В продолжение цикла статей «Каркасный дом своими руками» рассмотрим правила устройства крыши, на какой стадии она должна выполняться, как правильно подобрать размер стропильной системы, какой материал подобрать для кровли, а также как утеплить крышу.
Известно, что кровельная конструкция имеет не малый вес, поэтому она должна опираться на стены. В нашем случае стенами служат вертикальные стойки каркаса, которые закреплены укосами, связаны брусом верхней обвязки и обшиты с двух сторон ОСБ. Обшивка плитой выполнена до середины бруса верхней обвязки. Вот такой получился у нас каркас устойчив и может выдержать вес нашей кровельной конструкции. Отделочная облицовка стен как наружная, так и внутренняя должна выполняться после монтажа кровли. Подшивка свесов монтируется уже после отделки стен.
Фронтонный и карнизный свес.
Если в конструкции крыши имеются фронтоны, то они ,как правило, монтируются и обшиваются листами ОСБ до сборки крыши. Уклон крыши определяют до монтажа фронтона, так как верхняя линия фронтона зависит от выбранного уклона. Многие специалисты возводят одновременно фронтон и крыши, после установки крайних стропильных ферм, которые закрепляют раскосами.
Если по проекту предусмотрен мансардный этаж, тогда кроме фронтонов со стороны свесов, необходимо возвести невысокие стены, возводить и облицовывать их нужно после монтажа крыши.
По верху стен мансардного этажа укладывается брус верхней обвязки на все четыре стены (даже по там, где планируется возведение фронтона). Брус верхней обвязки должен быть таким сечением как и брус верхней обвязкм первого этажа, дальнейшая его судьба, служить опорой для стропил.
Понятно, что до возведения крыши нужно определиться какую конфигурацию она будет иметь. Помним, что размер нашего дома 6х8 метров.
Мы применяли сечение элементов каркаса: брус верхней обвязки 100х150 мм, балки перекрытия 180х130 мм с шагом 600 мм.
Перед монтажом крыши определяемся с количеством скатов, углом уклона крыши, кровельным материалом и наконец правильным подбором сечения стропил, обрешетки, контробрешетки.
Количество скатов, чем сложнее крыша тем красивей она смотрится, при этом она получается дороже, сложнее в эксплуатации. Как правило заказчики выбирают двускатную крышу мотивируя это затратами и красотой. Если выполнить один скат крыша будет простая и скучноватая, четырех скатная (шатровая, или вальмовая) обойдутся дороже. Мы же остановимся на двускатной крыше, такая крыша подойдет и для холодного чердака и мансардного этажа (при этом стены мансардного этажа должны быть не менее 1500 мм, а уклон не более 45 градусов. Двускатная крыша имеет один конек и нет в ее конструкции ендовых. Это очень хорошо, потому, что ендовые и конек самые проблемные места в крыше, самые сложные в монтаже кровельной конструкции.
Конек
Выбираем кровельный материал крыши каркасного дома.
По кровельному материалу определяется допустимый уклон скатов. Так как для каждого кровельного материала существует свой, рекомендуемый диапазон уклона, с которым этот материал может быть уложен безопасно. То есть он не будет сползать, задерживать снег больше, чем это положено и т.д. Можно уложить и на больший или меньший уклон, чем указано в рекомендуемом диапазоне, но с определенными изменениями в конструкции кровли, такими как усиление гидроизоляции, более частая укладка обрешетки или замена обрешетки на сплошной настил, более частое крепление самого кровельного материала и т.п. Допустимые уклоны для самых популярных кровельных материалов:
цементно-песчаная и керамическая черепица – 25-60°;
полимерпесчаная черепица – 20-60°, допускается меньший угол при усилении обрешетки;
битумная черепица – от 12° (максимальный уклон не ограничен);
металлочерепица – от 20°, допускается уклон от 15° при условии герметизации стыков металлочерепицы;
профнастил – от 10°;
асбестоцементные листы (шифер) – 12-60°;
битумный волнистый лист (он же еврошифер, битумный шифер, ондулин) – от 15°, допускается уклон от 10° при усилении обрешетки и от 5° при замене обрешетки на сплошной настил.
Для нашего примера остановим свой выбор на наиболее популярном в бюджетном строительстве кровельном покрытии – битумном шифере. Он легкий, смотрится хорошо и при этом стоит не так уж дорого, что очень важно при экономном строительстве. Единственное, что этот материал от разных производителей, равномерно выгорает (выцветает) за несколько лет. Но, кроме цвета (выгорания) при правильной укладке на этот материал нареканий не было.
Уклон скатов.
