Мансардная крыша: основные принципы и типы конструкций

Мансардная крыша: основные принципы и типы конструкций

У всех мансардных крыш есть одна важная особенность – это подпирающие стены, которые являются заметно выше, чем в случае холодного чердака. Скат, разделяемый четко на пологий и относительно крутой, нужно делать максимально тщательно. Имеет смысл даже приглашать профессионалов, потому что экономия на их услугах, как показывает практика, иррациональна и приводит только к вредным последствиям. Работы еще можно выполнить самостоятельно, но вот подготовка проекта мансарды намного сложнее, чем в случае с обычной кровлей.

Обязательно оборудуется слой гидроизоляции, чтобы исключить проникновение влаги в помещение. Внешнее покрытие всегда создается только из материалов, отличающихся одновременно легкостью и крепостью. Изнутри отделку ведут по большей части при помощи гипсокартонного листа и основанных на нем материалов. Несущие конструкции делаются исключительно из дерева либо металла. От утеплителя до кровельной отделки требуется оставлять пустой промежуток для максимальной вентиляции.

В отличие от простого чердака мансарда всегда оснащается конвективной принудительной вентиляцией. Благодаря ей застоявшийся воздух поднимается к коньку крыши и покидает ее сквозь аэраторы. А одновременно с этим свежие воздушные потоки проходят внутрь при помощи карнизных продухов. Непрерывная циркуляция помогает поддерживать приятный микроклимат. Совершенно отпадают проблемы с избыточной влажностью и духотой.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое мансардная крыша

Мансардная крыша представляет собой жилое чердачное помещение, которое образуется под высокой крышей с «переломом» и с окнами. Такое название помещение получило по фамилии французского архитектора Франсуа Мансарда , известного возведением особняков и отелей с высокими кровлями. Уже в конце 19 века в Париже мансарды стали выступать в качестве ателье для художников и фотографов. В наши дни популярность мансарды резко возросла не только в коттеджном домостроении, но и в коммерческих объектах. Многие заказчики стремятся обустроить дополнительные жилые метры в виде светлой и теплой мансарды.

В соответствии со СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания», мансардный этаж находится в чердачном пространстве. При этом его фасад полностью или частично образован поверхностью наклонной или ломаной крыши. А линия пересечения плоскости крыши и фасада находится на высоте не более 1,5 м от уровня пола этажа. То есть мансардным этажом можно считать этаж, где кровля одновременно является и стеной, то есть отсутствует холодный нежилой чердак.

Какие типы мансардных крыш существуют

В зависимости от выбираемого типа крыши получится мансарда той или иной формы, как правило, это треугольные, ломаные, асимметричные, расположенные по всему дому или в конкретной его части.

Разновидности мансардных крыш:

1. Самым простым вариантом считается обустройство односкатной кровли. Такая крыша выглядит как наклонная плоскость, закрепляемая к разновысотным несущим стенам. Подобные варианты мансардных крыш встречаются очень редко из-за значительного уменьшения внутреннего пространства.
2. Большой популярностью среди застройщиков пользуются щипцовые или двухскатные крыши, состоящие из двух скатов, закрепленных в противоположных направлениях. Для такой кровли характерно удобство и быстрота монтажа, а также высокая прочность конструкции.
3. На мансардах небольших домов или дач (см.: " Мансарда на даче, достоинства и недостатки ") хорошо смотрятся ломаные крыши, которые являются подвидом двускатной кровли (прочтите: " Какие бывают виды крыш с мансардой ").
4. Более сложной по конструкции считается вальмовая и полувальмовая крыша (относятся к четырехскатным крышам). Отмечается, что такие проекты домов с мансардной крышей направлены на максимальное использование полезной площади.
5. На округлых и многоугольных зданиях отлично будет смотреться купольная, пирамидальная или коническая кровля. В этом случае крыша мансардного типа возводится в несколько этапов и предполагает максимальную точность в расчетах.

Какие материалы используются для создания мансардной крыши

Особенности конструкции мансарды обязывают придерживаться некоторых правил:

• звуконепроницаемость;
• надежный утеплитель и пароизоляция;
• отсутствие растяжек и скосов;
• вентиляционный зазор;
• функциональное и эстетическое совмещение с общим экстерьером дома.

При этом соблюдение всех правил не ограничивает в выборе варианта всевозможных дизайнов самой конструкции: односкатная, двускатная, ломаная, двухуровневая, коническая крыши, с балконом или без, среднеповоротные или балконные мансардные окна. Вариаций множество. Для надёжности и безопасности важно выбрать тип крыши, рассчитать размеры, количество материалов утеплителя и кровли.

