Конструкция крыши и кровельные материалы

Крыша — очень важная деталь облика современного дома. Даже сказочный дворец теряет изрядную долю своей привлекательности, если его покрыть обычным шифером. И наоборот, простой по форме дом выглядит уютно с черепичной крышей.

Однако крыша — это еще и элемент защиты здания от неблагоприятных внешних воздействий, залог его надежности и долговечности. Поэтому конструкцию крыши и кровельный материал нужно выбирать особенно тщательно.
Конструктивные элементы крыши

Прежде всего, не стоит забывать, что крыша — это сложная система, не с одним десятком составляющих, каждый из которых несет свою функциональную нагрузку. Устойчивость и прочность крыши целиком зависит от ее основы — стропильной системы. Именно стропила принимают на себя всю тяжесть кровельных материалов, а также снеговую и ветровую нагрузку.

Чаще всего при строительстве коттеджей используют деревянные стропила. Они просты в изготовлении и (в отличие от железобетонных) легко устанавливаются. К тому же, благодаря свойствам дерева такие стропила можно «подогнать» по месту и даже исправить неровности, которые могли возникнуть при возведении стен. На строительную площадку такие стропильные системы доставляются уже в готовом виде, остается только надежно связать их с коробкой дома.

Большое внимание следует уделить специальным материалам, играющим роль утеплителя и гидроизоляции в подкровельном пространстве.

В качестве утеплителя можно использовать плиты из минеральной базальтовой ваты, пенополистирола, стекловаты толщиной не менее 15 сантиметров, чтобы зимой сохранялось тепло, а летом не перегревалась мансарда. Для защиты утеплителя от влаги на него натягивают непромокаемую пленку, образуя сплошной слой гидроизоляции. Если влаги много, она стекает по поверхности пленки на улицу, а если мало, испаряется и выносится наружу с потоком воздуха через систему подкровельной вентиляции. Эта система — очень действенный метод борьбы с сыростью.

Подкровельное пространство, по которому должен проходить воздух, образовано двумя конструктивными элементами: контробрешеткой и обрешеткой. Контртобрешетка прибивается поверх стропил в продольном направлении, повторяя их рисунок. В поперечном направлении на нее крепится обрешетка, необходимая для настила кровельного материала. Обрешетку под рулонные материалы обычно выполняют в виде сплошного настила, а под другие — в виде собственно решетки.

Но на крыше есть и другие детали: различные окошки, каминные, печные и вентиляционные трубы, антенны, ребра, коньки, ендовы, ограждающие решетки, снегозадерживающие и водоотводные системы. Это доборные элементы, которые необходимы для внешнего оформления и защиты кровли.
Кровельные материалы

Фальцевая кровля одна из наиболее популярных (металлические листы соединяются друг с другом специальным фальцем). Обычно ее рекомендуют на скатных крышах с уклоном более 14 градусов, но использование усовершенствованного двойного стоячего фальца позволяет расширить возможности применения таких кровель.

Сегодня строительный рынок предлагает широкий выбор материалов для фальцевой кровли: титан-цинк, алюминий, железные листы с защитным полимерным покрытием, медь.
Металлочерепица

Это профилированные стальные оцинкованные листы с защитным полимерным покрытием или посыпкой из кварцевого песка или камня, на которых штампуется рисунок, имитирующий натуральную черепицу. Укладывать этот материал рекомендуется на крыши с уклоном не менее 14 градусов.

К основным достоинствам металлочерепицы можно отнести небольшой вес, простоту монтажа, богатый спектр цветов, длительный срок эксплуатации и весьма демократичную цену.

К недостаткам — шумность в дождливую и ветряную погоду, однако это во многом зависит от качества устройства всей кровельной системы. При правильно выполненной работе порывы ветра не будут докучать хозяевам стуком листов металла по обрешетке, а грамотно построенный водоотвод бесшумно направит потоки воды с кровли.
Еврошифер

В состав современного безасбестового шифера (так называемого еврошифера) входят растительные (целлюлоза, джут), минеральные (стекловолокно, базальтовое волокно) и синтетические (поливиниловые, полиакриловые) материалы. Еврошифер эластичен, устойчив к перепадам температур, коррозии и биологическому воздействию, обладает незначительными температурными деформациями, хорошей шумоизоляцией, практически не горит. А малый вес материала позволяет делать под него простую стропильную систему и элементарную обрешетку. Еврошифер удобен еще и тем, что с легкостью монтируется на старое кровельное покрытие.
Натуральная черепица

Материал, который веками оберегал человечество от капризов погоды, по-прежнему служит верой и правдой владельцам современных коттеджей. И причин тому немало. Прежде всего — устойчивость к атмосферным воздействиям. При любых погодных условиях черепица, изготовленная из обожженной глины, и не теряет форму.

В нашем климате очень важна морозостойкость. Благодаря особенной структуре пор натуральной черепицы, большинство из них замкнуты и не заполняются водой в дождь или в снег. А значит, при понижении температуры внутри не возникает избыточного давления и черепица не разрушается, оставаясь прочной и надежной годами. А слой природной патины, который появляется на поверхности этого материала, защищает первозданный цвет материала от выгорания и агрессивных воздействий окружающей среды.

