В арсенале проектировщиков и строителей имеется несколько вариантов конструкций кровли. Выбор оптимального варианта – это ответственное дело, т.к. от него зависит надежность и долговечность всего сооружения.
Вполне логично задать вопросы о том, как правильно сделать четырехскатную крышу дома своими руками, что ее отличает и когда она наиболее подходит? Чтобы ответить на них, следует рассмотреть конструкционные и технологические особенности такой кровли.
Фото четырехскатной крыши
Виды (шатровая, вальмовая, полувальмовая)
Основные виды четырехскатных крыш:
- Шатровый тип. Крыша имеет 4 треугольных ската, вершины которых сходятся в одной точке. Обычно ее основание имеет форму квадрата, а все скаты равны по площади. Такая конструкция подходит для дома, в котором длины всех стен равны между собой. Обычно это сооружения небольшой площади. Крыша отличается особой привлекательностью.
- Классический вариант – голландская вальмовая крыша. В ее основании формируется прямоугольник. Крыша напоминает двухскатную конструкцию, т.к. скаты, опирающиеся на длинные стены, сходятся вверху по линии, образуя коньковый прогон. Однако в вальмовой крыше над короткими стенами возводится не фронтон, а скаты в форме треугольника. В результате кровля составляется из 2-х трапеций и 2-х треугольников, на противоположных сторонах дома. Данная кровля обладает универсальностью. Она подходит для любых сооружений, особенно при их возведении в регионах, где значительные ветра могут дуть со всех сторон.
- Полувальмовый тип. В нем вместо треугольных скатов предусматриваются более сложные конструкции, что соответственно изменяет и боковые грани трапециевидных скатов. Выделяются 2 основные разновидности – голландская и датская полувальмовая крыша. В первом случае, треугольный скат располагается вверху, но опускается не на всю высоту кровли. Нижняя часть завершается вертикальной стенкой в форме трапеции. Такая конструкция позволяет оборудовать удобный вход на чердак или окно мансарды. Во втором варианте вертикальный элемент имеет форму треугольника и расположен в верхней части. Низ выполняется в виде ската трапециевидной формы. Верхний фронтон обеспечивает возможность установки окна мансарды.
Все типы четырехскатной крыши отличаются привлекательным видом и давно пользуются популярностью за рубежом. В последнее время они находят все больше почитателей и в России.
Отличия для разных типов кровли
С учетом угловой формы скатов для покрытия таких крыш лучше подходят мелкоштучные или мягкие виды кровельных материалов. Каркас конструкции рассчитывается с учетом их конкретного веса, но проектируется по общим требованиям, вне зависимости от выбранного покрытия. Разница проявляется в типе обрешетки – под мягкие кровли она закладывается сплошной, под остальные виды – разряженной, с учетом рекомендаций производителя.
За редкими исключениями пространство под кровельными покрытиями делают продуваемым, с поступлением свежего воздуха через карнизы и выводом в верхних точках крыши.
В системах со сплошными обрешетками обеспечить полноценную вентиляцию пирога помогают точечные аэраторы (от 1 шт. на 100 м2 крыши) и устройства для забора воздуха, монтируемые чуть выше основания скатов.
Плюсы и минусы
Отмечаются такие преимущества четырехскатной крыши:
- Отсутствие фронтона позволяет повысить устойчивость сооружения к ветровой нагрузке со всех сторон, что важно для регионов с переменной розой ветров.
- Эффективный отвод осадков и талых вод по всему периметру дома.
- Возможность обустройства комфортной мансарды значительных размеров.
- Привлекательный внешний вид.
Среди недостатков отмечается более сложное проектирование и строительство, повышенные расходы. Такая конструкция чаще используется в элитных домах, где особое внимание уделяется дизайну.
Крепление мауэрлата
Данный элемент является важной составляющей любой скатной кровли. Существует два варианта его установки – армировать или использовать бетонные блоки, деревянное основание.
Первый вариант подразумевает собой укладку армопояса на прочных стенах из бетонных материалов. В бетон вставляются шпильки для монтажа мауэрлата. Укладывается пояс уже, чем стены, чтобы осталось место для утеплителя. Перед установкой мауэрлата прокладывается гидроизоляция.
