Вальмовая крыша — особенности конструкции и расчёт, стропильная система крыши

В компании «Артель-Строй» Вы можете заказать устройство вальмовой крыши. Об особенностях конструкции, преимуществах и недостатках вальмовой крыши и как рассчитать стоимость – читайте в статье наших экспертов.

Особенности конструкции

В классическом варианте конструкция вальмовой крыши состоит из четырех скатов, два из которых имеют треугольную форму, ещё два – трапециевидную. Каждая сторона крыши размещается под углом (скатная крыша). Стороны соединяются в верхней точке – коньковое соединение или просто конёк. Снизу заканчиваются на одном уровне.

Классический вариант вальмовой крыши сооружают для домов прямоугольной формы. Для других придумана полувальмовая голландская крыша (некоторые скаты укорочены, в некоторые устанавливают «слуховое» окно), полувальмовая датская (нет конькового соединения, вальмы начинаются ниже).

Стропильная система вальмовой крыши

Для обустройства четырехскатной (вальмовой) крыши требуется иная стропильная система: к стандартной двухскатной системе добавляются особые элементы – стропильные ноги треугольной формы.

Два ската, расположенные в привычных местах называют фасадными, другие два – торцевыми. Та линия, в которой они соединяются (конёк), имеет длину меньше длины дома.

Часть ската, которая выступает за пределы дома, называется свесом. Она удлиняется за счет стропильных ног или кобылков. Свес защищает стены от влаги.

Треугольная стропильная система для вальмовой крыши отличается такой же надежностью и жесткостью, как и у двухскатной крыши. Она выдерживает вес кровельного пирога, из чего бы он ни состоял (покрытие в форме листов, рулонов, модулей).

Преимущества и недостатки

Вальмовая крыши имеет ряд преимуществ, которые отличают её от других аналогичных конструкций.

• Подкровельное (чердачное) пространство можно использовать в качестве жилого (потолки достаточно высоки).
• Популярна среди архитекторов, поскольку позволяет придать дому законченный совершенный вид. Идеальна для оформления загородных коттеджей, таун-хаусов, садовых домиков.
• Идеально подходит для применения в районах с сильными порывами ветра (снижает парусный эффект – кровельное покрытие не сорвет ветром).
• Можно обустроить скаты под определённым углом, в зависимости от климатических условий. Крутые подходят для районов с высокой снеговой нагрузкой. Пологие – для ветренных.

Однако стоит учитывать и минусы конструкции. А они, в основном, связаны с финансовым вопросом.

• Нет возможности установить обычные окна, только «слуховые» (окно в кровле). Слуховое мало чем отличается от обычного, но обходится дороже. И не всегда возможно установить вариант с полноценным размером. Поэтому естественного освещения внутри оказывается недостаточно.
• При увеличении угла наклона скатов увеличивается расход материала.
• Конструкцию вальмовой крыши могут сделать и установить на дом далеко не все. Приходится обращаться к профессионалам.
• Установка вальмовой крыши подразумевает надежный капитальный фундамент под домом (из-за значительного веса стропильной системы).

Расчет вальмовой крыши

Предварительный расчет стоимости вальмовой крыши сводится к расчету стоимости её элементов. С помощью компьютерной программы или онлайн-калькулятора узнать стоимость гораздо проще.

Угол наклона скатов

Программа, кроме стоимости, также определяет оптимальный угол наклона (в зависимости от погодный условий в месте проживания). Его, кстати, можно определить и самостоятельно – существуют карты, на которых вся территория страны разбита на восемь зон. В каждой свои условия: сила ветра, обильность осадков. Найдите место строительства на карте и определите зону. Узнаете рекомендации по углу наклона скатов.

Также существуют рекомендации по определению оптимального угла наклона в зависимости от выбранного кровельного материала.

• Для рулонных на основе битума выбирают уклон в 0-3 градуса.
• При устройстве крыши с применением черепицы – 34 градуса.
• Волнистые асбестоцементные листы – 9 градусов.
• Глиняная черепица – 9,5.
• Стальные листы – 18.
• Сланцевые и асбестоцементные плиты – 26,5.
• Деревянная кровля – 39.

Расположение конька

Высоту расположения конька вычисляют по разрезу крыши. Когда известны углы наклона и основание (равно ширине дома), применяют формулу и определяют высоту конька.

