Устройство и конструкция односкатной крыши

Односкатная крыша

Односкатные крыши пользуются большой популярностью благодаря простоте своей конструкции, скорости её возведения и эффективности в различных погодных условиях. Изготовить такую крышу можно своими силами без привлечения специалистов. Чтобы она прослужила многие годы, необходимо знать о некоторых нюансах установки и иметь небольшой опыт работы с древесиной и сварочным аппаратом.

Содержание

Преимущества и недостатки кровли с одним скатом

Односкатная крыша имеет положительные и отрицательные свойства, которые выражены в следующем:

Таблица: преимущества и недостатки односкатных крыш

ПреимуществаНедостатки
  • на изготовление такой конструкции потребуется намного меньше материалов, чем для других типов крыш. Например, для возведения стропильной системы двускатной кровли потребуется в 2–3 раза больше материала. Эта особенность говорит об экономичности строительства такого каркаса;
  • монтаж каркаса и кровельного покрытия односкатной конструкции не представляет сложности;
  • вес односкатных кровель невелик, что позволяет устанавливать их на сооружения с облегчённым фундаментом;
  • изготовление определённого наклона ската крыши позволяет организовать мансардное помещение;
  • наклон крыши ниже 30o обеспечивает высокую устойчивость к ветровым нагрузкам;
  • на обогрев сооружения с односкатной крышей требуется значительно меньше тепловой энергии в сравнении с другими типами крыш. Это связано с тем, что промежуток между кровлей и перекрытием имеет меньший размер, чем у других конструкций. Благодаря этому помещение мансарды или чердака быстро нагревается, тем самым сокращая затраты на отопление;
  • составление чертежей или схем односкатной конструкции крыши не вызовет трудностей благодаря своей простоте. В том случае если нет навыков в черчении и расчётах подобных систем, можно воспользоваться бесплатными проектами, которыми изобилуют строительные сайты в интернете;
  • простота стропильной системы односкатной кровли позволяет быстро и без привлечения специалистов произвести оценку её эксплуатационных качеств, сделать мелкий ремонт или замену основных узлов каркаса, не прибегая к услугам строителей, цены на которые довольно высоки;
  • сооружения с односкатной крышей часто становятся объектами для реализации проектов дизайнеров, которые предпочитают их более сложным конструкциям.
  • угол наклона кровли ниже 45o заставит вас постоянно очищать её от снега, так как вес скопившихся осадков может создать критическую нагрузку на стропильную систему;
  • влага на таком типе крыш дольше задерживается, что может стать причиной протечек. В связи с этим возникает потребность в покрытии кровли дополнительными гидроизоляционными слоями;
  • крупные постройки с односкатной крышей менее привлекательны, чем сооружения со сложными и многоскатными кровлями.

Особенности устройства односкатной крыши

Чтобы правильно составить чертежи или схемы стропильной системы для односкатной крыши, необходимо учитывать следующие параметры:

  • расстояние между стенами строения;
  • предполагаемый угол наклона крыши;
  • вид кровельного пирога и покрытия;
  • длину стропильных ног;
  • способы крепления основных узлов и деталей конструкции.

Основой для крепления каркаса односкатной крыши является мауэрлат. Эту деталь конструкции изготавливают из прочной древесины сечением не менее 150 x 150 мм. Стропильная система такого типа содержит стропильные балки, обрешётку и контробрешётку. В качестве дополнительных элементов конструкции выступают лежни, стойки, прогоны, подстропильные ноги и схватки.

Варианты устройства стропильной системы односкатной крыши
В зависимости от длины пролёта в конструкцию стропильной системы включаются те или иные дополнительные элементы

Стропильные ноги

Стропильные балки опираются на мауэрлат по противоположным стенам. Расстояние между установленными стропилами определяется с учётом выбранного кровельного покрытия и толщиной выпадаемых осадков.

Элементы, поддерживающие стропильную конструкцию

К таким деталям можно отнести лежень, стойку, прогон, ригель и балку, которые укрепляют всю конструкцию, повышая её несущую способность.

Обрешётка и контробрешётка

Контробрешётка монтируется вдоль стропильных ног и обеспечивает вентиляционный зазор между кровельным покрытием и гидроизоляцией. Доски обрешётки укладываются перпендикулярно на определённом расстоянии друг от друга, которое зависит от типа кровельного материала.

