Стропильная система четырехскатной крыши: обзор вальмовой и шатровой конструкций. Четырехскатная крыша — основные принципы создания проекта современного жилища Крыша на 4 стороны

Крыши сложной формы привлекают особое внимание к архитектуре здания. Четырехскатные кровли популярны при возведении загородных домов. Четыре ската, расположенные в разных плоскостях, придают жилищу респектабельный вид. Чаще всего скаты выполняются разной формы: два из них получаются треугольными и выступают в роли фронтонов, два имеют форму трапеции.

Преимущества конструкции

Установка четырехскатной или вальмовой кровли кроме эстетичного вида имеет и практические плюсы:

• на чердаке, окруженном кровлей со всех сторон, поддерживается комфортная температура;
• конструкция стропил прочная и долговечная;
• высокую устойчивость к ветрам и осадкам;
• пространство под кровлей можно использовать для мансарды.

Типы четырехскатных крыш

Имея общую основу, подвиды таких покрытий несколько отличаются исполнением:

• – классический вариант с двумя треугольными вальмами и двумя скатами в форме трапеции.
• Полувальмовая – треугольные скаты имеют укороченную форму, такая конструкция выполняется для оборудования мансарды.
• Шатровая – имеет форму пирамиды с треугольными скатами. Подходит для квадратного здания.

Проектирование

Угол наклона для скатов выбирается исходя из рекомендаций изготовителей кровельного материала и природных особенностей. Для мягкой рулонной кровли достаточно угла до 18 градусов, для шифера подойдет угол в 15–60 градусов, а под стоит заложить наклон от 30 до 60 градусов.

Большое значение имеет количество осадков зимой, если выпадает значительное количество снега, то лучше выбирать крутые скаты, на которых осадки меньше задерживаются.

При проектировании стропильной системы необходимо многое учесть: сечение бруса, длину стропил, величину прогона, шаг установки элементов. Все возможные нагрузки на кровлю выясняются на стадии проектирования, к ним относят:

• вес выбранного кровельного покрытия;
• годовое количество осадков;
• масса утеплителя и гидроизоляции;
• устройство на крыше различного оборудования (антенны, фонари, окна и т. д.);

Кроме заложенных нагрузок, кровля дома должна иметь запас прочности, гарантирующий устойчивость конструкции в непредвиденной ситуации. Для возведения стропильной системы применяются брус и доски. Если есть необходимость усилить элементы, доски сдваиваются.

Перед началом работы все пиломатериалы проходят обработку антисептиком.

Последовательность работы

Установка крыши начинается с закрепления несущего основания – мауэрлата. Это брус сечением 150×150 мм, который укладывается по периметру стен. Его размещение по горизонтали контролируется уровнем. Брус не должен находиться на краю стены, нужно оставить расстояние в 5–7 см. Крепление мауэрлата выполняется на замурованные в кладку шпильки, которые закручиваются гайками. Этот брус позволяет связать стропильную систему и стены дома в общую конструкцию.

Для установки стоек необходимы лежни или балки перекрытия. Эти элементы выполняются из брусьев размером в 100×200 мм или сдвоенных досок. Все опоры устанавливаются строго вертикально и крепятся к лежню металлическим уголком или пластиной. Для вальмовой крыши стойки устанавливаются в одну линию, на них крепится коньковый прогон. При возведении шатровой типа кровли опоры размещаются по диагонали, от угла откладываются равные расстояния. В итоге они образуют прямоугольник, на который укладываются прогоны. Крепление выполняется уголками.

Боковые стропила устанавливаются после обработки по шаблону. В качестве заготовки берется тонкая доска, прикладывается к прогону и отмечается запил. Второй конец упирается в мауэрлат и намечается нижний запил. Необходимое количество стропил подготавливается по шаблону и устанавливается с выбранным шагом крепления, он может составлять от 60 см до 1 метра. С прогоном и основой соединение происходит скобами или саморезами.

Накосные стропила с коньковым прогоном образуют угол наклона скатов. Эти стропила располагаются диагонально и несут дополнительную нагрузку, поэтому для них используются сдвоенные доски. Запил накосных стропил выполняется по шаблону, длина их учитывает свес от 50 см. В верхней части накосные стропила соединяются ригелем для придания прочности. При устройстве шатровой крыши накосные стропила соединяются в коньковом узле с помощью затяжек. Стропила устанавливаются под углом в 90 градусов и непременно соединяются со стенами посредством проволочных хомутов.

К диагональным стропилам крепятся короткие стропила или нарожники. Они выполняются различной длины, но должны быть параллельны друг другу. Нарожники вместе с рядовыми стропилами формируют боковые скаты. Для шатровой модели установка нарожников и крепление стоек, подкосов и шпренгелей также является завершающим этапом постройки.

Для снятия нагрузки с диагональных стропил, под них устанавливаются шпренгели. Это вертикальные опоры, которые опираются на лежни. Боковые стропила закрепляются подкосами. Один из коней доски упирается в лежень, а второй срезается под 45 градусов и крепится к стропильной ноге.

Обрешетка и утепление

Завершить возведение крыши позволит утепление ее базальтовой ватой или вспененным полистиролом. Материал укладывается между стропилами. Защиту кровли от влаги обеспечит слой гидроизоляции. Размеры обрешетки зависят от типа кровельного покрытия, на вальмовой типе привлекательно смотрится мягкая черепица , для нее нужна сплошная обрешетка.

Правильно вести строительство поможет просмотр видео, поясняющего нюансы установки стропил.

Видео

Смотрите, как производится монтаж стропильной системы:

Скатные крышные конструкции очень часто используются в частных домах. Их четырехскатная разновидность идеально подходит высоким строениям, поскольку крыша смотрится более компактно и аккуратно без массивного фронтона. Конструкция четырехскатной крыши содержит множество составляющих элементов. Она может быть как сравнительно простой, так и более сложной за счет мансардных и слуховых окон. Но в последнем случае она смотрится более интересно и разнообразно.

Крыша четырехскатная в сравнении со своим двухскатным собратом лучше противостоит ветровым нагрузкам, осадкам и хорошо защищает стены постройки. Ее конструкция более сложная, но на небольшой дом или беседку такую крышу можно соорудить самостоятельно. На фото в сети можно увидеть, как красиво и гармонично смотрится 4-скатная крыша. Она украшает как одноэтажные дома, так и более высокие постройки.