Толщина элементов стропильной системы

Для создания стропильной системы требуются пиломатериалы разной толщины. Толщину стропил, стоек, конька определяют в зависимости от будущей нагрузки на фундамент: вес кровельного материала, каркаса, пола мансарды, перекрытий, плюс временные нагрузки в виде снежного покрова.

Например, общая нагрузка на фундамент кирпичного дома может составить около 6,5 тонн, из которых 197 кг – вес черепицы. Это и есть нагрузка на 1 погонный метр стропильной системы. В зависимости от нагрузки сначала определяют шаг, на котором следует устанавливать стропила: от 60 до 215 см. По таблице, в зависимости от шага и длины стропил, выбирают габариты пиломатериалов.

Заказать монтаж вальмовой крыши в Липецке

что это такое, виды конструкций, фото

Устройство вальмой крыши — далеко не самый простой вариант для исполнения своими руками. Особенно если конструкция отягощается дополнительными элементами в виде мансардных окон или скворечников. Расчёты таких устройств сложны и громоздки, а от них зависит прочность и долговечность устройства. Если они выполняются самостоятельно, нужно по окончании проконсультироваться с профессионалом и только после этого приступать к исполнению проекта.

Что такое вальмовая крыша

Кровли из четырёх скатов, два из которых, расположенные напротив друг друга, имеют форму трапеции, а два остальных — треугольника, называются вальмовыми. Вальма — это треугольный скат.

Вальмовая крыша состоит из четырёх и более скатов в форме обычного или усечённого треугольника

Крыши такой конструкции получили довольно широкое распространение в современном загородном строительстве. Кроме удобства и функциональности, они просто красивы. Воспользовавшись таким архитектурным решением даже в самом простом варианте, можно сделать своё жилище изысканным.

Плюсы и минусы вальмовой крыши

Как у всякой строительной конструкции, у вальмовых кровель имеются свои положительные и отрицательные качества.

К положительным сторонам вальмовых кровель относят:

1. Способность переносить значительные ветровые нагрузки за счёт увеличенного угла между скатами.
2. Высокую прочность, позволяющую выдерживать значительные снеговые нагрузки.
3. Возможность устраивать широкие карнизные свесы по всем сторонам здания. Они эффективно защищают стены и фундамент здания от осадков.
4. Красоту и изящество. Вальмовые крыши визуально скрадывают высоту здания с мансардным помещением.

Имеются и отрицательные моменты при использовании вальмовых кровель:

1. Высокая сложность конструкции стропильной системы. Это затрудняет расчёты и приводит к удорожанию работ по их изготовлению.
2. Уменьшение размеров подкровельного пространства за счёт большого угла между скатами. Из-за этого мансардное помещение в таких домах получается маленьким.
3. Возможность проникновения влаги через мансардные окна. Этого можно избежать, если укрыть их на время непогоды плёнкой, но такой приём крайне неудобен.

Главным отрицательным фактором вальмовой кровли считается высокая сложность стропильной системы, доступная только опытным мастерам. Этим же объясняется и высокая стоимость изготовления четырёхскатных крыш.

Особенности конструкции

Опорами для стропил вальмовой крыши являются мауэрлат и коньковая балка. Кровельный скелет состоит из следующих деталей:

1. Опорное основание (мауэрлат). Его изготавливают из бруса 100х150 или 150х150 мм в зависимости от конструкции здания. Укрепление рамы мауэрлата в горизонтальной плоскости производится установкой четырёх укосин, придающих конструкции необходимую жёсткость.

   Мауэрлат чаще всего изготавливается из мощного бруса и крепится к верхним торцам стен при помощи шпилек или нагелей

2. Стойки. Они устанавливаются на центральной оси перекрытия вдоль его длинной стороны и укрепляются временными подпорками. Затем на них крепится коньковый брус. Высота стоек зависит от выбранного угла наклона скатов. Чем меньше угол между стропильными ногами, тем выше стойки.
3. Коньковый брус. Это верхняя горизонтальная перекладина, лежащая на стойках и служащая опорой для всех стропил.

   Коньковый брус крепится к стойкам и является опорой для всех основных стропил

4. Основные стропила. Они опираются на мауэрлат и коньковый брус и закрепляются на этих деталях с применением специальных пластин из оцинкованной стали.
5. Диагональные или накосные стропила. Идут от концов конькового бруса к углам здания. После установки всех диагональных стропил можно демонтировать временные крепления стоек.