Обрешётка и контробрешётка
Обрешётка служит для крепления финишного покрытия, а контробрешётка фиксирует плёнку гидроизоляции и образует вентиляционный зазор

Главным предназначением этих деталей является повышение несущей способности всей конструкции. Дополнительные элементы каркаса имеют определённые углы установки и расстояния между деталями.

Видео: обрешётка односкатной крыши под металлочерепицу

Виды стропильных систем для односкатных крыш

Стропильные системы для односкатной крыши изготавливают в виде наслонных и скользящих конструкций.

Наслонные стропила

Наслонные стропила нижней частью опираются на мауэрлат, закреплённый в верхнем торце опорных стен. При увеличении длины пролётов устанавливаются дополнительные элементы — подкосы, которые дополнительно укрепляют всю конструкцию.

Стропильную систему подобного типа целесообразно применять для капитальных стен из кирпича и камня. Это объясняется тем, что в процессе усадки всего здания смещение стропильной системы относительно стен будет незначительным.

Наслонные стропила
Наслонные стропила снизу опираются на мауэрлат и используются для строений из материалов, дающих небольшую усадку

Скользящие стропила

Опоры для скольжения стропил применяются в деревянных строениях. Такие крепления обезопасят стропильную систему от деформации в момент высыхания древесины и усадки всего здания. Установка скользящих элементов конструкции является обязательным условием, так как, например, дом из сруба в течение одного года может дать усадку на 15% от общей высоты. С этой целью применяют специальный скользящий элемент, изготовленный из металла. Если таких деталей нет, то используют скрученную кованую проволоку, прочную на разрыв. Эти крепежи позволяют основанию смещаться, не деформируя каркас стропильной системы и одновременно надёжно удерживают все элементы конструкции.

Скользящие стропила
Скользящее крепление стропил применяется для обеспечения свободы перемещения элементов конструкции в определённых пределах при усадке и сезонных деформациях здания

Выбор кровельного материала в зависимости от наклона крыши

Выбор угла наклона кровли напрямую связан с типом предполагаемого кровельного покрытия. Необходимо помнить, что материалы с гладкой поверхностью способствуют более быстрому оттоку воды, а шероховатые покрытия замедляют этот процесс.

  1. Если в качестве кровельного материала выбраны профилированные листы, угол наклона крыши должен быть не менее 12o.
  2. При использовании металлочерепицы нужен уклон не менее 22o. Несмотря на то что металлопрофильный материал имеет гладкую поверхность, не задерживающую влагу, его стыки необходимо гидроизолировать. Для этого используются специальные водостойкие и морозостойкие герметики. Горизонтальный нахлёст между листами этого материала должен составлять не менее 20 см.
  3. Рулонные кровельные материалы на основе битумных смесей, ондулин, гидроизоляционные плёнки и мембраны можно укладывать на односкатную крышу с углом наклона в 2 и более градусов. Следует учесть, что чем меньше угол наклона кровли, тем большее количество слоёв рулонного материала необходимо уложить. Установка мягкого кровельного покрытия в один или два слоя целесообразна при наклоне крыши до 15o.
  4. Если укладывается ондулин, то угол ската крыши должен составлять не более 11o, при этом обязательным условием для монтажа является сплошная обрешётка.
  5. При использовании покрытия из асбестоцементных листов, керамической черепицы или шифера угол наклона крыши должен составлять не менее 25o. При проектировании стропильной системы под указанные кровельные материалы следует учитывать то, что они имеют большой вес. В этом случае угол наклона кровли имеет большое значение, так как чем он меньше, тем больше становится нагрузка на стропильный каркас.
Схема выбора кровельного материала в зависимости от уклона крыши
Каждый кровельный материал имеет свой допустимый диапазон углов наклона крыши, который определяется свойствами покрытия удерживать или, наоборот, отводить снег и воду

Односкатная крыша из профильной трубы

Металлопрофильные трубы являются удобным материалом для изготовления и демонтажа односкатных кровель как при болтовом, так и при сварном соединении всех элементов каркаса.