Перед тем, как сделать четырехскатную крышу своими руками, необходимо определиться с ее разновидностью. Существуют следующие виды таких систем:

1. Вальмовая конструкция имеет в своем составе два ската трапециевидной формы и два треугольных ската, называемых вальмами. Первые два ската стыкуются друг с другом в коньке. При монтаже используется прием обустройства наслонных стропил, как в двухскатной системе, и накосных стропильных ног из 4-х скатной системы.
2. Полувальмовая конструкция имеет такое же строение, только вальмовые скаты укорочены. Под ними располагается фронтон, в котором можно сделать большие окна для освещения чердака или мансардного этажа без потери прочности кровли.
3. Шатровые крыши своими руками вы также можете соорудить, если сделаете четыре ската в форме равнобедренного треугольника. Они сходятся в одной точке.
4. Сложнее всего самостоятельно построить четырехскатную крышу сложной конфигурации с множеством ендов, фронтонов, примыканий и чердачными окнами. В этом случае строительство лучше доверить специалистам, поскольку только они смогут правильно рассчитать конструкцию, выполнить ее план, схему и собрать на месте.

Внимание! Помимо несущего каркаса крыши необходимо определиться с кровельными, гидроизоляционными и теплоизоляционными материалами, поскольку разные конструкции крыш и уклон скатов требуют использования разных материалов.

Составляющие элементы

Поскольку устройство четырехскатной крыши практически не отличается от двухскатной системы, она состоит из тех же составляющих элементов, но с добавлением некоторых дополнительных деталей. 4-х скатная крыша имеет в своем составе такие детали:

• Мауэрлат . Это деревянный брус квадратного или прямоугольного сечения, который укладывается по верху наружных несущих стен, на которые будут опираться стропила. Он воспринимает всю нагрузки и равномерно распределяет для передачи на стены. Дома с четырехскатной крышей делают с мауэрлатом сечением 100х100 мм или 150х100 мм.
• Лежни – это внутренние опорные элементы, которые укладываются на несущие стены внутри дома или опоры. Материал и сечение лежней такой же, как у мауэрлата.
• Стропила делятся на накосные и боковые. Последние из них образуют трапециевидный скат, а накосные нужны для вальмовых скатов. В шатровой крыше боковые стропила не используются. Боковые стропила собирают из бруса сечением 5х15 см, а диагональные – 10х15 см. Оптимальный шаг стропильной системы 800-900 мм, но он может быть меньше или больше в зависимости от выбранного кровельного покрытия и особенностей конструкции крыши.
• Стойки нужны для поддержания каркаса четырехскатной конструкции.
• Коньковый прогон – горизонтальный элемент, который одновременно соединяет стропила и служит для них опорой. Скатная конструкция шатровой крыши не имеет конька. Его лучше выполнить из бруса сечением 150х100 (50) мм.
• Затяжки – горизонтальный элемент, который соединяет парные боковые стропила, не позволяя им разъезжаться в стороны. Материал – доска сечением 5х15 см.
• Нарожники – это укороченные стропила, которые крепятся к диагональной ноге. Они делаются из доски размером 150х50 мм.
• Подкосы – специальные распорки, которые позволяют увеличить прочность и несущую способность крыши.
• Кобылка – это элементы, которые формируют свес кровли и крепятся к стропилам снизу. Ее делают из бруса сечением 120х50 мм.

При обустройстве более сложной 4-скатной крыши, чертеж и конструктивная схема могут содержать другие дополнительные элементы, например, карнизы, защитные планки, дополнительную обрешетку и т.п. Чтобы точно подсчитать требуемое количество материала, необходимо выполнить эскиз или чертеж в масштабе, и по нему провести все необходимые расчеты.

Важно: материал всех составляющих элементов крыши – древесина хвойных пород не ниже 2 сорта с влажность не более 15 %.

Последовательность монтажа

То, как делается четырехскатная крыша своими руками, мы изучим на примере самой простой вальмовой конструкции. Пошагово процесс установки составляющих элементов крыши выглядит так:

1. Для передачи и равномерного распределения нагрузки от каркаса крыши, снега и самого кровельного покрытия на несущие стены укладываются мауэрлаты. Брусья фиксируют к ограждающим конструкциям посредством анкерных шпилек, которые закладывают еще на этапе возведения стен. Если дом возводится из дерева, то роль мауэрлата выполняет последний венец сруба. Брус мауэрлата обязательно защищается от кирпичных, бетонных и каменных стен посредством гидроизоляции. Для этого его оборачивают двумя слоями рубероида.
2. Лежни укладывают на несущие внутренние стены. Они необходимы там, где в стропильной системе предусмотрены стойки. Если в доме нет внутренних несущих стен или они находятся не в том месте, то под стойки необходимо предусмотреть усиленные балки, которые выполняют функции перекрытий. Как правило, балки имеют сечение 20х5 см, поэтому несущие элементы увеличивают до сечения 20х10 см.
3. После этого приступают к установке стоек на несущие балки или лежни. Стойки выравнивают по уровню или отвесу и временно фиксируют посредством подпорок из досок. Для надежной фиксации стойки используют металлические уголки или стальные пластины. Для простой вальмовой системы вам понадобится один ряд стоек, установленных по центру прямо под коньком. Шаг стоек не больше 2 м. При обустройстве шатровой крыши стойки нужно устанавливать под диагональными ногами на одинаковом расстоянии от угла дома.
4. Далее на установленные стойки кладут прогоны. У обычной вальмовой системы этот прогон – конек. У шатровой крыши все прогоны образуют прямоугольник меньшего периметра, чем сам дом. Все прогоны в такой конструкции скрепляются металлическими уголками и саморезами.
5. Теперь можно начинать монтаж стропильных ног. При этом установку боковых стропил в простой вальмой системе выполняют в такой последовательности:

• Доску (150х25 мм) по ширине стропил прикладывают к коньку в месте установки крайней стойки и делают шаблон. На нем отмечают верхний запил (то место, которым стропильная нога будет опираться на конек) и выпиливают его.
• Далее шаблон прикладывают к коньку и выпиливают нижний запил (тот, которым стропильный элемент будет опираться на брус мауэрлата).
• После этого готовый шаблон прикладывают к коньку в месте установки стропил и проверяют необходимость подгонки для каждого стропильного элемента.
• Размечают стропила и выпиливают по шаблону выемку.
• Теперь стропильные ноги можно устанавливать и крепить к мауэрлату и коньковому брусу. Для фиксации используют металлические уголки и саморезы либо скобы.

