Как сделать полувальмы на крыше
Полувальмовая крыша своими руками: от замысла до церемонии открытия
Слово «вальма» образовано от немецкого «walm», что значит скошенная крыша. Вальма – это скат треугольной формы с торцевой стороны крыши. В случае, когда скат не доходит до карниза, крыша носит название полувальмовая. Почему такая крыша популярна сегодня?
Крыша – визитная карточка хозяина дома, первое, что бросается в глаза случайному прохожему. Эстетичная крыша создаёт всегда хорошее впечатление и говорит о хорошем вкусе хозяина. Полувальмовая крыша отвечает инженерным и эстетическим запросам, выглядит оригинально, а в её конструкцию заложена идея устойчивости и обтекаемости.
Устройство полувальмовой крыши
Полувальмовая крыша – это синтез нескольких видов кровельных конструкций. В ней присутствуют элементы и технологии возведения двухскатных и четырёхскатных крыш. Но вместе с тем имеются особенности, которые делают эту кровлю уникальной.
В зависимости от расположения вальм относительно конька, различают две модели крыш:
Голландская модель
Пример приведён на рисунке ниже. Имеет два ската, фронтоны выполнены в виде трапеции и имеют большие размеры, вальма выполнена в форме треугольника.
Достоинством такой модели является большое чердачное пространство, в котором можно расположить мансарду, установить большие окна или соорудить балкон.
Датская модель
Приведена на рисунке ниже. Такая кровля имеет четыре ската, маленький фронтон выполнен в виде треугольника, а вальма – в форме трапеции.
Достоинством этой модели является то, что на ней удаётся установить хоть и небольшое, но всё-таки стандартное окно, а также она имеет хорошую прочность и устойчивость.
Существуют также совмещённые версии, но они представляют из себя оригинальные, конструктивно сложные и дорогие решения.
Преимущества и недостатки полувальмовой кровли
Прежде чем приступить к проектированию любой конструкции, следует разобраться в её достоинствах и недостатках.
Преимущества:
Недостатки:
Схема стропильной системы полувальмовой крыши
Как говорилось выше, для полувальмовой кровли стропильная система имеет сложную конструкцию. Существуют два вида схем такой конструкции: висячая и наслонная.
Висячая схема стропильной системы
В этой схеме стропила, сходящиеся к коньку, опираются на балки перекрытия либо на мауэрлат, уложенный на внешние боковые несущие стены. Стропила выполняются в форме буквы «А» с перемычкой, либо по эскизу ниже.
При такой системе в доме могут отсутствовать несущие перегородки. Однако вследствие того, что при такой схеме возникают значительные нагрузки, распирающие стены дома, в конструкцию добавляются элементы для стягивания стропильных ног (затяжки, подкосы и другое).
Конфигурация размеров внутренних стоек и перемычек выбирается в соответствии с размером мансардного помещения.
Наслонная схема стропильной системы
В такой схеме дополнительно добавляется опора на внутреннюю несущую стену, так что в мансардном помещении образуется продольная перегородка. Эскиз такой стропильной системы приведён ниже.
Нагрузка, распирающая стены, существенно меньше, чем у висячей схемы. Наслонная схема гораздо более устойчивая и стабильная, а поэтому именно её рекомендуют при возможности для сборки своими руками.
Поскольку полувальмовая крыша требует высокой точности изготовления отдельных узлов, при самостоятельном сооружении рекомендуется заказывать элементы и их сборочные конструкции на стороне, выполненные строго по чертежам.
Какие узлы крыши можно собирать отдельно? Рядовые и урезанные фермы. На следующем рисунке приведены эскизы возможных вариантов ферм. Расчёт урезанных ферм для голландской модели следует выполнить так, чтобы в результате получилась ровная полувальма.
Стропильные схемы в целом для голландской и датской модели показаны на следующем рисунке.
А) Голландская модель
Возможны иные модификации по желанию домовладельца, но при этом нужно учитывать стоимость конструкции и технологические возможности её монтажа.
Как рассчитать площадь крыши полувальмовой конструкции
Полувальмовые крыши относятся к типу сложных с многочисленными скатами. Как видно из прошлого рисунка, в состав общей кровельной поверхности входят следующие фигуры: треугольник, трапеция, прямоугольник со скошенными углами и сложные фигуры.
Для расчёта общей площади крыши делают следующие операции:
Значение площади крыши нужно для того, чтобы знать, какое количество кровельного материала необходимо закупать. Но при подсчёте кровельного материала для закупки следует учесть, что он продаётся обычно в прямоугольной форме. А поэтому вполне возможно, что площадь закупаемого материала будет в 1,5-2 раза больше расчётной поверхности кровли.
