Вальмовая крыша: конструкция, виды и технология строительства своими руками

При проектировании и строительстве дома каждый владелец стремится создать не только надежное и удобное жилье, но и придать ему выразительный, запоминающийся облик. Ключевую роль в архитектурном образе здания играет крыша. Среди многообразия кровельных конструкций особой эстетикой и практичностью выделяется вальмовая крыша – сложная, но очень эффектная четырехскатная система.

Особенности конструкции

Вальмовая крыша представляет собой четырехскатную стропильную конструкцию. Ее отличительная черта – наличие двух торцевых скатов треугольной формы (вальм) и двух основных скатов в виде трапеций или треугольников. Место схождения скатов образует наклонные ребра с внешним углом, которые и называются вальмовыми.

Главное отличие от классической двускатной крыши – полное отсутствие вертикальных фронтонов. Это накладывает отпечаток на организацию освещения: вместо привычных прямых окон здесь устанавливают наклонные мансардные окна. Для вальмовых крыш также характерен значительный угол наклона скатов, что не только придает дому стройный и динамичный вид, но и способствует лучшему сходу осадков.

Разновидности вальмовых крыш

Архитектура вальмовых крыш разнообразна, что позволяет подобрать вариант для любого дома:

• Классическая четырехскатная. Базовая конструкция с прямыми стропилами, где вальмы идут от конька, а все свесы находятся на одной высоте.
• Ломаная (мансардная). Скаты такой крыши имеют разную площадь и угол наклона. Это позволяет более рационально организовать внутреннее пространство мансарды, хотя проектирование и монтаж значительно сложнее.
• Шатровая. Применяется для квадратных в плане зданий. Все четыре ската представляют собой одинаковые треугольники, сходящиеся в одной верхней точке.
• Полувальмовая голландская. Торцевые скаты укорочены и не доходят до карниза, что оставляет место для устройства вертикального окна в фронтонной части.
• Полувальмовая датская. В нижней части торца расположен скат (вальма), а выше – небольшой вертикальный фронтон, часто с треугольным окном.
• Г-образная (угловая). Состоит из двух перпендикулярно соединенных вальмовых крыш, образуя в плане букву «Г». Отлично подходит для регионов с сильными ветрами, так как хорошо обтекаема.

Выбор конкретного типа зависит от архитектурного замысла, климатических условий и планируемого использования подкровельного пространства.

Функциональность четырехскатной кровли

Сложность конструкции вальмовой крыши компенсируется ее выдающимися эксплуатационными качествами:

• Высокая ветроустойчивость. Обтекаемая форма без вертикальных плоскостей минимизирует парусность, что делает такую крышу идеальным выбором для ветреных районов.
• Повышенная жесткость и надежность. Диагональные ребра (вальмы) и сложная система связей придают конструкции exceptionalную устойчивость к снеговым нагрузкам и деформациям.
• Эффективная защита фасада. Возможность устройства широких свесов по всему периметру здания надежно предохраняет стены от дождя и талого снега.
• Равномерный прогрев мансарды. Большая и равномерная площадь скатов способствует одинаковому распределению солнечного тепла, создавая комфортный микроклимат в мансардном этаже.

Однако у вальмовой крыши есть и недостатки. Ее строительство обходится дороже, чем возведение двускатной, из-за сложности расчетов и большего расхода материалов. Проектирование лучше доверить профессионалам. Также стоит учесть, что полезный объем подкровельного пространства меньше, чем у классических крыш, что может создать сложности при расстановке мебели в мансарде.

Устройство и расчет элементов

Основу каркаса вальмовой крыши составляют три ключевых элемента:

• Накосные (диагональные) стропила – самые длинные и нагруженные балки, идущие от углов здания к концам конькового бруса.
• Нарожники (короткие стропила) – опираются на накосные стропила и формируют плоскости вальм и основных скатов.
• Промежуточные (рядовые) стропила – образуют каркас трапециевидных скатов, опираясь на коньковый брус и мауэрлат.

