Крыши и кровли

Крыши и кровли
Владимир Митрофанович Жабцев

Строим дом
Современные крыши – это, прежде всего, новые материалы и технические решения, улучшающие такие показатели, как надежность, долговечность и эстетический вид дома.

В настоящем издании представлены различные виды крыш и кровельных покрытий. Приведены пошаговые инструкции по монтажу стропильных систем, обрешетки, кровли и водостоков. В книге также имеются характеристики тепло- и гидроизоляционных материалов, их преимущества и недостатки, даны советы по правильному применению тех или иных материалов.

Владимир Жабцев

Крыши и кровли

Введение

Вопросы качественного изготовления крыш интересовали человечество с глубокой древности. Наши предки к важным эксплуатационным параметрам крыши, кровли, крова добавляли еще одно: кров укрывает в том числе и от злых сил. Иными словами, разные цивилизации, разные народы в разное время крыше придавали мистическое значение и некий сакральный смысл. Такой взгляд сформировал в разных культурах устойчивые традиции, связанные с методикой возведения крыш и их конструкцией.

Крыша – это завершающая часть дома, которая служит для защиты от атмосферных осадков и состоит из несущей части и кровли. Она придает дому индивидуальный облик, поэтому должна иметь законченный вид и гармонично вписываться в общий архитектурный ансамбль дома. Кроме того, правильно выбранная конструкция крыши позволяет значительно расширить полезную площадь дома и оборудовать под ней дополнительные жилые помещения.

В этом случае к крыше предъявляются дополнительные требования по теплоизоляции, пароизоляции и вентиляции ее элементов. Нельзя забывать и о надежности несущих конструкций (стропильной системы и обрешетки), так как от этого зависит не только комфорт, но и безопасность будущих жителей. По конфигурации крыши могут быть двухскатными, вальмовыми, полувальмовыми (если вальма не доходит до карниза), четырехскатными или вообще плоскими. Дома в зависимости от архитектурного решения могут иметь два, три, а иногда и четыре фронтона, тогда крыша приобретает еще более сложную форму с множеством взаимно пересекающихся поверхностей.

Современные крыши – это, прежде всего, новые материалы и технические решения, улучшающие такие показатели, как надежность, долговечность и эстетический вид дома.

Выбор материалов кровельной системы должен быть основан на принципе согласования сроков службы всех составляющих. Главным экономическим показателем при выборе кровельного материала является не стоимость за единицу площади конкретного кровельного покрытия, а стоимость всей кровельной системы при заданных сроке службы и эксплуатационных характеристиках. Надежность и долговечность крыши обеспечивается также правильным выполнением работ по монтажу (обустройству) всей кровельной системы. Ветровые нагрузки, скопления снега и льда на крышах в зимний период, некорректно рассчитанные силовые элементы крыши – все это может привести к обрушению кровли. Необходимо учитывать и отрывающую силу ветра, который может разрушить кровельное покрытие. Немаловажным фактором является и пожаробезопасность крыши.

Крыша и ее элементы

Крыша современного дома может иметь самую причудливую архитектуру, но при этом любая крыша включает общие элементы, каждый из которых требует тщательного исполнения.

При двухскатной крыше верхняя остроугольная часть торцевой стены дома, ограниченная обоими скатами и не отделенная карнизом, называется щипцом. Фронтон образуется в том случае, если фасадная стена также завершается треугольной частью, ограниченной сверху двумя скатами и карнизом у основания.

Конструкция крыши для квадратного в плане здания, решенная на четыре ската, называется шатровой, а ее треугольный торцевой скат – вальмой.

Выбирая конструкцию крыши, особое внимание необходимо обратить на карнизы, которые образуются выступающими за плоскость стен стропилами. С одной стороны, их размер должен быть достаточным для того, чтобы препятствовать попаданию стекающей воды на стены, с другой – он не должен слишком нависать над окнами, визуально принижая само здание. Кроме того, чем сложнее форма крыши, тем больше она имеет ендов, ребер, примыканий к стенам и т. д., которые значительно усложняют работы и ограничивают применение некоторых кровельных материалов.

1 – конек; 2 – карниз; 3 – фронтон; 4 – прогоны, выступающие за плоскость фронтона; 5 – скат; 6 – двухскатный козырек, опирающийся на прогоны.

Двухскатная крыша позволяет оборудовать под ней полноценные жилые помещения с естественным дневным освещением. Это дает возможность увеличить общую площадь дома на 50–70 %. Форма крыши здесь создается простой стропильной системой. Она требует минимального количества фасонных изделий, что значительно снижает затраты при строительстве.