Формулы для расчёта площади плоских фигур приведены в таблице:
| Фигура | Площадь |
 | S = a × b |
 | S = (a × b) / 2 |
 | S = h × (a + b) / 2 |
 или | S = (a × b) + h × (a + с) / 2 |
Как сделать полувальмовую крышу своими руками
Подготовка
Для монтажа полувальмовой крыши своими руками необходимо выполнить следующие предварительные операции:
Порядок монтажа двухскатной крыши (голландская модель)
Рекомендуется использовать для всей стропильной системы один и тот же материал, сечение бруса должно быть не меньше 150х50 мм. При ширине здания более 4,6 м стропильные балки выполняют из составного сечения.
Концы стропильных ног по периметру сооружения должны нависать за стеной на расстоянии 40-50 см, чтобы сформировать карниз.
Порядок монтажа четырёхскатной крыши (датская модель)
Завершающий этап выполнения кровельных работ
Полностью сформировав стропильную систему, следует:
Какой кровельный материал лучше применить для полувальмовой крыши
Основные требования к материалу следующие: прочность и лёгкость. Самый оптимальный вариант для такой кровли – металлочерепица либо профнастил. Можно использовать мягкую кровлю, но следует учитывать то, что из-за применения сплошной обрешётки нагрузка на стропильную систему будет увеличиваться.
В заключение следует сказать, что полувальмовая конструкция крыши заслуживает достойного внимания. Несмотря на сложность монтажа и более высокую стоимость, она отличается эстетичностью, привлекательностью и стоит того, чтобы воплотить её в жизнь. Готовы ли вы к этому шагу? Если да, то немедленно приступайте к осуществлению своих планов!
Полувальмовая крыша своими руками: схемы, проектирование, примеры возведения
Крыши домов во все времена придумывалась и реализовывались исключительно с практической точки зрения. А поэтому учитывать многовековой опыт однозначно стоит.
Например, если взять Россию, в ее центральной части чаще всего встречались двускатные кровли, а вот ближе к югу и степям уже появлялись вальмы. Это объясняется тем, что в центре страны нет таких сильных ветров, как в степных регионах с их ураганами. Там приходилось строить крыши посложнее, более обтекаемые.
Так в свое время возникла необычная, но красивая крыша – полувальмовая по своей форме, с двумя полноценными и двумя укороченными скатами. Ее называют голландская. В ней сочетаются самые ценные преимущества обеих классических кровель: двускатной и вальмовой, при этом конструкция получилась надежной и прочной.
И хотя проектирование, расчет и строительство таких крыш достаточно сложное, их все-таки с удовольствием стоят как на небольших дачах, так и на внушительных семейных особняках. В чем же их секрет?
Содержание
Ценные преимущества полувальмовой стропильной системы
Многие люди считают дизайн дома с такой усеченной крышей достаточно привлекательным. Хотя изначально их строили исходя из особенностей климата, на сегодня и датская, и голландская крыша – это уже классика архитектуры. Тем более что в условиях плотной городской застройки укороченные скаты в какой-то мере решили проблему пространства.
С самого начала полувальмовые крыши были достаточно высокими, чтобы противостоять плохой погоде. Сегодня эти условия уже необязательны. Но даже при небольшой высоте конька проектирование и устройство таких крыш все еще достаточно трудоемкое.
Подобная кровля в ее классических вариантах до сих пор наиболее популярна в Дании и Голландии. Однако у полувальмовой крыши есть несколько подвидов и модификаций, которые далеко ушли от каркаса по датской или голландской схеме:
Из всех видов четырехскатной кровли самой совершенной и продуманной считается именно голландская полувальмовая. Она сочетает в себе сразу все преимущества и четырехскатной, и двускатный стропильной системы, но при этом лишена их недостатков.
Так, например, двускатная конструкция считается слишком простой и примитивной, зато под ней получаются достаточно просторные мансарды, у которых минимум две стены – вертикальные, что довольно удобно. А вот под классической вальмовой крышей места остается мало, к тому же все стены — наклонные.
Под полувальмовой кровлей (датской или голландской) в мансарде уже имеются вертикальные стены, на которые можно устанавливать не мансардные, а обычные окна. При этом верхушка дома не потеряет ни в своей функциональности, ни во внешнем виде.
Проблема вальмовых мансард состоит в том, что каким бы уютным ни получилось подкровельное пространство, наклонные стены психологически «давят» на человека, и находиться в таком помещении не всем комфортно.