Комфортное проживание в мансарде напрямую зависит от теплоизоляции , которая позволит насладиться лёгкой прохладой летом и сохранить тепло зимой. Рассмотрим способ укладки «пирога» мансардной крыши, который послужит не только утеплителем и основанием кровли, но и защитой от Утеплению помещения подлежат все поверхности внутри мансардного этажа – потолок, пол и стены. Важно предварительно составить план мансарды со всеми коммуникациями и указанием теплопроводности материалов, из которого возведено здание и несущие покрытия. Только после этого производится выбор и подсчет утеплителя.

Особое внимание нужно уделить непременному наличию и точной последовательности каждого слоя «пирога» утепления мансарды:

1. пароизоляционный слой;
2. утеплитель;
3. вентиляционный зазор;
4. гидроизоляционный материал;
5. кровельное покрытие.

В этом списке особо важны слой утеплителя и вентиляции. В качестве утеплителя можно использовать следующие материалы.

Пенопласт

Современный востребованный материал, обладающий низкой плотностью, но при этом высокой прочностью. Отличается звуконепроницаемостью, не поддаётся коррозии и не притягивает пыль. Однако существенным недостатком является высокая возгораемость и выделение при этом ядовитых веществ. Если и останавливаться на этом утеплителе, то слой пенопласта должен быть ограждён не менее 3 см трудносгораемой конструкции, к примеру, двухслойным гипсокартоном. Кроме того, пенопласт подвержен влиянию грызунов.

Минеральная вата

Наиболее распространённый материал для утепления мансарды. Среди ее характерных черт – устойчивость к перепадам температур, пожаробезопасность, высокая звуко- и теплоизоляция, безвредность с экологической точки зрения. Можно приобрести ее в форме рулона, плиты или мата. В качестве утеплителя мансарды рекомендуются последнее. Материал непременно нуждается в хорошей вентиляции.

Пенополиуретан

Основные преимущества – прочность, долговременность использования, не подверженность влиянию влаги, плесени, подходит для любых поверхностей, не токсичен. Но за всеми преимуществами скрывается высокая стоимость и работа исключительно специалистов с оборудованием.

Нужно помнить, что толщина слоя утеплителя определяется в зависимости от климатической зоны.

Теплоизоляция помещения напрямую связана с качеством, видом и размером мансардных окон, их конструкции размещают обычно между стропилами кровли во избежание дорогостоящих реконструкций. Поэтому в выборе важно ориентироваться на имеющиеся габариты. Кроме всего прочего, нужно учесть высоту скатов, общую площадь и предназначение помещения.

Стандартными размерами мансардных окон принято считать 78х118, 78х140, 78х160 см и более увеличенные – 94х140, 114х118 и 114х140 см.

В том случае, если стропила установлены ближе установленных стандартов рам, вероятно, потребуется изготовление окна на заказ, что, конечно же, скажется на затратах.

По способу открывания мансардные окна подразделяются на:

• среднеповоротные конструкции;
• с боковой осью;
• приподнятая ось вращения;
• с нижней осью;
• комбинированная ось, позволяющая повернуть створку на 180º.

Наиболее популярный у российских дачников вариант – с центральной осью поворота. В качестве преимуществ – удобство в эксплуатации (такие окна легко мыть).

Отдельную разновидность представляют окна на дистанционном управлении, которые будут удобны, если расположение не позволяет самостоятельно дотянуться до них. Оснащаются зачастую датчиками дождя.

В зависимости от модели можно выделить окна нескольких видов.

• Вертикальные. Монтируются в специальном так называемом чердачном «скворечнике», из-за чего приходится немного менять конструкцию крыши. Однако гарантируют большое количество света.

• Балконные мансардные. Представляют собой две створки, при открытии которых одна поднимается, нижняя выдвигается вперёд, образуя миниатюрный парапет. Так же как и предыдущая модель, требуют больших затрат.

Следует отметить, что при возможности несущих стен можно сделать и висячий балкон, который может расположиться либо на колоннах, служащих и украшением перед входом, либо же сдвинуть фронтон (часть торцевой стены между скатами крыши и карнизом) мансардного этажа от несущей стены, а крышу выступа сделать за счёт продолжения кровли до уровня наружной стены.

• Надставки. Декоративные верхние элементы окна. Прекрасно вписываются в дизайн и имеют чаще всего круглую, полукруглую или треугольную форму.