При соединении деталей с помощью сварки сборка происходит быстрее, в результате чего получается цельная конструкция. Расстояние между пролётами, а также сечение профильной трубы для изготовления односкатный конструкции зависит от общих размеров каркаса.

  1. Для небольших сооружений при расстоянии между несущими стойками до 5 м можно использовать материал сечением не менее 40х25х3 мм.
  2. Для конструкций средних габаритов, пролёт которых имеет расстояние до 5,5 м, профиль в сечении должен быть не менее 40х35х3 мм.
  3. Крупногабаритные конструкции с пролётами более 5,5 м изготавливают из металлопрофиля размером от 40х45х4 мм до 60х35х3 мм. В этом случае параметры стоек из профильной трубы должны быть не ниже 80х80х4 мм.
Использование металлопрофиля для изготовления каркаса односкатной крыши
Стропильная система из металлопрофиля монтируется при помощи сварки, толщина металла и размеры сечения каждого элемента определяются необходимой шириной пролёта

Стандарты односкатной крыши

Долговечность, функциональность и эксплуатационная безопасность односкатной кровли напрямую связана с точным расчётом и правильным расположением всех элементов конструкции. Обустройство стропильной системы, правильный выбор кровельных материалов и другие обязательные стандарты указаны в строительных нормах и правилах (СНиП), а также в сводах правил (СП):

  1. СНиП II-25–80 «Деревянные конструкции» (с изменениями).
  2. Пособие к СНиП II-25–80 «Пособие по проектированию деревянных конструкций».
  3. СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». Актуализированная редакция СНиП II-25–80.
  4. СП 17.13330.2011 «Кровли».

В качестве основной строительной нормы при проектировании стропильной системы для односкатной крыши и строительства всего сооружения необходимо использовать СНиП №2.08.01–89 «Жилые здания».

Кровельный пирог односкатной крыши

Чтобы защитить односкатную крышу от жарких солнечных лучей, ветра, холода и влаги, её необходимо покрыть несколькими специальными слоями. Защитные покрытия, именуемые кровельным пирогом, устанавливаются на стропильную систему в строгом технологическом порядке. Кровельный пирог включает в себя такие элементы и слои как:

  1. Отделочные материалы внутреннего покрытия.
  2. Обрешётку.
  3. Пароизоляционную мембрану или плёнку.
  4. Контробрешётку.
  5. Утеплительный слой.
  6. Гидроизоляционное покрытие.
  7. Вентиляционный зазор между внешним покрытием и гидроизоляцией.
  8. Кровельный материал.

Состав слоёв кровельного пирога для холодной или тёплой крыши имеет некоторые различия. В варианте с холодной кровлей отсутствует утеплитель, но добавлен дополнительный слой гидроизоляции. При использовании мягких кровельных материалов обрешётку делают сплошной. Для этого используют плиты OSB или толстую влагостойкую фанеру.

Состав кровельного пирога для тёплой односкатной крыши
При возведении кровли все слои кровельного пирога нужно укладывать в строго определённой последовательности

Ошибки при изготовлении кровельного пирога

При нарушении очерёдности укладки материалов кровельного пирога их эффективность значительно снижается.

  1. Частой ошибкой неопытных строителей является то, что они путают место расположения пароизоляционной мембраны и гидроизоляционного слоя. Если сначала установить гидроизоляционную плёнку, то испарения будут скапливаться под кровлей, а накопившись, впитываться в стены. Пароизоляционная мембрана, размещённая на месте гидроизоляции, не будет задерживать влагу, которая в итоге проникнет в утеплитель. В свою очередь, утеплительные слои потеряют свои качества из-за намокания.
  2. При монтаже слоёв кровельного пирога некоторые строители пренебрегают изготовлением вентиляционного зазора между внешним покрытием и гидроизоляционным слоем. Такое решение чревато тем, что поднимающиеся из помещений пары будут скапливаться под кровлей, не найдя выхода наружу. В результате этого влага начнёт впитываться в элементы деревянного каркаса и утеплитель. В таких условиях кровельный пирог потеряет свои теплоизоляционные качества, к тому же деревянные элементы стропильной системы начнут гнить. Всё это приведёт к дорогостоящему ремонту, который самому сделать будет не под силу.
    Намокание утеплителя
    Если в кровельном пироге не сделать вентиляционный зазор, влажный пар, поднимающийся из помещения, будет проникать в утеплитель, а образующаяся при этом влага быстро разрушит всю кровельную конструкцию
  3. Функциональность кровельного пирога в большой степени зависит от аккуратности и качества укладки материалов утеплителя. При недобросовестной работе утеплитель в нишах размещают не встык или неравномерно. Разная высота наполнения или наличие зазоров приведёт к образованию пустот и полостей, в которых будет скапливаться холодный воздух и пар, образуя обледеневшие области кровли.
  4. Если пароизоляционные мембраны или гидроизоляционные плёнки имеют неправильные нахлёсты, то влага будет попадать внутрь утеплителя. Чтобы этого избежать, необходимо использовать специальную склеивающую ленту, которая надёжно изолирует края и стыки материала.
  5. В процессе монтажа любая из перечисленных ошибок может создать большие проблемы, так как устранить их получится, лишь разобрав часть крыши. В этом случае без привлечения специалистов не обойтись. На всё это уйдёт масса времени и денежных затрат.