Вот почему крайне важно, когда хотя бы две плоскости выглядят более привычно. Кроме того, для окон это тоже имеет значение: несмотря на самую качественную гидроизоляцию, мансардные окна часто подвержены протечкам. Что уж говорить, если вы открыли окно и забыли про него, а на улице пошел дождь.
У голландской кровли две вальмовые части «срезаются», лишь слегка нависая сверху. У датской напротив — вальмовая часть с двух сторон начинается ниже конькового элемента, а сверху образуются небольшие фронтоны. Их часто используют для обустройства окна, а пространство под ним продолжают до пола гипсокартонной перегородкой.
Одним словом, полувальмовая крыша отличается от классической четырехскатки тем, что треугольные скаты у нее как бы открывают большую часть фронтона. У обоих видов это происходит по-разному: у голландских крыш открывается нижняя часть фонтана, а у датских – верхняя. Благодаря этим различиям такая крыша делится по своей конструкции на два вида: двускатная полувальмовая и четырехскатная полувальмовая:
Стропильную систему полувальмовой крыши называют одновременно и самой сложной, и самой совершенной. Ее придумали и реализовали впервые 300 лет назад на побережье балтийского моря, что было продиктовано влажным и снежным климатом.
Полувальмы необходимы не ради эстетического эффекта, хотя и он важен. Такие элементы хорошо закрывают конек от ветра, тем самым существенно снижая ветровую нагрузку на всю стропильную систему.
Неудивительно, что полувальмовые крыши обычно раньше строили на домах, которые расположены в степях или на ветреном побережье. Вот почему при строительстве дома всегда есть смысл сначала узнать о ветровой и снеговой нагрузке в вашей местности. Дело в том, что эти параметры обычно ставят при выборе формы крыши в довольно жесткие рамки, но совсем не плохо, если одним из рекомендуемых вариантов окажется именно датская форма. Ведь смотрится она на доме замечательно!
Главная сложность устройства полувальмовой крыши состоит в том, что даже при самом дотошном подходе и точном измерении всех деталей часто оказывается так, что приходится что-нибудь подрезать и корректировать. Здесь всю стропильную конструкцию собирают как лего, и не всегда детали подходят друг другу.
Абсолютно точных размеров можно достичь только в заводских условиях на специализированных линиях изготовления подстропильных каркасов. Поэтому имеет смысл заказать готовые фермы, чтобы не беспокоиться о геометрии своей кровли. В случае с двускатной крышей небольшие погрешности особой роли не сыграют, но у вальмовой кровли отдельные элементы могут не сойтись в контрольных точках, что повлечет за собой немало проблем.
Кроме того, у полувальмовой кровли достаточно много швов и мест соединений скатов, а это – потенциально слабые места для протечек или нарушений целостности кровельного покрытия. Поэтому придется немало потрудиться, чтобы достичь абсолютной герметичности всего кровельного покрытия на такой крыше.
Голландская крыша: двускатная полувальмовая конструкция
Голландская кровля обладают более простой конструкцией, чем датская, но при этом почему-то получила меньшее распространение.
Скорее всего дело в том, что она рассчитана на большой стропильный каркас, а его не так-то просто возводить на высоте. И сегодня подобные крыши строят в основном на двух- или трехэтажных усадьбах:
У полувальмовой голландской крыши торцевые скаты в 1,5-3 раза короче боковых. Благодаря этому получается избежать потерь полезной площади в мансардном помещении и установить там обычные окна.
Шаг 1. Устройство мауэрлата на разной высоте
Строительство начинается с установки мауэрлата. Именно на него будут опираться вальмовые или рядовые стропильные ноги. Но мауэрлат будет находиться не на одном уровне, а на разных. На иллюстрации хорошо видно, как это должно быть:
Балки перекрытия нужно укладывать перпендикулярно мауэрлату. Если вам приходится состыковать два бруса, то место их соединения нужно располагать обязательно над несущей стеной, так как оно само по себе слабое.
Шаг 2. Установка и закрепление конькового прогона
Как только мауэрлат закончен, по центру выставляют коньковые прогоны – один или несколько, в зависимости от того, насколько большой получилась крыша.
Для этого часто используют раму, верхняя часть которой и служит прогоном. К слову, в строительстве полувальмовой крыши рекомендуется использовать одинаковые материалы как для стропил, так и для каркаса, доски не должны быть меньше, чем 50 на 150 мм. Если ширина здания больше, чем 4,6 м, стропильные балки делают составными.
Шаг 3. Закрепление стропильных ног
Затем ставят стропильные ноги. Это классические стропила по бокам крыши и укороченные диагональные ноги с нарожниками для формирования небольших скатов. Для этого между двумя основными скатами устанавливается горизонтальная перемычка. Ее часто называют прибоиной. И к ней как раз под углом присоединяют диагональные стропильные ноги.