Второй способ – для крепления можно использовать скобы, шпильки, проволоку.
Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты
Для того чтобы сделать четырехскатную крышу, необходимо правильно произвести расчеты и установить основные параметры кровли. Наиболее важно определить ее площадь, т.к. она определяет эксплуатационные нагрузки, размеры и количество стропил, угол наклона скатов, от которого зависит высота крыши.
Для возведения четырехскатной кровли обязательно разрабатываются детальные чертежи. Без знания точных размеров всех элементов кровли невозможно свести их в единое целое. Лучше всего создать 3D модель по специальной компьютерной программе. С ее помощью будут определены точные размеры всех деталей.
Расчёт площади
Общая площадь кровли складывается из площадей 4-х скатов. В расчетах используются формулы для равнобедренных треугольников и прямоугольников.
В шатровой крыше общая площадь кровли составит S=4Sc=4(аха/2cosA)/2 =аха/cosA, где:
- а – длина стены дома,
- А – угол наклона скатов.
В вальмовой крыше общая площадь складывается из 2-х треугольников и 2-х трапеций: S=2(b+c)h/2 +2ah/2sinA = h(b+c)+ah/sinA, где:
- а – ширина дома,
- b – длина дома,
- с – длина конькового прогона (конька),
- h – высота крыши над перекрытием,
- А – угол наклона треугольного ската.
При расчете необходимо учесть длину свеса, который формируется со всех сторон кровли. Для этого к расчетной площади надо прибавить 3-5% в зависимости от длины свеса.
Расчет сечения стропил
Полный расчет стропильной системы достаточно сложен. Он учитывает все эксплуатационные нагрузки, длину стропил, угол наклона ската, шаг установки, реакции опор и другие факторы.
Самостоятельно проводить его не всегда возможно, а потому рекомендуется пользоваться строительными нормами.
Выбор сечения стропил основывается на прочностных свойствах материала с учетом коэффициента запаса порядка 0,8. В целом, расчет вальмовой кровли во многом аналогичен расчету двухскатной крыши.
Рекомендации по выбору сечения стропил с учетом некоторых факторов сведены в табл.1.
Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:
| Длина стропила, м | Размеры стропил, мм | Шаг установки стропил, м | |
| брус (спаренная доска) | Бревно, диаметр | ||
| До 3 | 80х100 90х100 90х160 | 100 150 160 | 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2 |
| 3- 4 | 80х160 80х180 90х180 | 160 180 190 | 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2 |
| 4- 5 | 80х200 100х200 | 200 200 | 1,1 – 1,4 1,4 – 1,8 |
| 5- 5,8 | 100х200 | 200 | 1,1 – 1,5 |
| До 6,5 | 120х220 | 240 | 1,1 – 1,4 |
Длина стропила не превышает 6,5 м. При необходимости получения большей длины приходится делать сращивание и вводить дополнительные упрочняющие элементы.
Выбор угла наклона
Угол наклона скатов выбирается, исходя из снеговой и ветровой нагрузки, применяемых кровельных материалов и размеров чердачного помещения (мансарды). Он может колебаться в широких пределах – от 5 до 65°.
Для регионов со значительной снеговой нагрузкой необходим угол 45-65°. Причем при наклоне 60% нагрузку от снега можно вообще не учитывать, т.к. он не накапливается на крыше.
Однако с увеличением наклона повышается парусность сооружения, что снижает сопротивление ветру. Эту нагрузку можно не учитывать при угле менее 25°в. Для регионов, где возможны сильные ветра, наклон не должен превышать 45-48°.
С учетом свойств различных кровельных материалов и особенностей их наложения рекомендуются такие углы наклона:
- мягкие, рулонные материалы – от 5 до 20°;
- шифер, металл, асбесто-цементные листы – 12-65°;
- керамическая черепица – 22-60°.
Важно также учитывать, что с увеличением угла наклона ската увеличивается высота крыши, а значит, и расход материалов. В каждом конкретном случае следует искать оптимальное соотношение между размером чердачного помещения и затратами на материалы.
Шаг стропил
Расстояние между стропилами или шаг их установки зависит от эксплуатационных нагрузок, а также размеров сооружения и самих стропил. Важное значение имеет вес кровельного материала. Кроме того, учитываются размеры элементов кровли или ширины рулонов мягких материалов.
