Многощипцовая крыша: сложность форм и совершенство технических решений

Многощипцовая крыша, при всей сложности расчёта и монтажа, особенно популярна в нашей стране. Её сложный, геометрически совершенный вид вызывает стойкие ассоциации с деревянным зодчеством: высокими теремами, изукрашенными резьбой наличниками и ставнями. Хотя простые формы крыш дешевле и более удобны в эксплуатации, грамотно спроектированная многощипцовая кровля открывает широкие возможности для оригинальных архитектурных решений и использования внутреннего пространства.

Плюсы и минусы многощипцовой крыши

Достоинства многоскатной крыши многочисленны и очевидны:

• возможность рационального использования внутреннего объёма;
• перекрытие сложных в плане зданий;
• привлекательный внешний вид;
• многообразие архитектурных решений;
• большой угол наклона позволяет эффективно отводить воду;
• не накапливается толстый слой снега;
• одинаково хорошо подходит для домов из камня и дерева.

При этом сложность конструкции определяет её недостатки:

• необходимость грамотного проектирования, большая чувствительность к правильности монтажа;
• подходит не всякий вид кровельного покрытия;
• высокая материалоёмкость из-за большой площади скатов;
• потребность в разветвлённой водосточной системе;
• высокая стоимость за счёт применения многочисленных доборных элементов.

Особенности конструкции и устройства многощипцовой крыши

Щипец — это архитектурный термин, обозначающий верхнюю часть здания, ограниченную двумя скатами. Самым простым вариантом щипцовой крыши является двускатная. Более сложные формы многощипцовых конструкций образуются в результате пересечений скатов.

Двускатная крыша

Исторически сложилось так, что двускатная крыша — самая популярная завершающая конструкция индивидуальных жилых домов. Её достоинства:

• значительный угол наклона, позволяющий организовать эффективный отвод воды;
• простота монтажа, рациональная схема распределения нагрузок;
• проработанные схемы узлов соединения элементов;
• простота обслуживания благодаря оптимальному устройству;
• срок службы ограничивается только долговечностью кровельного покрытия;
• лёгкость ремонта и реконструкции;
• значительный внутренний объем позволяет устраивать мансарды и эксплуатируемые чердачные помещения;
• наибольшая эффективность вентиляции через торцевые стены.

Несущий каркас двускатной крыши может быть выполнен с применением двух типов несущих элементов: стропил и стропильных ферм. Первый вариант более распространённый, второй применяется при больших площадях основания крыши, значительных пролётах и эксплуатационных нагрузках.

Виды стропильных систем двускатной крыши

Стропила могут проектироваться:

1. Висячими. Это означает, что в точке соединения они не имеют опоры, передающей нагрузку на несущие конструкции здания.
2. Наслонными. Такие стропила имеют дополнительную опору в виде прогона, который, в свою очередь, устанавливается на вертикальных стойках.

Наслонные стропильные системы более надёжны, предназначены для тяжёлых кровель и значительных снеговых нагрузок. Висячие стропила применяют для того, чтобы организовать мансардное помещение или эксплуатируемый чердак.

Типы стропильных ферм двускатной крыши

Ферма (с лат. firmus — прочный) — строительная конструкция, которая позволяет за счёт применения прямых элементов, соединённых шарнирными узлами, исключить изгибающие нагрузки.

Устройство ферм снижает вес несущего каркаса крыши, увеличивает допустимые пролёты, уменьшает расход материалов. Кроме того, стропильные фермы могут быть собраны на земле и уже потом подняты наверх, что увеличивает точность сборки и упрощает монтаж.

Готовые к установке стропильные фермы можно заказать на заводе, это гарантирует качество изготовления и стабильность геометрии. Выполненные из древесины высшего сорта конструкции можно с успехом использовать для зданий без верхнего перекрытия, утепляя только верхнюю плоскость крыши, так как открытые элементы стропильных ферм весьма декоративны и популярны в стилях лофт или рустик.

Чтобы организовать во внутреннем объёме крыши дополнительный этаж — мансарду, нужно применять фермы с прямыми видами решётки, оставляющие в середине конструкции просвет. Угол наклона такой крыши должен быть соответственно увеличен.

Четырёхскатная крыша

Одной из самых распространённых форм многощипцовой крыши является четырёхскатная.

Этот вариант образуется в результате пересечения двух двускатных крыш. Пространственная компоновка такой конструкции включает ендову (разжелобок) — внутренний угол.

Именно этот элемент стропильной системы является причиной технологической сложности многощипцовой крыши, усложняет расчёт и установку кровельных деталей. Обеспечивая основной водоотвод с поверхности кровли, ендова должна быть выполнена на высоком уровне, поскольку ошибки при строительстве могут обернуться протечками и нарушениями целостности покрытия.

Частным случаем четырёхскатной крыши является вариант с устройством слуховых окон. Здание при этом может быть квадратным или прямоугольным в плане, изменяется только форма кровли.