Укороченные стропила крепят к коньковой балке двумя гвоздями. И важно, чтобы такие стропила между наклонными полками и нижней опорой были с жесткой фиксацией.
Для этого в верхней точке крепления конец нарожника прибивают под углом, чтобы он соединялся со стропилами как можно более плотно. Чтобы еще лучше закрепить каркас, нижнюю плоскость, служащую опорой для стропил, закрепляют брусками с сечением 50 мм.
При установке диагональных стропил самое важное – это сформировать ими идеальную плоскость будущих скатов крыши.
А вот в этом примере все стропильные элементы соединены между собой при помощи врубки:
В приведенной иллюстрации построена висячая стропильная система, без конькового элемента. Наклон полувальм здесь обеспечен за счет более коротких стропильных ног. Все стропильные элементы соединены между собой на металлические пластины.
Вообще всю голландскую кровлю можно построить из готовых стропильных ферм, как и двускатную, в чем и состоит ее основное преимущество перед датской:
Готовые фермы выглядят следующим образом и вы можете заказать их уже готовыми:
Шаг 4. Усиление стропильной системы
Чтобы полувальмовая крыша получилась достаточно жесткой и надежной, все участки соединений обязательно усиливают подкосами. Кроме того, с обеих сторон крайние стропильные фермы в этих местах делают двойными.
Места крепления перемычки к стойке усиливают при помощи коротышей – отрезков доски, которые прибиты снизу. Именно они при повышенной ветровой нагрузке предотвращают деформацию всей стропильной конструкции.
Шаг 5. Изоляция и монтаж кровельного покрытия
Когда все будет готово, можно приступать к изоляционным работам. Кровельное покрытие в таких случаях рассматривают как пары геометрических фигур, и по ним достаточно легко вычислить площадь крыши.
Например, в датской полувальмовой конструкции это по две большие и малые трапеции у основных скатов, а у голландской – две трапеции и два небольших треугольника.
Подведем итог: голландская форма крыши хороша тем, что долгие годы не требует ремонта и достаточна устойчива. Но при ее возведении необходим высокий профессионализм, так как существует определенный ряд сложностей.
А любые ошибки в стропильной системе обычно проявляют себя со временем не лучшим образом. Как вариант, можно заказать по своему чертежу отдельные стропильные элементы, чтобы быть уверенными в их геометрии.
Датская крыша: четырехскатная полувальмовая конструкция
Переходим ко второй конструкции. В самой Дании принято строить датские крыши с ломанными скатами, часто достаточно высокие. Такие крыши в какой-то мере напоминают сказочные остроконечные шляпы, и выглядят довольно интересно. Неспроста ведь остроконечная средневековая шляпа действительно очень удобна и в дождь, и в снег.
И дело не только в эстетике. Верхнюю часть стропильной системы такой крыши строили всегда под большим углом – до 70 градусов, а вот нижние срезы делали достаточно пологими, всего лишь до 20 градусов. В таком доме обычно жили на втором этаже, а на первом располагались большая печь и кухня.
Конечно, если речь идет о современном жилом доме, то такая необычная крыша уже редкость. И встретить подобные «шляпы» на жилых домах реально уже только в Копенгагене, который ими и славится. А их современный вариант выглядит примерно так:
Датская крыша считается более сложной и при этом более прочной в сравнении с традиционной вальмовой или голландской крышами. Здесь накосные и рядовые стропила у трапециевидных скатов уже не подходят к коньковому брусу, а упираются в специальный брус с прибоиной на основании фронтонов. Снизу они ставятся на мауэрлат. Одним словом, если стропила состыковать не в коньке, а с крайними стропилами классической двускатной крыши, как раз и получается датская.
Здесь вальма во фронтальной части не будет доходить до конька, и образуется небольшой выступ. А выступ может быть разных размеров и глубины, в зависимости от уклона вальмы и высоты конька.
В итоге в такой конструкции боковые скаты связываются между собой при помощи шпренгеля. А в верхней части этих скатов формируются маленькие фронтоны, которые хорошо подходят для организации слухового или обычного окна.
Шаг 1. Выбор материала и ориентации волокон
Начнем с самого важного момента. Дело в том, что при узловой нагрузке на такую крышу возникают сжимающие и растягивающие продольные усилия. Все эти напряжения, в идеале, распределяются равномерно. Но чтобы чтобы крыша действительно служила вам верой и правдой долго, крайне желательно свести к минимуму работу деревянных элементов на растяжение.
