Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил

Практически все загородные дома, построенные в европейском стиле, украшают вальмовые кровли. Такие сооружения отличаются надежностью и эстетичным видом. Если присмотреться, то по строению они походят на верхние части домов, которые с древних времен возводят в Японии и Китае.

Что же это за крыша?

Вальмовой называют четырехскатную крышу, у которой одна пара скатов имеет форму трапеции, а другая – треугольника. Эти треугольные скаты и называются вальмами. Слово «вальма» немецкого происхождения и обозначает оно – довольно неожиданно! — стог сена. Вроде бы ничего общего с крышей, но если вспомнить, что для этих земель традиционным кровельным материалом являлась солома, все становится на свои места! Укрытая соломой вальмовая крыша действительно похожа на аккуратный стог.

Треугольные скаты могут занимать либо все пространство от конька до карниза, либо только его часть. В последнем случае крыша будет называться полувальмовой. Такие крыши условно делятся на голландские и датские, в зависимости от того, где расположены вальмы – выше фронтона или ниже.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши

Перед тем, как начать возведение стропильной системы четырехскатной крыши, следует уложить мауэрлат. Именно на него в дальнейшем будет опираться вся стропильная система вальмовой крыши. Процессу укладки мауэрлата предшествует процесс оборудования армированного пояса из железобетонных конструкций. Он поможет усилить несущие способности стен, а так же станет подходящей горизонтальной. Достаточно ровной, поверхностью для дальнейшей укладки мауэрлата.  Если здание строится из кирпича или камня, то по верху стены необходимо выставить опалубку, в которую вставляется каркас из арматуры и заливается бетон.

Следует проследить за тем, что бы при заливке бетона соблюдалась горизонтальность уровня по всему периметру здания.

Когда устанавливается арматурный каркас, к нему необходимо прикрепить оцинкованные металлические шпильки, диаметром не менее  1 см. Длина их должна быть такой, что бы вершины их выступали на 3-5 см из бруса мауэрлата. После того, как бетон станет прочным, верхнюю его часть промазывают битумом и поверх наклеивают рубероид. Это необходимо для того, что бы предохранять древесину мауэрлата от гниения и прочим последствиям от влияния окружающей среды. На этом этапе и становятся нужны выступающие шпильки. На них насаживаются бруски с заранее просверленными отверстиями. Вся конструкция закрепляется гайками.

Брусья для стропил

Как правило, для изготовления мауэрлата каркаса четырехскатной вальмовой крыши, применяется деревянный брус. Сечение его должно составлять 10 на 15 см или 15 на 15 см.

При покупке бруса обращайте внимание на то, что он должен быть хорошо высушен и обработан антикоррозионными веществами.

Следующим этапом становится установка на мауэрлат центральной балки. Она должна располагаться параллельно будущему коньку, к которому крепятся стойки, поддерживающие часть стропильной системы.

Особенности вальмой конструкции крыши

Если внимательно приглядеться к классической вальмовой крыше, становится понятным, что создавалась она, прежде всего, для двух-трех этажных домов, для условий с большим количеством осадков и переменчивым направлением сильных ветров. Недаром такие конструкции еще называют голландскими или датскими. Именно там преимущества вальмовой крыши очевидны. Но красота конструкции иногда заставляет делать вальмы именно ради внешнего облика крыши и фасада дома, а не каких-то особенных свойств.

Читайте также:  Перекрытие Погреба Своими Руками: Этапы Проведения Работ

Если сравнивать размеры и затраты материала на двухскатной компоновке и четырехскатной вальмовой крыши, можно сделать следующие выводы:

  • Делать два дополнительных ската крыши вместо плоских фронтонов выгодно из-за меньших затрат на деревянный брус каркаса, но невыгодно, с точки зрения расхода кровельных материалов;
  • Если делать стены дома из современных газобетонных блоков или кирпича из арболитовой смеси, это уменьшит расходы на обогрев, но значительно возрастут затраты на усиление несущего каркаса вальмовой крыши, практически на 25-30%;
  • Делать крышу вальмовой конструкции выгодно, если дом находится в условиях постоянных сильных ветров и обильных осадков. В этом случае потери тепла на двухскатной крыше выше на 5-10%, чем на конструкции с вальмами;
  • При одинаковом расходе материалов делать простую вальмовую крышу дороже из-за необходимости оплачивать услуги более квалифицированных строителей и специалистов;
  • Конструкция с вальмами при одном качестве постройки считается более прочной и долговечной в сравнении с двухскатными схемами крыш.

