проектирование крыши мансардной крыши
Мансардный этаж
Впервые подкровельное чердачное пространство для жилых и хозяйственных целей было использовано в 1630 году французским архитектором Ф. Мансара. Этот чердачный этаж под скатной крутой изломанной крышей и получил название мансарда.
Функции и планировочные решения
При проектировании мансардного этажа выбор планировочного варианта должен быть основан на анализе планировочной схемы здания-основы, определен при изучении социальной потребности данного жилого образования и выполнен в соответствии с действующими нормативными требованиями.
Необходимо различать три основных типа мансардных этажей:
Интерьер
Обстановку ванной комнаты и туалета следует принимать с учетом наклонных поверхностей крыши, ограничивающих высоту в полный рост.
Размещение дверей может вызывать сложности не только из-за определения высоты самого дверного проема. Здесь необходимо также учитывать беспрепятственное открывание двери с учетом наклонной стены.
Противопожарные требования
Противопожарные требования, особенно пути эвакуации мансардного этажа, зависят от планировочной структуры здания-основы: при совпадении функций здания-основы и функций мансардного этажа для путей эвакуации используется лестнично-лифтовый узел здания, к которому примыкает мансарда; при несовпадении функций здания-основы и мансардного этажа для создания путей эвакуации требуется устройство специальных коммуникаций, которые могут находиться внутри или вне здания и иметь изолированные выходы, в том числе между двумя зданиями.
Допускается отсутствие выходов в лестничную клетку с каждого этажа квартиры в двух уровнях при условии, что помещения расположены не выше 6-го этажа, и квартира обеспечена дополнительным выходом. Допускается устройство эвакуационных выходов в общую лестничную клетку из творческих мастерских при условии, что возможно сообщение через тамбур.
При размещении контор и офисов в мансардах жилых домов, имеющих не более 9 этажей, входы и эвакуационные выходы должны быть изолированы от жилой части зданий. Допускается принимать в качестве второго эвакуационного выхода лестничные клетки жилой части здания, при этом выход предусматривается через тамбур с противопожарными дверями. Мансардное окно может служить спасательным проемом, через которое люди из помещения могут быть эвакуированы.
Важные правила проектирования мансардного этажа
Выбор планировочного варианта мансарды должен быть основан на анализе планировки здания-основы.
Необходимо взаимодействие проектируемой и существующих инженерных систем и обеспечение их совместной работы. (В случае, когда функции мансарды не совпадают с функциями основного здания, требуется разработка специальных технических решений).
Особое значение имеют форма и габариты помещений, выбор светопрозрачного ограждения (вертикальных или наклонных окон), их размещение с учетом построения интерьера во взаимосвязи с формированием архитектуры.
Конструктивная схема, материал ограждающих конструкций и деталей мансарды определяются с учетом единства конструкции и архитектурных форм здания-основы (Применение легких конструкций, деталей и изделий является основным требованием).
Мансарда с крутоуклонной крышей требует особого подхода к выбору кровельного материала, обеспечению теплозащиты, герметизации и гидроизоляции.
Возведение мансарды без отселения жильцов основного здания требует специального метода максимальной безопасности производства работ, ограничения веса конструкций и деталей, сооружения элементов защиты и безопасности.
Конструкции мансардного этажа
Конструкция и геометрия крыши определяет архитектурную форму венчающей части здания, а это, в свою очередь, необходимость создания единства конструктивного и архитектурного решений во взаимосвязи с внутренним пространством, обусловленным функциональным назначением.
Выбор той или иной архитектурно-строительной системы мансардного этажа включает определение несущей конструкции и ограждения, а также организацию строительных работ на объекте в застроенной части города.
Для мансардных этажей рекомендуется выбирать легкие конструкции и материалы, поскольку, с одной стороны, следует максимально облегчить их транспортировку на этаж, а с другой, собственный вес конструкций должен быть минимальным, с учетом той нагрузки, которая будет перенесена на уже существующее здание.
Эти предпосылки в целом указывают на то, что конструкции следует выбирать из материалов на основе древесины или тонкостенного холодногнутого металлического профиля. Использование каменных и бетонных материалов для создания несущей конструкции мансардного этажа на реставрируемом, да и вновь строящемся здании не рекомендуется.
Кровельное покрытие должно соответствовать этим же предпосылкам, то есть должно быть выполнено преимущественно из легких материалов в виде металлических листов, металлочерепицы и тому подобное. В случаях, когда это необходимо в целях сохранения среды уже существующей застройки, покрытие выполняется из глиняной или цементно-песчаной черепицы, цветного металла и прочих материалов.