Более подробно про монтаж стропильной системы четырехскатной крыши можно узнать из предложенного видео:

1. Для изготовления диагональных усиленных стропил можно использовать две срощенные доски обычного бокового стропила. Шаблон под диагональные ноги делают аналогично. Верхней частью эти элементы опираются на стойку, а нижней – на угловую часть мауэрлата. Именно поэтому запилы нужно делать под 45 градусов.
2. Далее между двумя диагональными стропилами устанавливают нарожники. Шаг установки этих элементов равен шагу монтажа стропил. Верхней частью нарожник опирается на диагональную ногу, нижней – на мауэрлат. Запил на верхней части нарожников у половины элементов делается в зеркальном отражении. Нижний запил обычно выполняют по месту. После монтажа элемента образуется свес, который выравнивают по натянутому шнуру и подрезают.
3. Построенная стропильная система еще не гарантирует надежность крыши. Поскольку на диагональные ноги приходится максимальная нагрузка, под них необходимо установить дополнительные стойки – шпрегнели. Они должны опираться на усиленные балки перекрытия.
4. Под боковые стропильные ноги устанавливаются подкосы, которые нижним краем опираются на лежень или балку перекрытия, а их верхний край должен упираться в стропило под углом примерно в 45°.
5. Крыша четырехскатная своими руками может делаться с любым кровельным покрытием, например, из ондулина, профнастила, металлочерепицы, гибкой черепицы. Но стоит помнить, что под мягкое покрытие нужно делать сплошную обрешетку из влагостойкой фанеры или ОСП. Если вы планируете делать мансардный этаж, то необходимо между стропилами заложить утеплитель, а снизу подшить все пароизоляцией. Если чердак будет холодный, то утепляются только перекрытия. Под кровельное покрытие обязательно укладывается гидроизоляция и делается вентиляционный зазор.

Четырёхскатные крыши становятся более востребованными с каждым годом, что обусловлено условиями проектирования достаточно больших по размерам сооружений. Такая кровля выглядит более компактно и аккуратно по сравнению с классическими вариантами двухскатных кровель. Кроме того, есть возможность выполнить не только стандартную конструкцию такой крыши, но и разнообразить кровлю различными элементами, представленными чаще всего мансардными и слуховыми окнами.

Варианты четырёхскатных крыш

Четырёхскатные кровли отличаются достаточным видовым разнообразием, что позволяет выполнить следующие типы конструкций:

• . Характеризуется двумя плоскостями трапециевидной формы в совокупности с парой треугольных скатов. Конструкция отличается отсутствием фронтонов, а для устройства мансардных или слуховых окон используются кровельные скаты.

• полувальмовая кровля . Основное отличие заключается в необычной конструкции вальм, которые состоят из двух частей. Нижний трапециевидный сегмент сочетается с верхней треугольной частью.

• шатровая кровля . Название данной конструкции обусловлено стыкованием всех четырёх скатов треугольного формы в одной верхней точке с образованием четырёхугольной пирамиды с основанием из квадрата или прямоугольника. Характерно полное отсутствие фронтонов. Устройство четырёхскатных кровель обусловлено наличием довольно сложной стропильной системы, что требует выполнения подробных чертежей и тщательного планирования.

Особенности проектирования

Для создания грамотного проекта крыши необходимо учитывать любые возможные нагрузки, которые будет испытывать будущая стропильная система.

Проектная документация должна содержать:

• основные чертежи стропильной системы и главных узлов, в местах соединения стропил с мауэрлатом и коньком, а также особенности расположения обрешётки;

• технологические особенности кровельного пирога и других кровельных элементов.

Чертеж четырехскатной вальмовой крыши

Основа детально выполненного проекта позволяет легко выполнить все расчёты необходимого количества материалов для стропильной системы и кровельного пирога.

Расчёт нагрузки

К основным расчётным единицам относятся:

• масса необходимого кровельного материала;

• масса всех слоев выполняемого кровельного пирога, включая паро- и гидроизоляцию, а также количество утеплителя;

• ветровая нагрузка, рассчитываемая с условием региональных особенностей и кровельного уклона;

• показатели интенсивности и количества осадков летом;

• снеговая нагрузка, характерная для региона строительства;

• вес, обслуживающих кровельное покрытие, людей;

• габариты и масса дополнительного оборудования, предполагаемого к установке на поверхности крыши.

Проведение расчета размеров элементов четырехскатной крыши

Полученные параметры и показатель кровельного уклона ложатся в основу расчётов длины и сечения стропильной системы и способствуют грамотному подбору кровельного материала .

Устройство стропильной системы

Процесс устройства четырёхскатных крыш основывается на использовании накосных или диагональных стропил, которые располагаются по направлению к углам сооружения. Следует учитывать, что такая конструкция подвержена более значительной нагрузке, что требует для выполнения стропил из двойного типа брусов.

Достаточно значительная длина предполагает использование соединений, которые при высоких нагрузках могут подвергаться проседанию. Именно по этой причине под соединительные элементы требуется устанавливать прочные стойки-опоры.

Конструкция требует использования нарожников или коротких стропил, упирающихся верхней частью в накосные стропила. Для закрепления выбираются несколько разных точек, способствующих максимально равномерному распределению нагрузки от нарожников.

В процессе создания четырёхскатной кровли участвуют помимо стандартных элементов дополнительные каркасные составляющие. Все компоненты такой крыши составляют единую систему, объединяющую:

• лежни, являющиеся внутренними опорными брусьями, уложенными поверх несущих стен или колон;

• боковые стропила, образующие трапециевидные скаты кровли;

• диагональный или накосный тип стропил;

• вертикальный тип опор, представленный стойками и шпренгелями, которые способствуют поддержанию стропильной системы;

• прогон или брус коньковый, являющийся горизонтальной опорой для стропильной системы вверху кровельной конструкции. Укладывается поверх стоек и закрепляется. Для шатровой кровли нет необходимости монтировать коньковый брус;

• горизонтальные затяжки или ригели для соединения боковых стропил, которые без установки таких элементов могут разъехаться в разные стороны;

• кровельные нарожники, монтируемые поверх диагональных стропил для образования скатного каркаса;

• ветровые типы балок и подкосные распорки, способствующие увеличению прочности кровли и позволяющие противостоять большинству нагрузок;

• кобылки для создания необходимого кровельного свеса, которые закрепляются в нижнем сегменте стропильных ног.

