Какая крыша дешевле и лучше — двухскатная или четырехскатная

Хотя трехскатная крыша несколько сложнее, чем традиционная двускатная конструкция, некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно ей. Если правильно вычислить размеры и грамотно подобрать кровельный материал, крыша с тремя скатами станет настоящим украшением жилого дома. Нередко такую кровлю сооружают над беседками, зимними садами и другими подобными объектами, чтобы придать строению изящный вид.

Что из себя представляет шатровая стропильная система?

По сути, шатровая крыша геометрически представляет собой «классическую» пирамиду, то есть фигуру с многоугольником в основании и гранями, являющиеся равнобедренными треугольниками, сходящимися в единой вершине.

В частном строительстве чаще всего применяется пирамида с основанием в виде четырехугольника, хотя для пристроек (башенки, эркеры и т.п.) или легких садовых построек (беседок) практикуется возведение более сложных конструкций, у которых в основании может лежать и правильный шести- или восьмиугольник (иногда даже и больше).

Шатровая крыша не всегда прямоугольная в плане – она может опираться на шесть, восемь и даже больше углов

В данной публикации акцент будет сделан все же на четырёхскатную шатровую крышу. Здесь тоже возможны вариации. «Классикой» считается пирамидальная конструкция, опирающаяся на основание-квадрат, с вершиной, находящейся на перпендикуляре, проходящем через точку пересечения диагоналей основания. В этом случае все четыре ската будут представлять собой абсолютно конгруэнтные треугольники, расположенные под одинаковым углом наклона.

Пирамида с квадратом в основании.

На рисунке-схеме показана пирамида с квадратом в основании – именно ее и будем рассматривать в дальнейшем. К этому чертежу придётся не раз возвращаться по ходу изложения.

Вполне возможно использовать шатровую схему и на прямоугольном здании, у которого длина превышает ширину. Однако, на практике такое применяется нечасто – ввиду ненужного усложнения и расчетов, и монтажа. При подобном варианте скаты, опирающиеся на более короткую стену, становятся длиннее и имеют меньший угол наклона к горизонту, то есть и внешние нагрузки для них уже приходится рассчитывать индивидуально. Для прямоугольных оснований куда больше подойдет вальмовая крыша – она во многом схожа с шатровой, но лучше адаптирована именно к таким условиям.

Для прямоугольного здания лучше подойдет вальмовая стропильная система, которая сродни шатровой, но все же имеет коньковый горизонтальный прогон

Шатровая форма крыши дает немало значимых преимуществ:

Шатровая крыша – это не только внешняя оригинальность здания, но и масса других важных достоинств

  • Дом с такой крышей очень выигрышно выделяется на фоне стандартных двухскатных кровель, обладая своеобразной привлекательностью.
  • По своим аэродинамическим качествам, то есть по способности противостоять ветровой нагрузке, особенно при шквалистых или даже ураганных порывах, она среди скатных крыш, пожалуй, не имеет равных. Причем сведена к минимуму подъемная составляющая ветровой нагрузки – усилия, пытающегося сорвать кровлю вверх.
  • Уникальная пирамидальная форма способствует равномерному распределению всех внешних и внутренних нагрузок на систему крыши и здания в целом.
  • При правильном утеплении скатов кровли, такая крыша – оптимальное решение с точки зрения энергосбережения.
  • При оптимальном выборе крутизны скатов кровли не будет особых проблем и со снежными наносами.

Желание совместить шатровую систему и мансарду – выполнимо, но серьезно усложняет всю конструкцию крыши.

Недостатком, помимо определенной сложности конструкции, можно назвать то, что четыре одинаковых ската серьезно «съедают» объем чердачного помещения, что осложняет организацию в нем «обитаемой» площади. Чтобы создать жилую мансарду, приходится резко увеличивать крутизну кровли и прибегать к «врезке» дополнительных окон и надстроек. Понятно, что браться самостоятельно за расчет и возведение столь сложной конструкции – просто бессмысленно, так как здесь требуется высокопрофессиональное архитектурное проектирование и монтаж.