Какие архитектурные стили чаще всего используют мансардные крыши

Для грамотной планировки дома с мансардой потребуется выбрать форму крыши. Исходя из этого будет изменяться облик сооружения. Рассмотрим варианты крыш в зависимости от их формы и характеристик:

Односкатная. Главная особенность такого мансардного этажа — это наличие одной вертикальной стены и одной наклонной, причем угол наклона составляет около 45 градусов. Благодаря этому на крыше не скапливается снег, не создается дополнительная нагрузка на кровлю. Это позволяет избежать использования дополнительных балок. Что касается окон и балкона, то для их размещения подходит любая стена.

Двускатная. Такой вариант считается самым популярным, так как достаточно экономичен в строительстве и позволяет удовлетворить практически все запросы владельца. В конструкции обе стены являются наклонными, что значительно уменьшает полезную площадь и затрудняет меблировку комнаты. По этой причине двухскатную мансарду часто используют в качестве кладовой или гардеробной. Стоит отметить, что расположение скатов крыши может быть как симметричным, так и асимметричным. В результате помещение приобретает трапециевидную или квадратную форму.

Ломаная. Отличительная особенность такой мансардной крыши — это множество двухскатных составляющих, которые располагаются под разным уклоном. Стропильная система такой мансарды очень сложная, часто выходит за пределы стен. Поэтому требуется дополнительная планировка помещения. Ломаная крыша является преимуществом при создании сложного дизайна, так как позволяет реализовать различные нестандартные проекты. Очень часто такой вариант мансарды используют для обустройства нескольких комнат или зонирования большой площади.

С балконом. На месте оконного проема можно обустроить небольшой балкон. Причем он может размещаться над входом в дом и дополняться колоннами, которые позволяют поддержать его вес и придать всему строению оригинальный внешний вид.

Какие преимущества имеет мансардная крыша по сравнению с другими типами крыш

Идея рационального использования чердачного пространства не нова. Она имела место в разных странах, так как стремление оптимизировать среду обитания у людей было всегда.

Самым простым решением была система «повалуш» в «большом дому» у скандинавов.

Скандинавский «большой дом» представляет собой длинное строение из камней и бревен, частично присыпанное землей или погруженное в землю до твердого скального основания (полуземлянка). Это строение имело сквозную систему помещений с двумя входами для удобства эвакуации. Передняя часть дома была жилая, а задняя использовалась для хозяйственных нужд, в том числе там содержался и скот.

По бокам к основному общему помещению пристраивались небольшие клети – комнаты, которые семейные пары использовали как спальни. Эти комнаты не отапливались, а тепло от очага в них поступало очень плохо. Но все тепло поднималось в верх к кровле. Именно там, на стыке стены и кровли делалось частичное перекрытие по типу русских полатей, где и спали дети и не семейные.

В отличие от скандинавского жилья русские дома делались с потолком для сосредоточения тепла в нижней части. В результате получался чердак, который мог использоваться для хозяйственных нужд или для жилья в теплое время года. Для этого в чердак необходимо было «подать» свет, для чего делались световые (слуховые) окна или «кукушки». Именно такие чердачные помещения, оборудованные световыми окнами, и называли светлицами или светелками. Это был русский аналог мансард.

В Европе в городах также использовались чердачные помещения, но преимущественно бедной частью населения. Однако в середине 17 века французский архитектор Франсуа Мансар , который сам жил в чердачном помещении, стал активно применять в строительстве домов крыши с ломаной кровлей. Нижняя часть ломаной крыши имела небольшой наклон близкий к вертикальному, а верхняя - сильный наклон. В результате общая высота крыши увеличивалась не сильно, но площадь чердака, удобная для использования.

Концепция мансардной крыши

Такой вариант крыши стали называть крышей Мансара, а в дальнейшем мансардой или мансардной крышей. В дальнейшем название крыши перешло на сам чердак. Мансардная крыша или мансарда стала очень популярна, так как обеспечивала большее пространство на чердаке.

В это время налог на жилье брался по этажам, а чердак этажом не считался. А значит увеличив площадь одноэтажного дома в два раза за счет обустройства чердака в жилое помещение, платить дополнительного налога не надо.

В 20 веке стремление к технологичности привело к плоским кровлям и мансарды пропадают.