Пошаговая технология возведения своими руками

Монтажные работы выполняются непосредственно после разработки проекта и приобретения всех необходимых в соответствии с расчётами материалов.

На начальном этапе устанавливается мауэрлат , который закрепляется на стенах здания. При укладке необходимо выдерживать расстояние от края наружной стены в пять сантиметров. Чаще всего для крепления мауэрлата используется анкерный вариант.

Следующий этап предполагает выполнение качественной разметки с последующим монтажом стоек и установлением конькового бруса . В процессе выполняемых работ необходимо использовать отвес. Для закрепления стоек требуется применять специальные укосины.

Далее выполняется установка накосных стропил , при монтаже которых учитывается размер будущего свеса. В стандартных условиях длина свеса составляет от пятидесяти сантиметров до метра. Оптимальный размер - шестьдесят сантиметров.

Правильный монтаж диагональных стропил должен выполняться в соответствии со следующими правилами:

• накосные стропила крепятся на мауэрлат с закреплением укороченных стропил или нарожников;

• передача нагрузок с накосных стропил распределяется шпренгельными фермами;

• в качестве опоры шпренгельных ферм используются дополнительные затяжки, монтируемые на балки продольного или поперечного типов;

• в соответствии с проектной документацией устанавливаются затяжки, ригели, стойки и подкосы, которые призваны увеличить жёсткость конструкции;

• крепление диагональных стропил вверху выполняется на коньковый прогон, опирающийся на продольный тип балки;

• следует обязательно использовать специальный вид врезок и врубок, дополненных посредством металлических крепёжных элементов, что позволит обеспечить связь нижних стропильных концов и мауэрлата;

• установка рядовых стропил с шагом, соответствующим расчётным нагрузкам, производится сразу после монтажа диагональных стропил;

• накосные стропила связываются посредством горизонтальных ригелей из досок сечением 120 х 40 миллиметров;

• накосные стропила повышают сопротивление вальмовых скатов при значительных ветровых нагрузках;

• наличие в проекте эркера требует установки подстропильных балок из сращённых обрезных досок или бруса.

Следующий этап монтажа заключается в установке нарожников и боковых стропилин , которые должны быть расположены в одной плоскости. В результате этих работ формируются боковые кровельные скаты. Следует внимательно следить за обеспечением параллельности всех устанавливаемых стропильных ног, нарожников и боковых элементов.

После окончания монтажа конструкции всей стропильной системы необходимо выполнить качественную для которой используются бруски с сечением в сорок или пятьдесят миллиметров. Далее следует стандартное выполнение подходящего кровельного пирога, поверх которого монтируется выбранный кровельный материал.

Подробнее о возведении крыши узнаете из видео.

Подводим итоги

Четырёхскатная крыша является наиболее надёжным и экономичным вариантом кровельного устройства при отсутствии необходимости в чердачном помещении.

Отсутствие несущих элементов в виде жёстких фронтонов требует обеспечения надёжности конструкции в соответствии с расчётами и проектом.

Четырёхскатные крыши относятся к категории популярных и востребованных кровельных конструкций, что обусловлено простотой монтажа и минимизацией расходов на строительные материалы для возведения стен.

Крыша четырехскатная своими руками: чертежи и фото ниже.

Как монтируется четырехскатная крыша

Чертеж плана стропильной системы

Монтаж обрешетки, пароизоляции, гидроизоляции

Обустройство разных слоев четырехскатной крыши требует внимательного отношения к каждому этапу работ.

Каждый укладываемый слой несет свою функцию, все слои в совокупности образуют единую систему , которая обеспечивает защиту сооружения.

Укладка обрешетки

Обрешетка - деревянная конструкция, состоящая из брусьев, расположенных поперек стропильных ног. Оптимальное сечение брусков обрешетки - 50х50 мм.

Перед монтажом доски обрешетки требуют обработки антисептическими средствами .

Обрешетку монтируют либо сплошным слоем, либо шагом 100-150 мм (в зависимости от внешнего покрытия).

Крепить обрешетку следует гвоздями.

Монтаж обрешетки

Монтаж пароизоляции

Пароизоляционную пленку устанавливают для того, чтобы предотвратить попадание влаги в теплоизоляционный слой . Пленку пароизоляции крепят к доскам обрешетки степлером внахлест. Места нахлеста заклеивают скотчем.

При этом необходимо следить за тем, чтобы пленка плотно прилегала к доскам. В местах оборудования труб или окон можно применять каучуковые или полиуретановые клеящие ленты.

ОСТОРОЖНО!

Пароизоляционный материал не должен огибать доски обрешетки, чтобы не допустить образование мест для скопления воды.

Водяные пары имеют высокую проникающую способность, поэтому монтаж пароизоляции - очень ответственный этап работ .

Монтаж пароизоляции

Установка гидроизоляции

После монтажа утеплителя укладывают гидроизоляцию. Гидроизоляция не пропускает скопившуюся в подкровельном пространстве влагу внутрь кровельного пирога. Как и теплоизоляционную пленку, гидроизоляцию укладывают внахлест и стыки проклеивают .

Особенно важно правильно уложить пленку в коньковой части . Коньковая область наиболее подвержена скоплению паров конденсата.

Важность каждого этапа по монтажу кровли вальмовой крыши нельзя недооценивать и тем более отказаться от монтажа какого-либо элемента.

Монтаж гидроизоляции

Вальмовые крыши считаются самыми прочными и долговечными . Их устанавливали более ста лет назад, и такие конструкции зарекомендовали себя как надежные и выносливые.

