Скатная кровля: принципы устройства, расчёт, монтаж своими руками и обслуживание

Для того чтобы выбрать подходящую конструкцию скатной крыши, нужно учитывать ряд особенностей конкретной местности, подобрать кровельный материал и способ утепления подкровельного пространства. Необходимо также позаботиться о вентиляции, грамотном водоотводе и дальнейшем обслуживании крыши. Скатная кровля, построенная с учётом строительных норм и требований, будет служить долгие годы и защищать ваш дом от непогоды.

Что такое скатная кровля

Крыши зданий и сооружений различного назначения делятся на плоские и скатные. Плоские кровли используются в городской застройке и в частном строительстве для подсобных помещений небольших размеров. При возведении малоэтажных загородных и дачных домов обычно сооружают скатные крыши различных конструкций. Они лишены недостатков плоских крыш и позволяют отводить осадки в систему водостоков, защищая стены здания и фундамент от избыточной влаги. Стропильная система скатов является технически сложной конструкцией, но эффективно противостоит ветровому воздействию и равномерно распределяет нагрузку на стены дома.

Крыша считается скатной, если она имеет поверхности с углом наклона более 5^о. На выбор конструкции скатной крыши и кровельного материала влияют следующие факторы:

• климатические условия региона с учётом экстремальной ветровой и снеговой нагрузки;
• специфика топографического расположения и размеры участка застройки;
• обитаемость подкровельного пространства;
• дизайнерские подходы к проектированию в соответствии с пожеланиями заказчика.

В зависимости от финансовых возможностей можно подобрать проект крыши с минимальными затратами или рассчитать и построить разноуровневую сложную кровлю с разными типами скатов и жилыми мансардами. Сделать выбор вам поможет обзор видов скатной кровли.

Виды скатных кровель

При строительстве малоэтажных домов разные типы скатных крыш часто смешивают, что придаёт зданию оригинальный и неповторимый облик. В то же время многие владельцы строят крышу в строгом соответствии с определённым стилем, используя стандартные, испытанные решения. Рассмотрим основные виды скатных кровель, которые популярны в нашей стране:

1. Односкатная кровля. Это наименее затратный тип крыши, который подходит для небольших домов, бань и хозяйственных построек. Стропильная система опирается на стены сооружения, угол наклона ската зависит от предполагаемой снеговой нагрузки и может составлять от 10 до 25^о.
   

   Односкатные кровли хорошо подходят для небольших домов, придавая им стильный и законченный вид

2. Двускатная кровля. Самый популярный вариант крыши, состоящий из двух плоскостей с углом наклона от 25^о. Разновидностями этого типа являются мансардные и полувальмовые кровли.
   

   Двускатная кровля является самым популярным вариантом в загородном строительстве

3. Вальмовая или четырёхскатная кровля. Этот вариант выбирается при покрытии домов прямоугольной формы и может иметь разные углы наклона скатов.
   

   Вальмовая крыша позволяет устроить полноценное жилое помещение на втором этаже

4. Многощипцовая крыша с жилым подкровельным пространством и различными углами наклона скатов.
   

   Многощипцовая крыша состоит из большого количества скатов, образующих несколько коньковых элементов и ендов

5. Шатровая кровля. Она устраивается над зданиями квадратной формы и состоит из четырёх равнобедренных треугольных скатов, сходящихся в одной точке.
   

   Шатровая кровля является частным случаем вальмовой конструкции, возводимой над домом квадратной формы

6. Коническая или шпилеобразная крыша. Такие кровли требуют особой квалификации строителей, поэтому в жилищном строительстве используются довольно редко.
   

   Крыша конической формы является сложной и дорогостоящей конструкцией, поэтому в частном строительстве применяется редко

При выборе вида скатной кровли необходимо подбирать соответствующий кровельный материал, чтобы он не нарушал гармоничного внешнего вида здания, обладал значительным сроком службы и термостойкостью.