Важно! Вальмовая крыша на сегодняшний день стала практически классикой жанра в архитектуре малоэтажного строительства коттеджей и загородных домов.

Особенности вальмой конструкции крыши

Сделать вальмовую крышу и не ошибиться

Вальмовая крыша сегодня может выглядеть очень красиво и оригинально. Современные разработки конструкций вальмовой крыши позволяют сделать ее практически на любом современном здании, с фундаментом или даже без него. Если у здания нет даже ленточной фундаментной основы нормальной глубины, вальмовую крышу можно сделать по самой простой схеме — с очень маленьким наклоном ската кровли, большим выносом висячих стропил и широким свесом крыши. Естественно, полноценное чердачное помещение и устройство перекрытия будет сделать невозможно из-за слабой остойчивости коробки дома. Такой подход позволит сделать минимальную аэродинамическую нагрузку от ветра, хорошую защиту стен и фундамента от дождевых потоков, и снизит потери тепла через верхние части дома. Прекрасный вариант для маленького дачного домика.

Основные схемы сборки каркаса вальмовой крыши:

  1. Конструкция с опорой только на стены, без использования перекрытия или потолочных балок;
  2. Наслонный вариант установки каркаса позволяет увеличить размеры четырехскатной крыши в высоту;
  3. Крыша с опорой на балки перекрытия дома — наиболее часто используемый вариант для домов с легкими стенами с недостаточной жесткостью коробки здания;
  4. Вальмовая крыша с опорой на плиты перекрытия — наиболее часто встречающийся вариант в современном строительстве двух и трехэтажных домов.

Кровельный пирог четырехскатной крыши и описание ее элементов

Как и любой другой вид крыши, вальмовая кровля обладает особым типом кровельного пирога.

Он состоит из следующих элементов конструкции:

  • Кровельный материал;
  • Обрешетка;
  • Контробрешетка;
  • Гидробарьер;
  • Утеплитель;
  • Паробарьер;
  • Гипсокартон.

Каждый из вышеперечисленных элементов выполняют свою важную функцию и обладает индивидуальными особенностями. На сегодняшний день рынок строительных материалов достаточно богатый, поэтому в качестве кровельного материала для вальмовой крыши можно выбрать, как штучные, так и листовые изделия.

К первой группе относится шифер, различные виды черепицы, этернитовые плитки и некоторые другие материалы. Среди листовых материалов можно выделить ондулин, металлочерепицу, оцинкованное железо и др.

Монтаж каждого из видов кровельного материала осуществляется по особой технологии, которая напрямую зависит от его типа и производителя.

Кровельный пирог четырехскатной крыши и описание ее элементов

Обрешетка и контробрешетка — это деревянные элементы кровли, которые представляют собой стропильную систему, на которую сверху набивают планки с определенным шагом, зависящем от типа кровельного материала.

Гидробарьер представляет собой специально созданную пленку, предотвращающую попадание влаги под крышу.

Утеплитель укладывается чаще всего между балками стропильной системы. Наиболее популярными его видами является минеральная вата и пинопласт. Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки. Минеральная вата огнеустойчива и имеет достаточно низкую теплопроводность, в то же время пинопласт легкий и удобный в монтаже.

Паробарьер изготовливается в виде пленки, которая позволяет испарениям выходит наружу, но не пропускает их внутрь.

Гипсокартон представляет собой самый последний внутренний элемент кровельного пирога, который закрывает внутреннюю его часть. В первую очередь данный материал несет эстетическую функцию.