Крыша, которая имеет уклон до 5 градусов считается плоской, с уклоном больше 5 градусов – скатной. Скатная крыша с уклоном меньше 28 градусов считается нагруженной и к её несущим элементам предъявляются более строгие требования. В результате при уклоне меньше 28 градусов требуются более мощные стропила, так как значительно увеличивается снеговая нагрузка (снег плохо сползает с крыши и практически весь задерживается на кровельном покрытии). А при уклоне свыше 50° повышаются ветровые нагрузки.
Оптимальный уклон с точки зрения нагрузок – 35-45°. Этот же уклон и внешне смотрится наиболее выигрышно. Крыша и не острая, и при этом, не слишком пологая. Мы остановимся на уклоне 45°.
Итак, на доме 6х8 м у нас будет двухскатная крыша с уклоном 45 градусов, покрытая битумным шифером. Также примем, что под крышей у нас будет расположен жилой отапливаемый мансардный этаж. Стены мансардного этажа приподняты на 1,1-1,6 м. Эта высота зависит от требований к комфорту. Но 1,1 м – это минимум для того, чтобы можно было удобно эксплуатировать подкровельное пространство. При такой высоте стен под скатом в самом низком месте можно, например, разместить спальное место или шкаф. Если же будет холодный чердак, то конструкция крыши будет такая же, только она будет не утеплена (утеплен будет пол чердака) тогда стены не нужно поднимать на 1,1-1,6 м.
Схема крыши каркасного дома.
Определимся со схемой кровельной конструкции. Нужны ли затяжки, подкосы, ригеля, дополнительные прогоны и т.д. После окончательного определения схемы можно будет подобрать сечения всех элементов и рассчитать количество пиломатериала.
Для дома размером 6х8 м подойдет крыша в виде буквы «А». Она состоит из стропил, ригеля (его еще называют затяжкой, поперечиной, перемычкой, бантиной и пр.). 
Конструкция крыши в виде буквы «А».
Сечение стропил каркасного дома.
Наш вариант с жилой мансардой, поэтому крыша у нас будет утепленной. Соответственно сечение стропил нужно подбирать с таким учетом, чтобы между стропилами поместился по высоте утеплитель. Как правило, по расчету в кровлю требуется от 100 до 150 мм утеплителя (реже, больше 150 мм). Соответственно между стропилами должен поместиться по высоте этот утеплитель.
Если утеплителя по расчету требуется до 100 мм, то сечение стропил может быть даже 100х50 мм. Но для каждого конкретного случая нужно делать расчет такого небольшого сечения стропил (выдержат ли они снеговую нагрузку конкретно региона, каким при этом должен быть их шаг и т.д.). Мы такой расчет делаем. Без расчета мы рекомендуем немного перестраховаться и даже при толщине утеплителя до 100 мм брать стропила сечением 150х50 мм.
Если утеплителя от 100 до 150 мм, то стропила – 150х50 – 150х70 мм. Увеличивать меньшую сторону (50 и 70 мм) нет смысла, так как квадрат не несет нагрузки так хорошо, как прямоугольник. Пример тому – сечения всех швеллеров и двутавров.
Если утеплителя больше 150 мм, то стропила – 200х70 мм.
Для нашего примера примем сечение стропил 150х50 мм.
Длина стропил каркасного дома.
Вариант подбора длины стропил. Мы на практике используем именно его. Особенно он подойдет, если у Вас имеются сомнения по поводу уклона будущей крыши – не знаете, как будет смотреться конкретный угол в реальности.
Береся 2 длинные рейки (обычно 6-метровые), сбиваются с одной стороны гвоздем в виде буквы «Л». Это будет наша пробная стропильная ферма. Крепим на земле, не поднимая пока на место будущей крыши.
Затем готовим пробный ригель – длинная рейка, которую мы приложим к пробным стропилам на нужном уровне и отмеряем нужную длину ригеля.
Поднимаем их на крышу и опираем нашу букву «Л» на брус верхней обвязки. Теперь пробуем, меняем угол, при этом меняется и длина стропил. Подбираем оптимальный угол уклона. После чего можно отмерять полученную длину стропил. Длина должна быть с учетом свеса стропил «за» стену на 30-55 см. Получаем образец стропил.
Свес кровли.
Примечание. Свес защищает стены дома и окна от атмосферных осадков. Если организованный водоотвод с крыши (водосточную систему в виде желобов и труб) не планируется устанавливать первое время или же по каким-то причинам его вообще не будет, то по нормам свес должен быть минимум 50 см. Хотя свес в 50 см неплохо делать и при наличии водосточной системы, – смотрится он очень хорошо и будет лучше защищать наружные стены.
