В вопросе выбора конструктивным решений при устройстве собственного жилища человек вечно мечется между практичностью и красотой. В зависимости от внешних обстоятельств и вкусов, пышные архитектурные стили, как рококо, барокко или готика, сменяются более лаконичными, классицизмом, минимализмом.
Но мы живем в уникальное время, когда с помощью современных материалов можно достаточно легко и недорого воплотить в жизнь практически любые архитектурные формы. Коническая крыша стала одним из таких возрожденных конструктивных элементов, незаслуженно забытых в условиях прагматичного 21-го века.
Кровля в виде конуса является частью традиционной русской архитектуры, она была и остается неотъемлемой частью русского терема, отличительной чертой православной церкви. В этой статье мы расскажем, что собой представляет конструкция купольной кровли, как она монтируется и перекрывается.
Конусообразная крыша – это сложная кровельная конструкция, в основании которой находится круг. Визуально она напоминает правильный прямой конус, основанием которого служит мауэрлат, а вершиной, являющейся серединой круга – точка схождения стропильных ног каркаса.
Этот архитектурный элемент имеет богатейшую историю в древнерусском зодчестве. Конусная крыша была характерной особенностью традиционного русского терема, православной церкви, богатых домов и флигелей.
Чаще всего эта сложная конструкция применялась для перекрытия небольших по размеру архитектурных деталей сооружения – башенок, «кукушек», крыльца. Купольная крыша имеет родственную связь с конусообразной и колокольчатой из-за одинаковой формы основания.
В настоящее время в частном домостроении эта технология применяется не так часто, так как устройство купольной кровли достаточно дорого и сложно для монтажа. Мастеров, которым не понаслышке знаком способ сборки конической конструкции, осталось не так много.
Однако, украсив этим архитектурным элементов, можно сразу придать дому элегантный, затейливый, оригинальный вид. Уместно кровля в виде конуса смотрится в районах, где новые дома соседствуют с историческими зданиями, это позволяет сохранить единый архитектурный облик города.
Интересно! На территории Италии были распространены целые поселения, где крыши имели коническую форму. В этих жилищах из известняковых блоков жили простые крестьяне, а крыши в виде конуса с длинным шпилем они крыли обычной соломой или камышом. Эти постройки охраняются ЮНЕСКО как культурное наследие Италии.
Особенности конструкции
Коническая кровля даже визуально сильно отличается от традиционных двухскатных, наиболее распространённых на территории России. Несмотря на то, что часто применение ее имеет чисто декоративный характер, она может быть очень функциональной, благодаря тому, что с ее крутых скатов хорошо соскальзывает вода.
Особенностями конструкции конусообразных кровель считают:
- Круглое основание . Опорой для стропильных ног, расходящихся веером, всегда служит круглое основание. Это требование действует также для купольных и колокольчатых конструкций, которые используются только, если форма основания круглая или полукруглая, если они сочленены с основной крышей или стеной.
- Гибкие кровельные материалы . Из-за формы для строительства конической кровли необходимо использовать только гибкие, эластичные кровельные материалы, к примеру, битумную черепицу, кровельную сталь. В противном случае в многочисленные стыки, будет затекать вода. Только гибкие покрытия способны обеспечить герметичность конусообразной кровле. Только они как правило, дороже обычных и требуют особых условий монтажа.
- Сложность монтажа конькового узла . Все многочисленные стропильные ноги каркаса сходятся в одной точке, которая является наиболее уязвимым и трудным для сборки узлом конструкции. Поэтому конструкция должна быть рассчитана на сосредоточенную на ней нагрузку.
Обратите внимание! Выбрав коническую кровлю для вашего дома, необходимо предварительно сделать проект конструкции с расчетами количества осадков и ветровой нагрузки в регионе, где ведется строительство. За счет своей формы конуса или купола такая конструкция кровли обладает высокой парусностью, поэтому ее не рекомендуют использовать в ветреных районах страны.
Достоинства конструкции
Конусообразная крыша – достаточно сложная и дорогостоящая конструкция, однако, она имеет свои преимущества. Помимо очевидной эстетичности и оригинальности, она считается достаточно функциональной и устойчивой к внешним факторам. Кроме того, этот вид кровли характеризуется следующими плюсами:
- Улучшенное соскальзывание снега и воды со скатов . Конус – очень удобная в плане эксплуатации форма крыши. С одной стороны, она не задерживает на поверхности снег, а с другой, позволяет талой и дождевой воде свободной соскальзывать с ее скатов. Это делает кровельные элементы самоочищающимися. Благодаря этому кровли такого типа реже нуждаются в чистке, реже протекают.
- Устойчивость к внешним воздействиям . Прочность соединения, дополнительную жесткость которому придает большое количество стропил, обеспечивает повышенную устойчивость к ветровым и сейсмическим нагрузкам. Это качество делает конусную конструкцию пригодной для использования в сейсмически нестабильных районах.