История мансарды в России пошло по пути вытеснения светелки с небольшой зоной освещения мансардой. Происходит это во времена Романовых, когда все зарубежное было в моде. Но в русской глубинке продолжали оставаться классические русские светлицы. Как и в Европе в России индустриализация приводит к минимизации применения мансард, но в конце 20 века они снова начинают появляться сначала на дачных участках: дачных домиках и банях, а затем становятся популярны и проекты одноэтажных домов с мансардами.

Какие факторы влияют на выбор типа мансардной крыши

Выбор конфигурации крыши для обустройства жилой мансарды является ключевым моментом, влияющим на многие факторы. От этого зависит, во-первых, внутреннее пространство помещения под кровлей. Во-вторых, стоимость и сложность реализации крыши. В-третьих, общий внешний вид дома, то есть, его архитектура. Предлагаем сравнить, что лучше для мансарды — прямая двускатная или, всё же, ломаная крыша.

Прямая двускатная крыша для мансарды

Обе конфигурации целесообразно сравнивать по трём критериям. Первый — особенности устройства, от которых зависит и стоимость, и сложность, и доступное пространство. Второй и третий — преимущества и недостатки, соответственно. Причём, что немаловажно, именно в контексте обустройства жилой мансарды под крышей.

Особенности устройства

Основой большинства видов крыш частных домов является стропильный каркас. У двускатной прямой крыши он предельно простой. Состоит из секций, каждая из которых — это силовая ферма из двух стропильных ног и перемычки. Шаг между ними подбирается в зависимости от того, какой кровельный материал планируется использовать. Чем он тяжелее, тем расстояние между секциями должно быть меньшим.

В случае с обустройством полноценного мансардного этажа под крышей важно учитывать также технологию её отделки. Дело в том, что одного голого кровельного материала недостаточно для создания комфортных условий. Летом под такой кровлей будет невыносимо жарко, а зимой либо немыслимо холодно, либо затратно по отоплению. Чтобы решить эти проблемы, крыша мансарды тщательным образом утепляется. Теплоизоляционный материал тоже имеет свой вес, и с ним надо считаться при проектировании силового каркаса.

Обустроить под ровной двускатной крышей удобное жилое помещение не так-то просто. Из-за треугольного профиля стропильного каркаса приходится жертвовать углами. То есть, для обустройства мансарды они попросту не используются. По скатам крыши от краёв отступают на столько, чтобы высота до условного потолка получилась, хотя бы, 1-1,5 метра. Понятно, что такой отступ «ворует» львиную долю доступной площади, и в результате мансарда жёстко теряет в плане пространства.

Преимущества:

• простота конструкции;
• сравнительно невысокая стоимость строительства;
• минимальное количество отходов кровельного и других материалов;
• оптимальный наклон скатов для схода дождевой воды и снега;
• максимальная прочность.

Недостатки:

• самая простая, ничем не выделяющаяся архитектура;
• неэффективное использование доступного объёма при обустройстве мансардного помещения.

В итоге, забегая немного наперёд, уже на этом этапе разбора можно сделать вывод, что прямая двускатная крыша не очень подходит для обустройства жилой мансарды. По крайней мере, есть решения получше.

Ломаная крыша для мансарды

Ломаной называется крыша, у которой, как и предыдущего варианта, скатов два, но каждый из них имеет излом. То есть, сначала от конька скат идёт с крайне небольшим уклоном, а затем резко заламывается вниз, куда и уходит в некоторых случаях почти отвесно. Из-за такой конфигурации ломаную крышу часто называют четырёхскатной, однако это неправильно. А вот то, что ломаная крыша стала синонимом мансардной — это очень даже справедливо.

Особенности устройства

Основой является стропильный каркас, тоже состоящий из секций с определённым шагом. Каждая секция устроена следующим образом. Стропильные ноги, образующие крутой скат, доходят до места излома, где наращиваются и сводятся к коньку. Аналогично с треугольной стропильной системой – в ломаной есть перемычки. Крепятся они к тем местам, где стропильные ноги образуют излом. Кроме того, чтобы придать крыше требуемой жёсткости, из этих же точек уходят подпорки. На каждую секцию, соответственно, по две штуки.

Собственного говоря, если посмотреть на ломаную крышу в профиль, то сразу же можно увидеть очертания мансардного помещения. От предыдущего варианта оно сразу выделяется тем, что его площадь по отношению к размерам дома значительно большая, чем под ровной двускатной крышей.

Преимущества:

• неординарная архитектура, выделяющаяся среди домов с простыми крышами;
• максимально эффективное использование подкровельного пространства для обустройства жилой мансарды.