Видео: фатальные ошибки по кровле

Чем можно покрыть односкатную крышу

При выборе материала для покрытия односкатной крыши следует придерживаться нескольких критериев:

  • кровельное покрытие должно выдерживать вес снега, ветровые нагрузки, а также излишне не нагружать стропильную систему;
  • немаловажное значение имеет износостойкость материала;
  • необходимо учитывать назначение строения, определяющее тип кровельного материала. Для хозяйственной постройки на нём можно сэкономить, а для жилого помещения лучше выбрать долговечное и более качественное покрытие;
  • эстетические характеристики.

Наибольшую популярность приобрели покрытия из профилированных листов, шифера, поликарбоната, железобетона и мягких рулонных материалов. Каждый из этих материалов имеет свои особенности и условия монтажа.

Характеристики и маркировка профнастила

Профилированные листы изготавливают из листов закалённой стали. Обе стороны материала имеют цинковое напыление. Внешние слои профнастила изготовлены из полимерных сплавов. Покрытие бывает с плоской или волнистой поверхностью. В последнем случае волны могут иметь форму трапеции, волны или прямоугольника. В качестве кровельного покрытия используют профилированный настил с маркировками:

  1. С8, С21 — недорогие листы, которые относятся к классу стеновых. Они имеют невысокую несущую способность и применяются в основном для хозяйственных построек.
  2. НС35, С44, Н57, Н60 — это более прочный материал, которым покрывают кровлю жилых домов. Цифры в маркировке обозначают высоту волны: чем она больше — тем большую нагрузку может выдержать покрытие.

Монтаж профилированного настила необходимо производить на стропильную систему с уклоном не менее, чем 12o.

При укладке листов профнастила нужно делать нахлёст не менее 20 см.

Стыки материала заполняют специальным герметиком. Покрытие закрепляют к обрешётке с помощью специальных саморезов, оснащённых резиновой прокладкой. Чаще всего это покрытие используют для сооружений хозяйственного, промышленного и технического назначения.

Срок эксплуатации профнастила достаточно велик и составляет в среднем около 50 лет. Стоимость одного квадратного метра профилированного настила обычно превышает 10 долларов, поэтому бюджетным этот вариант назвать трудно.

Профнастил
Листы профнастила могут иметь разный цвет, форму и высоту волны и толщину листа

Таблица: преимущества и недостатки профилированного настила

ПреимуществаНедостатки
  • монтажные работы по установке профилированного листа не представляют особой сложности;
  • материал обладает хорошей прочностью при изгибе;
  • покрытие имеет большой срок эксплуатации;
  • листы материала имеют небольшой вес.
  • выбор этого материала в качестве кровельного покрытия потребует изготовления звукоизоляции, так как удары капель дождя или града создадут сильный шум;
  • покрытие имеет довольно высокую цену.

