Конструкции, ограждающие здания сверху, бывают в основном двух видов:
-скатные или чердачные;
-плоские или бесчердачные, в которых крыша и чердачное перекрытие совмещены (так называемые совмещенные покрытия). Последние состоят из несущей конструкции (например, балок или железобетонных плит, одновременно выполняющих функцию потолка) и водоизоляционного ковра.
Для обеспечения отвода атмосферных осадков крыши всегда делают с уклоном. В зависимости от потребностей в конструкцию покрытия включают еще пароизоляционный и теплозащитный слой. Плоские бесчердачные покрытия широко применяются в строительстве многоэтажных жилых и общественных зданий, в зданиях производственного и сельскохозяйственного назначения. В домах коттеджного типа в отечественной практике они встречаются крайне редко. Конечно, бывают бесчердачные крыши и криволинейной, арочной формы, например в бассейнах, спортзалах и выставочных павильонах.
Для домов коттеджного типа, как правило, применяют чердачные или скатные крыши. Они состоят из верхней части (оболочки), называемой кровлей, основания (обрешетки или сплошного настила), которое непосредственно поддерживает кровлю, и несущей конструкции - стропил, которые обычно опираются на наружные и внутренние стены.
Кровлю следует изготавливать из материалов, способных выдержать периодическое и длительное увлажнение, противостоять резким перепадам температур, агрессивным веществам, содержащимся в атмосфере, способных не подвергаться коррозии. Крыши больше, чем другие элементы дома, подвергаются атмосферным воздействиям, и расходы по их содержанию и ремонту значительно отражаются на стоимости эксплуатации всего дома. Поэтому конструкции крыш должны обладать прочностью и долговечностью, соответствующим классу здания. Основные виды и типы скатных крыш, их части, названия и местоположение показаны на рисунках.
Для уменьшения затрат на возведение крыши и сокращение сроков строительства ряд операций по ее изготовлению стремятся перенести на заводы, шире применять укрупненные сборные элементы. Кроме постоянной нагрузки от собственного веса, конструкция крыши должна выдерживать временные нагрузки: снегового покрова (нормативная нагрузка в средней полосе России колеблется от 70 до 200 кг/м2 горизонтальной проекции покрытия); давления ветра с наветренной стороны и разрежения - с подветренной стороны. А также крыша должна выдерживать нагрузки, возникающие при эксплуатации (ремонте, очистке от снега и другие).
Чердачные (скатные) крыши обычно состоят из наклонных плоскостей - скатов, покрытых кровлей. Величина уклонов скатов зависит от плана, ширины пролетов и архитектурной композиции здания, от материала кровли, от климатических условий района строительства.
Следует заметить, что разнообразные, оригинальные очертания крыш - скатные, купольные, шатровые и другие - были характерным элементом русского зодчества. Достаточно вспомнить терема, церкви, монастырские трапезные, а также вокзалы, например, Ленинградский в Москве.
Крыша выявляет силуэт коттеджного дома, как бы венчает его, придает законченный вид и выразительность его архитектурному решению. Она, как элегантная шляпа, завершающая и нередко определяющая образ модно одетого человека.
Хочется надеяться, что в современном малоэтажном жилищном строительстве, при начавшемся возрождении частной архитектуры, в новых проектах и постройках оригинальной выразительности крыш будет уделено больше внимания.
При разработке проекта коттеджа форме крыши следует уделить немалое внимание, в том числе ее внешней привлекательности.
Вместе с тем не следует допускать и излишне сложных очертаний крыш, которые, не прибавляя красоты дому, усложняют конструктивное решение, делают дороже строительство, эксплуатацию и ремонт. К тому же это может привести к образованию на крышах больших снеговых мешков и как следствие - протечек.
Уклон крыш указывают в градусах по отношению к горизонтальной поверхности, например 27°, 45° или в процентах. Бесчердачные покрытия с уклоном кровель до 3-5% называют плоскими. Они сооружаются иногда над всем, в том числе и многоэтажным, домом или над его отдельной частью. Такие крыши можно использовать под террасы, спортивные, детские площадки, сады и прочее. Примером такой эксплуатации может служить плоская крыша знаменитого жилого дома, сооруженного в Марселе по проекту архитектора Ле Корбюзье (так называемого "Лучезарного дома"). На его крыше функционируют прекрасные видовые и игровые площадки, бассейн "лягушатник" и даже часовня.
