», «Слафол Кон», «Изоспан А», Silver РР, «Тектотен-Л» и др.), антиконденсатные пленки («Ютакон», «Стафол Кон») и супердиффузионные ветрозащитные мембраны («Ютавек», Monorperm 500, Tyvek, «Дифорол ПРО», EUROTOP N и др.). Первые представляют собой пленки с микроотверстиями в виде воронок, обращенных широкой стороной внутрь крыши. Благодаря «хитрой» микроперфорации диффузионные мембраны пропускают внутренние пары, будучи непреодолимым барьером для влаги, поступающей извне. Отметим, что между утеплителем и гидроизоляцией должен сохраняться вентиляционный зазор.

Пример устройства кровельного «пирога» на основе гибкой черепицы и других материалов.

Антиконденсатные пленки изготавливаются из полипропиленовой ткани, пленки (обеспечивают прочность, водо- и паронепроницаемость) и нетканого материала, поглощающего водяные пары. Материал является оптимальной гидроизоляцией для металлических кровельных покрытий.

Супердиффузионные гидроизоляционные мембраны производят из нетканого высокопрочного материала на базе из полипропилена. Подобная гидроизоляция не только способна пропускать внутренние пары и задерживать наружную влагу, но и выполнять функцию ветрозащиты. Материал укладывается непосредственно на утеплитель, что позволяет исключить из стропильной системы контробрешетку.

Подчеркнем, что эффективная работа гидроизоляционных материалов невозможна без правильной организации подкровельной вентиляции. Помимо воздушных зазоров необходимо предусмотреть продухи в карнизных коробах и кровельные аэраторы или вентиляторы у конька кровли.

Источник: https://remstd.ru/archives/iznanka-fasada-krovelnyiy-pirog/