Центральным несущим элементом всей системы является коньковый брус.

Для усиления конструкции и выполнения специфических задач используются вспомогательные элементы:

• Мауэрлат – опорный брус по периметру стен, основа всей стропильной системы.
• Стойки, подкосы, затяжки – элементы, увеличивающие жесткость и несущую способность каркаса.
• Шпренгели – дополнительные балки, устанавливаемые по диагонали в углах для поддержки накосных стропил.
• Кобылки – доски для удлинения стропил и формирования карнизных свесов.
• Ветровая балка – диагональная связь, повышающая устойчивость скатов к ветровым нагрузкам.

Расчет элементов стропильной системы

Расчет вальмовой крыши начинается с создания детальной схемы. Необходимо учесть множество факторов: шаг и сечение стропил, углы наклона скатов, вес кровельного пирога и снеговую нагрузку в регионе, наличие проемов для окон и коммуникаций, несущую способность стен и фундамента.

Для простых конструкций основные параметры можно рассчитать по формулам, используя тригонометрические зависимости:

Высота конька определяется исходя из желаемого угла наклона и ширины здания.

Длина промежуточных стропил рассчитывается как гипотенуза прямоугольного треугольника, где катеты – это половина ширины дома и высота конька.

Длина диагональных (вальмовых) стропил всегда больше и требует отдельного расчета с учетом геометрии вальмы.

Площадь скатов необходима для расчета количества кровельных и изоляционных материалов.

Обозначения в формулах:

• S – общая площадь скатов;
• h – высота конька от перекрытия;
• d – длина диагонального стропила;
• e – длина промежуточного стропила;
• a – расстояние между стропилами вдоль конька;
• α – угол наклона ската;
• b – расстояние между стропилами с торцевой стороны.

Для сложных, ломаных или многоуровневых вальмовых крыш расчеты лучше поручить инженерам или использовать специализированное программное обеспечение.

Строительство вальмовой крыши своими руками

Самостоятельный монтаж вальмовой крыши – задача для опытных мастеров. Первый шаг – подготовка инструментов и материалов.

Необходимый инструмент:

• Измерительный и разметочный: рулетка, уровень, отвес, маркер, шнур.
• Для обработки древесины: ножовка/циркулярная пила, электролобзик, молоток, топор, рубанок, стамеска.
• Крепежный: шуруповерт, дрель, набор гаечных ключей.

Основные материалы:

• Древесина (брус, доска) камерной сушки, обработанная антисептиком и антипиреном.
• Металлический крепеж: перфорированные уголки, пластины, скобы, шпильки, саморезы по дереву и кровельные.
• Кровельный «пирог»: паро- и гидроизоляционные мембраны, утеплитель, контрбрусья и бруски обрешетки.
• Финишное кровельное покрытие (металлочерепица, гибкая черепица, профнастил и т.д.).

Монтаж ведется строго по проекту, начиная с укладки и закрепления мауэрлата. Затем устанавливают центральные опоры и коньковый брус, после чего монтируют накосные и рядовые стропила, а затем нарожники. На заключительном этапе крепят кобылки для свесов.

Настил кровельного материала

После сборки стропильного каркаса приступают к формированию кровельного «пирога»:

1. К стропилам изнутри (со стороны мансарды) крепится пароизоляционная пленка.
2. Поверх нее монтируется обрешетка (сплошная или шаговая, в зависимости от типа финишного покрытия).
3. В ячейки обрешетки укладывается утеплитель (минвата, пенополистирол).
4. Утеплитель сверху защищается гидро-ветрозащитной мембраной, которая крепится контрбрусьями, создающими вентиляционный зазор.
5. На контробрешетку монтируется финишное кровельное покрытие.

Для жестких листовых материалов (металлочерепица, профнастил) обрешетка делается разреженной. Под мягкие покрытия (битумная черепица, рулонные материалы) требуется сплошное основание из OSB-плит или влагостойкой фанеры.