Другие виды многощипцовых крыш

Кроме самых простых симметричных вариантов, многощипцовые крыши позволяют комбинировать типы, например, применять вальмовые и шатровые окончания, образовывать различные виды пересечений скатов, каждый из которых может включать слуховые окна.

Особенно часто различные комбинации вальмовой многощипцовой крыши используют для одноэтажных зданий большой площади, так как рациональная организация пространства требует сложной угловой планировки, а водоотведение с протяжённой кровли проще организовывать с применением ендов.

Здания, имеющие в плане вид буквы П, Г или Т могут быть спроектированы только с использованием многощипцовой крыши. Вальмовые скаты являются популярным решением, так как позволяют избавиться от фронтонов.

Для деревянных многоэтажных домов часто используются мансардные многощипцовые крыши сложной формы со слуховыми окнами.

Стропильная система многощипцовой крыши

Главная особенность стропильной конструкции многоскатной крыши — внутренние рёбра пересечения скатов, ендовы. В зависимости от того, под каким углом примыкают друг к другу скаты, проектируются узлы соединения элементов стропильной конструкции.

Установка ендовы и примыкание к ней стропил не представляют значительной сложности при условии использования современного деревообрабатывающего инструмента и предварительного расчёта крыши.

Видео: монтаж стропильной конструкции с ендовой

Узлы примыкания двух частей крыши могут быть в простейшем случае реализованы с помощью только деревянных элементов и точной подгонки углов.

Для более сложных вариантов крыш, перекрывающих большие площади и несущих значительные эксплуатационные нагрузки, применяют металлические уголки и пластины. Обязательно выполнять расчёты несущей способности таких конструкций и разрабатывать детальные планы раскладки стропил, прогонов и других несущих элементов.

Выбор кровельного покрытия для многощипцовой крыши

Так как в конструкции многощипцовой крыши имеются внутренние рёбра, многочисленные примыкания и пересечения скатов друг с другом, кровельное покрытие должно отвечать следующим требованиям:

• быть лёгким в монтаже и обработке, без проблем нарезаться под произвольными углами;
• комплектоваться большим количеством доборных элементов;
• позволять устраивать сложную систему водостока;
• быть предназначенным для монтажа на крышах с большим углом наклона.

Исходя из этих критериев, можно заключить, что шифер, ондулин, профнастил малопригодны в качестве покрытия для многощипцовых крыш. Размеры распространённых шиферных листов — 0,98х1,5 и 1,13х1,5 м, ондулина — 0,95х2 м, профнастила 1,15х6 м. Их достоинство — значительная площадь покрытия, которое максимально проявляется в устройстве кровли с небольшим уклоном и простой геометрией. В случае сложной конструкции с пересечениями скатов возникает необходимость в подрезке, и здесь достоинства оборачиваются недостатком: возникает много отходов, усложняется подгонка. А также эти кровельные материалы характеризуются большой высотой профиля и повышенным значением перехлёста листов, что в некоторых случаях делает невозможным правильный монтаж доборов и водостока.

Исключение — простая двускатная крыша, в которой нет внутренних углов и слуховых окон. Из доборных элементов понадобится только конёк, обрамление вентиляции и водосточные жёлоба. Подрезка в таком случае будет минимальной, расход материала не увеличится.

В случае сложной многоскатной крыши предпочтение следует отдать штучным материалам: керамической, цементно-песчаной и сланцевой черепице. Небольшой размер позволяет рационально заполнять самые сложные формы с минимальным отходом на подрезку. Большое количество доборных элементов даёт возможность выполнить примыкания и пересечения элементов кровли с надёжной гидроизоляцией и водоотведением.

Металлочерепица и мягкая битумная плитка тоже могут рассматриваться в качестве кровельного материала при условии соблюдения всех технологических нюансов. Для металлочерепицы критичным является правильное выполнение узла ендовы. Для этого обязательны:

• усиление обрешётки в месте монтажа ендовы, оптимально выполнить её сплошной;
• применение нескольких слоёв гидроизоляции поверх обрешётки;
• монтаж внутренней части ендовы;
• герметизация стыков кровельного материала силиконом;
• монтаж внешней части ендовы.

Битумная мягкая черепица требует сплошной обрешётки из листового материала по всей площади кровли и подкровельной вентиляции. Во внутренних углах обязательно применяют дополнительную гидроизоляцию — ендовый ковёр.

Особенности покрытия крыши кровельными материалами

Сложность геометрии многощипцовых кровель требует тщательной подгонки и подрезки кровельного материала и доборных элементов для точного соединения их между собой. Однако, при наличии детального проекта, можно смонтировать кровельное покрытие своими руками. Разумеется, эта работа требует точности, аккуратности и соблюдения рекомендованной производителем технологии укладки.