Плюсы и минусы конструкции

Начнем с положительных характеристик, они следующие:

  • Отличные аэродинамические показатели. Такой кровле не страшны сильные порывы ветра, а форма скатов не позволит дождю постоянно бить в окно.
  • Нет образования снежной шапки. Снег долго не задерживается на скатах, соответственно уменьшается нагрузка на несущие конструкции.
  • Не фронтонов. Расходуется меньше строительного материала, можно сэкономить на возведении.
  • Прогрев солнечными лучами сразу с нескольких сторон. В результате помещение под такой кровлей прогревается быстрее.

Что касается отрицательных сторон, то главный недостаток — сложность возведения: выполнить работы самостоятельно вряд ли получится: проще нанять профессионалов. Еще один минус — большое количество строительных отходов.

Читайте также:  Водоотвод на плоских и скатных кровлях: строение и характеристики

Наконец, последняя отрицательная сторона: площадь мансарды после установки становится меньше, по сравнению с помещением под классической двускатной кровлей.

Конструктивные элементы вальмовой крыши

Устройство стропильной системы вальмовой крыши предполагает наличие следующих элементов:

Элементы вальмовой кровли

  1. Стропильные ноги (стропила) – основные несущие конструкции (имеются только у прямоугольных вальм), представляют собой наклонные балки, опирающиеся одним концом на мауэрлат, а другим на коньковый ригель.
  2. Нарожники – стропильные ноги, опирающиеся верхним и нижним концом на накосные ноги. В качестве нижней опоры часто выступает и мауэрлат. Эти элементы являются основными конструктивными частями квадратной вальмовой кровли. При прямоугольной форме здания в плане используются совместно с обычными стропилами, шаг и сечение совпадают.
  3. Накосные ноги – диагональные стропила, образующие торцовые скаты. В нижней точке они опираются на угол здания. Имеют обычно большее сечение, чем рядовые стропильные ноги. На них опирают нарожники.
  4. Коньковый ригель – горизонтальная балка, располагающаяся в центральной части здания (отсутствует при квадратной форме строения). Конструкция вальмовой крыши предполагает наличие по нее стоек (при двускатной кровле опирание происходит на фронтоны). Является верхней опорой для наклонных балок.
  5. Мауэрлат – балка, устанавливаемая по обрезу стены с внутренней стороны. Обеспечивает нижнюю опору для стропил, равномерно распределяет по стенам вертикальную составляющую нагрузки и воспринимает горизонтальную (распор). В брусовом или бревенчатом доме мауэрлатом служит верхний венец стеновой конструкции.
  6. Подкосы – наклонные стойки, подпирающие стропила, накосные ноги или ригель. Промежуточные опоры позволяют уменьшить сечение несущих элементов. Стропильная система вальмовой крыши предполагает установку подкосов под углом 60 или 45 градусов относительно горизонтальной плоскости.
  7. Стойки – вертикальные промежуточные опоры.
  8. Шпренгели – горизонтальные балки, диагонально укладываемые в угол здания. Они обеспечивают опору под стойку, установленную для подпирания накосной ноги. Такая конструкция передает нагрузку на перпендикулярные стены и используется, когда нет возможности установить стойку на перекрытие. Например, посередине железобетонной плиты устанавливать опорную стойку нельзя, поскольку плита выдерживает определенную нагрузку, в которой главной составляющей является масса мебели, оборудования и людей.
  9. Схватка – горизонтальный элемент, который стягивает стропила не давая им разъезжаться, может располагаться в уровне мауэрлата или выше.
  10. Обрешетка – доски или бруски небольшого сечения, укладываемые перпендикулярно стропилам поверх них. Служат основанием для кровельного материала. Вальмовая крыша своими руками часто возводится с установкой разреженной обрешетки (через одну доску), но нужно помнить, что в особо ответственных местах (ендовы, карнизы) обрешетка выполняется сплошной.
  11. Контробрешетка – бруски или доски небольшого сечения. В конструкции кровли используются не всегда. Устанавливаются поверх стропильных ног, параллельно им под обрешетку. Нужны, чтобы приподнять обрешетку над утеплителем между стропилами, обеспечивая тем самым необходимый вентиляционный зазор.
  12. Кобылки – доски, прикрепляемые к нижнему концу стропил, обеспечивающие необходимый вылет карниза.