   После закрепления всех диагональных стропил временные подпорки стоек убирают

6. Нарожники. Закрепляются нижним концом к мауэрлату, а верхним — к накосному стропилу. Применяются для продолжения плоскости основных скатов. Расстояние между ними такое же, как между стропилами.
7. Шпренгели. Идут от укосин мауэрлата к диагональным стропилам и обеспечивают усиление несущей способности кровли.
8. Подкосы. Нужны для того, чтобы усилить сопротивляемость кровли ветровым нагрузкам. По теории их рекомендуется устанавливать с той стороны здания, где находится «роза ветров». Но на практике подкосы ставят со всех сторон.
9. Обрешётка. Выполняется по внутренней поверхности стропильных ног и формирует основание под кровельный пирог.

   Конструкция стропильной системы включает в себя несколько важных элементов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию

Описанное устройство стропильной системы применяется при прямоугольной форме каркаса здания. Если же дом квадратный, стропильная система строится таким же образом, но установка конькового прогона не производится, поскольку все скаты сходятся в одной точке. Такая крыша называется шатровой.

Фотогалерея: разновидности вальмовых крыш

Небольшая оранжерея из поликарбоната врезана в конструкцию каркаса дома и кровли

Крыша оригинального домика в датском стиле имеет два стеклянных ската

Вальмовые кровли могут иметь ломаные скаты сложной формы

Небольшой выступ на мансардном этаже с собственной стропильной системой называется «кукушатником»

Виды вальмовых крыш

Кровли такой конструкции разнообразны. Их форма часто определяется размерами здания и его конструктивными особенностями в виде балконов, мансард и других архитектурных элементов. Различают несколько основных видов вальмовых кровель.

Полувальмовая крыша

Полувальмовая кровля сама по себе может выполняться различными способами. Так, для голландской вальмы характерен укороченный скат с расположенным под ним вертикальным фронтоном. Чаще всего применяется, если в доме устроено мансардное помещение и нужны окна для него. При этом вальма укорачивается на две трети или половину длины. Это производится смещением стойки к торцу здания с удлинением коньковой балки.

Голландская полувальма позволяет расширить мансарду и использовать вертикальное остекление

Несколько иначе формируется кровля датской вальмы. В этом случае сверху выполняется укороченный фронтон, а затем устраивается скат кровли трапецевидной формы.

При формировании датской полувальмы серху устраивается укороченный фронтон

Четырёхскатная вальмовая крыша

Второе название четырёхскатной вальмовой крыши — шатровая. Он состоит из четырёх одинаковых скатов, сходящихся в одной точке. Это получается, если форма здания квадратная. По сути, на такой кровле всего четыре диагональных стропила, остальная поверхность образуется нарожниками. Шатровая кровля обычно устраивается с углом наклона до 30^o и отличается повышенной устойчивостью к ветровым нагрузкам.

Шатровую кровлю можно возвести только на квадратном здании

Четырёхскатная кровля по-американски

Появление американского варианта четырёхскатной крыши связано с желанием использовать подкровельное пространство для создания мансардного помещения. Для этого можно установить на каждой стропильной паре поперечную затяжку и дополнительно укрепить ригеля на нужной высоте. Такие решения принимаются на стадии проектирования. Установка затяжек коренным образом изменяет всю механику стропильной системы. Они компенсируют распирающие усилие от стропил на мауэрлат, а следовательно, и на стены.

Затяжки и ригеля, проложенные в каждой стропильной паре, устраняют распирающие нагрузки и укрепляют кровлю

Вальмовая крыша с «кукушкой»

Такое устройство несёт в себе не только чисто декоративные функции. На самом деле «кукушка» (или «скворечник») помогает решить несколько чисто прикладных проблем:

1. Увеличение полезного пространства мансардного или чердачного помещения. За счёт «кукушки» можно устроить дополнительные кладовые, ниши или санузел.
2. Обеспечение дополнительного естественного освещения, которого в мансарде всегда недостаточно. А это основное требование санитарных норм в отношении жилых помещений.
3. Возможность устройства вертикального остекления. «Кукушка» представляет собой дополнительный фронтон с вертикальной стеной, в которую врезать окно гораздо проще и дешевле.
4. Улучшение внешнего облика строения.

   Кроме расширения площади мансарды «кукушка» позволяет сделать в ней вертикальное окно

Для изготовления «кукушки» делается отдельный каркас поверх основной стропильной системы. Главная проблема, которая может возникнуть при устройстве такого элемента, это протечки в кровле. Поэтому такую работу лучше доверить опытному специалисту.