При выборе формы крыши следует обратить особое внимание на возможность быстрого и полного стекания дождевой и талой воды. Для уменьшения снеговых нагрузок (в Подмосковье нормативная снеговая нагрузка составляет более 100 кг/м2) в районах с обильными снегопадами следует проектировать крыши с крутыми скатами, имеющими уклон более 30°. Как показала практика, наибольшее количество снега скапливается на заветренных скатах крыш, имеющих уклон 30°, так как с наветренного ската снег сдувается ветром, переносится через конек и отлагается на заветренном скате. Однако ознакомление с проектами коттеджных домов показывает, что во многих случаях крыши, к сожалению, имеют уклон именно 30° (возможно, так проще чертить по угольнику). На крышах, уклоны которых значительно больше или меньше 30°, количество снега будет меньше, так как при крутом уклоне, например 45°, снег легко сползает с крыши, а при малом - сдувается ветром. Следует также учитывать, что если близко к коттеджу растут высокие деревья, защищающие его от ветра, на крыше образуются значительные снегоотложения.
Лежащий на крыше снег подтаивает под влиянием тепла, в том числе проникающего снизу через кровлю, и постепенно сползает по поверхности, смоченной талой водой. Вода, стекая по теплой кровле, замерзает на холодном свесе крыши и образует наледи и сосульки. Для уменьшения подтаивания снега и образования сосулек, а также конденсата на чердаке, следует устраивать хорошее утепление чердачного перекрытия и прокладку под ним надежного пароизоляционного слоя (рубероид, глиняная смазка и др.) в сочетании с интенсивным проветриванием чердака. Проветривание (естественную вентиляцию) обеспечивают специальные отверстия под карнизом и в коньке крыши, а также слуховые окна на скатах, фронтонах и щипцах крыш. Окна закрывают створками, остекленными или с решетками типа "жалюзи", которые хорошо пропускают воздух и затрудняют попадание на чердак дождевой воды.
В большинстве случаев форма крыши основного объема коттеджа - двускатная. Ее торец может заканчиваться вертикальной кирпичной стенкой треугольного очертания с карнизом по верхней кромке и пояском по нижней части, то есть решаться в виде фронтона. Конечно, не классического, как например, над колоннами Большого театра в Москве или храма Парфенон в Афинах, но весьма выразительного, с хорошими пропорциями, возможно, с окном и декоративными деталями. Такое завершение торцевой стены позволяет дать хорошее естественное освещение и проветривание в помещениях, размещенных на чердаке, а также делает конструкции стропил единообразнее, хотя и получается некоторое увеличение объема кирпичной кладки.
Другой вариант образования крыши у торцевой стены - вальмовое решение, то есть с наклонными треугольными скатами. Двускатная крыша, завершенная вальмами с обеих торцов, называется вальмовой. Она несколько уменьшает объем кирпичной кладки чердака, но при этом усложняется конструкция стропил, появляются диагональные стропильные ноги. Иногда, например по замыслу архитектора, торцевой скат срезает не весь торец двускатной крыши, а только верхнюю или нижнюю ее часть. В этом случае неполный торцевой скат называют полувальмой, а крышу - полувальмовой.
Высота чердака определяется шириной дома, уклоном, конструкцией крыши и необходимостью обеспечить свободный противопожарный проход высотой не менее 1,6 м вдоль всего помещения. Важно проследить, чтобы высота чердака в самых низких местах, у наружных стен, была не менее 0,4 м от верха засыпки чердачного перекрытия до мауэрлата. Это необходимое требование для периодического осмотра и ремонта нижних частей стропил, наиболее подвергающихся продуванию, промерзанию, увлажнению, а также для противопожарной безопасности. Заметим, что высокие крыши кроме того, что меньше задерживают снег, позволяют эффективнее использовать чердачное пространство.
Несущей конструкцией чердачных крыш с кровлей из штучных материалов (черепица, шифер, волнистые асбоцементные листы и другое) являются стропила или стропильная система.