Этого непросто добиться в нижнем поясе фермы, а поэтому для этой части крыши следует выбирать качественную древесину только первого сорта. Второй момент: чтобы деревянные элементы не повело, все стыки и узлы ферм изготавливаются так, чтобы усилия передавались только вдоль волокон.
И, кстати, неплохо использовать для нижнего пояса еще и профилированный металл, который замечательно предотвращает разрушение при растягивающих нагрузках. Такие фермы тоже обычно заказывают уже готовыми.
Шаг 2. Установка коньковых рам
Мауэрлат у датской кровли монтируется на одном уровне, как и в случае с обычной вальмовой крышей. Сама стропильная система будет выглядеть так:
Итак, прямо в центре потолочного перекрытия ставят две вертикальные стойки. На них будет опираться брус конька. Саму раму дополнительно крепят временными подкосами, чтобы она не накренилась в процессе долгой стройки.
Идем далее. Все опоры для конькового прогона нужно ставить и опирать на внутреннюю стену. При этом расстояние между рядовыми стойками важно сохранять одинаковым, иначе нагрузка на крышу не будет распределяться равномерно. Это со временем повлечет за собой деформацию всей стропильной системы. Вот почему в процессе крепления вертикальных опор лучше пользоваться строительным лазерным уровнем – он более точный.
Как только будут готовы стойки, временно закрепите их вспомогательными укосинами.
Шаг 3. Монтаж стропильных ног
Далее на коньковую раму монтируют две пары стропильных балок. Балки соединяют со стропилами. После чего, чтобы начать формировать скаты, ставят ригели — это опорная поперечина. И это – самый ответственный этап в строительстве подобной крыши. Здесь важно все максимально точно разметить.
Теперь переходим к установке рядовых стропильных ног. Здесь дальнейшее действие зависит от того, какую систему вы решили использовать: наслонную или висячую. Конкретно у датской крыши диагональные стропила будут соединяться с краем конька и углами фронтона. Для этого:
Вот о чем идет речь:
Из-за того, что диагональные накосные стропила у такой крыши обычно длинные, их часто наращивают, для чего используют стыковочный узел и укрепляют место стыка стяжными болтами:
Затем ставят вальмовые стропила. Как только они будут выровнены, уже капитально крепят ригель и наконец укладывают по бокам крыши рядовые стропила и обрешетку, настилают пароизоляцию с утеплителем и фиксируют финишное кровельное покрытие.
В случае с датской крышей используется специальная подстропильная нога-опора – подкос. Обычно нижняя его часть опирается на нижнюю обвязку, и реже – на вертикальную стойку. А стропила при этом обязательно располагают на одинаковом расстоянии друг с другом:
Вот еще один достаточно интересный любительский вариант, который сегодня часто встречается у дачников:
Шаг 4. Оформление треугольного фронтона
В процессе строительства верхний треугольник остается закрытым, для удобства и чтобы под крышу во время работ не попадала дождевая вода. Уже потом в нем вырезают окошко или оставляют, как есть:
Если треугольник совсем небольшой, то его действительно можно зашить, к примеру, сайдингом:
Шаг 5. Усиление стропильной системы
Следующий важный момент. Если крыша дома достаточно большая, существует риск провисания стропил, особенно диагональных и центральных. Поэтому всю стропильную систему лучше дополнительно усиливать специальными стойками, которые устанавливают сразу под все длинные стропила. Эти стойки дополнительно укрепляют укосинами.
Еще один вариант усиления стропильной системы – по всей длине крыши соорудить сразу несколько стоек, на которые уже будет помещаться продольная балка под стропила. Т.е. она будет находится в самом центре стропил и принимать на себя всю нагрузку от крыши.
Шаг 6. Дополнительная изоляция
В некоторых местах полувальмовой крыши ради дополнительной гидроизоляции прямо на стропила укладывают металлический фартук из тонкой оцинковки. Например, самое слабое место — это зона примыкания верхней кромки покрытия к вертикальной поверхности фронтона. По сути, такой узел ничем не отличается от узла примыкания крыши к обычной стене по своей сложности и проблематичности, а потому его лучше защитить.
Интересные варианты и необычные конструкции
Мы рассмотрели с вами классические методы устройства полувальмовых крыш. Но, например, есть такие конструкции, у которых все четыре стороны изготовлены по датскому или голландскому принципу, или же укорочены только с одной стороны. Выглядят тоже не плохо!
А если хочется совсем что-то интересное, попробуйте такой вариант. Это – одна из самых красивых и дорогостоящих видов вальмовой крыши, называется «ломаная вальмовая». Как и у ломанной мансардной, подкровельное пространство под ней получается довольно большим:
Готовы создать свой интересный проект крыши?