Некоторые из этих элементов отсутствуют в конструкции простой крыши, обязательными конструкциями для вальмы являются:

  • нарожники;
  • накосные ноги;
  • мауэрлат;
  • обрешетка.

Какими бывают двускатные крыши?

На первый взгляд кажется, что придумать что-то необычное из двух скатов и двух фронтонов довольно сложно, но это не так. Двускатные крыши могут быть:

  • Асимметричными. При этом конек расположен не над осью симметрии дома, а где-то сбоку. Более пологий скат можно продолжить далеко за пределы фасада, заботливо укрыв им, например, гараж или террасу.
  • Ломаными. Каждый их скат сформирован из двух плоскостей с разными углами наклона относительно горизонтали. Это отличное решение для оборудования под крышей жилого помещения, такой тип крыши иногда так и называют — мансардным.
  • Разноуровневыми. Это довольно необычный тип крыш, который предполагает наличие внутренней несущей стены, на которую на разной высоте опираются скаты. По сути, это комбинация из двух односкатных крыш. Выглядит она необычно, отличается особой прочностью и устойчивостью.

Какая крыша дешевле

На первый взгляд кажется, что двухскатный вариант намного выгоднее четырехскатного. Но специалисты говорят, что разница в общей стоимости редко достигает 10-20%. Почему так происходит? В вальмовых и полувальмовых конструкциях увеличивается площадь кровельного покрытия, но уменьшается размер фронтонов (если они есть). Но двухскатные крыши, как правило, выше четырехскатных. Стропильная часть у них дополняется диагональными перемычками, что увеличивает расходы.

Проект крыши с двумя скатами можно подготовить самостоятельно.

При проектировании четырехскатных кровель — вальмовых, полувальмовых и шатровых крыш важно правильно рассчитать нагрузку, поэтому эту задачу лучше поручить профессионалам. Подрезки будет больше, соответственно, увеличится расход кровельного покрытия.

Для определения примерной стоимости материалов подойдут строительные калькуляторы.

Расчёт стропильной системы мансардной крыши

Стропильная система является основой крыши, поэтому важно выбрать ту конструкцию, которая наиболее подходит климатическим условиям региона и имеющимся требованиям к размерам жилой мансарды. После выбора конструкции производится расчёт угла наклона скатов и высоты конька для требуемых размеров мансардного помещения. Вычисления производятся с учётом размера карниза по следующим формулам:

  1. Lbc = Lac ∙ tg A, где Lbc − высота конька, Lac − половина ширины дома с учётом карнизного свеса, A − угол наклона ската.
  2. Lc = Lbc /sin A, где Lc − длина стропильной ноги.

    Расчёт стропильной группы мансардной крыши производится с помощью несложных тригонометрических формул

Читайте также:  Вальмовая крыша: устройство и монтаж своими руками пошагово, видео

Значение тригонометрических функций можно найти в справочных таблицах.

Таблица: значения тригонометрических функций для различных углов наклона ската

Угол наклонаската A, град. Значениеtg A Значениеsin A
20 0,36 0,34
25 0,47 0,42
30 0,58 0,5
35 0,7 0,57
40 0,84 0,64
45 1 0,71
50 1,19 0,77
55 1,43 0,82
60 1,73 0,87

Самым сложным при проектировании мансардных крыш является подсчёт пиломатериала. Рассчитать количество необходимых стропил и увязать их со стандартной длиной в 6 м иногда бывает довольно сложно. Допустим, что мы выбрали самую сложную в расчётах вальмовую крышу размером 10Х13 м с учётом карнизных свесов длиной 80 см и углом наклона скатов 45о. Тогда боковые стропила будут иметь длину 5 / sin 45о = 7,04 м. Поэтому стандартный шестиметровый брус придётся удлинять. Обычно для стропил длиной чуть больше 6 м используют брус 100Х200 мм или доску 50Х250 мм.

