Двускатная крыша встречалась в самых разных культурных регионах и в самых разных типах зданий на протяжении тысячелетий. Такое исторически сложившееся и в то же время универсальное применение не случайно. Потому что двускатная крыша впечатляет своей огромной гибкостью и изменчивостью. Все, что вам нужно знать об этом архетипе крыши, который до сих пор очень популярен, можно найти здесь.
Происхождение двускатной крыши
Происхождение двускатной крыши неясно и уже потеряно в доисторические периоды. Вероятно, оно возникло независимо во многих культурах или, скорее, на докультурных этапах. Почему это так, легко объяснить, рассмотрев простейшие формы его конструкции. Если прислонить друг к другу два столба, ветки или другие опорные элементы, то у вас уже получится сегмент двускатной крыши. Покрытый плотным материалом, он предлагает удивительно большое пространство по сравнению с затраченными усилиями и в то же время обеспечивает безопасный отвод дождевой воды. Конечно, материалы и размеры существенно менялись на протяжении истории, но основные принципы функционирования остаются неизменными и по сей день. Поэтому легко понять, что эту эффективную и экономичную форму крыши до сих пор можно встретить в большинстве зданий, построенных сегодня.
Строительство и статика
С конструктивной точки зрения для современных двускатных крыш существуют две системы, обеспечивающие устойчивость конструкции и отвечающие всем требованиям к внутреннему пространству, несущей способности и структуре теплоизоляции и герметизации.
Стропильная крыша
Стропильная крыша по-прежнему очень близка к форме двух опирающихся друг на друга опорных элементов, что уже было описано при ее создании. В стропильной крыше противоположные стропила поддерживают друг друга и вместе с находящимся под ними несущим элементом, то есть потолком или стеной, образуют самоподкрепляющийся и поддерживающий треугольник. Расположенные в ряд практически в любом количестве, эти несущие треугольники создают двускатную крышу. При такой форме двускатной крыши количество конструктивно необходимых элементов можно контролировать:
-
Порог:
образует нижнюю опору стропил и в то же время точку перехода между нижележащими стенами или потолками и конструкцией крыши
-
Стропила
несущие элементы, каждый попарно в противоположном расположении
-
Жесткость
требуется в продольном направлении конька, сегодня в основном в качестве диагональных полос ветровой метелки или в качестве статически эффективной плоской кровли
ПРИМЕЧАНИЕ:
С точки зрения статики конек для стропильной крыши не обязателен. Чтобы иметь возможность спроектировать ограждающую конструкцию здания конструктивно чисто, в этой верхней точке соединения поверхностей крыши обычно формируют коньковую балку или вертикальную коньковую планку. Например, он поддерживает коньковую черепицу на черепичной крыше или коньковую пластину на фольгированной, листовой металлической или зеленой крыше.
Крыша из прогона
По сравнению со стропильной крышей прогонная крыша выглядит более сложной по своей конструкции, но благодаря своей простоте и адаптируемости она по-прежнему имеет четкую структуру и простоту по сравнению со многими другими формами крыш. Здесь также основным элементом несущей конструкции являются стропила крыши. Однако они уже не поддерживают друг друга, а лишь передают нагрузки с поверхности крыши на несущую конструкцию. Нагрузки передаются как минимум через две, но обычно через три несущие точки на стропило: порог или подошвенный прогон, средний прогон и конек. Таким образом, обзор статически эффективных элементов аналогичен, но немного длиннее, чем для стропильной крыши:
-
Порог
Основание стропильного слоя и соединение с нижним зданием
-
Центральный прогон
Для стропил большой длины, установленных на деревянной конструкции или прочных внутренних стенах подкровельного пространства, требуется средняя опора и передача нагрузки
-
Первый
верхняя опора и точка передачи нагрузки стропил, обычно размещаемая на фронтонных стенах и опорах или внутренних стенах, расположенных между ними
ПРИМЕЧАНИЕ:
Со статической точки зрения использование центрального прогона превращает стропило из однопролетной балки, опирающейся на две точки, в многопролетную балку, опирающуюся на три точки. Мало того, что нагрузка распределяется по нескольким точкам опоры, прогиб отдельных полей дополнительно уменьшается за счет вклада соседнего поля. Таким образом, благодаря центральному прогону статически необходимое поперечное сечение стропила может быть значительно уменьшено, и в целом потребуется даже меньше материала, чем без центрального прогона!