План кровли

Проект вальмовой крыши

  • Дом с шириной в 11 метров был оснащен вальмовой крышей с уклоном в 30 градусов. При возведении крыши не планируется использовать стойки и подкосы. Потолки должны быть не менее 2,9 метра в высоту. Крыша должна быть не только устойчивой, но и не загроможденной различными элементами. Для этого строители установили висячие стропильные фермы. Каждая из них имеет три ригеля и столько же боковых прогонов на каждом скате кровли. Ригели нужны для того, чтобы надежно укрепить мансардные пол и потолок. При этом висячая стропильная ферма имеет две зоны: теплую и холодную. Чтобы холодная зона постоянно проветривалась – используются перепускные решетки вентиляции BRAAS. Их сразу же устанавливают между нахлестами диффузионной мембраны.
  • Для монтажа и обустройства стропильной системы понадобятся пиломатериалы с различными сечениями. Они, в свою очередь, не должны содержать трещины и грибковые налеты, а также должны соответствовать геометрическим и линейным пропорциям. Перед монтажом пиломатериалы обрабатываются защитой с помощью антисептических материалов. Стропильные фермы опираются на мауэрлат, который, в свою очередь, будет закреплен на шпильки М12. Каждая шпилька имеет металлическую пластину из 2-миллиметровой стали. В размерах пластины составляют 15х15 сантиметров. Шпильки закладываются на глубину в 0,5 метра. Контроль выкладки мауэрлата осуществляется оптическим нивелиром. Гидроизоляционный материал – битум.
  • «Рассчитав коньковый прогон, мы пришли к выводу, что размеры сечения должны составлять 250х40 миллиметров. При этом его можно делать как целиковым, так и составным. Во втором случае между досок прокладывается слой в 3 миллиметра вспененного полиэтилена. Под коньковым прогоном обычно устанавливают доски, выполняющие функции затяжки».
  • Проект вальмовой крыши
  • Свесы крыши располагаются на глубине 1,2 метра. В этих условиях конструкционная схема должна иметь в наличии фронтальные прогоны. Их изготовили из доски с аналогичным прогону сечением. Фронтальные прогоны выпускаются в самой мансарде. Для этого разбирается часть кирпичной кладки под мауэрлатом. При крепеже прогонов к стропильным ногам учитывалось двойное расстояние между рядами. Для крепежа использовались бруски с сечением 4х4 сантиметра.
  • Проекты домов с вальмовой крышей показали расчет площади сечения накосных стропил. Для их создания понадобились две доски 250х40 с прокладкой из вспененного полиэтилена. Прокладка нужна для обеспечения несущей способности. Она также предотвращает образование, так называемых, «холодных» мостиков. Для крепежа нарожников к накосным стропилам применялись шпильки М14 (подробнее: «Расчет вальмовой крыши: конструкция «).
  • Расчет вальмовой четырехскатной крыши

    //

    Для того, чтобы рассчитать все элементы будущей четырехскатной вальмовой крыши, которую Вы решили соорудить своими руками, необходимо составить на бумаге подробный чертеж всех её элементов с указанием их длинны, сечения и углов наклона. Конечно, лучше всего, если у Вас есть готовый проект такой крыши, составленный специалистами. Если же нет, расчет можно сделать самому, особенно если здание небольшое, правильной прямоугольной формы.

    Расчет необходимо начинать из выбора угла наклона будущей четырехскатной крыши, а значит и её высоты. Обычно угол наклона кровли от 10 до 60о. Чем больше угол наклона, тем больше материала потребуется на ее сооружение. С другой стороны, чем больше в данной местности осадков и чем тяжелее материал кровли, тем угол должен быть больше. Поэтому, здесь важно выбрать «золотую середину» позаботившись и о том, чтобы высота вальмовой крыши гармонировала с формой и общим дизайном дома.

    Выбрав угол наклона будущей крыши, можно определить высоту её конька, или наоборот, определившись ее с высотой, можно узнать какой при этом будет угол наклона. Способы рассмотрены в статье: «Как узнать, вычислить или рассчитать угол наклона крыши».

    При расчете четырехскатной крыши необходимо обеспечить правильное положение конька. Он должен быть расположен строго посредине здания, параллельно боковым несущим стенам и на равном расстоянии от торцевых стен.

    Так как в основе вальмовой крыши лежат стропильные конструкции, то их размеры, сечение и форма должны быть рассчитаны точно на бумаге с учетом вида, конструкции, ширины пролета, высоты крыши, длинны конька, способов крепления.

    Расчет вальмовой крыши

    Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

    • ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
    • количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков – тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
    • вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
    • необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

    Таблица параметров расстояния между стропилами в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

    Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

    Таблица — угол наклона крыши в зависимости от кровельного материалаТаблица — угол наклона крыши в зависимости от типа покрытия

    Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

    1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
    2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
    3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
    4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
    5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

    Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

    Материал подготовлен для сайта

    Формулы для расчета вальмовой крыши

    Высота конька Чертеж для расчета высоты конька вальмовой крыши
    Длина конькового бруса

