Чердаки для жилья использовались практически с момента изобретения двускатной кровли, но это были, как правило, приспособленные пространства с низким уровнем комфортности. Все изменилось в 1630 году, когда выдающийся французский инженер и архитектор Франсуа Мансар создал и воплотил в жизнь множество усовершенствований для подобных помещений.
Им была разработана стропильная система мансардной крыши, внедрена установка окон достаточной площади, и, с тех пор, помещения на чердаке получившие имя своего изобретателя, стали недорогими и уютными апартаментами, широко распространившимися по всему миру. Достаточно часто подобная конструкция используется и у нас, как при строительстве новых домов, так и при реконструкции старых строений.
Варианты конструкции
Мансардная крыша имеет некоторые особенности — из-за необходимости обеспечить как можно большее свободное пространство для жилого помещения, как правило, конструкция стропильной системы мансардной крыши исключает такие элементы как центральные стойки, подкосы к центральной стойке и все остальные, которые размещаются в центральной части объема чердачного помещения.
Эталоном считается упомянутая выше конструкция Франсуа Мансара и ее вариации с ломаной линией кровли и отсутствием центральных стоек, но возможны варианты оформления крыши под мансарду без изменения крутизны ската по высоте. Наиболее часто применяемые варианты это:
- Классическая схема, где применяется пара стоек одновременно являющихся одним из элементов ограждающей конструкции мансардного помещения, скрепляющий их ригель (балка), пара наслонных (к этим стойкам) стропил, и пара висящих стропил, ограничивающих объем над мансардным помещением;
- Вариант, где на балку опирается еще одна стойка и, таким образом, верхние стропила тоже наслонные;
- При достаточно больших площадях мансарды разделенной на отдельные помещения, возможна установка дополнительных стоек, поддерживающих балку;
- Вариант, где кровля обыкновенная, не ломанная, тогда стропила являются полувисящими, поддерживаются стойками по периметру мансардного помещения;
- Комбинация всех вышеперечисленных типов.
Схема конструкции мансарды
Совет: из всех типов построения стропильных систем выбирайте простейшую, соответствующую запланированному объему мансарды, для небольшого коттеджа необязательны дополнительные стойки.
Особенности
Кроме всего того что сказано выше, стропильная система мансарды имеет некоторые особенности, связанные с тем что кровля поддерживаемая ей ограничивает не простой чердак, а жилое помещение. Необходимо учитывать следующие нюансы:
- При определенных архитектурных решениях, для достижения нормальной инсоляции помещений недостаточно окон, расположенных на щипецах или фронтонах здания, необходимо устройство дополнительных, мансардных окон на скатах кровли. Таким образом, необходимо чтобы стропильная конструкция учитывала их размеры и особенности монтажа;
- Обыкновенный пирог кровли проектируется с учетом непотопляемого чердачного помещения и наличия чердачного перекрытия со слоями тепло и пароизоляции. Если делается расчет стропильной системы мансардной крыши, то необходимо учитывать дополнительную нагрузку от слоев утеплителя и мембран паро и влагоизоляции;
- Также нужно учитывать вес мансардных окон;
- При традиционной, ломаной конструкции кровли для мансарды, шаг обрешетки (зависит от кровельного материала) может быть разным для верхней и нижней части крыши, что тоже необходимо учесть при расчете;
- Как правило, даже при соблюдении всех требований по теплоизоляционной способности ограждающих конструкций, температура кровли мансардного помещения выше, чем у аналогичных чердачных крыш. Поэтому, при достаточно большой поверхности и малом угле наклона обязательна установка снегозадержателей. При возможности травмирования людей также необходимо предусмотреть защиту от образования сосулек. Дополнительные нагрузки от этих устройств также необходимо учитывать;
- Еще одним элементом, усложняющим и утяжеляющим кровельный пирог, может быть шумоизоляционный слой, при использовании металла, металлочерепицы и подобных материалов при дожде или других осадках в мансарде, не отделенной от крыши чердаком возможен повышенный уровень шума, для его уменьшения иногда используют шумоизоляцию (хотя в большинстве случае эту функцию совмещает утеплитель).
Пирог мансардной крыши
Материал, из которого изготавливаются стропила для мансарды
При постройке небольших строений, таких как — дачные домики, коттеджи наиболее применяемый материал, не изменился со времен Франсуа Мансара — это дерево. Но это не значит, что технологии не продвинулись вперед, сегодня все чаще монтаж стропильной системы мансардной крыши производится из клееного бруса. Кроме того современные пиломатериалы благодаря пропитке антипиренами и антисептиками обладают устойчивостью к воздействию грибков, микроорганизмов, насекомых и высокой огнестойкостью. Рассмотрим оба варианта.
Традиционные пиломатериалы
Плюсом такого выбора служит доступность и сравнительно низкая стоимость. На сегодняшний момент не существует проблем с приобретением бруса необходимых геометрических размеров из требуемых пород. К недостаткам можно отнести изотропность массива, установка стропил на мансарде требует учета ориентации волокон в брусе для достижения качества и прочности конструкции (хотя этим часто пренебрегают). Также к недостаткам подобного выбора можно отнести то, что древесина требует специальных пропиток, в определенных случаях противопожарная обработка кровельных конструкций — обязательное условие для приемки здания в эксплуатацию.
Совет: наиболее подходят для монтажа стропильных конструкций хвойные породы — ель, сосна. Но, если существует возможность, оптимальный выбор это лиственница.
Клееный брус
Хотя подобный материал известен уже несколько десятилетий, почему то еще очень мало практикуется устройство стропильной системы мансардной крыши из него. А клееный брус имеет много преимуществ:
- Малая удельная масса — конструкция из клееного бруса значительно легче, чем изготовленная из массива дерева;
- Высокая прочность — стропила из клееного бруса могут иметь больший прогон, чем обыкновенные. При конструировании стропильной системы можно отказаться от дополнительных опор, что важно для мансардной крыши, где используется чердачное помещение;
- Анизотропности — блок клееного бруса имеет одинаковую прочность в любом направлении благодаря тому, что состоит из собранных воедино брусков с разными направлениями волокон;
Не нуждается в пропитках — необходимые вещества для придания стойкости и огнестойкости введены в состав проклеивающего состава, по этим двум параметрам показатели клееного бруса гораздо выше, чем у традиционных пиломатериалов подвергнутых пропитке.
