Подавляющее большинство односемейных домов имеют покатую крышу, образующую деревянную конструкцию, называемую стропильной крышей. Иногда традиционные технические решения заменяются конструкциями, собранными из стальных элементов, или крыша строится плоской.
Деревянные конструкции крыши
Тип системы стропильного каркаса, также известный как конструкция крыши, зависит от пролета и формы крыши, и на практике используются два основных решения — система стропильных балок и прорезная конструкция крыши.
Стропильно-балочная ферма применяется для пролетов до 6-7 м и отличается отсутствием промежуточных опор — вся конструкция опирается на балки — стеновые доски, закрепленные поверх внешних стен дома. Такая система позволяет свободно использовать пространство под крышей и установки в скат мансардных окон большого размера, а балка, соединяющая стропила, также может выступать в качестве несущей конструкции для потолка самого высокого этажа.
Прорезная конструкция крыши позволяет перекрывать здание с большим пролетом, но требует дополнительных опор в виде колонн или стен. Балок, обеспечивающих дополнительную опору для стропил.
Эти дополнительные опоры ограничивают свободу дизайна интерьера, а также требуют гарантии достаточной прочности потолка в месте установки. На практике на одном здании могут появиться обе основные конструкции крыши, особенно если его форма сложная.
Вместо традиционной стропильной фермы появились инженерные сооружения в виде готовых сборных балок, состоящих из плоских или пространственных несущих элементов.
Такие решения в основном используются в домах с неиспользуемым чердаком, ведь стропильная конструкция имеет большую высоту.
Освещение мансарды
Есть два способа освещения комнат на чердаке — установкой мансардных окон или добавлением фасадного окна, выступающего из крыши.
В первом решении форма и высота комнат не меняются, а во втором создается «углубление» с окном, высота которого больше, чем на остальной площади. Окна могут быть построены двумя способами — как продолжение участка внешней стены, выходящего над поверхностью крыши, или «врезаться» в конструкцию крыши.
Использование фасадных окон для освещения мансарды возможно также благодаря конструкции мансардной крыши за счет большого угла наклона нижней части ската и ее «выпрямления» в месте оконного проема.
Материал для фермы
Большинство кровельных конструкций изготавливают из пиломатериалов хвойных пород — сосны, ели, реже лиственницы, в виде досок, реек, бревен, бруса. Древесина не является однородным материалом и часто имеет дефекты, существенно влияющие на ее прочность, поэтому для применения в конструкциях она должна соответствовать классу прочности, указанному в проекте.
В настоящее время массивная древесина для использования в конструкциях должна иметь маркировку CE и соответствовать одному из классов прочности согласно новой маркировке — чаще всего C24, C27 или C30.
Пиломатериалы необходимо просушить (влажность должна быть ниже 20%) и пропитать, желательно методом давления. Однако законность использования препаратов для повышения огнестойкости конструкции спорна.
В большинстве домов фермы покрыты облицовкой из минеральной ваты и гипсокартона, которые обеспечивают очень хорошую защиту от распространения огня и повреждения конструкции крыши.
Ферму крыши из сборных деталей также можно заказать в специализированной компании, которая изготовит из них раскроенные по размеру и распиленные балки. Это ускоряет сборку кровли, а установленные на заводе элементы обеспечивают точность исполнения и высокую прочность конструкции.
Клееный брус в кровельных конструкциях
Элементы из массива дерева имеют свойство коробиться, что может привести к деформации конструкции. Твердая древесина также имеет ограниченные размеры из-за объема бревен, подвергаемых лесопильной обработке. Эти недостатки можно устранить, заменив массивную древесину клееной.
Важным преимуществом клееного бруса является возможность формования элементов уже в процессе производства, а их размеры ограничены только производственными возможностями станков. Наиболее распространенным сырьем для производства клееного бруса является еловый пиломатериал.
Клееный брус используются для производства I-балки различной высоты, состоящей из клеенного бруса полос и полотна из OSB 3. Компоненты прессуют с помощью водостойких клеев, благодаря чему они получают высокую жесткость и гарантированную стабильность размеров.
Монтаж фермы
Традиционные методы изготовления столярных соединений все чаще заменяются методами, облегчающими выполнение стыков и повышающими их прочность. Однако, как правило, крепежные элементы не полностью передают нагрузку, а лишь стабилизируют соединение.
Металлоконструкции кровли
Металлоконструкции кровли устанавливаются в основном в одноквартирных домах, возводимых по технологии стального каркаса, а также в объектах с большим пролетом крыши (коммерческие, складские, производственные и спортивные залы).
Несущие элементы кровли в виде пластинчатых балок или ферм опираются на колонны, которые чаще всего входят в конструкцию объекта. На заводе эти элементы покрываются защитным покрытием (гальваника или покраска), а их сборка осуществляется с помощью болтовых соединений.
Кровля крепится к стальным профилям, расположенным перпендикулярно несущим каркасам в виде сэндвич-панелей с различной конфигурацией внешнего и внутреннего покрытия, а также сердцевины. Монтажные элементы системы позволяют быстро и надежно соединить панели с конструкцией и установить необходимый водоотвод и отделку.
Еще одним решением для покрытия крупнопролетных объектов являются самонесущие крыши в виде арочных трапециевидных листовых панелей. Они могут опираться на несущие стены здания или прямо на фундаментную плиту. Панели выполняют как несущие, так и кровельные функции, а элементы могут быть оснащены световыми люками или боковыми входами.
Плоская крыша
Менее популярные плоские крыши или крыши с небольшим уклоном (до 5 градусов) в основном строятся как железобетонные кровельные конструкции с использованием типовых технологий, применяемых при возведении перекрытий — монолитных плит, налитых на месте, железобетонных сборных плит или ребер.
При небольшом уклоне и небольшой площади, необходимый уклон создается в виде бетонной стяжки с применением, например, плит теплоизоляции клиновидной формы, в качестве невентилируемой кровли. При больших уклонах кровля может быть образована желобами, установленными на ажурных опорных стенах (вентилируемая плоская крыша).
Требуемая теплоизоляция всегда должна устанавливаться с внешней стороны плиты перекрытия, что обеспечит защиту от воздействия больших перепадов температуры окружающей среды в течение года.
При строительстве в виде перевернутой крыши, поверхность которой используется, например, как терраса, устанавливается гидроизоляция под теплоизоляцию из плит экструдированного пенополистирола XPS, устойчивых к постоянному контакту с водой.