Эта система называется "наслонные стропила" и состоит в большинстве коттеджных домов из деревянных элементов, которые следует антисептировать и пропитывать огнезащитным составом. Стропильные ноги - стропилины, то есть брусья (в сечении толщиной 50, 100 и высотой 120, 150, 180, 200 мм) устанавливаются под углом, равным углу наклона ската кровли, и опираются нижним концом на мауэрлаты, а верхним - на подконьковый брус или на промежуточные прогоны. Мауэрлаты - это опорные горизонтальные брусья (100 × 100, 150 × 150 мм), укладываемые на толевую прокладку (для изоляции дерева от камня) в уступы наружных стен со стороны чердака, и распределяющие нагрузку от стропилин равномерно вдоль всей стены. Промежуточные прогоны (50 × 100, 50 × 150 мм) укладываются на стойки (100 × 100, 150 × 150 мм), на подкосы или на небольшие треугольной формы наклонные рамы - фермочки. Конструктивные схемы стропил, разрезы и планы вы можете увидеть на рисунках. Для увеличения жесткости и устойчивости стропил между стоками и прогонами в продольном направлении устанавливают другие подкосы. Угол между стойкой и подкосом должен быть не более 45°.
Стойки под прогоны устанавливаются на внутренние стены через каждые 3-4 м, при этом под стойки укладывают подкладки из досок (лежни) и толь. Стропильные ноги устанавливают через каждые 0,8-2,0 м в зависимости от их сечения, материала кровли и других условий. Нижние концы стропильных ног через одну следует крепить к стене скрутками из проволоки, чтобы предохранить крышу от возможного срыва при сильном ветре. Скрутку закрепляют за костыль или ерш, забитый в шов кладки на 250-300 мм ниже мауэрлата.
Для устройства свесов кровель и карнизов, в целях экономии бруса крупного размера, нижний конец стропильной ноги наращивается короткими досками - кобылками (40 × 120, 50 × 100 мм), которые к тому же легче пропустить через кирпичную кладку. Для образования вальм широких домов устраивают диагональные стропильные ноги, а по ним - укороченные стропилины (нарожники). Сопряжение элементов в деревянных стропилах производится скобами, гвоздями или болтами.
На стропильные ноги гвоздями пришивают обрешетку, состоящую обычно из черепных брусков (50 × 50 мм), идущих через каждые 330-600 мм в зависимости от материала кровли, и сплошной обшивки из доски (50 × 120, 50 × 200 мм) в опасных местах - у карниза, разделки трубы, конька. На обрешетку (в том числе из сборных щитов) и обшивку укладывается непосредственно кровельный материал.
Кроме деревянных наслонных стропил, бывают аналогичные конструкции из железобетона. Сборные наслонные деревянные и железобетонные стропила изготавливаются на заводах из отдельных укрупненных элементов, которые собираются на месте в единую конструкцию, что значительно снижает трудоемкость строительства. В тех случаях, когда стропила опираются только на две наружные стены (если нет промежуточных опор), они называются висячими и представляют собой простейший тип стропильных ферм, к которым подвешивают (если оно есть) чердачное перекрытие.
В висячих стропилах при пролетах более 6 м между верхними концами стропильных ног зажимают подвесную бабку (вертикальный брус). Во избежание провисания конструкции к нижнему концу бабки подвешивают с помощью хомутов из полосовой стали горизонтальную затяжку и прогон для опирания балок чердачного перекрытия. При пролетах до 12 м в конструкцию стропил вводят подкосы, уменьшающие рассчетную длину стропильных ног.
Высокий чердак можно использовать для устройства в нем жилых помещений так называемого мансардного типа. Мансарда - помещение, названное по имени французского архитектора XVII в. Франсуа Мансара, который стал приспосабливать под жилье высокие чердаки крутых крыш ранее построенных готических домов. В настоящее время мансарды получили широкое распространение во всем мире.