Принципы устройства скатных кровель

При проектировании скатных крыш учитываются требования по прочности и водонепроницаемости, влияющие на принцип сборки несущих конструкций и выбор кровельного материала. Задача несущих элементов состоит в том, чтобы равномерно распределить на стены дома вес крыши, ветровую и снеговую нагрузку. В зависимости от выбранного вида скатной кровли выстраивается и стропильная система, в которую может быть вписано жилое подкровельное пространство. При устройстве холодного чердачного пространства потолочное перекрытие между чердаком и жилыми помещениями необходимо тщательно утеплить.

Устройство скатных крыш должно соответствовать требованиям Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также проектироваться с учётом свода правил СП 17.13330.2011. Крыши, построенные с учётом требований норм и правил, будут обладать прочностью, водонепроницаемостью, теплозащитой и ремонтопригодностью.

Основные узлы скатных кровель

Выбор конструкции скатной крыши производится с учётом этажности здания и климатических характеристик местности, поскольку от этих параметров зависит угол наклона скатов, конструкция стропил и состав кровельного пирога. Крыша состоит из следующих основных элементов:

• поперечные балки перекрытия (затяжки), которые крепятся к мауэрлату через 60–90 см с выносом от стен дома на величину карнизного свеса;
• стропила, образующие скаты кровли с выбранным углом наклона;
• вспомогательные стропильные элементы, которые используются на крышах сложной формы;
• конёк — место соединения верхних частей стропильных ног, которые фиксируются прогоном;
• ендовы, закрывающие от влаги места нижнего соединения скатов;
• фронтоны;
• карнизы, защищающие стены здания от ветра и осадков;
• обрешётка, обеспечивающая крепление кровельного материала;
• гидрозащитный и теплоизоляционный слой;
• кровельное покрытие.

Фотогалерея: основные элементы скатных крыш

Нужно отметить, что сложные крыши состоят из большого количества вспомогательных стропильных элементов, которые нужны для увеличения жёсткости конструкции. Некоторые составные части скатной крыши выполняют одновременно несколько функций и требуют более подробного изучения. Рассмотрим конструкцию карниза, как одного из важных элементов скатной кровли, который отвечает за сохранность стен здания, вентиляцию подкровельного пространства и систему водоотвода.

Кровельный карниз

Нижняя часть скатной кровли, выступающая за плоскость внешней стены здания, называется карнизом. Основной его функцией является защита стен дома и фундаментной отмостки от атмосферных осадков, поэтому длина карнизного свеса на не оборудованных водоотводом скатах должна быть более 600 мм. В том случае когда длины стропил недостаточно для обустройства полноценного карниза, их наращивают с помощью кобылок.

Нижний срез ската кровли используется для монтажа желобов и воронок водосточной системы, для чего на вертикально обрезанные стропила монтируется лобовая доска. На неё закрепляются кронштейны и карнизная планка для отвода атмосферных осадков с кровли в водосток. Кроме того, на карнизе крепится капельник, по которому с гидрозащитной плёнки стекает конденсат.

С целью обеспечения эффективной вентиляции подкровельного пространства и придания зданию эстетичного вида карнизный свес подшивается перфорированными софитами или иными материалами с отверстиями для свободной циркуляции воздуха. Вентиляция позволит продлить срок службы кровли и несущих конструкций.

При значительной величине карнизного свеса между стеной здания и срезом стропил устанавливается брус, снимающий часть снеговой нагрузки на карниз путём создания жёсткой треугольной конструкции. На него крепится обрешётка и софит с помощью F- и J-планок.

Карниз наиболее подвержен воздействию влаги, поэтому очень важно обрабатывать все деревянные конструкции антисептическими составами для древесины, препятствующими гниению, образованию плесени и воздействию насекомых.

Расчёт площади и уклона скатной кровли

Для расчёта количества кровельного материала необходимо знать площадь скатов.

1. Для односкатных или двускатных крыш они представляют собой прямоугольники, площадь которых рассчитывается по формуле S=A ∙ B, где A и B − длина и ширина ската соответственно, а S − его площадь. Суммируя площади скатов, получаем общую площадь крыши.
   