Если здание имеет большие размеры, то для него требуются стропила длиннее стандартного размера в 6 м, поэтому брус приходится удлинять

Что касается горизонтального бруса перекрытия, то поскольку ширина здания равна 10 м, затяжки должны состоять из двух частей, которые либо опираются на внутреннюю стену здания, либо стыкуются между собой усиливающими элементами и опираются на прогон. Для затяжек и прогонов используют брус сечением не менее, чем 50Х200 мм. По периметру здания проходит мауэрлат, для которого используется брус 150Х150 мм или 200Х200 мм. По выбранной нами схеме периметр здания составляет 39,6 м, поэтому для монтажа мауэрлата потребуется семь шестиметровых брусьев. Размеры всех остальных элементов стропильной системы не будут превышать 6 м.

Вес пиломатериала стропильной системы рассчитывается путём суммирования длин всех элементов с определённым сечением и пересчёта их количества в кубические метры. Это необходимо для определения массы всей крыши, а также бывает нужным при закупке и транспортировке материала. Подсчёт производится по таблице, а затем полученные значения умножаются на вес 1 м3 пиломатериала.

Таблица: расчёт количества пиломатериала в 1 м3 и объём одной единицы материала

Сечениепиломатериала, мм Количество единицв 1 м3 при длине 6 м Объём единицыдлиной 6м, м3
25Х200 33,3 0,03
50Х200 16,6 0,06
50Х250 13,3 0,075
150Х150 7,4 0,135
100Х200 8,3 0,12
200Х200 4,1 0,24

Сосновый пиломатериал при 12% влажности весит 505 кг/м3, при транспортной влажности 25% − 540 кг/м3. Вот некоторые примеры расчётов:

  1. Если в 1 м3 материала сечением 50Х200 мм содержится 16,6 досок, то вес одной доски будет равен 540 / 16,6 = 32,5 кг.
  2. Если закупается 25 м3 пиломатериала, то весить он будет 25 ∙ 540 = 13 500 кг.
  3. Если требуется 100 досок 25Х200, то необходимо купить 100 / 33,3 = 3 м3 древесины, которая будет весить 3 * 540 = 1 620 кг.

Важно отметить, что обрезной пиломатериал желательно приобретать с наименьшей влажностью, чтобы после монтажа он не коробился и не растрескивался, особенно это касается бруса большого сечения. Для строительства стропильной системы влажность древесины не должна превышать 18%.

Пошаговая инструкция по монтажным работам

Сразу следует оговориться, что возможные ошибки при сооружении кровли своими руками исправить будет сложно. Поэтому важно четко продумать последовательность действий и проверять качество исполнения каждого узла.

Изначально нужно выполнить следующее:

  • Сделать армопояс, который увеличивает жесткость и прочность здания. Сооружается он по периметру строения и особенно актуален для домов из легких бетонов и поризованных блоков. При его устройстве нужно предусмотреть установку шпилек для последующего крепления мауэрлата.
  • Определить длину стропил. Для этого следует подготовить 2 длинные доски (стандартная длина 6 м) и временно закрепить их к вертикальным опорам на двух противоположных стенах. Затем путем их подъема и опускания можно найти подходящее положение и высоту будущей стропильной конструкции. Лучше всего если длина стропил будет до 6 м, поскольку более длинных пиломатериалов в свободной продаже нет – их придется наращивать самостоятельно.

Технология устройства стропильной системы кровли предполагает необходимость неукоснительного соблюдения последовательности действий и всех рекомендаций. Это обеспечит надежность и долговечность не только самой крыши, но и здания в целом.

Установка мауэрлата

Мауэрлат представляет собой деревянный брус, который выступает в качестве крайней нижней опоры для стропил и укладывается сверху по периметру наружных стен. Основная его функция – распределение сосредоточенных нагрузок от точек опирания стропильных ног по все площади верхней части стеновой конструкции. Также он служит для привязки крыши к несущим стенам здания.

При устройстве покрытия кровли учитывайте, что в деревянных и каркасных домах установка мауэрлата не требуется. В брусовых и бревенчатых зданиях в качестве этого элемента выступает верхний венец. Однако и техника крепления в этом случае более сложная – применяются специальные скользящие опоры. Это необходимо для обеспечения возможности небольшого смещения стропильной системы без деформации и разрушения при усадке стеновых конструкций.

Рисунок 11. Крепление стропил с помощью скользящего крепежа

В каркасных строениях мауэрлатом служит верхняя обвязка, которая фиксируется к вертикальным опорам каркаса с запилом специальными перфорированными углами, скобами или гвоздями.