Внутренняя облицовка ограждения мансарды выполняется преимущественно из гипсокартонных листов. Внутренние перегородки целесообразно выполнять поэлементной сборкой с облицовкой гипсокартонными листами по стойкам из тонколистовых профилей.
Утепление мансард
Покрытие мансарды должно не только защищать дом от атмосферных осадков (дождь, снег), но и препятствовать охлаждению помещений верхнего этажа. Тёплый воздух всегда поднимается вверх, поэтому температура воздуха под потолком в среднем на 2°С выше, чем посредине высоты помещения. При одинаковой теплоизоляционной способности стен и кровли потери тепла через последнюю всегда будут больше, что обусловлено большим перепадом температур между наружной и внутренней поверхностями покрытия мансарды. Кроме того, влагосодержание теплого воздуха обычно выше, чем холодного, поэтому конденсат на потолке верхнего этажа может образовываться при более высоких температурах, чем на внутренней поверхности стены. Поэтому к теплозащите кровельных покрытий предъявляются более жесткие требования, чем к наружным стенам.
Теплопотери через мансарду достаточно велики, поэтому правильно выполненное утепление ее покрытия способно принести ощутимый экономический эффект. При сравнении двух типовых двухэтажных домов площадью 205 м2 с мансардами, утепленными в соответствии с прежними и новыми требованиями, установлено, что современный уровень теплозащиты позволяет снизить потери тепла через покрытие более чем на 3 кВт и тем самым существенно уменьшить мощность системы отопления и снизить расходы на обогрев дома.
Значительную опасность для людей представляют сосульки, свисающие с крыши. В процессе сбивания сосулек велика вероятность повреждения кровли со всеми вытекающими последствиями. Одной из причин образования сосулек в зимнее время является недостаточная теплоизоляция покрытия крыши. Снег, подогреваемый снизу теплом, проходящим через плохо утепленное покрытие, начинает подтаивать, и вода, стекающая с крыши, превращается в сосульки. Только при хорошо выполненной теплоизоляции сосульки не будут доставлять неприятностей зимой.
Требования к теплозащите покрытий
Нормирование теплозащиты ограждающих конструкций, к числу которых принадлежат и кровли, производится в соответствии со СНиП с учетом средней температуры воздуха и продолжительности отопительного периода в районе строительства. В соответствии с этими нормами требуемое приведенное сопротивление теплопередаче Ro кровельных покрытий для Москвы и Подмосковья должно быть не менее 4,7 м2 °С/Вт.
Конструктивные особенности
Влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного, поэтому диффузия водяных паров (как через покрытие мансарды, так и через наружные стены здания) направлена из помещения наружу. Наружная (верхняя) часть кровельного покрытия представляет собой гидроизоляционный слой, плохо пропускающий водяные пары и способствующий образованию конденсационной влаги с внутренней (нижней) стороны кровли. Последствия не заставят себя ждать: несмотря на хорошо выполненную гидроизоляцию крыши, на внутренней поверхности кровельного покрытия появятся мокрые пятна и плесень, ухудшатся теплоизоляционные качества утеплителя, с потолка начнут падать капельки воды (не из-за протечки кровли, а в результате конденсации водяных паров).
Учитывая отрицательное воздействие влаги на теплоизоляционные характеристики материалов, утеплитель необходимо защитить от увлажнения водяными парами, содержащимися в воздухе помещения, слоем пароизоляционного материала, расположив его с внутренней (нижней) стороны утеплителя. Для удаления влаги, попавшей по каким-то причинам в теплоизоляционный материал, между утеплителем и наружным (гидроизоляционным) слоем кровельного покрытия следует предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку.
Очень часто нежилые чердачные помещения переоборудуют в жилые мансарды, сохраняя существующую стропильную систему. При этом, стремясь свести к минимуму дополнительную нагрузку на несущие конструкции здания, обычно используют легкий утеплитель пониженной плотности. Под воздействием ветра происходит «продувание» утеплителей малой плотности, сопровождающееся уносом тепла, поэтому для сохранения теплозащитных характеристик конструкции на поверхность теплоизоляции, граничащую с вентилируемой прослойкой, обязательно укладывается слой ветрозащитного паропроницаемого материала.
При утеплении мансарды нужно помнить, что потери тепла происходят не только через покрытие, но и через торцовую стену. Поэтому фронтон дома также необходимо хорошо утеплить в соответствии с современными требованиями.