Минимальные шаги необходимы для шифера, металла, черепицы. Они устанавливаются в пределах 0,6-0,8 м. При укладке мягкой кровли шаг увеличивается до 1,4-1,6 м.
Другой важный фактор – длина стропила. Так при длине более 4 м оптимальный шаг для мягкой кровли составляет 1-1,2 м.
Подготовка к работе
Перед началом сооружения шатровой крыши следует внимательно изучить всю имеющуюся информацию о строительстве такой кровли, подготовить все материалы и инструменты, предварительно сделав расчёты.
Расчёт материалов
Чтобы произвести расчёты, нужно обзавестись специальной рейкой для замеров. Её можно соорудить из фанеры шириной в пять сантиметров. Нам понадобятся такие параметры:
- длина и ширина строения;
- высота коньковой части.
Сами расчёты не так сложны, как могут показаться на первый взгляд:
- Суммарную длину балок мауэрлата вычисляют простым суммированием удвоенной длины и удвоенной ширины основания, если дом имеет прямоугольную форму. Если в основе строения квадрат, то его сторону просто умножают на 4.
- Размер центрального стропила находят, применяя теорему Пифагора. Центральное стропило есть не что иное, как гипотенуза прямоугольного треугольника, и её значение можно получить, извлекая квадратный корень из суммы квадратов двух величин (высоты коньковой части и половины стороны дома).
- Длину накосного стропила вычисляют аналогичным образом. Разница лишь в том, что стороны прямоугольного треугольника теперь — половина ширины дома и центральное стропило.
Все необходимые параметры шатровой кровли можно рассчитать, обратившись к одному из онлайн-калькуляторов, которые нетрудно найти в интернете.
Необходимые инструменты и материалы
Для монтажа шатровой кровли следует приготовить следующие инструменты:
- Болгарку.
- Пилу ручную и бензиновую.
- Электролобзик.
- Молоток.
- Рубанок.
- Электродрель.
Для строительства шатровой крыши рекомендуется использовать древесину только одной породы. Для крепления элементов кровли необходимы гвозди, дюбели, стальные скобы и саморезы. Следует позаботиться и о кровельном материале, выбор которого зависит от предпочтений застройщика и его материальных возможностей.
Подготовительный этап
После разработки проекта и составлении чертежей (модели) четырехскатной крыши начинается подготовка к возведению кровли. На этом этапе важно правильно выбрать материал, проконтролировать его качество и приготовить необходимый инструмент.
Перед покупкой основных и расходных материалов необходимо рассчитать их потребность, т.к. закупать их надо сразу на весь объем строительства, но без излишнего запаса.
Особое внимание уделяется деревянным элементам для стропильной системы. Для нее наиболее подходит доска, брус или бревно хвойных пород. Особо по прочности и стойкости к гниению выделяется лиственница. При наличии финансовых возможностей можно использовать дуб.
Расчет потребности стропил производится с учетом шага установки и высоты крыши (угла наклона ската). Длина каждого стропила определяется, как L=h/sinA. Пиломатериал эля стропильной системы должен быть высокого качества, и иметь остаточную влажность не более 20%.
Кровельный материал выбирается, исходя из финансовых возможностей, размеров дома и общего дизайна. Это может быть:
- рулонный материал (в т.ч. ондулин),
- шифер,
- черепица,
- профнастил,
- металлочерепица,
- асбесто-цементные или металлические листы.
Для гидроизоляции обычно выбирается битумная мастика, рубероид или полимерные пленки. В качестве утеплителя, чаще всего, применяется минеральная вата и пенополистирол (пенопласт).
Потребность этих материалов выбирается по площади кровли с учетом перекрытия элементов или полос, а также неизбежных отходов.
Необходимые инструменты
Перед началом основных работ надо подготовить такой инструмент:
- болгарка,
- ножовка,
- электродрель,
- шуруповерт,
- рубанок,
- топор,
- молоток,
- плоскогубцы,
- отвертка,
- стамеска,
- строительный нож,
- ножницы,
- строительный или мебельный степлер,
- малярная кисть и валик,
- строительный уровень,
- отвес,
- рулетка,
- металлическая линейка,
- угольник.