Очень важна и экологичность натуральной черепицы. Именно благодаря этому кровельное покрытие не пропускает влагу и позволяет кровле дышать. Использование натуральной черепицы — это дополнительная гарантия качества гидроизоляции и вентиляции крыши.

Надежный, экологически чистый материал, разнообразный по форме, фактуре и цвете украсит дом и подчеркнет безупречный вкус и высокий социальный статус хозяина, ибо материал этот довольно дорогой. Но его использование решит вопрос с ремонтом и заменой кровли на долгие годы вперед.

Гибкая черепица произведена на основе специального стеклохолста, пропитанного модифицированным битумом. А нанесенные сверху цветные каменные гранулы имеют не только декоративную, но и защитную функцию. Гибкая черепица не подвержена гниению и расслоению, поскольку не впитывает влагу, не боится жары, мороза, влаги, ветра. Выражение «барабанит дождь по крыше» — не про эту черепицы, она поглощает шум.

Серьезные производители (например, Katepal) обычно предлагают и доборные элементы, необходимые при устройстве мягкой кровли, а значит, покупатель приобретает законченную кровельную систему, которую остается только установить. Какое бы покрытие для крыши своего дома вы ни выбрали, помните, что крыша — это инвестиции в будущее. Потратившись один раз на грамотный проект, профессиональный монтаж и качественные материалы, можно будет долгие годы наслаждаться комфортом и уютом в доме.
Гидро- и пароизоляция крыши. Материалы для гидроизоляции крыши

При разработке новых конструкций, а также при оценке и оптимизации существующих технических решений всегда необходимо представлять идеал, на который следует ориентироваться. Попробуем сформулировать, что такое идеальная крыша современного дома.

Помещения под крышей можно использовать как мансарды, бильярдную, спорткомплекс или для размещения технических средств: кондиционирования, вентиляции, средств связи, телевещания и т.п. Они должны быть комфортны, температурный и влажностный режим не должен отличаться от режима в доме. Отсюда следует, что «кровельный пирог» — это аналог стены дома, но при этом конструкция должна принять на себя и отвести от дома воду во время дождя, снеговую нагрузку зимой, выдержать напор ветра.

Основные проблемы возникают, естественно, зимой. В хорошо протопленном доме при 25°С и 30% влажности в каждом кубометре воздуха находится 7 г водяного пара, при этом на улице при — 25°С и 100% влажности не более 0,76г/ м3. Отношение парциальных давлений водяного пара дом/улица — более 9. Естественно, водяной пар будет стремиться выйти наружу через любую щель и неплотность, поэтому в «кровельном пироге» должен быть предусмотрен паробарьер. При недостаточной пароизоляции лежащий сверху утеплитель пропитывается сконденсированной влагой и теряет свои свойства, дальнейший выход пара приводит к намоканию силовых конструкций, их коррозии, образованию потоков конденсата, обрастанию крыши сосульками. Необходимо учесть, что реально использовавшаяся ранее обычная полиэтиленовая пароизоляционная пленка стареет быстрее основных конструкций, и поэтому необходимо применять специально разработанные долговечные паробарьеры.

Теплый воздух, легче холодного, в результате естественной конвекции он накапливается под крышей. Проблема теплоизоляции для крыши (экономия энергоносителей!) стоит более остро, чем для стен. Нормативная толщина сплошного утеплителя типа Roomfate составляет от 84 мм на первом этапе внедрения норм до 112 мм — на втором. Если использовать минплиту на синтетическом связующем, соответствующие толщины — 141 мм и 188 мм. Однако все дело в том, что утеплитель не может быть уложен сплошным слоем, его пронизывают различные элементы конструкции, и поэтому тепловому расчету должна быть подвергнута вся конструкция в целом. Ошибки в утеплении дорого обойдутся хозяину дома. Они проявятся в оттоке тепла через крышу (лишние затраты на энергоносители), таянии снега на крыше, аккумулировании влаги в утеплителе и строительных конструкциях, образовании наледей и сосулек.

Невозможно полностью исключить проникновение влаги через кровельное покрытие (и из-за продухов снаружи, и из-за дефекта утепления и пароизоляции изнутри), как бы тщательно ни производились работы. Чтобы предотвратить дальнейшее проникновение влаги в кровельные конструкции и утеплитель, устраивают слой дополнительной паропроницаемой гидроизоляции из специальной микроперфорированной пленки (ткани). Задержанная влага и вышедший водяной пар удаляются через постоянно действующую систему вентиляции, состоящую из прикарнизных и коньковых продухов, а также флюгарок.