Недостатки:

• конструктивно сложнее, чем прямая двускатная крыша;
• соответственно, обходится дороже;
• большее количество отходов кровельного и других материалов;
• неоптимальный наклон верхней части скатов для схода воды и снега.

Итоги

В свете всех рассмотренных факторов с уверенностью можно сделать вывод, что ломаная крыша как нельзя лучше подходит для обустройства мансарды. Под простой же двускатной — жилое помещение получается принципиально более тесным. Вполне естественно, что за простор и удобство приходится платить сложностью конструкции и затратами на материалы.

Какие технические особенности необходимо учитывать при проектировании мансардной крыши

В зависимости от архитектурных особенностей дома в целом и мансарды в частности существует несколько видов мансардных крыш: двускатная, ломаная, полумансардная и другие. При проектировании крыши следует учесть, что точки опоры системы стропил должны совпадать с соответствующими точками и линиями размещения несущих конструкций этажа, находящегося ниже. Учитывается ширина дома, наличие дополнительной несущей стены в центре, а также ветровые нагрузки, обильность и виды осадков в регионе строительства. В целом двускатную крышу можно оборудовать в сооружениях любого размера, а другие виды кровель требуют определённых размеров опорных конструкций.

Двускатная крыша

Преимуществом двускатной мансардной крыши является хорошая защита от дождя, ветра и снега. Достигается это за счёт острого угла наклона, благодаря которому осадки не задерживаются на поверхности. Кроме того, двускатная крыша относительно проста в обустройстве и строится довольно быстро и недорого.

Недостаток двускатной мансардной крыши заключается в не самом рациональном использовании внутреннего подкровельного пространства.

В разрезе двускатная крыша представляет собой треугольник, углы которого могут имеет разную величину. Чаще всего угол соединения скатов делают равным 45^о, хотя бывают и остроконечные крыши с углом наклона до 60^о.

За счёт значительного угла наклона на двускатной мансардной крыше не задерживается снег и дождевая вода

Такая форма крыши применяется в небольших постройках (например, в дачных домиках). Острый угол делает крышу менее устойчивой, поэтому строить крупные объекты с такими кровлями нельзя.

Конструкция двускатной крыши

Двускатная крыша состоит из следующих элементов:

• фронтон — торец кровельных скатов;
• мауэрлат — опорный брус, который передаёт нагрузку от стропил стенам строения;
• стропила — доски, образующие основной контур крыши;
• стропильная нога — балка, предназначенная для крепежа обрешётки;
• конёк — верхнее ребро, которое образуется в месте стыковки скатов кровли;
• стойки — вертикальные опоры, поддерживающие стропильную систему;
• лежень — брус, на который монтируются стойки. Расположен горизонтально;
• прогоны — горизонтальные элементы, необходимые для обеспечения надёжности стропильной системы;
• затяжки (ригели) — балки, скрепляющие стропильные ноги. Стягивают скаты крыши и монтируются горизонтально;
• подкосы — опоры, монтируемые на затяжку или лежень. Соединяют стропильную систему мансарды в ферму;
• обрешётка — настил из досок или фанеры. Закрепляется на стропила сверху и предназначается для укладки покрытия кровли.

Какие строительные нормы и правила необходимо соблюдать при создании мансардной крыши

Опыт использования мансарды под кровлей

В настоящее время для более рационального использования всего строительного объёма здания под скатной кровлей устраиваются комфортабельные жилые и офисные помещения — мансарды. Их функциональность и эстетичность высоко оценивают архитекторы, инвесторы и частные заказчики.

Использование лёгких несущих конструкций и их малое количество даёт возможность свободной планировки, при этом нет необходимости повторять планировку нижележащего этажа. Оригинальная форма кровли диктует и необычную геометрию пространства. Также использование мансардных окон способствует эффективному обустройству подкровельного пространства. Возможности ничем не ограничены, можно использовать и криволинейные плоскости. Отделка под «конёк» позволяет использовать весь объём помещения. При большой высоте мансардного помещения можно получить дополнительные площади, создав например антресоль. При низком уклоне кровли и при высоком парапете подкровельное пространство можно превратить в единый зал.

При строительстве мансарды площадь помещения определяется согласно СНиП 2.08.01-89 по формуле a >= b +0,7 c,

где а- площадь помещения с высотой выше 2,5 м ., b — площадь помещения с высотой от 1,1 м до 2,5 м., c — площадь помещения с высотой от 0, 8 до 1,1 м.

Естественное освещение при использовании мансардных окон рассчитывается по соотношению 1:10, а фронтонных 1:8.