Несмотря на сложность конструкции, монтаж ее можно производить самостоятельно , главное - выполнять шаг за шагом в четкой последовательности каждый этап работ и выбирать качественный, надежный материал, ведь крыша должна защищать дом не один десяток лет.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете как построить вальмовую крышу своими руками:

Вконтакте

Крыша является не менее важным элементом дома, чем фундамент и стены. Её конструкция задаёт настроение всему архитектурному ансамблю, делает здание аккуратным и привлекательным. Четырёхскатная крыша приобрела широкую популярность не только из-за высокой надёжности и внешней притягательности, но и вследствие появившейся возможности обустраивать дополнительные сооружения - мансардные и слуховые окна, эркеры и т. д. Несмотря на то, что монтаж подобной кровли немного дороже и сложнее двускатной конструкции, её всё так же несложно построить своими руками.

Преимущества четырёхскатных крыш перед двускатными конструкциями

Одной из основных задач, которая появляется ещё на этапе проектирования собственного дома, является выбор типа крыши. Наличие множества вариантов среди двускатных и четырёхскатных конструкций требует ответа на вопрос, какой кровле отдать предпочтение. И хоть эстетика сооружения играет не последнюю роль, на передний план всё же выступают критерии надёжности и практичности.

Двускатная крыша представляет собой классическое сооружение, которое образуют два противоположных ската и пара вертикальных торцевых частей, именуемых фронтонами. Просторное подкровельное пространство позволяет обустраивать мансарду, жилое помещение или использовать чердак в бытовых целях.

Классическую двускатную крышу легко узнать по паре прямоугольных скатов, которые примыкают друг к другу по центральной оси здания, и двум треугольным фронтонам с его торцов

Сооружения этого типа в силу своей простоты и практичности длительное время оставались самыми популярными в индивидуальном строительстве. Вместе с тем зависимость геометрии кровли от размеров строения, а также усложнение и удорожание конструкции при обустройстве мансарды вынуждало к поиску других, более практичных и функциональных вариантов. И они нашлись в виде разнообразных четырёхскатных крыш, которые в своей основе имеют пару треугольных и два трапециевидных ската. Последние нередко называют вальмами, а саму крышу - вальмовой. При возведении конструкции этого типа отпадает необходимость во фронтонах и появляется возможность сделать здание более современным и оригинальным.

Скаты простейшей вальмовой крыши определяют поверхности в виде двух трапеций и пары треугольников

Можно назвать несколько преимуществ вальмовых крыш перед традиционными двускатными сооружениями:

• возможность обустройства чердачных окон прямо на скатах;
• увеличенная прочность, надёжность и устойчивость стропильной системы;
• повышенная стойкость к погодным факторам;
• возможность увеличения площади чердачного помещения простым уменьшением ширины основания вальмы;
• более равномерное распределение веса кровли;
• улучшенный температурный режим при обустройстве мансардного помещения.

Пусть вас не введут в заблуждение многочисленные достоинства более стильной четырёхскатной кровли - есть у неё и недостатки. К ним относится более сложная конструкция, незначительное уменьшение размера чердачного помещения и неэкономное расходование кровельного материала. Что же касается расходов, то бюджет, который потребуется на сооружение той и другой кровли, отличается незначительно.

Четырёхскатная крыша не является ноу-хау в архитектуре - её конструкция известна с глубокой древности

Классификация вальмовых крыш

Различия в форме зданий, а также требования к функциональности и практичности традиционной вальмовой кровли способствовали появлению множества вариаций. Если не рассматривать самые экзотические из них, то можно выделить несколько основных типов четырёхскатных крыш.

1. Традиционная вальмовая кровля, боковые скаты которой доходят до уровня карниза. Для сооружения её основных поверхностей применяют прямые стропила, а рёбра вальм образуют брусья, отходящие от окончаний конька. Проработанная конструкция и распределение веса кровли на увеличенную площадь позволяет не только расположить свесы на одной линии, но и увеличить их вылет. Благодаря этому фасад здания надёжно защищается от дождя даже при сильных порывах ветра.

   
   В скаты классической вальмовой крыши нередко встраивают элементы остекления

2. Шатровую крышу можно установить на дом, который в плане имеет форму квадрата. Особенностью такой конструкции являются скаты одинаковой конфигурации. Их рёбра сходятся в одну точку, а вальмы имеют форму равнобедренных треугольников.

   
   Шатровые крыши широко используются в современном индивидуальном строительстве

3. Полувальмовые крыши получили своё название из-за укороченных вальм. В отличие от традиционной кровли, их длина уменьшается в 1.5–3 раза по сравнению с размерами основных скатов.

   
   Боковые скаты полувальмовых крыш имеют укороченную длину, поэтому до линии карниза не достают

4. Датская полувальмовая кровля имеет небольшой фронтон под коньком и короткую вальму со стороны карниза. Подобная конструкция позволяет устанавливать элементы вентиляции и освещения непосредственно в вертикальный торец кровли, тем самым исключая необходимость в установке мансардных окон.

   
   Датский проект хорош тем, что позволяет с лёгкостью обустраивать чердачные помещения

5. Полувальмовая голландская крыша имеет вертикальный фронтон, разделяющий вальму на два коротких ската. Стропильная система «голландки» хоть и имеет повышенную сложность, но зато позволяет сделать более просторным и практичным чердачное помещение. Кроме того, эта конструкция отлично подходит для монтажа вертикального остекления в мансарде.

   
   Построенная по голландскому проекту крыша пока ещё редко встречается в нашей местности

6. Ломаная четырёхскатная крыша имеет несколько скатов разного размера на одном склоне. Благодаря их различному наклону удаётся увеличить объём подкровельного пространства. Хоть ломаную конструкцию и нельзя назвать простой, дома с такой кровлей встречаются очень часто. Причиной популярности является возможность обустроить дополнительные жилые комнаты на верхнем ярусе. По этой причине крышу с ломаными скатами нередко называют мансардной.

   
   Ломаная крыша несколько утяжеляет архитектуру здания, но зато позволяет обустроить несколько жилых помещений в чердачном пространстве

Существуют и более сложные сооружения из множества вальм, а также те, в которых четырёхскатная крыша комбинируется с кровельными системами других типов. Проектирование и монтаж такой кровли требует многолетнего опыта и знаний, поэтому строительство мудрёной крыши лучше поручить специалистам.