Мансардная крыша является разновидностью двускатных крыш. Для лучшего использования пространства чердака ее часто делают с изломом в поперечном сечении. Ту часть крыши, которая образует наклонную часть стен мансардных помещений, необходимо, в отличие от обычных холодных крыш, утеплять. Излом крыши отделяет верхнюю более пологую часть скатов и стропил от более крутой нижней. В месте излома ставят прогоны, на которые опирается макушка чердачной крыши с конструкцией стропил простой формы с затяжкой. В остальном конструктивное решение мансардной крыши аналогично рассмотренным выше.
Кровли скатных крыш
Для крыш применяются различные кровельные материалы с учетом архитектурного решения здания, его долговечности и экономичности. Так, для гаражей и сараев логично применять кровли с малым уклоном из рубероида.
В таблице указаны ориентировочные уклоны крыш при различных кровлях в зависимости от числа слоев, заделки стыков, крепления к обрешетке, основанию и стропилам.
Черепичная кровля является одной из наиболее древних. Она долговечна, безопасна в пожарном отношении, не требует частых ремонтов и окраски. Коттедж с черепичной крышей, глиняной обожженной или цементно-песчаной, выглядит привлекательнее и богаче, а срок службы такой кровли без капитального ремонта превышает 100 лет. Заметим, что цементно-песчаная черепица стала применяться и в современных высотных жилых домах, например, в московском районе Митино.
Основные виды черепицы - ленточная (простая по форме, дешевая) и пазовая.
Ленточная плоская черепица - это пластинки размером 365 × 155 мм, или 400 × 220 мм, имеющие снизу шип для сопряжения с обрешеткой. Чтобы предотвратить протечки их необходимо укладывать в два слоя для полного перекрытия швов. Это приводит к повышенному расходу материала, что, наряду с большим весом в 60-80 кг/м2, является значительным недостатком такой кровли. Аналогична описанной выше конструкция кровель из мелкоразмерных асбестоцементных плиток - этернита и шифера.
Пазовая черепица имеет по продольным краям пазы, снизу - ушко (прилив с отверстием для проволоки) и сверху - отбойный гребень, обеспечивающие непротекаемые сопряжения. Поэтому пазовую черепицу укладывают в один слой. Через ряд (вес около 40 кг/м2) во избежание сбрасывания ветром ее привязывают печной проволокой к гвоздям, забитым в брусья обрешетки. Через 2-3 месяца после укладки кровли, когда она осядет, с внутренней стороны щели промазывают глиноизвестковым раствором. Конек и ребра скатов перекрывают специальными фасонными черепицами. В местах устройства разжелобков, защитных фартуков труб, слуховых окон, настенных водоотводных желобов прокладывают листы кровельного железа.
Кровля из волнистых асбоцементных листов, широко применяемая в малоэтажном строительстве, состоит из листов обыкновенного профиля и усиленного. Листы обыкновенного профиля размером 1200 × 800 × 5,5 мм весом около 9 кг укладываются на обрешетку из досок и брусков (50 × 50 мм), причем каждый ряд листов должен лежать не менее чем на трех обрешетинах. Кровлю из более крупных листов усиленного профиля (1750 и 2000 × 1000 × 6-8 мм) укладывают на брусья железобетонной обрешетки, идущие примерно через 800 мм, или на деревянные, усиленного сечения. Укрупненные листы ускоряют производство кровельных работ, образуют меньше стыков, надежнее в эксплуатации.
Волнистые листы укладывают внахлестку - верхний ряд листов перекрывает нижний на 120-200 мм. Чем круче уклон, тем меньше перекрывание. Плотное примыкание листов по боковым сторонам обеспечивается их смещением на одну волну (на 150 мм).
Конек крыш, ребра и разжелобки выполняют с использованием кровельного железа. Листы следует крепить к обрешетке оцинкованными шурупами или гвоздями с широкими шляпками и шайбами.
Кровли из рулонных материалов бывают битумные (рубероид) и смоляные (толь и его производные). Их следует применять преимущественно для хозяйственных построек, например гаражей, при относительно малом уклоне крыш, так как битум, смоляные вещества, а также склеивающие слои (мастики) под воздействием тепла постепенно стекают. Рулонные кровли имеют незначительную механическую прочность, зато они обладают малой теплопроводностью, имеют малый вес, удобны в строительстве, могут быть цветными за счет минеральной крошки, впрессованной в битумный слой. Рулонную кровлю настилают на жестком и ровном цементном, бетонном или деревянном (из двух слоев досок, повернутых друг к другу на 30-45°) основании. Следует учитывать, что при небольшой разнице в стоимости толевая кровля требует столько же труда на ее устройство, как и рубероидная, но последняя втрое долговечнее, однако даже при надлежащем уходе и она служит не более 30 лет.