   Общая площадь крыши рассчитывается как сумма площадей её скатов

2. Для подсчёта площади шатровой, щипцовой и конической крыш нужно пользоваться формулой расчёта площади треугольника S= 0,5 ∙ B ∙ H, где S − площадь треугольника, B − длина его основания, H − высота.
3. Вычисление площади вальмовой кровли потребует расчёта площади трапеции по формуле S= (A + B)/2 ∙ H, где A и B − верхнее и нижнее основание трапеции, H − её высота.
   

   Для расчёта площади вальмовой крыши применяются формулы площади треугольника и трапеции из школьного курса геометрии

4. Если скат или фрагмент кровли имеет форму параллелограмма, то высчитать общий результат можно по формуле: S = A ∙ H, где S — площадь фрагмента, A — длина основания и H — высота параллелограмма.

Общую площадь крыши можно вычислить путём суммирования отдельных фрагментов. При подсчёте необходимого материала нужно уточнить величину вертикального и горизонтального нахлёста для конкретного кровельного покрытия и учитывать эти данные. Кроме того, в случае треугольных и трапециевидных скатов нужно помнить, что на раскрой может уйти до 50% материала, поэтому окончательный подсчёт нужно проводить очень внимательно, проконсультировавшись со специалистом и исходя из размеров покрытия.

Величина уклона скатной кровли обычно указана в проектной документации, в которой учтены климатические условия и роза ветров в регионе строительства. В случае отсутствия проекта нужно учитывать снеговую и ветровую нагрузку. Например, при угле наклона более 50^о снег на кровле практически не задерживается, но существенно возрастает воздействие ветра на крышу. Это приводит к неоправданным затратам на повышение прочности стропильной системы. В средней полосе используется уклон от 15 до 45^о, но для жилого подкровельного пространства, особенно для мансардной крыши, эту величину необходимо уточнять. Для комфортного проживания в мансардном помещении требуется высота потолка от 2 до 3 м поэтому угол наклона скатов можно рассчитать по формуле tg (α)=H/L, где H — требуемая высота конька, L — половина длины фронтона. Далее угол α находится из специальных таблиц.

Наиболее простым методом определения уклона ската является использование угломера, маяков и мерного шнура, с помощью которых задаётся необходимый угол наклона и определяется высота конька и длина ската.

Максимальное жилое пространство можно получить при строительстве многощипцовой, вальмовой и ломаной мансардной крыши, а наиболее простой в изготовлении и экономичной является двускатная кровля.

Таблица: определение угла наклона кровли по значению его тангенса

tg (α)	α	sin (α)
0,09	5	0,09
0,18	10	0,17
0,27	15	0,26
0,36	20	0,34
0,47	25	0,42
0,58	30	0,5
0,7	35	0,57
0,84	40	0,64
1,0	45	0,71
1,19	50	0,77
1,43	55	0,82
1,73	60	0,87

Кровельный пирог скатной крыши

В условиях российского климата для защиты жилого подкровельного пространства от перепадов температур необходимо утепление чердачного помещения и кровли. Для этого используется многослойное покрытие, которое называется кровельным пирогом, где каждый слой выполняет определённую функцию:

1. Кровельное покрытие защищает здание от воздействия осадков и удаляет излишнюю влагу.
2. Обрешётка и контробрешётка служат для крепления кровельного материала и создания вентилируемого зазора.
3. Диффузионное гидрозащитное покрытие необходимо для стока конденсата и обеспечивает сохранность утеплителя и стропил.
4. Слой утеплителя предохраняет жилое пространство от перепадов температуры.
5. Пароизоляционная плёнка защищает утеплитель от испарений из внутренних помещений.
6. Внутренняя отделка крепится через контррейку к стропильной системе.
   

   Для утепления жилого подкровельного помещения используют многослойный пирог, состоящий из нескольких слоёв, которые укладываются в строго определённом порядке

Тщательно смонтированный кровельный пирог обеспечит срок службы крыши в течение длительного времени. Очень важно выяснить у поставщика свойства материалов, используемых в кровельных работах. Такие параметры, как способ крепления, величина нахлёстов и коэффициент теплопроводности помогут правильно смонтировать все элементы многослойного покрытия.