При таком подборе длины стропил, нужно учитывать, что после установки они будут «сидеть» на мауэрлате на 5 см ниже. Так как стропила обязательно зарезаются на мауэрлат для большей устойчивости соединения. В каждой стропилине в месте опирания на мауэрлат вырезается треугольник с примерными размерами 5х5 – 5х6 см при сечении стропил 150х50 см. Если сечение у Вас другое, то сторона такого треугольника будет примерно равна 1/3 высоты стропилины. Такая посадка стропил никак не влияет на подбор угла уклона крыши и длины стропил. Просто визуально после монтажа стропила будут ниже примерно на 5 см. Плюс, примеряя стропила, нужно пометить на нижней стороне стропилины место опирания стропилы на мауэрлат и провести от него вертикаль вверх. Это будет одна из сторон нашего треугольника. Вторую можно дорисовать уже на земле, под углом 90 градусов к первой.
Узел опирания стропил на мауэрлат.
Шаг стропил каркасного дома.
Шаг стропил зависит от их сечения, а также от размеров и уклона скатов. Как Вы понимаете, вариантов различных комбинаций этих параметров очень много,прописать все возможные варианты шага стропил для разного их сечения, уклона и размеров ската нет возможности. В нашем примере стропила имеют сечение 150х50 мм, дом 6х8 м, уклон 45 градусов. И для этого варианта подходящий шаг стропил – 70-80 см. Если у Вас примерно такие же параметры, то Вам тоже подойдет шаг 70-80 см. Если же параметры другие, то спрашивайте и мы подберем шаг конкретно для Вашего случая.
Примечание. Иногда советуют для утепленных крыш делать шаг стропил равным 60 см, так как ширина рулона утеплителя обычно именно 60 см и тогда утеплитель не придется резать. Мы не советуем подстраиваться под утеплитель, так как уменьшая шаг стропил, Вы увеличите их количество и можете в итоге получить, например, 18 стропил вместо 12. Это значительно утяжелит кровельную конструкцию. Лишняя нагрузка на стены и фундамент. Утеплитель же режется легко и его можно без особого труда нарезать под нужный шаг стропил.
Разобрались, как определить сечение стропил, их длину, шаг и размер опорного выреза (треуголика) для опирания стропил на мауэрлат. Так же разобрались, как подготовить образец стропил.
Теперь образец стропил прикладываем (уже на земле) к брускам, подготовленным под остальные стропила, примеряем, намечаем и обрезаем нужную длину. Одновременно подготавливаем сразу нужное на всю крышу количество стропил.
Примечание. Образец должен быть один и каждая последующая стропилина должна отмеряться по первому (и единственному) образцу. Если вторую стропилину Вы будете отмерять по первой, третью – по второй, четвертую – по третьей и т.д., то будет накапливаться ошибка и к концу она будет недопустимо большой. Например, если даже каждая стропилина будет всего на 2 мм короче/длиннее предыдущей, то при количестве 10 стропил ошибка составит уже 2 см. Т. е. длина первой и последней стропилин будет отличаться на 2 см.
Ригель.
Ригель нужно размещать максимально низко, но не ниже, чем запланирован потолок первого этажа. Чем ниже расположен ригель, тем лучше он воспринимает распор и если закрепить ригель высоко, то он не будет выполнять свою функцию. Подберем минимальную высоту расположения ригеля для нашего примера. 2,1 м только высота входных дверей (если ригель будет ниже, то двери уже не поместятся). Плюс около 10-20 см (0,1 – 0,2 м) над дверью и еще около 5 см (0,05 м) отделочный материал потолка. Итого получаем 2,25-2,35 м. Это минимальное расстояние от ригеля до верха чистового пола при высоте дверей 2,1 м. Если найти двери высотой 2,0 м, то ригель можно ставить еще ниже, на высоте 2,15-2,25 м от верха чистового пола. Важно еще помнить, что чем меньше кубатура воздуха в мансардном помещении, тем меньше тепла нужно будет затрачивать на его обогрев. Это тоже можно отнести к плюсам низкого размещения ригеля.
По нормам конечно высота потолка в жилых помещениях должна быть минимум 2,5 м. Но для спальных комнат 2,15-2,35 м вполне подойдет, конечно же, при условии, что позволяет рост.
Ригель принимаем сечением 50х150 мм. Т.е. такого же сечения, как и стропила. Таким образом избегаем путаницы при заказе дерева на пилораме, и в случае остатков от стропил – можем их задействовать на ригеля.
Шаг ригеля такой же, как и шаг стропил. В нашем случае – 70-80 см.
Ригель.
Контробрешетка.
Она обеспечивает верхний вентиляционный зазор в кровельной конструкции. Утепленная будет крыша или нет – в ней должна быть обязательно уложена гидроизоляция и обустроено 2 вентиляционных зазора, высота каждого 2-4 см:
нижний вентзазор – под гидроизоляцией (для выветривания конденсата, который может скапливаться на внутренней поверхности гидроизоляции при повышении влажности в помещении).