Утепление мансардных покрытий
Конструктивно покрытие мансарды состоит из системы стропил, установленных с шагом 600. 1000 мм. Пространство между стропилами заполняется теплоизоляционным материалом (утеплителем). В качестве утепляющего материала рекомендуется использовать плиты из минеральной ваты на основе базальтового волокна или стекловолокна. Теплоизоляционные плиты или маты могут укладываться в один или несколько слоев, причем общая толщина слоя утеплителя зависит от коэффициента теплопроводности утеплителя, значение которого обязательно указывается в сертификате соответствия.
Устройство вентилируемой воздушной прослойки
Ширина воздушного зазора между утеплителем и кровлей зависит от профиля материала покрытия. В случае использования профилированных листов из оцинкованной стали, черепицы, металлочерепицы и других волнистых листов толщина вентилируемой воздушной прослойки должна составлять не менее 25 мм. При устройстве кровли из плоских листов (асбестоцементные листы, оцинкованная сталь, мягкая битумная черепица, рулонные материалы. ) необходима воздушная прослойка толщиной не менее 50 мм. Вентиляция воздушной прослойки осуществляется через отверстия в карнизе и в коньке.
Защита утеплителя от продувания
Со стороны вентилируемой воздушной прослойки теплоизоляционный материал необходимо защитить ветрозащитной паропроницаемой мембраной. Применение в качестве ветрозащитной мембраны паронепроницаемых материалов типа рубероида или полиэтиленовой пленки совершенно недопустимо! Следует отметить, что специальные мембраны прекрасно пропускают пары воды, но не пропускают, тем не менее, воду в жидкой фазе, а потому препятствуют намоканию утеплителя в результате попадания влаги, конденсирующейся на внутренней поверхности кровельного покрытия со стороны воздушной прослойки. Это свойство материалов позволяет уменьшить толщину воздушной прослойки до 25 мм вне зависимости от профиля кровельного покрытия, что особенно важно при утеплении чердака по существующим стропилам: воздушная прослойка небольшой толщины исключает необходимость установки дополнительных брусков с внутренней стороны стропильных ног. Высоты стропильной ноги будет достаточно для размещения утеплителя необходимой толщины и устройства вентилируемой воздушной прослойки.
При возведении нового дома ветрозащитный материал укладывают поверх стропильных ног и прикрепляют с помощью деревянных брусков. При устройстве мансарды на существующем чердаке ветрозащитный паропроницаемый материал крепится специальными рейками к существующим стропилам. Мембрана защищает утепляющий слой и от увлажнения атмосферными осадками (дождь, снег), попадающими в воздушный зазор при сильном ветре или через неплотности в покрытии. Материал укладывают на утеплитель с нахлестом 150. 200 мм по пунктирным линиям, нанесенным на полотнище материала, и прикрепляют к конструкции деревянными рейками гвоздями, скобами или клеем.
Устройство пароизоляции
Изнутри помещение мансарды облицовывается гипсокартонными листами, фанерой, досками или вагонкой, которые крепятся к деревянным брускам или металлическим профилям, установленным с внутренней стороны стропильных ног.
Дополнительное утепление существующих мансард
Как правило, мансарда занимает не всю площадь перекрытия верхнего этажа, поскольку ее продольные стенки устраиваются не в плоскости наружной стены, а на некотором расстоянии от нее. Участок перекрытия между стеной мансарды и карнизом, примыкающий к наружной стене дома, выходит за объем отапливаемого помещения мансарды, поэтому его обязательно надо утеплить. Для этого поверх досок перекрытия укладывают пароизоляцию (фольгированной стороной вниз), полиэтиленовую пленку и т.п., затем слой утеплителя и ветрозащитный паропроницаемый материал. Утеплитель должен быть уложен так, чтобы в зоне примыкания перекрытия к стене не образовывались «мостики холода».
Нередки случаи, когда имеющееся утепление мансарды не обеспечивает необходимого уровня теплоизоляции. Большие расходы на отопление, образование сосулек зимой и барабанный бой дождевых капель летом говорят о том, что покрытие мансарды нуждается в дополнительном утеплении (и одновременно в звукоизоляции). Утеплить мансарду можно, расположив утеплитель поверх существующей изоляции с соблюдением всех правил установки теплоизоляции на мансардах. Этот вариант утепления исключает необходимость уменьшения высоты потолка и полезной площади утепляемого помещения, но требует разборки кровли и обрешетки, а также устройства несущего каркаса для нового кровельного покрытия.