За сутки до начала работ рубероид или толь следует раскатать, нарезать на куски по длине ската, прибавив 250 мм на загибы через конек и карнизную доску. Далее шпателем, твердой щеткой или с помощью керосина очистить нижнюю сторону, посыпанную тальком, а с наружной стороны для приклейки мастикой накрыва соседнего листа (полонка) очистить кромку шириной 100 мм.
Металлические кровли делают преимущественно из кровельной оцинкованной стали (более долговечной) и неоцинкованной (черной) весом 3,5-6,5 кг/м2, а также из штампованной металлической черепицы, стальных, дюралевых волнистых листов (профильного настила), из мелкоштучных медных и даже позолоченных листов (например, на восстанавливаемом храме Христа Спасителя в Москве). Металлические кровли самые дорогие, требуют специального инструмента и квалифицированного труда. Поэтому в современной практике оцинкованные листы рекомендуется применять только для покрытия сложных крыш, для устройства карнизных свесов, разжелобков, защитных фартуков дымовых и вентиляционных труб, водосточных труб, подоконных сливов и так далее. Листы имеют покрытие цинком с обеих сторон, ширина листов - 710, длина - 1420, толщина от 0,45 до 1 мм. Листы укладывают по деревянной обрешетке (50 × 50 мм), прибиваемой к стропилинам. По краю крыши прибивают сплошной настил из досок на ширину 700 мм, а по коньку и ребрам крыши - по две доски. Листы кровельной стали соединяют между собой так называемыми фальцами, которые бывают горизонтальными, лежачими - поперек ската (чтобы легче стекала вода) и стоячими - вдоль ската. К обрешетке листы крепят кляммерами из полосок оцинкованной стали, заделанных в стоячие фальцы через 500-700 мм. Карнизный свес поддерживается металлическими Т-образными костылями, прикрепляемыми гвоздями к обрешетке.
При устройстве металлической кровли лучше делать сплошную обрешетку из досок с прокладкой из пергамина. Такая мера предосторожности немного дороже, но предохраняет нижнюю сторону металлических листов от коррозии и увеличивает их срок службы в 2-3 раза.
Кровлю из стальных неоцинкованных листов красят масляной краской каждые 3 года. Кровлю из оцинкованных листов можно окрашивать через 8-10 лет после ее укладки.
В последние годы появилось много новых кровельных материалов, как отечественных, так и зарубежных. Например, металлочерепица с полимерным или с пластизоловым покрытием, кровля из гофрированной оцинкованной жести с многослойным стекловолокнистым покрытием, кровля из профильных алюминиевых и стальных листов и другие. Фирмы поставляют полный комплект кровли со всеми необходимыми элементами в широкой цветовой гамме. В большинстве случаев такие кровли, имитирующие натуральную черепицу, прочны, гигиеничны, огнестойки и имеют очень малый вес порядка 5-10 кг/м2 при толщине около 1 мм.
Итак, мы построили дом, вернее, строительную коробку. Теперь нужно рассмотреть его отдельные элементы, такие как лестница, крыльцо, навесы, двери и окна. Необходимо позаботиться о красоте фасадов и интерьеров. Давайте займемся этим при наших следующих встречах.
Виды кровель и угол, образуемый скатом и горизонтальной плоскостью, в градусах:
-Из рулонных материалов (рубероида, толя и др.) при числе слоев не менее 2, наклеиваемых на мастику 3-8
-То же, но четырех-, пятислойная с защитным слоем из гравия, втопленного в горячую мастику 0-22 и более только на отдельных участках крыш
-Из листовой оцинкованной стали с одинарными фальцами 16 и более
-То же с двойными фальцами 12 и более
-Асбоцементная из волнистых листов обыкновенного профиля 18-30
Конструкция кровли