Уклон скатов крыши принимают, как правило, больше 40–45°, при железных кровлях – 16–22°. В зависимости от типа кровли крыша может иметь некоторые конструктивные особенности, о которых мы поговорим ниже.

1 – конек; 2 – прогоны; 3 – открытые внешние стропила;

4 – скат; 5 – двухскатный козырек, образованный внешними стропилами и опирающийся на прогоны; 6 – карниз.

Строгость и простота двухскатной крыши в этом доме компенсируется дополнительными архитектурными деталями. Такая крыша имеет минимальное количество сопряжений и изгибов, что позволяет использовать любые кровельные материалы, значительно снижает трудозатраты при изготовлении стропильной системы и монтаже кровли.

1 – конек; 2 – вальма; 3 – ребра; 4 – ендовы; 5 – скат.

Вальмовая крыша существенно ограничивает возможности использования расположенного под ней пространства. Устройство надстройки здесь, скорее всего, продиктовано необходимостью естественного освещения помещений второго этажа. Угловой излом еще более усложняет форму крыши. Достаточно сложная стропильная система, дополнительный расход кровельных материалов, связанный с косой резкой черепицы, большое количество ендов, ребер и примыканий, а также фасонных изделий значительно увеличивают стоимость кровли. Видимо, такое архитектурное решение дома продиктовано вкусами его хозяина.

1 – конек; 2 – полувальма; 3 – ребра; 4 – выступающие прогоны; 5 – скат.

Полувальмовая крыша прекрасно вмещает под собой дополнительные жилые помещения, которые составляют 70 % от площади первого этажа. Конечно, такая конструкция несколько тяжеловесна, но в сочетании с легким балконом, изящными оконными переплетами и другими деталями ее можно признать вполне удовлетворительной.

1 – конек; 2 – скат; 3 – ендова; 4 – прогоны; 5 – коньковый брус; 6 – двухскатный козырек; 7 – карниз.

Двухскатная крыша с третьим фронтоном позволяет оборудовать под крышей помещения любого назначения с прекрасным естественным освещением. Стены первого этажа здесь подняты примерно на 1 м выше перекрытия первого этажа, что позволило значительно расширить второй этаж и превратить его в полноценный жилой блок для второй семьи. При этом далеко выступающие карниз и двухскатный козырек не принижают здания и позволяют разместить под ними защищенные от дождя уютные уголки для отдыха. Здесь некоторое усложнение крыши с экономической точки зрения можно считать вполне обоснованным.

Крыши могут быть утепленными (в случае устройства мансарды) и холодными (с утеплением чердачного перекрытия). Утепленные крыши сложнее и значительно дороже, но это с лихвой окупается значительным увеличением полезной площади (иногда до 70 %). В холодных крышах кровельный материал укладывают на гидроизоляционный слой. В теплых крышах кроме гидроизоляции присутствуют теплоизолирующий слой и пароизоляция. Кроме того, теплые крыши требуют хорошо продуманной вентиляции.

Основная задача крыши заключается в защите дома от осадков (дождя, снега, росы). Гидроизоляция, которая укладывается под кровлю, является дополнительной средством такой защиты в случае ее повреждения. Кроме того, при монтаже некоторых штучных кровельных материалов возникают зазоры между элементами, в которые может проникать снег или дождевая вода (при сильных порывах ветра). Гидроизоляция также служит защитой от конденсата – влаги, которая содержится в теплом воздухе и выпадает в виде росы при соприкосновении с внутренней поверхностью холодной кровли. Эта влага, попадая на теплоизоляцию, значительно ухудшает ее свойства, а мокрые деревянные конструкции склонны к гниению. В качестве гидроизоляции используются рубероид или специальные пленки. Пленки условно можно разделить на «дышащие» и «недышащие». «Дышащие» пленки не пропускают наружную влагу, но позволяют пару свободно покидать утеплитель и в свою очередь могут быть диффузионными и супердиффузионными.

Диффузионные армированные пленки имеют мельчайшие дырочки, которые пропускают пар, но не пропускают влагу.

Такие пленки не рекомендуется укладывать непосредственно на утеплитель во избежание парникового эффекта. Они требуют двух вентиляционных контуров: между утеплителем и гидроизоляцией, а также между изоляцией и кровельным покрытием.