Дополнительный слой утеплителя можно расположить и под существующей теплоизоляцией. Для этого на внутренней обшивке мансарды устанавливают каркас из деревянных брусьев, между которыми «враспор» помещают плиты теплоизоляционного материала. Высота брусков должна соответствовать толщине слоя утеплителя. Со стороны помещения утеплитель необходимо защитить пароизоляционным материалом, который крепят к деревянным брускам каркаса. Изнутри помещение отделывают вагонкой, гипсокартонными листами, фанерой и т.п. Такой способ утепления не связан с разборкой кровли, работы можно производить не только летом, но и зимой, однако полезная площадь и высота помещения уменьшаются.
В некоторых случаях оптимальным вариантом утепления может быть комбинированный способ, когда потолок мансарды утепляется поверх существующей теплоизоляции,а ее наклонные поверхности утепляются изнутри. В любом случае нельзя забывать о дополнительном утеплении вертикальных стенок мансарды и части перекрытия, расположенной около наружной стены вне отапливаемого помещения мансарды.
Проектирование мансарды
Актуальный вопрос для владельцев частных домов – максимальное использование полезной площади строения. Габариты постройки ограничены размерами участка, поэтому искать способы увеличения пространства приходится внутри. Эта задача решается при проектировании реконструкции дома, когда требуется изменить или обновить конструкцию крыши. Расширению полезной площади способствует устройство мансарды, которая заменяет стандартный и привычный чердак, вместо которого владелец получает уютную комнату. Проект мансарды может предусматривать различное назначение пространства под крышей – от типовой спальни до домашнего кинотеатра.
Компания «Профремдом» предлагает услуги разработки проектов мансарды любых размеров, типов, планировки и стилей дизайна для организаций и частных лиц. Наша специализация – проектирование модернизации и реконструкции малоэтажных построек с возможностью последующей реализации проектов на практике. Наши услуги доступны для владельцев объектов в пределах Москвы, Московской области и близлежащих регионов.
Что можно считать мансардной крышей
Мансарда представляет собой оборудованное под крышей дома жилое или просто полезное пространство. Устройство большинства помещений такого типа требует наличия двускатной крыши, односкатные существенно усложняют задачу, поскольку необходимо обеспечить высоту размером с человеческий рост. Это минимальное требование, для комфортного размещения высота мансарды должна быть не менее 212 см.
Преимущества и недостатки мансарды
Основное достоинство мансард заключается в том, что новое помещение обустраивается вместо бесполезного чердака. Владелец получает одну или несколько комнат, по площади практически равных полноценному этажу. Прочие положительные моменты от включения в проект дома мансардного этажа можно выразить следующими факторами:
Как и любое конструктивное решение, проекты мансард имеют и отрицательные стороны:
Какие бывают мансарды
По типу помещения, которое можно организовать под крышей, различают следующие типы мансард:
Как рассчитать площадь
Основные параметры, которые используются для определения площади – высота от пола до потолочного перекрытия и высота боковых вертикальных стен. Также определяющее значение имеет угол наклона кровельных скатов. Если при составлении проекта высота боковой стены получается больше 1,50 метров – владелец дома гарантированно получает дополнительный полноценный этаж. Отойдя на полметра от боковой стены человек уже сможет передвигаться в полный рост. А при высоте до потолка в пределах 2,20-2,50 метров мансардное помещение ничем не будет уступать обычной комнате, расположенной на первом этаже.
Таким образом, площадь внутреннего пространства рассчитывается исходя из нескольких конструктивных решений:
В соответствии с требованиями СНиП, расчёт площади ведётся исходя из следующих показателей:
В случае, если для проекта принимаются высоты меньших размеров, то для подсчёта площади применяется понижающий коэффициент, значение которого равно 0,7.
Расчеты стропильной системы
В качестве основы для разработки проекта требуется проведение расчётов для подтверждения прочности, надёжности и устойчивости стропильной системы. Основополагающий фактор, который определяет все дальнейшие действия, связанные с разработкой проекта, – определение конфигурации крыши, которая будет возведена над домом. Точнее, за основу берётся количество скатов, которое планирует видеть хозяин над своей постройкой. Второй этап – выбор материалов, которые будут применяться для изготовления кровельной системы и перекрытий.