При большом объеме работ желательно иметь циркулярную пилу.
Недостатки
- Сложность в техническом плане. Без практических навыков тяжело справиться с работой. Лучше доверить строительство специалистам.
- На кровлю понадобится больше материалов, чем на двускатную. Так как четыре ската подразумевают столько же соединений, а их придется подрезать. Кровельный материал по смете будет стоить дороже.
- Чердак маленький, так как много места занимают стропила, опоры, раскосы. Вальмовые конструкции для строительства мансарды не применяют.
Устройство стропильной системы
Основой четырехскатной крыши является стропильная система с усиливающими элементами. Однако не менее важны и другие детали конструкции, которые обеспечивают необходимую прочность и надежность.
Опорная балка
Для обеспечения надежного соединения стропил с несущими стенами и равномерного распределения нагрузок монтируется мауэрлат. Это брус или балка, закрепленная на верхней части стен по всему периметру дома.
Обычно применяется деревянный брус размером 10х10, 10х15 или 15х15 см. Он должен располагаться строго горизонтально и формировать непрерывную опорную раму.
Накосные ноги
В месте соединения длинных и коротки скатов четырехскатной кровли, с двух сторон дома, устанавливаются наклонные стропильные пары – накосные ноги. Длина стропил в них превышает длину других стропил, формирующих скаты.
Кроме того нагрузка на данный элемент возникает повышенная. С учетом этого, для изготовления ног, как правило, используются спаренные доски. Общий их размер достигает 10х15 или 10х20 см.
Коньковый брус
В вальмовых крышах стропильные ноги в верхней части соединяются брусом, получившим название коньковый прогон или конек. Он обеспечивает жесткость всей стропильной системы и служит верхним упором для стоек.
В шатровой конструкции такого элемента нет. Для конька чаще всего применяется брус 10х10 см.
Схема обустройства несущей конструкции
Основу несущей конструкции крыши составляют стропила, которые, по сути, формируют ее силовой каркас. В вальмовых крышах, помимо накосных ног, используется два вида стропил – основные стропильные ноги (пары) и нарожные (укороченные) стропила.
Стропильные пары формируют длинные скаты, опираются внизу на мауэрлат, а вверху в коньковый брус. Их конструкция аналогична стропилам двухскатной крыши.
Нарожные стропила соединяют накосные ноги с мауэрлатом. Выбор сечения стропил приведен выше.
Укрепляющие элементы
Стропильная система должна быть прочной и жесткой конструкций. Для укрепления стропил применяются такие элементы:
- Стойки – вертикальные брусья, подпирающие стропильную систему и удерживающие ее на нужной высоте.
- Шпренгели – наклонные элементы, подпирающие стропила короткого ската.
- Лежень – брус, служащий опорой для стоек. Он укладывается на внутренние стены или перекрытие.
- Ригель и затяжка – горизонтальные брусья, скрепляющие стропильные пары в верхней и нижней части, соответственно.
- Подкосы – наклонные подпорки, упрочняющие стойки. Они служат для увеличения прочности всей конструкции.
- Кобылки – доски, формирующие свес.
Необходимость дополнительных упрочняющих элементов определяет размер перекрываемого пролета и длина стропил.
Материалы для четырёхскатной крыши
Для любого типа крыши требуется стропильная система, состоящая из стандартных элементов. В состав несущей конструкции входят мауэрлаты, затяжки, стропила и опорные стойки. Также обязательно должны быть коньковый брус и обрешётка. Чтобы возвести кровлю из четырёх скатов, обычно используют древесину таких пород, как сосна, лиственница или ель. Дефектов на пиломатериалах быть не должно, а максимальная допустимая влажность составляет 22%.
Стропильная доска для создания мауэрлатов Источник derevyannyy.com
Для производства стропил чаще всего используется доска 50*150, как было сказано выше. Эта же доска применяется для создания мауэрлатов. Но для изготовления несущих конструкций также могут применяться и другие размеры, такие, как 50*100 или 50*200. В качестве армирующих стяжек специалисты покупают металлические шпильки, имеющие резьбу. Также обязательно наличие досок для обрешётки и пластин для стыковки элементов между собой.