Видео: утепление мансарды, кровельный пирог

Принципы монтажа скатной кровли

Качественный монтаж кровли обеспечивается точным соблюдением последовательности технологических операций. В этом случае исключается брак и порча материала. Для производства монтажных работ необходимо:

1. Обработать стропила, лобовую доску, обрешётку и прочие деревянные конструкции антисептическим составом и дать им просохнуть.
2. Приготовить необходимые материалы и обеспечить рабочее место надёжными лесами, лестницами и страховочными верёвками, а также приготовить рабочий инструмент.
3. На сухие стропила, начиная с карниза, закрепить диффузионную гидроизолирующую мембрану с нахлёстом не менее 10 см.
4. На стропила набить бруски контробрешётки, а на них установить обрешётку с шагом, который зависит от выбранного кровельного материала.
   

   На гидроизоляционную плёнку вдоль стропил укладываются бруски контробрешётки, а на них в продольном направлении монтируется обрешётка под кровельное покрытие

5. До монтажа кровельного покрытия необходимо обустроить карнизный свес, закрепить на лобовой доске капельник и приклеить к нему двусторонним скотчем диффузионную плёнку.
6. Прикрутить кронштейны водосточной системы и карнизную планку.
   

   Кронштейны под водосточные желоба устанавливаются перед монтажом кровельного покрытия

7. Монтаж листов кровельного покрытия следует проводить в определённом порядке, потому что геометрия ската не является идеальной и возможно возникновение перекосов. Первые листы выравниваются по карнизной планке и обрезу фронтона и закрепляются саморезами, затем натягиваются направляющие шнуры и по ним выравниваются и крепятся последующие листы.
   

   Кровельное покрытие начинают монтировать от одного из фронтонов и постепенно передвигаются вдоль карниза

8. На заключительном этапе работ необходимо закрепить фронтонные ветровые планки и коньковые доборные элементы. Через конёк проходит поток воздуха от карниза, который обеспечивает вентиляцию подкровельного пространства и снижает вероятность образования конденсата.
   

   Коньковый элемент обеспечивает вентиляцию подкровельного пространства

При монтаже кровли необходимо помнить о том, что все работы проводятся на высоте, поэтому соблюдение правил техники безопасности является обязательным.

Видео: гидроизоляция крыши, монтаж контробрёшетки и обрешётки

Вентиляция жилого пространства

Комфортные условия проживания в доме обеспечивают правильно собранные системы отопления, которые не будут работать без притока воздуха. Кроме того, в жилом помещении необходимо избавляться от посторонних запахов и излишней влажности. Для этого используется вентиляционная система, которая обеспечивает приток свежего воздуха и удаляет углекислый газ и парообразную влагу из обитаемых комнат, в том числе и из мансардного помещения. Хороший воздухообмен создаёт комфортные условия существования и возможность полноценного отдыха. Система вентиляции выполняет следующие функции:

• создаёт приток свежего воздуха;
• удаляет неприятные запахи, пыль, пары, углекислый газ и продукты горения;
• обеспечивает нормальный уровень кислорода в жилых помещениях;
• поддерживает нормальную влажность воздуха в обитаемом пространстве.

Поступающий в помещение воздух проходит через фильтры и подаётся либо принудительно, либо естественным образом, поэтому системы вентиляции делятся на приточные и естественные типы.

Как сделать естественную вентиляцию в доме

При естественном типе вентиляции воздухообмен производится за счёт разности давлений на уровне приточного отверстия и аэратора, который располагается на скате кровли. Через систему вентиляционных каналов производится очистка воздуха в жилых помещениях.

Входящий холодный воздушный поток смешивается с тёплым воздухом и вытягивается через вентканал в атмосферу. Для притока воздуха в мансардное помещение можно использовать лестничный пролёт, а в общедомовом вытяжном канале прорезать отверстие, декорированное решёткой, для вытяжки. Для того чтобы подогреть холодный воздух в зимний период, используют приточные вентиляционные клапаны, которые размещают поверх радиаторов отопления.