Для установки «кукушки» требуется вмешательство в основную стропильную систему кровли

Вальмовая крыша с козырьком

Установка козырька практикуется над главным входом в дом. Для этого поверх основной стропильной системы устраивается обрешётка для козырька. В отличие от создания «кукушки» основной скелет не нарушается, оставаясь монолитным. Кроме чисто утилитарных удобств, связанных с пользованием навесом, он является ещё и украшением дома.

Козырек на вальме выглядит очень красиво и защищает вход в здание от дождя и снега

Несимметричная вальмовая крыша

Создание несимметричной вальмовой крыши связано с желанием как можно более рационально использовать подкровельное пространство. Характерным признаком несимметричной кровли является наличие скатов различной величины и угла наклона. Из преимуществ такой крыши можно выделить презентабельный внешний вид и оригинальность. К недостаткам относят трудоёмкость исполнения, влекущую за собой значительное удорожание и сложность расчётов основных параметров.

Наличие несимметричных скатов вносит в конструкцию вальмовой крыши ещё большие сложности

Бесконьковая вальмовая крыша

Конёк для вальмовой крыши является основным несущим элементом, связывающим стропильную систему в единое целое. Однако в некоторых конструкциях диагональные стропила сходятся в одной точке, и конёк отсутствует как таковой. Выше уже упоминались такие кровельные системы — шатровые. Отсутствует конёк и в симметричных купольных кровлях, но таковые вальмовыми уже не назовёшь. К вальмовым можно отнести шпилевидные кровли с числом вальм от трёх до восьми. Финишным покрытием таких кровель на жилых зданиях обычно является металлический лист, исполнение — фальцевое.

Количество скатов бесконьковых крыш часто опеределяется геометрическими особенностями каркаса постройки

Монтаж вальмовой кровли

Сборка стропильной системы такой крыши — довольно сложный процесс. Тем не менее в классической интерпретации процесс доступен для исполнения своими руками. Нужно сразу оговориться, что самостоятельная сборка не является препятствием для приглашения одного или двух помощников.

Монтаж вальмовой стропильной системы производится следующим образом:

1. Укладка и крепление мауэрлата. Под ним нужно проложить гидроизоляцию из рубероида поверх стены здания. По углам мауэрлата устанавливаются четыре укосины для усиления конструкции в продольном направлении.
2. Установка и временное крепление стоек. Их нужно поставить на лежень.

   Стойки монтируются на лежень и укрепляются временными подкосами до тех пор, пока не будут установлены все диагональные стропила

3. Закрепление коньковой балки поверх стоек.
4. Установка и крепление фронтальных стропил к мауэрлату и коньковой балке.
5. Монтаж диагональных стропил между коньковой балкой и углами мауэрлата — четыре штуки.

   Положение диагональных стропил окончательно устанавливает форму всех скатов

6. Установка нарожных балок между мауэрлатом и диагональными стропилами.
7. Установка шпренгелей между укосинами и диагональными стропилами.
8. Для зданий шириной до шести метров допускается изготовление затяжек между стропильными ногами при монтаже навесной системы. Эти элементы конструкции служат для компенсации распирающей нагрузки на мауэрлат со стороны стропильных ног.
9. Дополнительное укрепление стропильных ног стойками или укосинами в зависимости от размеров здания.

   Готовая стропильная система далее обивается обрешёткой, на которую монтируется кровельный пирог и финишное покрытие

При монтаже стропильной системы применяются различные виды дополнительных креплений. Их производят промышленным способом специально для различных узлов и соединений.

Элементы крепежа стропил позволяют обеспечить необходимую прочность и высокое качество монтажа

По окончании сборки стропильной системы формируется кровельный пирог и устанавливается финишное покрытие кровли выбранным материалом.

При выборе угла наклона вальмовой крыши обычно исходят из эстетических соображений, заботясь о внешнем виде здания. Можно сначала выбрать уклон скатов, а потом рассчитать высоту конька, а можно, наоборот, задаться положением конька и исходя из этого рассчитать угол между стропилами.

Видео: монтаж вальмовой кровли в одиночку

Повышенная трудоёмкость исполнения вальмой крыши многократно компенсируется её высокими прочностными характеристиками и завидным дизайном. Если внимательно разобраться с конструкцией и понять назначение каждой детали или узла, нет ничего невозможного для построения стропильной системы самостоятельно. Успехов вам!

• Автор: Виталий Калугин
• Распечатать