Запечатывание
Помимо устойчивости, крыша всегда должна была обеспечивать защиту от атмосферных воздействий. Сегодня, помимо защиты от дождя, сюда входит также непроницаемость от ветра и водяного пара, который проникает в конструкцию из воздуха в помещении и может привести к попаданию влаги и появлению плесени. Классически двускатная крыша состоит из двух уровней уплотнения:
1. Внутреннее уплотнение
- Задание: Диффузионная герметичность изнутри наружу, а также уровень герметичности
- В основном применяется на внутренней стороне стропильного слоя
- Должен быть установлен внутри основного изоляционного пакета
2. Внешнее уплотнение
- Задание: Защита от дождевой воды
- Создается вне слоев изоляции
- Можно комбинировать с утеплителем (например, мягкой древесноволокнистой плитой) или кровельным покрытием (например, листовым металлом или фольгированной крышей) или отдельным слоем (например, черепичной крышей)
- Необходим в качестве водоотводящего слоя для не совсем герметичных покрытий (например, кирпичей), когда дождь или снег загоняются ветром под кирпичи
Теплоизоляция
Независимо от формы крыши, тема теплоизоляции сегодня играет огромную роль. С одной стороны, это является следствием законодательных требований и постоянно растущих цен на энергоносители. С другой стороны, изоляция необходима только сегодня, потому что на крышах обычно также имеются жилые помещения, где раньше были только неотапливаемые кладовые и складские помещения.
Двускатная крыша очень гибкая и удобна в плане теплоизоляции: большая часть необходимой изоляции может быть размещена между несущими стропилами. Логически не может быть никакой изоляции там, где находятся стропила, но изолирующего эффекта наиболее часто используемого материала, дерева, достаточно для достижения адекватных изоляционных характеристик. Этот изоляционный пакет можно дополнить изоляционными слоями на стропиле или даже на его нижней стороне. Обычные изоляционные материалы:
Для изоляции между стропилами:
- Минеральная вата (ранее стекловата, теперь минеральная вата)
- Целлюлозный утеплитель
- Экологически безопасные изоляционные материалы, такие как овечья шерсть, конопля и т. д.
- ДВП хвойных пород
ПРИМЕЧАНИЕ:
Использование стабильной по размерам, негибкой изоляции между стропилами возможно, но стыки, возникающие в результате усадки и движения деревянных стропил, приведут к значительному снижению изоляционного эффекта.
Для изоляции верхних и нижних стропил:
- Мягкие изоляционные материалы, такие как изоляция между стропилами, затем требуются опорные брусья для конструкции крыши или внутренней облицовки
- Пенополистирол как стабильный по размерам изоляционный слой, на который можно наносить кровельное покрытие без несущей конструкции
- Стабильные и устойчивые к давлению плиты из мягкого древесноволокнистого материала
Преимущество изоляции между стропилами состоит в том, что конструкция крыши относительно небольшая. Однако, если стропила должны оставаться видимыми, всю изоляцию можно разместить и на несущей конструкции. В зависимости от изоляционного материала может потребоваться создание опорного уровня в виде деревянной опалубки, на которую опирается изоляционный слой.
Кровля
Двускатную крышу можно создать практически из всех распространенных кровельных покрытий, представленных сегодня на рынке. Но традиционные строительные материалы все же можно использовать, учитывая современные требования по герметичности и теплоизоляции:
- Историческое соломенное, соломенное и тростниковое покрытие
- Кирпич и бетонная черепица
- Листовой металл (алюминий, медь, титан-цинк и т. д.)
- Крыши из фольги, гравий или растительность на плоских склонах
Современные специальные формы кровельного покрытия иногда могут даже сочетать в себе несущие, изоляционные и герметизирующие свойства. Например, если в качестве покрытия используется сэндвич-элемент, то, конечно, нет необходимости в несущих элементах под ним, таких как стропила, поскольку панели элемента между коньком, центральным прогоном и порогом могут поддерживать себя сами. Здесь также нет необходимости в изоляции и герметизации.