Для подкровельного пространства используется ещё один тип естественной вентиляции, который не позволяет намокать и слёживаться утеплителю. Уличный воздух забирается через карниз и софиты и отводится через аэраторы, врезанные в скатную кровлю в районе конька.

Вентиляция холодного чердака

Необитаемое чердачное помещение не обогревается и вентилируется по другому принципу. Жилое пространство утепляется, а чердак оставляется холодным. Зимой это позволяет сэкономить на отоплении, а в летнее время — сохранить комфортную температуру в обитаемых помещениях. Кровельный пирог состоит из гидроизоляционной плёнки, обрешётки и кровельного материала. Отсутствие утеплителя и пароизоляции позволяет избавиться от подтаивания снега и образования наледей на крыше в зимнее время.

Поток воздуха через софиты выводится через коньковые или точечные аэраторы. Вентиляционные шахты проходят через чердачное помещение и не влияют на температуру воздуха в подкровельном пространстве. Холодный чердак обеспечивает сохранность стропильных конструкций и обрешётки потому, что исключает образование конденсата даже на металлических кровельных покрытиях.

Высота вентиляционной шахты

От высоты вентиляционной трубы зависит эффективность работы системы при любых погодных условиях. Параметры шахты вытяжной вентиляции определяются нормативными документами СП 31–106–2002 и СП 2.3.6.1079–01. Из них следует, что на скатных крышах высота вентиляционной трубы зависит от её расстояния до конька кровли:

• при расстоянии до 1,5 м вентканал должен находиться на 50 см выше конька;
• при расположении трубы на расстоянии от 1,5 до 3 м от конька её оголовок должен располагаться на уровне самой высокой точки кровли;
• при ещё большем удалении вентшахты труба должна доходить до воображаемой линии, проведённой от конька под углом 10^o к горизонту.
  

  Высота вентшахты зависит от её расположения относительно конька и регламентируется нормативными документами

Для различных регионов с повышенными ветровыми нагрузками и снегообразованием существуют поправки к нормативным документам, которые нужно уточнять у строительных специалистов и проектировщиков.

Видео: естественная вентиляция в частном доме своими руками

Теплоизоляция скатной крыши

Жилое подкровельное помещение должно быть тщательно утеплено, и этот процесс можно производить как снаружи, так и изнутри. Наружный способ укладки утеплителя зависит от погодных условий, связан с трудностями монтажа и используется редко. Обычно утеплитель укладывается изнутри после монтажа гидрозащитной плёнки, обрешётки и кровельного покрытия. Раскрой листов теплоизолирующего материала производится с припуском, чтобы он с натягом входил между стропилами. При этом исключается образование мостиков холода, а в случае большого веса листов их дополнительное закрепляют натянутой проволокой. Затем крепится пароизоляционная плёнка, обрешётка и отделочный материал.

Теплоизолирующие материалы выпускают такие производители, как ROCKWOOL, URSA, ISOVER, KNAUF и другие. К выбору утеплителя нужно подходить ответственно и обращать внимание на следующие свойства:

• небольшой вес и влагостойкость;
• высокие теплоизолирующие свойства;
• стойкость к перепадам температур;
• соответствие требованиям экологичности и пожаробезопасности.

Утеплители выпускаются в виде рулонов, имеют различную толщину и типоразмер, например, 3900 Х 1200 Х 150 мм или 1170 Х 610 Х 100 мм, что удобно для доставки и монтажа.

Видео: утепление скатной кровли

Водосточная система скатной кровли

Для отведения дождевой и талой воды на скатных крышах используется водосточная система, которая нужна для сбора лишней влаги с крыши и отвода её в оборудованное место. Для этой цели на карнизных свесах устанавливаются пластиковые или окрашенные металлические жёлоба, воронки и трубы различного размера, выбор которых зависит от площади ската. Водосточная система состоит из следующих комплектующих:

• кронштейны для крепления желобов, которые крепятся не реже, чем через 60 см;
• водосточный жёлоб с уплотнителями, заглушками и корректирующими элементами. Выставляется с уклоном 2–5 мм на погонный метр в сторону водосборной воронки;
• поворотные элементы с внутренним и внешним углом;
• соединительный переходник с жёлоба на воронку;
• воронки и водосточные трубы с держателями;
• ответвители угловые под 60 и 72^о;
• канализационные фланцы.