Верхний, самый ответственный кровельный слой будет близок к идеалу, если его выполнить из металла с фальцевыми соединениями кромок. В настоящее время получают распространение различного вида волнистые металлы и металлочерепицы. Понятно желание перенести основную тяжесть кровельных работ в промышленный цех. Тем более что все реже можно найти мастеров-кровельщиков, являющихся одновременно и мастерами-жестянщиками, умеющими качественно сделать необходимые фальцы. Листы соединяются внахлест и по горизонтальным, и по вертикальным стыкам. Несмотря ни на какие уплотнители и герметики, эти соединения не могут быть признаны удовлетворительными с точки зрения их водонепроницаемости. Для ответственных кровель такие соединения непригодны. С другой стороны, хорошо пробитый фалец, например, в жестяном ведре или бидоне, без всяких герметиков и уплотнителей служит практически вечно. Однако у металлов есть существенный недостаток: в той или иной степени они подвержены коррозии. Если не рассматривать драгоценные и полудрагоценные металлы, ввиду их запредельной дороговизны, самым пассивным, корродирующим с образованием стойких окисных пленок, является медь. При естественном процессе окисления на воздухе уже через полгода на медной кровле появляется благородный стойкий темно-коричневый окисел, который спустя годы покроется едва заметной зеленоватой патиной, что придаст дому вид современного замка. Медная кровля — на века.

Более дешевым вариантом является применение специально разработанного цинко-титанового сплава, окрашенного в заводских условиях стального оцинкованного листа и, наконец, обычной оцинковки. При этом прогрессивно снижается как качество кровельного покрытия, так и его внешний вид. Итак, идеал крыши современного дома, по нашему мнению, это:
покрытие из кровельной меди,
эффективная теплоизоляция,
паробарьер и паропроницаемая гидроизоляция,
постоянно работающая подкровельная вентиляция,
функционально устойчивая конструкция и правильное технологическое исполнение.
Конструкция и устройство крыши

Основными несущими элементами крыши являются мауэрлат, стропила и обрешетка. Кроме того, в конструкции крыши присутствуют дополнительные крепежные элементы (ригели, стойки, подкосы, распорки), служащие для придания жесткости стропильной ферме. Связанные между собой детали крыши образуют стропильную ферму, в основу которой заложен один или несколько треугольников, как самая жесткая геометрическая фигура.
Мауэрлат

Мауэрлат представляет собой брус, уложенный по обрезу наружных стен и предназначенный для опирания оснований несущих стропил. К венцам сруба мауэрлат крепят металлическими скобами с заершенными концами. В углах мауэрлат связывают врубками в полдерева и скрепляют скобами, гвоздями или стяжными болтами.
Стропила

Стропила разделяют на две основные группы: наслонные и висячие. Крыши с наслонными стропилами устраивают в домах, имеющих средние опорные стены. Наслонные стропила упираются нижним концом в мауэрлат и через него передают на стену нагрузки от веса конструкций крыши. Поэтому наслонные стропила применяют в зданиях с массивными стенами, которые в состоянии воспринимать распорные нагрузки от стропил. Висячие стропила применяют реже, так как в этом случае требуется более тщательное изготовление узлов и стяжек. Однако эти стропила не передают на стены горизонтальные нагрузки, поэтому их устраивают в зданиях с легкими стенами.
Обрешетка

Обрешетка стропил необходима для настила кровли и представляет собой совокупность брусьев, уложенных перпендикулярно стропильным ногам. В зависимости от вида кровли обрешетку выполняют из досок, теса или брусков, укладываемых вплотную или вразрядку. При сплошной обрешетке доски обычно укладывают на стропила параллельно коньку. Но лучше, если сначала на стропила параллельно коньку уложить через 500 — 1000 мм бруски или доски, а на них настелить сплошным слоем доски или тес вдоль спуска, от конька к свесу. Сплошную обрешетку устраивают под мягкую кровлю (рубероид, толь), асбестоцементные плитки и т. п. Разреженная обрешетка вполне подходит для стальной кровли, глиняной или цементно-песчаной черепицы, а также для волнистых асбестоцементных листов (шифера). Обрешеточные брусья прибивают к стропилам гвоздями, длина которых равна толщине двух брусьев.
Карнизы

Карнизы могут быть открытыми и закрытыми. По традиции их устраивают из древесины, обшивая досками концы стропильных ног. Открытые карнизы применяют редко. Чаще используются закрытые карнизы. Качественная плотная подгонка обшивки и фризов карнизов исключит продувание чердака и попадание в него снега. В последние годы для обшивки карнизов все чаще стали использовать евровагонку, что позволяет с достаточно большой плотностью подогнать все элементы обшивки.
Слуховые и мансардные окна

Слуховые и мансардные окна выполняют для освещения чердака. Размеры слуховых окон рассчитывают, исходя из условий нормальной освещенности чердака, а их форма диктуется архитектурными соображениями. Кроме своей основной функции эти окна служат и для проветривания чердачной части дома, поэтому их располагают на противоположных скатах крыши. В двускатных крышах слуховые окна обычно не устанавливают, а освещение чердака осуществляется через оконные проемы во фронтонах. Кровля слухового окна является продолжением основной кровли и выполняется она из того же кровельного материала. В современных кровлях с использованием таких материалов, как металлочерепица, слуховые окна устраивают в одной плоскости с крышей. Такие окна должны обладать высокой герметичностью, так как находятся под постоянным воздействием атмосферной влаги.