Видео: разновидности профлиста

Виды, преимущества и недостатки шифера

Шифер является одним из самых популярных кровельных материалов благодаря своей дешевизне и функциональности. Он выпускается в виде волнистых и прямых листов. Стандартными размерами этого материала считаются следующие:

  1. Волнистый асбоцементный лист (8 волн) размером 1750 х 1130 мм. Маркируется этот тип шифера литерами УВ. Вес такого листа зависит от его толщины:
    • 5 мм — 20 кг;
    • 5,2 мм — 20,5 кг;
    • 5,8 мм — 26 кг.
  2. Лист на 7 волн имеет размер 980 х750 мм. Вес листа толщиной 5,2 мм — 18,5 кг. Высота волн этого и предыдущего варианта шифера — 40 мм.
  3. Лист на 6 волн является более прочным материалом, имеет размеры аналогичные листу на 8 волн. Высота волны такого шифера составляет 54 мм.
  4. Для промышленных строений и иных сооружений с большой площадью крыши производят шифер длиной 280 см.
  5. Плоские листы шифера чаще используют для изготовления ограждений и имеют следующие размеры:
    • в длину — 150, 175, 200, 300 см;
    • в ширину — 100, 120, 150 см.

    Волнистый шифер
    Самой популярной разновидностью шифера является лист длиной в 8 волн и толщиной 5 мм

Как и все остальные покрытия, шифер свои имеет положительные и отрицательные стороны:

Таблица: достоинства и недостатки шифера

ДостоинстваНедостатки
  • является наиболее бюджетным материалом;
  • не возгорается, не горит и не плавится;
  • не накапливает статическое электричество;
  • имеет относительно небольшой вес, поэтому не требует изготовления тяжёлых конструкций стропильных систем;
  • не подвержен гниению и коррозии;
  • обработка материала не представляет особой сложности;
  • просто монтируется, поэтому не требует специальных познаний и инструментов;
  • окрашивание шифера значительно повышает его сроки эксплуатации и эстетичность.
  • недолгий срок службы в условиях повышенной влажности, который составит всего 10–15 лет. В регионах с сухим климатом этот срок увеличивается до 35–40 лет;
  • необходимость периодической очистки от мха и мусора, которые пагубно влияет на покрытие;
  • малая устойчивость к точечным ударам и деформациям, от которых листы покрываются трещинами или раскалываются на острые фрагменты;
  • белый асбест (хризотил) приносит вред здоровью человека.

Видео: шифер — отличный кровельный материал

Особенности использования поликарбоната в качестве кровельного покрытия

Бикарбонат является современным строительным материалом. Благодаря своей прозрачности и гибкости его чаще всего используют для сооружения теплиц, навесов, прозрачных крыш и беседок. Использование этого покрытия в качестве кровельного материала даёт прекрасную возможность экономить на электроэнергии, так как эта крыша пропускает солнечные лучи, создавая естественное освещение.

Поликарбонат бывает двух видов: сотовый и монолитный. Для кровель чаще используется сотовый вариант. Это обусловлено тем, что такие листы имеют небольшой вес и низкую цену. Стоимость монолитного листа в 2,5–3 раза больше при одинаковых размерах.

Материал удобно использовать, если необходимо изготовить практически прозрачную кровлю. Такое покрытие будет незаменимо для крыши, имеющей неправильную форму или множество технических изгибов и преломлений в конструкции. Листы поликарбоната удобны для воплощения дизайнерских решений и проектов в современном стиле.

Сотовый поликарбонат выпускают в следующих стандартных размерах:

  • длина — 600 или 1 200 см;
  • ширина — 210 см;
  • толщина — от 3,5 до 32 мм.

Для удобства транспортировки листы поликарбоната можно скручивать в рулон. Минимальный радиус изгиба зависит от толщины материала и обычно указывается производителем вместе с другими техническими характеристиками.

Сотовый поликарбонат
В отличие от монолитного сотовый поликарбонат имеет внутренние полости, которые делают материал одновременно прочным и гибким

Таблица: преимущества и недостатки сотового поликарбоната

ПреимуществаНедостатки
  • вес одного листа поликарбоната почти в 10 раз меньше, чем стекла такого же размера;
  • материал имеет свойство гнуться, что даёт возможность применять его на крышах криволинейной формы;
  • поликарбонат достаточно прочен при ударах;
  • при воздействии открытого огня это покрытие не разгорается;
  • материал устойчив к химическим воздействиям различных веществ;
  • покрытие имеет хорошие теплоизоляционные характеристики, которые намного выше чем, например, у силикатного стекла;
  • материал имеет малый вес;
  • поликарбонат легко обрабатывать;
  • в состав покрытия входит специальное напыление, которое задерживает ультрафиолетовые лучи.
  • при воздействии высоких и низких температур материал имеет свойство сужаться и расширяться, изменяя свою форму и размеры;
  • если при монтаже не оставлять зазоры для линейного расширения и сужения, панели поликарбоната могут разрушить или деформировать каркас;
  • в сравнении с профилированным настилом 1 м² поликарбоната стоит в 4–5 раз дороже.