Скат крыши
Классическая форма двускатной крыши симметрична и имеет одинаковый уклон на обеих поверхностях крыши. Возможные наклоны зависят от используемой формы крыши, а также могут меняться в зависимости от моды и использования подкровельного пространства.
Уклоны в зависимости от покрытия:
-
Кирпичи и бетон:
в зависимости от кирпича до 15°, в отдельных моделях возможен даже 10°
-
Слайд:
теоретически 0° возможно, но согласно рекомендациям по плоской крыше не менее 2° (тогда уже не настоящая двускатная крыша)
-
Листовой металл:
минимум 5°
-
Исторические строительные материалы:
минимальные технические характеристики в соответствии со стандартом DIN отсутствуют, но обычно очень крутые уклоны, чтобы отвести дождевую воду от проникновения в материал - часто 45° и более, иногда можно встретить до 60 или даже 70°
Чем круче становится двускатная крыша, тем больше становится полезная площадь крыши. Однако по мере увеличения высоты крыши козырек крыши становится все больше и больше, что само по себе вряд ли можно использовать. Обычный уклон крыши в современном жилье часто составляет от 25 до 35 °, при этом крыша опирается не непосредственно на потолок, а на участок стены высотой до одного метра - коленную стену. По соображениям дизайна или городского планирования по-прежнему регулярно используются крыши с более высоким или низким уклоном.
Особые требования или местные условия всегда могут привести к тому, что двускатная крыша не будет создана симметрично. Например, на склоне поверхность крыши со стороны горы можно сделать более плоской, чтобы обеспечить высоту стены под ней для окон и дверей.
Дополнительные конструкции и сооружения
Как бы проста ни была двускатная крыша, ее можно расширить или изменить разными способами. Многочисленные элементы, которые теперь являются неотъемлемой частью ландшафта крыши, расширяют или улучшают удобство использования помещений под крышей.
Происхождение всех изменений
Какой бы элемент не вставлялся в двускатную крышу, это всегда сопровождается вмешательством в несущие стропила. В большинстве случаев приходится удалять секции одного или нескольких стропил. Для сохранения несущей способности затем вставляют так называемое чередование. Смена брусьев, проходящих поперечно между стропилами, поддерживает обрезанное стропило и передает его нагрузку на соседние стропила.
Масардное окно
- Обеспечение жилых помещений на крыше посредством освещения и вентиляции
- Предложите дополнительное пространство, убрав стропила и изоляционный пакет под поверхностью окна
- Сегодня они доступны даже от пола до потолка и могут быть выставлены на миниатюрном балконе
- Распространенные формы: складные, распашные или поворотно-откидные окна
Балконы на крыше
- Возможен либо со стороны крыши, либо как выход на крышу через лоджию
- Очень интимная, открытая территория плохо видна, так как крыша обеспечивает хорошую защиту конфиденциальности
Дормерс
- Создайте дополнительную высоту на чердаке
- Создавайте вертикальные, легко поддающиеся отделке стены вместо наклонных потолков
- Возможны различные конструкции, например, слуховое окно с двускатной крышей, висячее слуховое окно, слуховое окно с плоской крышей и т. д.
- Очень хорошая видимость благодаря использованию обычных фасадных окон вместо мансардных окон
Преимущества и недостатки
Сейчас двускатная крыша имеет множество преимуществ, недостатком которых является один-два недостатка. Вот повторяющиеся:
Преимущества
- Простая конструкция
- Легко построить благодаря простой конструкции и эффективному использованию материалов
- Универсальный дизайн
- Легко расширяется и изменяется благодаря многочисленным дополнениям
- Хороший отвод воды благодаря наклону поверхности крыши, что снижает вероятность повреждений в случае структурных недостатков
- Интерьер можно легко адаптировать к использованию, отрегулировав наклон крыши
Недостатки
- Наклонные потолки сложно обставить
- В случае дополнительных элементов требуется сравнительно высокий уровень усилий для соединений и переходов
- Козырь крыши вряд ли можно использовать на крутых склонах