Проектирование четырёхскатных крыш

При разработке вальмовой крыши учитывают все виды нагрузок, которые на неё будут воздействовать. Для этого следует в первую очередь решить несколько важных вопросов:

• целевое назначение чердачного пространства;
• материал кровли;
• степень атмосферного воздействия в регионе строительства.

На основании этих факторов определяют степень наклона скатов и площадь кровли, выполняют расчёт нагрузок и принимают решение о конструкции и параметрах стропильной системы.

Геометрические параметры скатов

Угол наклона скатов зависит от снеговой и ветровой нагрузки, поэтому варьируется в очень широких пределах - от 5 до 60 градусов. В районах с дождливой погодой и высоким снеговым покровом возводят крыши с покатостью от 45 до 60 градусов. Если же регион отличается сильными ветрами и минимальным количеством осадков, то уклон можно уменьшать вплоть до самого минимума.

Определяя угловые параметры кровли, необходимо обязательно учитывать, каким материалом она будет укрыта:

• шиферные листы, ондулин, кровельный металл и рулонные материалы укладывают на скаты с уклоном от 14 до 60 градусов;
• черепицу монтируют на поверхности со степенью покатости от 30 до 60 градусов;
• рулонное покрытие используют на покатых скатах - от 5 до 18 градусов.

Определившись с углом наклона крыши, совсем нетрудно рассчитать, на какой высоте окажется конёк. Для этого используют простые тригонометрические формулы для прямоугольного треугольника.

Площадь кровли

Даже самая сложная вальмовая крыша состоит из отдельных скатов, повторяющих контуры простейших геометрических фигур, поэтому чаще всего для расчётов достаточно знать линейные размеры основания и углы наклона вальм.

Для определения квадратуры крыши необходимо сложить площади скатов, из которых она состоит

Общую площадь кровли вычисляют, суммируя квадратуру отдельных вальм. Скаты сложной конфигурации разделяют на несколько простых поверхностей, после чего проводят отдельные вычисления для каждой из них.

Принципы расчёта геометрических параметров четырёхскатных крыш основаны на вычислениях для простых поверхностей

Расчёт нагрузок

Нагрузки, воздействующие на четырёхскатную крышу, разделяются на два вида:

• постоянные,
• периодические.

К первым относится вес кровельных материалов, стропил, обрешётки и других деталей каркаса. Вторые - это усилия, которые оказывают осадки и сила ветра. Кроме того, при расчёте следует учитывать полезную нагрузку в виде разнообразных инженерных систем и коммуникаций, прикреплённых к элементам стропильной системы.

Ориентируясь на СНиП, при проектировании крыши необходимо принимать снеговую нагрузку 180 кг/кв. м. При опасности накопления снега на крыше этот параметр повышается до 400–450 кг/кв. м. Если же кровля имеет угол наклона скатов более 60 градусов, то снеговую нагрузку можно не учитывать - на поверхностях с такой крутизной склонов осадки не задерживаются.

Сила ветровых нагрузок значительно меньше - до 35 кг/кв. м. Если уклон крыши составляет от 5 до 30 градусов, то воздействием, которое оказывает ветер, можно пренебречь.

Приведённые выше параметры атмосферных воздействий являются усреднёнными величинами, принятыми для средней полосы. Выполняя расчёты, следует использовать поправочные коэффициенты в зависимости от региона строительства.

Расчёт стропильной системы

При расчёте стропильной системы определяют шаг стропил и максимальную нагрузку, которую они могут нести. На основании этих данных принимают решение об установке раскосов, которые способствуют перераспределению нагрузки, и затяжек, предохраняющих каркас от расшатывания.

Основная нагрузка вальмовой кровли приходится на диагональные стропила

Наличие вальм на четырёхскатных крышах, кроме обычных стропил, требует устанавливать ещё и диагональные (по-другому, накосные) - те, что крепятся к коньку и направляются к углам здания. Их длина больше поперечных узловых элементов кровли. Кроме того, к диагональным рёбрам крепятся укороченные элементы - нарожники. По сравнению с обычными стропилами, накосные ноги испытывают увеличенную в 1.5–2 раза нагрузку, поэтому их сечение удваивают, а для обеспечения многопролётности подпирают одной-двумя стойками.

Нередко вальмовые крыши имеют усложнённую стропильную систему, которая, в отличие от простой четырёхскатной конструкции, оказывает дополнительную нагрузку в местах установки вертикальных опор. Эту особенность следует обязательно учитывать при расчёте прочности деревянного каркаса кровли.

Расстояние укладки стропил называют шагом и определяют исходя из длины стропильной ноги и сечения используемого пиломатериала. Определять этот параметр удобнее всего по специальным таблицам, одна из которых приводится ниже.

Таблица: зависимость сечения и шага стропил от их длины

Проводимые вручную расчёты достаточно трудоёмки. Для сокращения времени проектирования можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов для определения параметров вальмовых крыш. С его помощью можно определить не только геометрические параметры, но и массу других не менее важных факторов:

• количество влаго- и теплоизоляции с учётом нахлестов;
• количество кровельного материала, включая образующиеся при раскрое отходы;
• объём пиломатериалов, необходимых для обустройства стропильной системы;
• длину свесов и т. д.

Видео: использование строительного калькулятора для расчёта кровли

Какие материалы понадобятся для сборки стропильной системы

Для постройки вальмовой крыши лучше всего подходит брус и доска из лиственницы, сосны и другой древесины хвойных пород. Выбирая материал для строительства, необходимо тщательно отбраковывать дефектные доски. Повреждение грибком, сучки и трещины снижают прочность досок и влияют на долговечность кровли. При влажности древесины более 22% пиломатериалы штабелируют на открытом воздухе и просушивают. Следует понимать, что недосушенные доски может покоробить, а это, в свою очередь, приведёт к нарушению геометрии кровли с возможным повреждением финишного покрытия.

Для сборки деревянного каркаса используется прямоугольный брус сечением от 80х80 мм до 150х150 мм - точные параметры определяются расчётным путём или с помощью приведённой выше таблицы. Как альтернативу, можно использовать доску сечением 50х100 мм или 50х200 мм. Если есть необходимость усилить стропильную ногу, то используют спаренные доски.