верхний вентзазор – над гидроизоляцией (для выветривания конденсата, который может скапливаться на внутренней поверхности кровельного материала).
Кроме того, оба эти вентзазора отвечают за нормальные условия эксплуатации деревянных элементов кровли. И если хоть одного зазора не будет, то во много раз возрастает вероятность того, что деревянные элементы будут плесневеть, цвести, покроются грибком.
Верхний вентиляционный зазор обеспечивается за счет контробрешетки. Она крепится вдоль стропил. Сечение 20х50 мм (20 – это высота). Шаг равен шагу стропил (70-80 см в нашем примере), так как контробрешетка крепится вдоль стропил (на каждую стропилину).
Контробрешетка и обрешетка
Обрешетка.
Сечение и шаг обрешетки зависят от кровельного материала. На нее крепится кровельный материал, в нашем случае – битумный шифер. Плюс она придает устойчивости стропильным фермам. Сечение обрешетки под битумный шифер – 40х50 мм, шаг 35 см.
Длина обрешетки закладывается с таким учетом, чтобы обеспечить свес (вылет) за крайнюю стропилину – 20-50 см. Часто этот свес обрешетки делается таким же, как и свес стропил (вылет края стропил за наружные стены). Так, например, если свес стропил 50 см, то и свес обрешетки часто делается тоже 50 см. При закреплении обрешетки удобнее свес обрешетки сделать чуть больше, и потом лишнее обрезать. Для экономии в качестве обрешетки можно использовать и необрезную доску.
Определившись с основными параметрами всех элементов крыши, можно заказывать лес. При формировании заказа,необходимо учитывать, что всегда выгодней заказать пиломатериал стандартной длины, пусть даже большей длины, чем нужно, а остатки при строительстве каркасного дома всегда найдется куда применить.
Лес можно приобрести сушенный или не сушенный. Мы советуем брать несушенный, еще говорят – влажный. Потому, что сухой лес обойдется очень дорого, сушат его обычно для мебели, вагонки и т.п. И цена за сушхой лес уже идет не за кубический метр, а за метр квадратный. Для крыши же подойдет обычный не сушенный лес, купленный на пилораме. Главное, чтобы дерево было не повреждено грибком, такое дерево внешне серое. Плюс с дерева обязательно нужно снять всю кору, чтобы потом не завелся короед.
Весь пиломатериал обязательно нужно обработать комбинированным антисептиком. Это можно сделать до сборки: пропитать, просушить пару часов и сразу монтировать, чтобы дерево не повело. Или же монтировать сразу, а потом пропитывать уже на крыше макловицей. В таком случае останутся не обработанными внутренние плоскости деревянных элементов в местах их соединения между собой (туда будет просто не достать ничем), хотя этот способ конечно проще.
Список основных инструментов, которые понадобятся при возведении крыши. Циркулярка или цепная пила, шуруповерт или дрель, перфоратор, болгарка, электро-рубанок, водяной или лазерный уровень, капроновая нить 50 м, щетка-макловица, фомка, молоток, угольник на 90 град, рулетка, карандаш.
Монтаж крыши каркасного дома.
Крепление основных элементов крыши можно делать очень разными способами. Это и гвоздевое соединение, и соединение при помощи деревянных накладок или стальных пластин, и врубка и прочее. Вариантов сейчасмного . Наиболее доступный вариант – соединять гвоздями.
Дальше рассмотрим пример недорогого варианта соединения основных элементов крыши в основных узлах. Конечно же, помните, что это не единственный вариант. Всегда, в каждом узле, можно найти альтернативу. Это больше пример.
Соединение стропил в коньке.
Стропила удобно соединять между собой в коньке методом в пол лапы, как показано на рисунке ниже. Вырезать удобно цепной пилой. Если сечение стропил 150х50 мм, то этот узел соединяется 3-4 гвоздями длиной 100-150 мм. Гвозди с обратной стороны загнуть.
Соединение стропил в коньке методом в пол лапы.
Крепление стропил к мауэрлату.
Стропила предварительно зарезается под мауэрлат (он же брус верхней обвязки). Крепится гвоздем 200 мм сверху в том месте, где стропилина самая тонкая. По 1 гвоздю под углом с каждой стороны (всего 2 гвоздя). Гвоздь проходит через стропилину и задодит в брус.
Крепление ригеля к стропилам.
Ригель сечением 50х150 мм крепится к стропилам тоже 50х150 мм с одной стороны, напрямую без каких-либо дистанционных прокладок гвоздями 150 мм. Гвоздь с обратной стороны загнуть.
Контробрешетка.
20х50 мм крепится вплотную к стропилам черными саморезами по дереву длиной 35 мм с шагом примерно 50 см.
Обрешетка.
40х50 мм крепится к стропилам в местах пересечения одним саморезом 60 мм.