    Длина дома минус его ширина

    Чертеж для расчета длины конькового бруса вальмовой крыши
    Длина центральных стропил (трапеции) Формула для расчета длины центральных стропил Теорема Пифагора
    Длина рядовых стропил Рассчитывается аналогично длине центральных стропил
    Удлинение стропила для формирования каркасного свеса Чертеж для расчета насколько необходимо удлинить стропила для свеса
    Угол наклона рядовых стропил Формула для расчета угла наклона рядовых стропил Чертеж для расчета угла наклона рядовых (промежуточных) стропил
    Длина диагональных вальмовых стропил Формула для расчета длины диагональных стропил Схема для расчета длины диагональных стропил вальмовой крыши
    Нарожники (короткие стропила) Первое короткое стропило Чертеж для расчета 1-го короткого стропила вальмовой крыши
    Второе короткое стропило Схема для расчета 2-го короткого стропила вальмовой крыши
    Площадь вальмовой крыши Формула для расчета площади вальмовой кровли Чертеж для расчета площади вальмовой крыши

    Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

    Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

    Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

    Расчет площади вальмовой крыши — формулы

    Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

    Как крепить нарожники

    Укороченные стропила опираются одним концом на накосные стропила, другим на мауэрлат или ендову. Узел примыкания нарожника к стропилу выполняется следующим образом:

    • оба торца зарезаются под углом в соответствии с проектом;
    • элементы устанавливаются в проектное положение;
    • к накосному стропилу верхний край временно прибивается гвоздями длиной 120 мм (пристреливается нейлером);
    • окончательно узел фиксируется «глухарем» — толстым шурупом с широкой шайбой.

    Есть старый, но очень надежный способ крепления с помощью черепных брусков. Они представляют собой обычные бруски сечением 50х50 мм или доски 50х100 мм длиной 20-30 см. Прибиваются к накосному стропилу гвоздями на 100-120 мм в нижней части нарожника. Верхний край будет раскрепляться обрешеткой или скобами.

    При устройстве примыкания укороченного стропила к ендове принцип остается прежним. Черепной брусок прибивается снизу, а сверху можно установить скобу.

    Бруски создают распор между нарожником и стропилом, что увеличивает жесткость соединения. Таким способом можно крепить и другие элементы — стойки, подкосы и т.д.

    Устанавливаем коньковый брус и диагональные стропильные балки

    На следующем этапе необходимо построить так называемую скамейку вальмовой крыши, состоящую из трехметровой коньковой балки, опирающуюся на три вертикальные стойки. Для этого размечаем срединные линии и находим центр стопы здания. Средняя балка будет находиться точно на середине, две другие стойки будут отстоять от нее на расстояние чуть более метра от центра.

    На стойки вырезаем и укладываем коньковую балку вальмовой крыши. Сечение бруса выбираем такое же, как и у вертикальных стоек. Такая конструкция достаточно неустойчива, поэтому к каждой стойке прибиваем по две доски, работающие, как подкосы.

    Прежде чем браться за установку угловых или диагональных стропил, выполним небольшой расчет длины накосной стропильной ноги вальмовой конструкции. Для этого своими руками измеряем длину от середины места опоры в угловом секторе перекрытия до ближайшей вертикальной балки «скамейки» и высоту самой опоры. С помощью формулы геометрии получаем «черновую» длину диагональной балки крыши. Процесс расчета сложный, поэтому можно предварительно попробовать свои силы на каркасе вальмовой крыши беседки или аналогичной постройке.

    Существует один надежный способ точного определения длины вальмовой стропильной ноги своими руками. Для этого используется строительная шестиметровая рулетка, с помощью которой измеряется расстояние от верхней точки торца конькового прогона до средней точки опоры в углу перекрытия. Далее следует точно, как на видео выполнить своими руками подрез угла на верхней части вальмового стропила так, чтобы она максимально плотно, без зазоров прилегала к коньку.

    При этом точность и качество получается намного выше, чем в случае использования шаблона для вальмового стропила.

    В обязательном порядке вырезаем и устанавливаем два дополнительных элемента:

    • подпоры на диагональные балки и подкосы, удерживающие пару угловых стропил и коньковый прогон, пока с противоположной стороны не будет собрана и установлена вторая пара угловых стропил вальмовой крыши.

    Важно! Прежде чем закрепить диагональные балки, следует точно выровнять углы между ними и соответствие наклона левой и правой вальмы.

    Если этого не сделать, у крыши будут несколько разные углы наклона скатов, таким образом, испортим своими руками внешний вид вальмовой конструкции окончательно и бесповоротно. Закрепляем две диагональные балки к коньку с помощью саморезов, гвоздей и металлических накладок. Установленные ранее подпоры под угловые стропила переносим в точку, находящуюся на расстоянии в четверть длины от угла до вертикальной стойки.