Для надёжного крепления, а также увеличения жёсткости деревянного каркаса, применяют стальные скобы и другие металлические элементы. Нередко под особо нагруженные коньковые прогоны устанавливают не деревянные, а стальные опоры. Комбинированные каркасы имеют увеличенную прочность и надёжность.

Особенности стропильной системы

Чтобы правильно спроектировать и установить четырёхскатную кровлю, необходимо детально разобраться с её конструкцией, а также особенностями обустройства вальмовых крыш наиболее распространённых видов.

Устройство стропильной системы в деталях

Каркас вальмовой крыши состоит из большинства таких же деталей, что и двускатной, но более сложная стропильная система требует монтажа дополнительных элементов. При детальном рассмотрении можно обнаружить такие составляющие:

Все эти элементы можно найти в четырёхскатной крыше любого типа. Исключение составляет лишь шатровая кровля, которая боковых стропил и конькового бруса не имеет.

В деревянных и каркасных домах стропильная система монтируется без мауэрлата. В первом случае его функции берут на себя крайние венцы, а во втором - верхняя обвязка.

Разновидности стропильных систем вальмовых крыш

Поскольку основу стропильной системы вальмовой крыши составляют накосные стропила, при монтаже кровельного каркаса необходимо придерживаться следующих правил:

1. В конструкциях, где накосные ноги испытывают увеличенную нагрузку, для их изготовления используют брус удвоенной толщины.
2. Сращивание отдельных частей диагональных стропил выполняют в местах с максимальной нагрузкой (чаще всего - в верхней их части) и укрепляют при помощи подкосов и вертикальных стоек, установленных под углом 90° к стропильным ногам.
3. При изготовлении накосных стропил следует предусматривать запас на подрезку по месту, поэтому расчётную длину бруса увеличивают на 5–10%.
4. Ответственные узлы соединения накосных стропильных ног необходимо усилить металлическими крепёжными элементами - скобами, скрутками или перфорированными строительными полосами.

При выборе стропильной системы необходимо обязательно учитывать размер здания и наличие внутренних опор или капитальных простенков. Исходя из конкретных условий, выбирают схему с висячими или наслонными стропилами.

Система с висячими стропилами

Кровельная конструкция с висячими стропилами не имеет опор по средней линии, поэтому основной вес приходится на стены внешнего периметра. Эта особенность проявляет себя в перераспределении внутренних усилий - стропильная система подвергается сжимающим и изгибающим нагрузкам. Что же касается стен, то на них передаются значительные распирающие усилия. Чтобы устранить этот фактор, каждую пару стропил соединяют между собой так называемыми затяжками - перемычками из деревянного бруса или металлопроката.

Затяжка может располагаться как у основания стропильных ног, так и выше. В первом случае перемычка будет исполнять ещё и роль поперечной балки, что является удачным вариантом при строительстве мансардной кровли. Если же затяжка будет установлена в районе средней линии или выше, то она будет выполнять лишь функцию закрепляющего звена. Следует отметить, что от такого, казалось бы, незначительного момента, как высота установки затяжек, зависит стоимость стропильной системы. Чем выше будут расположены поперечные перемычки, тем больше должно быть сечение всех составляющих деревянного каркаса.

Вальмовые крыши с наслонными и висячими стропилами имеют отличия между опорными элементами конструкции

Конструкция с наслонными стропилами

Вальмовая крыша с наслонными стропилами подходит лишь для тех домов, внутреннее пространство которых разделяется на две равные части капитальной стеной или установленными для поддержки перекрытия опорными столбами. В этом случае нижний край стропильных ног опирается на мауэрлат, а средняя часть - на несущий простенок. Наличие дополнительных точек опоры позволяет разгрузить элементы стропильной системы, сняв с них, а также со стен здания знакопеременные горизонтальные усилия. Как и кровельные балки, стропила начинают работать лишь на изгиб. Каркас с наслонными стропилами становится более жёстким и прочным по сравнению с той конструкцией, в которой используются стропила безопорного типа. И это при том что в первом случае можно использовать брус меньшего сечения. А это способствует уменьшению веса деревянного сооружения и снижает расходы на закупку пиломатериалов.

Монтаж четырёхскатной крыши

Сборку стропильной системы необходимо выполнять в строго определённом порядке. Это необходимо для того, чтобы правильно установить и закрепить все конструктивные элементы кровли.

1. Для перераспределения нагрузки, которую оказывают на стены кровельная конструкция, ветер и осадки, на внешние стены укладывают мауэрлат. В индивидуальном строительстве для этих целей применяют брус сечением не менее 100х150 мм. Для крепления продольных балок конструкции используют анкерные шпильки. Их необходимо закладывать в верхние ряды кладки ещё на этапе возведения стен. Гидроизоляцию мауэрлата выполняют при помощи двух слоёв рубероида, который укладывают поверх несущих стен.

   
   Мауэрлат к несущей стене крепят при помощи болтов или анкеров

2. При необходимости установки вертикальных опор, на несущие простенки укладывают лежни. Для горизонтального выравнивания элементов стропильной системы используют деревянные подкладки. В дальнейшем это значительно упростит установку стоек и прогонов. Если капитальные перегородки планом здания не предусмотрены, то вертикальные опоры монтируют на балках перекрытий. Для этого их усиливают, сращивая две доски 50х200 мм или используя один брус 100х200 мм.

   
   Опора вертикальных стоек на балки допускается только в том случае, если конструкция будет покоиться на капитальном простенке

3. Выставляют опорные стойки. Для их выравнивания пользуются отвесом или лазерным уровнем, после чего устанавливают временные подпорки. Для крепления вертикальной опоры к лежню или горизонтальной балке используют металлические уголки и пластины.
4. Поверх стоек укладывают прогоны. Традиционная вальмовая кровля нуждается в монтаже одного прогона, который, собственно, и образует конёк. Шатровые конструкции нуждаются в монтаже четырёх прогонов. Как и при монтаже стоек, крепление выполняют при помощи металлических уголков и саморезов.

   
   Коньковый прогон можно крепить как непосредственно к стропильной ноге, так и посредством деревянных накладок

5. Подготовка стропил. Боковые стропильные ноги простых четырёхскатных крыш монтируют точно так же, как и наслонные на двускатной кровле. Сначала следует сделать шаблон. Для этого со стороны крайней опоры к коньку прикладывают доску такой же ширины, как и стропила. Её толщина не должна превышать 25 мм - шаблон должен быть лёгким. На этой доске отмечают запил, необходимый для надёжной опоры и точного прилегания стропильной ноги к коньковому брусу, а также вырез, соответствующий месту стыкования с мауэрлатом. Отмеченные места выпиливают и далее используют для быстрой подготовки стропильных ног.