Перед тем, как перейти к монтажу, обязательно все деревянные части пропитываются антисептиками и антипиренами. Это позволяет предохранить крышу от грибков и от огня.
Ещё для 4 х скатной крыши, как и для любой другой, обязательно наличие кровельного пирога, состоящего из пароизоляции и гидроизоляции, а также слоя утеплителя и обрешетки. Для того, чтобы придать дополнительную жёсткость кровле и увеличить площадь опоры финишного покрытия, используется контробрешётка.
Создание кровельного пирога и финишная контробрешетка Источник kakpostroit.su
В качестве кровельного покрытия применяются любые материалы. Это может быть шифер или профнастил, гонт или тес, металлочерепица или катепал и ещё много других вариантов. При их выборе нужно обращать внимание на качество, устойчивость к нагрузкам и декоративные свойства.
Пошаговая инструкция строительства 4 скатной кровли для частного дома
Поэтапная инструкция возведения четырехскатной крыши для дома или беседки включает несколько характерных шагов. Их следует осуществлять в заданной последовательности, учитывая технологические нюансы.
Установка мауэрлата
При возведении несущих стен из кирпича или газоблоков на их верхней части формируется армопояс – бетонная заливка с арматурным каркасом. В него при заливке устанавливаются вертикальные стержни из стальной арматуры диаметром 10-14 мм с вылетом наружу до 10 см. Они служат для закрепления мауэрлата.
Перед установкой на брусе мауэрата тщательно размечаются места расположения стержней. По разметке сверлятся отверстия. Мауэрлат должен составлять непрерывную прямоугольную раму по всему периметру дома.
Для этого производится надежная стыковка концов брусьев путем соединения по принципу «в полдерева». На торцах делается выборка до средины бруса на длине 25-30 см.
Элементы накладываются друг на друга и надежно скрепляются гвоздями, саморезами и дополнительными скобами и накладками. Рама плотно осаживается на стержни с помощью молотка.
Горизонтальность контролируется строительным уровнем. Для большей надежности иногда вместо стержней применяются анкерные болты.
Укладка лежней
Следующий шаг – создание опоры для стоек стропильной системы. Лежни выполняются из горизонтальных брусьев размером 10х10 см или спаренных досок.
Их можно установить на несущие внутренние стены. Если такие не предусмотрены проектом, то придется монтировать балку перекрытия, а уже на нее устанавливать лежень.
Монтирование стоек и конька
На лежени монтируются стойки. Вначале устанавливаются опоры под вершину накосных ног, а затем, между ними закрепляются стойки под стропильные пары. Шаг установки должен соответствовать шагу стропильной системы. К леженю стойки крепятся с помощью уголков и стальных пластин.
Для фиксации их до завершения строительства применяется временное упрочнение в виде откосов (подпорок) из досок.
Важно обеспечить четкую линию расположения всего ряда стоек по центру дома, а также абсолютно одинаковую высоту, которая устанавливает высоту крыши. Вертикальность стоек контролируется отвесом.
Далее, по верху стоек закрепляется коньковый брус. Он крепится гвоздями, а место стыка упрочняется металлическими уголками и пластинами. При значительном пролете крыши устанавливаются подкосы. Они располагаются с двух сторон от стойки, и под наклоном соединяют место креплений стойки на лежне с коньковым брусом.
При возведении шатровой крыши стойки устанавливаются по диагонали. На них крепятся непосредственно нарожные стропила, а потому длина стоек должна соответствовать углу наклона ската.
Монтаж стропил
Установка стропил начинается с основных пар с заданным шагом. Верхний конец бруса срезается под нужным углом и крепится к коньку.
Нижний конец формирует свес, и стропила крепится к мауэрлата «на проход». Для этого в нем делается соответствующий вырез по размеру стропила.
Далее монтируются нарожные стропила. Они раскраиваются на нужную длину. Верхний конец закрепляется на накосной ноге, а нижний на мауэрлате аналогично основным стропилам.
При большой длине стропил между ними в верхней части устанавливается ригель. Он жестко соединяет брусья в пару с определенным углом.
Для закрепления больших нарожных стропил на треугольном скате устанавливается шпренгель. Он под углом соединяет стропило с лежнем (перекрытием), что упрочняет конструкцию. Шпренгельные стойки, чаще всего, применяются в шатровой системе.