Для определения общей нагрузки, которую будет нести, а также передавать на стены и фундаментное основание дома, система необходимо просуммировать вес следующих составляющих элементов:
При теоретическом расчёте необходимо определить не только предполагаемый вес применяемых стройматериалов. Нужно учитывать влажность воздуха, за счёт которой древесина быстро набирает вес, а технические характеристики заготовок претерпевают значительные изменения. При заказе стройматериалов и хранении на объекте необходимо следить за влажностью. Согласно нормам, она не должна превышать 18%.
Для односкатной крыши
Расчёты, которые необходимо подготовить для проектирования односкатной крыши, наиболее просты. Первое, что необходимо определить – угол наклона ската. Различная степень пологости односкатной крыши имеет собственные особенности:
В зависимости от выбранного угла наклона и назначения мансардного помещения, определяется требуемая высота боковых стен. Количество стропил и их размеры в поперечном сечении рассчитываются в зависимости от выбранного кровельного материала. Сложность конструктивного устройства стропильной системы зависит от длины перекрываемого пролёта. Если размер пролёта превышает 4,50 метра – требуется установка дополнительных подстропильных ног. В противном случае возникает угроза прогиба стропил под действием нагрузки.
Для двухскатной крыши
Двускатная крыша – наиболее популярный вариант проекта для мансардного этажа. При проектировании необходимо учитывать симметрию и обеспечить равномерное распределение всех типов нагрузки, воздействующих на объект. По результатам расчётов определяется уровень ветровой нагрузки и масса конструкции с учётом выбранного кровельного материала. Для гарантии надёжности и долговечности размеры поперечного сечения элементов конструкции рассчитываются с поправочным коэффициентом, значение которого принимается из диапазона от 1,10 до 1,40.
Ещё одна разновидность поправочных коэффициентов, применяемая при расчёте, – климатические поправки, в соответствии с которыми размеры элементов кровли корректируются по ветровой и снеговой нагрузке. Также при проектировании необходимо предусмотреть наличие и расположение мансардных окон и балконов, в противном случае для их последующего устройства нужно будет произвести перерасчёт.
Для ломаной крыши
Ломаная конструкция крыши – оптимальный вариант для строительства просторной мансарды. Криволинейная конфигурация скатов позволяет максимально расширить пространство, но это требует повышенного ресурса надёжности от стропильной системы. В особенности эти требования относятся к опорной конструкции каркаса, к которой крепятся нижние стропила и направляющие фермы. При таком варианте кровельной конструкции также необходимо учитывать выбранный угол наклона скатов (два показателя – для верхнего и нижнего ярусов) и разновидность перекрытия. 
Устройство мансардных окон
Количество, размеры и расположение мансардных окон – три обязательных фактора, которые необходимо учитывать при проектировании. Параметры сугубо индивидуальны, поэтому многое зависит от пожеланий владельца и назначения помещений, которые будут оборудованы в мансарде. При небольшой площади внутреннего пространства допускается оставить только окна во фронтальных стенах здания, но для нормального естественного освещения просторного помещения этого будет недостаточно. Тем более при наличии перегородок. Нормативы требуют остекления площади, равной 12-20% от общей площади пола, поэтому в стены мансарды встраивают специальные окна.
Проектом могут предусматриваться четыре вида мансардных окон:
Наиболее простым по реализации и наименее затратным по деньгам является наклонное окно для мансарды. Его стоимость существенно отличается от обычного, поскольку оконный проём в крыше требует повышенного уровня гидроизоляции, а также увеличенного ресурса прочности стеклопакета. В чертежах проекта эти параметры рассчитываются в зависимости от размеров и количества окон.
Преимущества проектирования мансардного этажа с наклонными окнами:
Проектирование мансарды. Рекомендации
Для правильного проектирования мансардных этажей необходимо следовать определённым нормативами и практическим опытом рекомендациям:
Самостоятельный расчёт прочности конструкции и разработка комплекта чертежей для мансарды сопряжены с рядом трудностей, которые может правильно решить только подготовленный специалист. Результаты расчётов и составления проекта напрямую влияют на качество постройки и уровень комфорта, поэтому при малейших сомнениях в собственных силах рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам. Компания «Профремдом» предлагает быстрое и качественное решение вопросов, связанных с разработкой проектов по модернизации и реконструкции частных домов, включая устройство мансарды под крышей.
Типовые проекты и чертежи мансард
С примерами наших работ и типовыми проектами мансард для домов определённой площади и конфигурации вы можете ознакомиться в соответствующем разделе сайта. Для каждого проекта представлены фото и видеоматериалы, эскизы и чертежи, планы этажей, а также подробная информация о требуемых объёмах работ и общей стоимости разработки проекта.