Видео: прозрачная крыша из поликарбоната

Требования к конструкции крыши при покрытии мягкой кровлей

В основе мягкой кровли находится стеклохолст, который пропитан битумной смесью с добавлением модификаторов. На внешнюю сторону этого кровельного покрытия нанесена базальтовая или сланцевая крошка. Внутренняя сторона мягкой кровли имеет липкий слой из битумной смеси с добавлением полимеров.

Для монтажа этого материала необходим уклон крыши не менее 11o, а также обрешётка в виде сплошной поверхности. Такое основание изготавливается из водостойкой фанеры или OSB плит.

Этот кровельный материал нашёл широкое применение для жилых построек.

Мягкая кровля
Мягкая кровля монтируется только на сплошную обрешётку

Таблица: преимущества и недостатки мягкой кровли

ПреимуществаНедостатки
  • большой срок эксплуатации, который достигает 70–75 лет;
  • приемлемые цены: 1м² материала стоит от 5 до 10 долларов;
  • наличие различных цветов, оттенков, формы и размеров покрытия;
  • бесшумность при ударах града или дождя;
  • устойчивость к коррозии;
  • гибкость покрытия позволяет монтировать его на конструктивно сложных проектах крыш.
  • при воздействии низких температур повышается хрупкость материала;
  • высокие температуры способствуют плавлению и появлению запаха резины и смолы;
  • покрытие неустойчиво к открытому огню.

Видео: мягкая кровля

Железобетон как кровельный материал

Железобетонные плиты в качестве кровельного покрытия используют в промышленных предприятиях, гаражах, ангарах, жилых многоэтажных домах и других крупных постройках хозяйственного и бытового назначения.

Использование бетонных плит в качестве кровельного материала потребует нанесение на наружную поверхность дополнительных защитных слоёв. В прошлые десятилетия стыки плит герметизировали цементно-бетонной смесью, а внешнюю поверхность покрывали рубероидом. Сейчас используют более современные материалы, в числе которых мембранные плёнки, рулонные покрытия, укладываемые методом наплавления, или битумные мастики.

Установка бетонных плит потребует привлечения специальной техники и опытных строителей.

Так как железобетонные плиты имеют большой вес, в основании постройки должен быть капитальный фундамент. В этом случае стропильная система не изготавливается, а плиты укладываются прямо на торцы противоположных стен. Такое покрытие целесообразно использовать, если в будущем планируется достроить один или несколько этажей.

Железобетонные плиты для кровли
Кровля из железобетона обладает повышенной прочностью, но создаёт большую нагрузку на каркас и фундамент здания

Таблица: достоинства и недостатки железобетонных плит

ДостоинстваНедостатки
  • устойчивость к критическим нагрузкам;
  • высокая звукоизоляция;
  • высокая скорость монтажа;
  • идеально ровная поверхность;
  • устойчивость к коррозии.
  • вес и размеры плит требуют использования специальной строительной техники.

Видео: плиты перекрытия — что можно и что нельзя делать

Сравнив перечисленные кровельные материалы, можно кратко охарактеризовать их так:

  1. Профилированный настил — прочный, эстетичный, но шумный материал.
  2. Шифер — самый дешёвый из всех, долговечный, но вредный для здоровья, так как в его составе присутствует асбест.
  3. Поликарбонат — лёгкий, прозрачный, но дорогой материал.
  4. Мягкая кровля — бесшумная, красивая, но неустойчивая к горению.
  5. Железобетон — тяжёлый, капитальный, неудобный материал.

Используя СНиП при проектировании и возведении односкатной крыши, можно свести ошибки к минимуму, правильно выбрать финишное покрытие и все внутренние компоненты кровельного пирога. В таком случае крыша прослужит не одно десятилетие.