Рисунок 12. Варианты крепления стропил к верхней обвязке в каркасном строении

Читайте также:  Инструкция по изготовлению навеса над крыльцом своими руками

Монтаж мауэрлата на кирпичные стены может выполняться с помощью шпилек, анкерных болтов и скоб. При использовании скоб один их край крепится к мауэрлату, а второй к деревянному бруску, который закладывается с внутренней стороны стены в кладку на высоте 3-4 рядов от верхней обвязки.

При креплении мауэрлата шпильками и анкерами используется крепеж диаметром не менее 10 мм.

Особенности системы и расчет

Крыша с четырьмя скатами способна выдерживать высокие ветровые и снеговые нагрузки. Чтобы кровля была практичной, надежной и на отлично выполняла возложенные на нее функции, проводят точный расчет всех элементов. Уклон скатов вальмовой крыши не превышает 40°. Возведение шатровой системы предусматривает угол от 40 до 60°.

Расчет опорной конструкции основан на взаимной зависимости длины пролета, стропильного шага и сечения бруса. Второй параметр выбирается индивидуально исходя из имеющегося материала и удобства крепления. В самых протяженных конструкциях шаг стропил составляет 2,15 м, а в большинстве случаев выбирают 90 см.

Расстояние определяет сечение опор. Чем дальше друг от друга разместить стропила, тем толще потребуется доска. Размер сечения зависит и от длины самих опор. Связь – прямо пропорциональная. Чтобы стропила выдерживали усилие изгиба, выбирают материал большего сечения. У 6-метровых опор с шагом 90 площадь в разрезе равна 75×200 мм, а у 3-метровых – всего 50×150.

Стропильная система трехскатной крыши

Промежуточная стойка устанавливается к балке разными крепежами. Важно обеспечить хорошее качество опоры для конькового бруса. Обычно для стойки применяют доску толщиной 50 мм, шириной 150-200 мм. Монтаж ее осуществляется по уровню в вертикальном виде.

Две опоры под коньковый брус сделаны, теперь установите последнюю в горизонтальном положении, прикрепите к опорам. На следующем этапе, от внешних углов террасы к коньковому брусу монтируют 2 стропильные ноги. Это рёбра, формирующие треугольный СК крыши веранды. Смонтируйте стропила на скатах и поставьте нарожники. В конце обшейте всю систему обрешёткой.

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.

Комбинированные крыши

Форма крыши зависит от многих факторов, в том числе региональных условий и предпочтений, вида и назначения здания, ландшафта, в который объект должен быть вписан. При этом владельцы домов и застройщики стремятся к оригинальности. Вот здесь на помощь и приходят комбинированные крыши. Чаще всего подобные конструкции встречаются в коттеджных посёлках. Суть заключается в объединении в одно сооружение нескольких конструкций крыш, для достижения определённого эстетического эффекта. Также комбинированные крыши применяются в случае расширения здания. Так, например это может быть вальмовая крыша над домом, дополненная односкатной крышей над пристроенной верандой или зимним садом.

Выбор материала для кровли пристройки

Прежде, чем покупать первый попавшийся кровельный материал необходимо просмотреть их полный перечень, выяснить достоинства и недостатки каждого отдельного взятого материала. Сравнив все за и против, можно выбирать оптимальный вариант, что будет применяться для пристройки, идеально, если он будет аналогичен материалу, используемому для кровли крыши выбор кровельных материалов был ограничен, сейчас же в 21 веке ассортимент практически не ограничен, ни по гибкости, ни по цвету или прочим факторам.

Популярные кровельные материалы:

  • Фастлок.
  • Мягкая кровля.
  • Все вариации черепицы.
  • Шифер.
  • Профнастил или металлическая кровля.
  • Дорогие кровельные покрытия декоративного характера.

То, что необходимо учитывать при выборе кровли:

  • Необходимое количество материалов.
  • Срок эксплуатации.
  • Цену материала, стоимость его монтажа.
  • Пластичность, гибкость.
  • Вес и устойчивость к внешним факторам.
  • Пожаробезопасность.
  • Цветовая вариативность.
Выбор материала для кровли пристройки