   
   Изготовление шаблона сможет сократить время подготовки стропил к монтажу

6. Прикладывая изготовленный образец к прогонному брусу, необходимо проверить, нужна ли точная подгонка стропила. При наличии зазоров, запилы в стропиле выполняют с учётом поправок. После того, как все опорные ноги будут готовы, их выставляют с шагом 50–150 см и прикрепляют к мауэрлату и коньку. Для монтажа лучше всего подходят скобы, но можно брать и мощные металлические уголки.
7. Как уже говорилось, диагональные стропила изготавливают из срощенных досок или бруса увеличенного сечения. Для их монтажа также понадобится шаблон, который подготавливают в полном соответствии с описанным выше способом. Поскольку накосные стропила одной стороной примыкают к углу мауэрлата, а другой опираются на стойки, запил выполняется под углом 45° к плоскости.

   
   Раскладку стропил и нарожников на вальмовой крыше выполняют по шаблону

8. В промежутках между накосными стропилами крепят нарожники. Их шаг соответствует расстоянию между стропилами, а точками опор выступают диагональные ноги и мауэрлат. Нагрузку, которую испытывают нарожники, не сравнить с тем весом, который приходится на стропила, поэтому первые можно сооружать из досок толщиной 30–50 мм. Для ускорения монтажа понадобится шаблон с запилами со стороны диагонального стропила и мауэрлата, но вырезы на половине нарожников необходимо сделать в зеркальном отображении.

   
   Использование металлических крепёжных элементов делает стропильную систему более жёсткой и устойчивой

9. Если есть необходимость, то к стропилам и нарожникам крепят кобылки. Концы стропильных элементов обрезают по шнуру.

   
   Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами

10. Укрепляют накосные и боковые стропила. В первом случае используют вертикальные шпренгели, а во втором - установленные под углом 45° подкосы. Их опирают на лежни или балки.
11. После того как стропильная система будет собрана, поверх неё устанавливают кровельный пирог.

    
    Стропильная система подготовлена к монтажу кровельных материалов

Обрешётка и утепление

Прежде чем приступить к монтажу обрешётки, поверх стропил укладывают пароизоляцию, и, при необходимости, рулонную теплоизоляцию. Сверху слой утеплителя закрывают гидроизоляционной плёнкой, которую монтируют с нахлестом шириной 10–20 мм и крепят к брусу строительным степлером. После этого к стропилам прибивают рейки контробрешётки. Если кровельный пирог монтируется без утеплителя, то пароизоляция не требуется - достаточно будет слоя влагостойкого материала. Разумеется, не понадобятся при этом и дополнительные рейки, поскольку поддерживающие кровлю доски будут крепиться непосредственно к нарожникам и стропильным ногам.

В зависимости от типа кровельного материала, на вальмовых крышах используют один из двух видов обрешётки:

• сплошную;
• разреженную.

Первую чаще всего обустраивают под мягкую кровлю и только в отдельных случаях - для обустройства чердачного помещения. Обрешётку этого типа делают из досок шириной от 100 до 200 мм и толщиной не менее 20–25 мм. Монтаж выполняют без зазоров. Кроме того, допускается применение фанерных листов и плит OSB. Их достоинство - чрезвычайно ровная поверхность, которая позволяет уложить кровельный материал с минимальными затратами времени и сил.

Под мягкую кровлю обустраивают сплошную обрешётку из OSB, фанеры или досок, набитых без зазора

Для разреженной обрешётки используют такие же доски, как и в первом случае, однако монтируют их с зазором. Поскольку этот тип основания используется для укладки шифера, профнастила, металлочерепицы и кровельного железа, то расстояние между отдельными досками должно учитывать особенности кровельного материала.

Крепление обрешётки выполняют гвоздями, длина которых равняется утроенной толщине досок. Если для фиксации используют саморезы, то можно использовать более короткий резьбовой крепёж с длиной, соответствующей двойной толщине пиломатериала.

Для крепления шифера, ондулина и других листовых материалов используют разреженную обрешётку

Деревянное основание кровельного пирога монтируют снизу вверх, при этом первая доска каждого ската выставляется параллельно мауэрлату. Сначала обрешётку набивают на вальмах, после чего обрезают выступающие края ножовкой вровень с диагональными рёбрами. Далее приступают к креплению пиломатериала на основных скатах, выпуская края досок за накосные стропила. После этого торцы досок запиливают аналогично первому случаю.

Видео: сооружаем вальмовую крышу своими руками

Типовой проект вальмовой крыши

При строительстве простой вальмовой крыши можно воспользоваться типовым проектом, который разрабатывали специалисты. Проектная документация включает в себя:

• технологическую карту;
• план кровли;
• схемы стропильной системы;
• чертежи разрезов и угловых примыканий;
• ведомость и спецификацию с полным перечнем используемых материалов.

В качестве образца ниже приводится документация по типовому проекту вальмовой крыши для дома площадью 155 кв. м.

Галерея: чертежи и схемы четырёхскатной крыши

На чертеже указываются точные размеры всех элементов кровли В основании стропильной фермы лежат треугольники Стропила трапециевидных скатов опираются на длинные несущие стены строения Затяжки устанавливаются у основания стропил и выполняют роль балок перекрытия При создании проекта необходимо учитывать длину стропил, их шаг, рекомендуемое сечение бруса или доски Для крепления стропил применяются деревянные и металлические изделия Крепления позволяют передать нагрузку от одного элемента системы к другому

Несмотря на кажущуюся сложность четырёхскатной крыши, соорудить её своими руками ненамного труднее, чем двускатную конструкцию. Важно только тщательно разобраться с назначением отдельных элементов и принципами построения стропильной системы. В остальном надёжность и долговечность кровли будет всё так же зависеть от соблюдения технологии и аккуратности монтажа. Что же касается дополнительных сложностей и затрат, то они окупятся полным удовлетворением от работы, которая сделает постройку более яркой и привлекательной.