- Новые возможности использования пространства под крышей . При монтаже купола получается, что в помещении под кровлей потолок будет выше, чем если применять другой тип кровли. Это позволяет более рационально использовать свободное место, а также по-новому взглянуть на дизайн этого помещения.
Важно! Неоспоримым преимуществом конусовидной кровельной конструкции мастера считают ее оригинальный и необычный внешний вид. Всего одна башенка с крышей в виде конуса превращает скучный коттедж в сказочный замок или терем. Кроме того, она легко увязывается с большинством архитектурных стилей, смотрится гармонично, но стильно.
Недостатки
Говоря о конусообразной кровле, мастера разделяют ее недостатки на сложности, с которыми придется столкнуться при монтаже, и особенности конструкции, влияющие на ее эксплуатацию.
Однако, прежде чем приступать к монтажу такой сложной конструкции, необходимо тщательно взвесить все плюсы и минусы этого технического решения. К минусам конических кровель относят:
- Невозможность оборудования мансарды . Конусообразная крыша не подразумевает монтажа окон на ее поверхности, поэтому в пространстве под ней нет возможности оборудовать жилую мансарду. Мало того, что окна существенно портят внешний вид конструкции, они нарушают ее герметичность, снижают несущую способность каркаса.
- Увеличенный расход кровельного материала . Металлические листы, листы металлочерепицы и даже рулонные кровельные покрытия имеют прямоугольную форму, из-за чего при перекрытии конусообразных кровель их приходится резать, остается много обрезков, увеличивается расход.
- Сложность конструкции . В целом, крыша в виде конуса считается достаточно сложной в проектировании и монтаже, что естественно отражается на ее стоимости. Даже просто найти мастеров, которые возьмутся за монтаж кровли такого типа бывает не так уж просто.
Обратите внимание! Не важно, конус или круглый купол, получаться должно, что такая конструкция немного дороже, чем обычная двухскатная крыша. Поэтому такое решение обычно не используют в строительстве бюджетных дачных домиков, оно чаще применяется в коммерческом строительстве или сооружении дорогостоящих коттеджей.
Конструкция
Устройство крыши в виде конуса с одной стороны похоже на конструкцию других типов кровель, а с другой – сильно отличается из-за особенностей ее формы. Она состоит из следующих компонентов:
- Стропильный каркас . Стропильная система, как правило, относится к наслонному типу. Она является несущим основанием, на которую ложится основная нагрузка. Деревянные стропильные ноги, сходящиеся в одной точке, придают конструкции конусовидную форму, придают жесткость, распределяют нагрузку.
- Гидроизоляция . Поверх стропильного каркаса укладывается пленочная гидроизоляция, которая предотвращает возникновение протечек через крышу. Верхние края пленки фиксируются обрешеткой.
- Обрешетка . Поверх гидроизоляции крепится гибкая пластиковая обрешетка. Обрешетка служит основой для крепления кровельного материала, она поддерживает его, равномерно распределяя нагрузку. Каждая планка фиксируется к стропилам саморезами прямо поверх гидроизоляции.
- Финишное покрытие . Финишное покрытие – кровельный материал, который крепят к обрешетке или контробрешетке каркаса. Для этих целей при монтаже конусной конструкции используют гибкие материалы: битумную черепицу, листы кровельной стали или меди, композитную черепицу.
Учтите, что конструктивно купольная и конусная кровля не сильно отличаются друг от друга. При сборке каркаса для купольных конструкций используют продольные бруски двух размеров, чтобы получить необходимый радиус. Важно, чтобы крыша при использовании черепицы имела равномерный, плавный изгиб.
Устройство стропильного каркаса
Стропильная система – основа крыши, ее скелет, который придает ей необходимую форму, жесткость, позволяет выдерживать и распределять значительный нагрузки. При монтаже конусовидных кровель чаще всего применяется наслонный тип каркаса.
При этом стропильные ноги опираются одним концом на мауэрлат, положенный на верхний пояс стены, а вторым – на стойку, вертикальную опору. Стропильный каркас кровель с формой конуса состоит из следующих элементов:
- Мауэрлат . Месте, где будет установлен стропильный каркас укладывают кольцевой мауэрлат, который равномерно распределит вес крыши. С этой целью в нижней части стропильного каркаса к мауэрлату или опорному брусу по периметру полукруглой стены крепятся стропила.
- Стяжки . Дополнительную прочность конструктивному узлу придают с помощью стяжек. Для этого выполняют монтаж креста, который стягивает между собой противоположные стороны мауэрлата.
- Стойка . По центру креста устанавливается вертикальная стойка, в которую врезают верхние части стропил.
- Стропила . Стропила своей частью, что обеспечивает прочность крепления, соединяются в верхней точке крыши, образуя коньковый узел. А нижней частью ноги они крепятся к мауэрлату.