Супердиффузионные пленки – это нетканые волокнистые материалы, которые хорошо пропускают пар и могут укладываться непосредственно на утеплитель, являясь одновременно ветрозащитой и препятствуя выветриванию тепла.

«Недышащие» полиэтиленовые пленки не пропускают и влагу и пар и предполагают два контура вентиляции, что существенно увеличивает толщину кровли.

Любые гидроизоляционные пленки должны быть трудно сгораемыми, обладать соответствующей прочностью на разрыв и быть устойчивыми к перепадам температур. Гидроизоляция должна быть устроена под всем кровельным покрытием с плотным примыканием к стенам и трубам.

Для утепления крыши используются, как правило стекло- и минераловатные плиты и маты (особенно в крышах сложной конфигурации). Волоконная структура этих материалов позволяет им удерживать в себе неподвижный воздух и придает хорошие теплоизолирующие свойства.

Волокна стекловаты изготовлены из стекла, а минеральной ваты – из расплавленного камня базальтовых пород. С точки зрения эксплуатационных характеристик минеральная вата является более предпочтительной, так как она жестче и лучше держится в наклонном межстропильном пространстве, хорошо защищает несущую конструкцию от огня при температуре до 1000 °C, а при ее монтаже не требуются перчатки и респиратор. Существенным недостатком минеральной ваты является ее относительно высокая стоимость.

Толщина теплоизолирующего слоя должна быть не менее 100 мм и, в случае использования нескольких слоев утеплителя, каждый последующий слой должен перекрывать швы предыдущего. Укладывая утеплитель, необходимо обеспечить плотное его прилегание к мауэрлатам, стропилам и в зоне примыкания крыши к фронтонам, чтобы исключить возникновение «мостиков холода».

В каждом жилом доме в воздухе содержится водяной пар, который по законам конвекции поднимается из нижних помещений в верхние и, в конце концов, собирается под кровлей, где, соприкасаясь с холодными поверхностями, может конденсироваться и в виде влаги проникать в теплоизоляцию, значительно снижая ее теплоизоляционные свойства. Если стены и потолок мансарды отделаны материалом, не пропускающим пар, то этого может быть достаточно, чтобы исключить попадание влаги в утеплитель. Однако чаще для исключения этого крайне нежелательного эффекта теплоизоляцию изнутри защищают пароизоляцией – пленкой из полиэтилена или полипропилена. Иногда для создания защиты от пара используют картон высокой плотности с двухсторонним полимерным покрытием. Устанавливая пароизоляцию, необходимо помнить, что у пара высокая проникающая способность, и тщательно герметизировать швы и места примыкания к несущим конструкциям, а также дымовым трубам.

Правильно устроенная крыша должна проветриваться. Особенно это важно для утепленных крыш со сложной конфигурацией, где влага в виде пара может проникать в утеплитель, снижая его теплоизоляционные свойства. Кроме того, в местах примыкания утеплителя к деревянным конструкциям могут возникать зоны повышенной влажности и вызывать гнилостные процессы. Проветриваться должны пространство над гидроизоляцией и под гидроизоляцией в каждом стропильном пролете, а также «мини-чердак» – пространство над плоским утепленным перекрытием мансарды. При этом приток воздуха, как правило, осуществляется через зазор на свесе карниза, а вытяжка – через вентиляционный элемент на коньке или на скате. В простых двухскатных крышах такую двухконтурную вентиляцию устроить нетрудно. Гораздо сложнее обеспечить ее в «навороченных» крышах (особенно в нижнем контуре), в которых дымовые трубы, вентиляционные шахты и другие конструктивные элементы создают препятствия для притока и вытяжки воздуха.

КРЫША ДОЛЖНА ОБЛАДАТЬ СЛЕДУЮЩИМИ КАЧЕСТВАМИ:

? влагонепроницаемостью;

? усточивостью, как к вертикальной – снеговой, так и горизонтальной – ветровой (продольной и поперечной) нагрузкам;

? низкой теплопроводностью;

? хорошей вентилируемостью всех элементов;

? оригинальной формой, придающей дому идивидуальный облик и позволяющей максимально использовать подкрышное пространство;

? простотой в монтаже;

? надежным кровельным материалом, к которому в свою очередь предъявляются высокие требования по жесткости, прочности, звукопоглощению, долговечности, внешнему виду, сложности монтажа как самой кровли, так и отдельных конструктивных элементов (коньков, ендов, ребер, примыканий к трубам и стенам);

? доступной ценой.