Металлочерепица монтируется с помощью специальных саморезов с покрытием для защиты от коррозии. Расчёт количества основного материала и доборных элементов проще произвести в специализированной программе, так как сложная геометрия крыши требует многочисленных подрезок.

Особое внимание следует уделить правильности установки ендовых элементов, коньков и мест примыкания к вертикальным конструкциям, так как от этого зависит надёжность гидроизоляции кровли.

Видео: монтаж ендовы в составе кровли из металлочерепицы

Для домов, этажность которых превышает два, особенно со сложной геометрии крыши, крайне желательна установка системы водоотвода с кровли.

Штучные керамические, цементно-песчаные и полимерные покрытия изначально предназначены для монтажа на крыши сложной геометрии. Они удобны в работе из-за небольших размеров. Единственный их недостаток — достаточно большой вес. Поэтому кровельная обрешётка должна быть усиленной, а при непосредственной установке необходимо равномерно распределять подготовленные стопки черепицы по всей поверхности ската, чтобы не перегрузить конструкцию.

Укладывать мягкую битумную черепицу на сложную крышу проще всего из-за её малого веса, гибкости и лёгкости в обработке. Однако она требует обязательной подготовки кровли: устройства сплошного основания из OSB или влагостойкой фанеры, монтажа подкладочного гидроизоляционного ковра, дополнительно усиленного в местах перегиба скатов (коньках и ендовах).

Варианты и способы отделки многощипцовой крыши изнутри

В зависимости от того, как планируется использовать подкровельное пространство, выбирается способ отделки.

Если чердак неэксплуатируемый или технический, достаточно просто обшить его строительной плитой OSB по нижней поверхности стропил.

Кровля жилого помещения должна быть утеплена. Для этого теплоизоляционный материал монтируется между стропилами с помощью контрбруса, который устанавливается перпендикулярно стропилам. Иногда его устанавливают и параллельно, со смещением в межстропильный промежуток. Со стороны помещения утеплитель закрывается пароизоляционной мембраной. И только после неё можно монтировать лицевую отделку. Выбранный материал можно крепить к контрбрусу или применить дополнительную рейку или металлический профиль.

Для мансард или одноэтажных домов без чердачного перекрытия в стиле лофт может применяться частично открытая снизу стропильная система.

При этом кровля утепляется и зашивается, а части деревянных стропильных ферм, выступающих в помещение, покрываются декоративной пропиткой или краской.

Популярным видом отделки является обшивка деревом — вагонкой, строганой доской. Используется в интерьерах стилей кантри и рустик. Деревянные отделочные материалы нашиваются на контробрешётку по стропилам, что позволяет всем частям конструкции крыши хорошо вентилироваться. Такая обшивка дополнительно увеличивает жёсткость конструкции и улучшает её теплоизоляционные свойства.

Наконец, мансардное помещение можно обшить магнезитовой плитой или гипсокартоном, после чего покрасить в любой цвет. Для этого поперёк стропил после монтажа утеплителя и пароизоляции нашиваются металлические профили, на который прикручивается выбранный листовой материал.

Варианты проектов домов с многощипцовой крышей

Так как вариантов комбинаций видов крыш в составе многощипцовой существует огромное количество и фантазия архитектора ограничена только технологическими тонкостями выбранного кровельного материала и финансовыми возможностями заказчика, проекты зданий разнообразны и многочисленны.

Фотогалерея: проекты зданий с многощипцовыми крышами

Лучше понять, какие архитектурные возможности предоставляет многоскатная крыша, позволяют проекты зданий. Например, с помощью четырёхскатной крыши можно устроить второй свет в гостиной одноэтажного дома.

Здание в плане крестообразное, по коротким сторонам расположены крытые веранды, а центральное пересечение скатов делает гостиную в два раза выше, чем остальные помещения и добавляет света. Приватная и общественная зоны получаются рационально разделёнными. Вторую часть одноэтажного здания занимает гараж с техническими помещениями.

Удобно использовать многоскатную крышу с большим углом наклона для устройства мансардных помещений. Это позволяет добиться экономии материалов за счёт отсутствия чердачного перекрытия, а также создать привлекательный экстерьер здания.

Первый этаж больше мансардного по площади и является общественной зоной: здесь располагаются гостиная, столовая, кухня и только одна спальня. Гостиная имеет второй свет.

На мансардном этаже две небольшие спальни и ещё один санузел. Пространство под скатами используется для больших встроенных шкафов.

Многощипцовая крыша — прекрасный вариант для частного застройщика. Она позволяет рационально использовать внутренний объём, имеет множество вариантов конструкции. При правильном монтаже каркаса и кровельного покрытия такая крыша прослужит долгие годы. В то же время её привлекательный внешний вид как снаружи, так и изнутри позволяет разрабатывать экстерьеры и интерьеры зданий с высокими декоративными и эксплуатационными характеристиками.