Для правильного подбора ширины жёлоба и диаметра водосточных труб необходимо учесть угол наклона кровли и вычислить площадь ската. Воронки ставятся через каждые 10 м. Для точного расчёта размера желобов и труб можно воспользоваться данными справочных таблиц.

Таблица: зависимость диаметра и ширины водосточного жёлоба от площади ската

Площадь ската, м2	Ширина жёлоба, мм	Диаметр водосточной трубы, мм
90–150	100	75
120–250	125	90
200–450	150	110

Кронштейны водостока крепятся до монтажа кровельного покрытия и выставляются под уклоном 3–5^о на расстоянии 60–70 см друг от друга. Остальные элементы монтируются последовательно после тщательной разметки.

Комплектующие изделия для водосточной системы необходимо приобретать у одного поставщика, потому что типоразмер и окраска элементов могут несколько отличаться у разных производителей.

Обслуживание скатных кровель

Обслуживание скатных крыш может носить плановый и внеплановый характер. Необходимость во внеплановых работах возникает в случае стихийных бедствий, пожаров и иных непредвиденных ситуаций. Плановое обслуживание необходимо проводить весной и осенью, в зимнее время требуется также очищать кровлю от снега по мере необходимости. Чтобы определить перечень работ по обслуживанию, необходимо произвести тщательный осмотр, в ходе которого проверить основные узлы кровли:

• исправность дымоходов и вентканалов, отсутствие нарушений гидроизоляции;
• чистоту и целостность кровельного покрытия и водосточной системы;
• отсутствие препятствий для притока воздуха через софиты;
• исправность карниза, особенно после зимы;
• исправность несущих элементов крыши, отсутствие признаков увлажнения, плесени и гниения;
• целостность фронтонов.

Если во время осмотра обнаружены недостатки, необходимо принять меры по их устранению.

Устройство ходовых трапов на скатной кровле

Безопасность при обслуживании скатной кровли требует установки лестниц и трапов для доступа к врезным окнам, дымоходам и аэраторам вентиляционной системы. Для этого изготавливают металлические конструкции шириной 30–40 см, которые регулируются в соответствии с углом наклона скатов. Такие изделия позволяют обслуживать оборудование, расположенное на кровле, и снабжаются необходимым крепежом для их монтажа на несущих конструкции крыши.

Для придания материалам трапа антикоррозионных свойств их поверхности окрашиваются водо- и термостойкой краской в цвет основного кровельного покрытия. Эти конструкции монтируются в верхней части ската максимально близко к дымоходам, венттрубам и другому важному оборудованию.

Правила эксплуатации скатных кровель в зимний период

Зимой скатная кровля требует повышенного внимания. Частые перепады температуры и снегопады способствуют образованию наносов и обледенения. В этот сложный период необходимо выполнять следующие правила:

• обследовать дымоходы и вентшахты на предмет отсутствия снежных наносов;
• после снегопада проверять наличие сугробов на участках крыши;
• обследовать карнизы и водосточную систему на наличие обледенения;
• обеспечить чистоту лестниц, трапов и страховочных узлов для верёвок;
• при очистке от снега и льда использовать инструмент, исключающий повреждение кровельного покрытия;
• оставлять на крыше слой снега от 3 до 5 см;
• строго соблюдать правила техники безопасности.

Для облегчения зимней эксплуатации кровли желательно смонтировать систему автоматического подогрева кровли и водосточной системы. Это оборудование существенно упростит обслуживание скатной крыши и обеспечит её сохранность.

Видео: очистка скатной крыши от снега

Мы рассмотрели виды скатных кровель, их устройство, кровельный пирог, основные узлы, а также принципы монтажа, вентиляции и обслуживания. Правильно построенная крыша долгие годы будет служить своим хозяевам и защищать дом от холода и осадков.