Крепление стропил может осуществляться жестко или шарнирно (скользящее крепление). Первый вариант применяется для домов со стенами, не подверженными усадке (кирпич, блоки). Скользящее крепление необходимо для деревянных сооружений. Для этого используются специальные уголки и планки, а также регулируемые анкера.
Обрешетка
Для придания окончательной жесткости стропильной системе и создания основания для крепления кровельного покрытия делается обрешетка. Она выполняется путем установки между стропилами обрезных досок толщиной 2-2,5 см и шириной не менее 10 см. Стык досок должен приходиться на средину бруса.
Возможно такое исполнение обрешетки:
- Сплошная. Доски подгоняются вплотную друг к другу. Она применяется для мягкой кровли, а также черепицы.
- Разряженная. Зазор между досками составляет 20-25 см. Это распространенный вариант для настилания шифера и профнастила.
- Редкая. Зазор может превышать 50 см. Такая обрешетка подходит только для габаритных и твердых кровельных листов.
Доски обрешетки крепятся непосредственно к брусьям стропил с помощью гвоздей или саморезов.
Утепление
Поверх обрешетки устанавливается теплоизоляционный слой. Для этих целей, чаще всего, применяются маты из минеральной ваты или пенопластовые (пенополистирольные) плиты.
Они устанавливаются без зазоров. Стык следует заполнить монтажной пеной и заклеить скотчем. Крепление осуществляется гвоздями или саморезами с большой шляпкой.
После утепления кровли необходимо обеспечить надежную гидроизоляцию. Для этого используется рубероид или толстая полиэтиленовая пленка. Полосы материала укладываются с нахлестом не менее 15 см. Стык заклеивается скотчем.
Кровельное покрытие
Каждый кровельный материал требует индивидуального подхода к монтажу. Все шаги по его осуществлению прописаны в инструкции на товар, и ее необходимо неукоснительно соблюдать. Укладка покрытия производится в направлении снизу вверх.
Важно использовать тот крепеж, который предназначен для данного материала. При креплении другими элементами можно вызвать появление микротрещин, которые приведут к быстрому разрушению покрытия
Как построить свес?
Карнизный и фронтонный свес кровли нужен для отвода стекающей влаги подальше от стены дома. Это завершающий элемент кровли, и он формирует окончательный внешний вид. Он должен иметь длину не менее 25-30 см. Чаще всего, длину увеличивают до 45-70 см.
Для придания привлекательности этот элемент следует отделать особо. Эстетичный внешний вид придают ему вагонка, блок-хаус, пластиковые панели, деревянные изделия, металлические полосы. Особый стиль оформления обеспечивают готовые элементы для свеса – софиты.
Технологии монтажа четырёхскатной крыши
Первым делом во время кровельных работ укладывают мауэрлаты. Для деревянных домов эта составная часть является последним сегментом сруба. Крепят её с помощью запилов. Если же стены выполнены из кирпича, то фундамент всей кровли укладывается и фиксируется раствором и металлическими шпильками.
При этом, для того, чтобы элементы фурнитуры совпали с отверстиями, доску сначала кладут на поверхность стены со шпильками, а затем ударяют по ней молотком. На дереве останутся отметины, на месте которых нужно будет просверлить отверстия. Схема четырехскатной крыши предполагает наличие мауэрлатов по всем несущим стенам.
Создание мауэрлатов для последующего монтажа четырехскатно крыши Источник mojdominfo.ru
Перпендикулярно балкам перекрытий укладывается опорная доска. В качестве такого элемента часто используют двойную доску 50*200 с зазором посередине. Чтобы добиться нужного расстояния, между балками вкладываются бруски, а затем уже вкручиваются саморезы или забиваются гвозди. Её концы должны выходить за границы мауэрлатов примерно на 15 сантиметров.
Далее три доски, предварительно обрезанные по длине, устанавливают на центральную балку, используя при этом отвес. На верхние основания стоек фиксируется коньковая доска. Стропильная система четырёхскатной крыши может быть дополнена укосинами из бруса, поддерживающими стойки. Это нужно для повышения надежности и устойчивости конструкции.
Возведение стропильной системы Источник orchardo.ru