- Обрешетка . Перпендикулярно стропильным ногам фиксируется обрешетка. Изготовьте ее из реек или чего-то другого и прикрутите к стропилам саморезами. Выбор шага между рейками объясняется выбором материала и необходимым расстоянием для его крепления.
Помните! Существует технология бескаркасного строительства конусных кровель, которые называются самонесущими. Однако, такой подход требует тщательных расчетов и большого опыта проектирования и монтажа сложных крыш.
Видео-инструкция
Наиболее распространённые формы крыш у коттеджей – «вальма» и «двухскатка». Это объясняется тем, что такая форма крыши хорошо известна многим строителям, а все этапы изготовления подробно расписаны в любом методическом издании.
Однако, многие частные застройщики хотели бы отойти от «штампов». Растёт интерес к куполообразным, полукруглым и стрельчатым формам крыш. Помимо привлекательного внешнего вида, такая крыша обладает рядом существенных достоинств:
- Высокая прочность и несущая способность;
- Высокая устойчивость к сильному ветру;
- На поверхности такой крыши не скапливается снег и не застаивается дождевая вода;
- Больший объём внутреннего полезного пространства и высота потолков в жилой мансарде;
- Элементы арочной стропильной системы (особенно если они выполнены в виде ферм) могут стать эффектным декоративным элементом внутреннего убранства мансарды.
Задумываясь о том, как сделать полукруглую крышу из дерева, и понимая множество преимуществ «гнутой» крыши, многих застройщиков отпугивает высокая цена дугообразной стропильной системы, сложность её расчёта и изготовления: в промышленных условиях ламели (из которых делается клееный брус), распаренные до 100°C, при повышенной влажности (что придаёт дереву эластичность) гнутся по специальному шаблону, затем склеиваются и высушиваются в сушильных камерах.
По линии сгиба бруса можно сделать специальные пропилы – «на конус» или «на прямоугольник». Это упрощает процесс гибки древесины.
В условиях частного строительства подобный технологический этап сложно и экономически нецелесообразно повторять. А при использовании деталей промышленного изготовления – в виде гнутого клееного бруса, стальных и деревянных изогнутых ферм и т.д. – стоимость такой стропильной системы многократно возрастает. Поэтому пользователи FORUMHOUSE предлагают свои, более «бюджетные» способы, по которым изготовляются арочные стропила и стропила полукруглой крыши.
Nikofar Пользователь FORUMHOUSE, г.Москва
Я задумал построить каркасный флигель с полукруглой стрельчатой кровлей. Для этого мне пришлось стать в одном лице: архитектором, конструктором, заказчиком, сметчиком, «спонсором» строительства, прорабом, специалистом технадзора и строителем. Но результат того стоил. Мне удалось реализовать все свои задумки. И за несколько сотен тысяч рублей (260 тыс. из которых ушли чисто на «каркас») построить домик со «стрельчатой крышей», 3-мя спальнями, кухней-гостиной, прихожей, раздельным санузлом и небольшим холлом на втором этаже.
Что в итоге получилось у форумчанина, видно на данном фото.
Особый интерес представляют этапы изготовления «гнутой» стропильной системы.
В классическом понимании эта «стропилка» не имеет привычных всем стропильных ног.
Также в ней отсутствуют клееные элементы. Если посмотреть на фотографии, то можно сказать, что в стропильной системе использованы элементы, заимствованные из судостроения.
Суть технологии использованной Nikofar состоит в следующем:
- Основную нагрузку несёт «фронтонная ферма». В этой ферме наружная радиусная кромка выполнена из «шпангоутов». «Шпангоуты» делаются из коротких ламелей, собранных в два слоя и скреплённых между собой шурупами.
- Между фронтонными фермами уложены горизонтальные «стрингеры», идущие от верхнего уреза вертикальной стены до конька крыши.
- В промежутках между стрингерами установлены распорки из ламелей. Эти ламели имеют наружное радиусное закругление, совпадающее с радиусом кровли.
Ламели выпиливались бензопилой. Для упрощения и ускорения разметки ламелей был изготовлен специальный шаблон - полукруг из двух реек и фанеры толщиной в 12 мм.
Такой шаблон вырезается под конкретный и заранее рассчитанный радиус закругления кровли. Также, перед тем как приступить к изготовлению изогнутой стропильной системы, нужно сделать полноразмерный радиусный шаблон. Проверить по месту монтажа, соблюдён ли необходимый радиус, всё ли верно рассчитано, и только после этого приступить к изготовлению остальных стропильных ног. Это позволит избежать брака, а также своевременно внести соответствующие корректировки в размеры стропильной системы и шаблона.
Если набить руку, то на изготовление одной «радиусной» ламели, включая разметку и выбор нужной доски, у рабочих уходило примерно 3 минуты.
После завершения возведения стропильной системы по каркасу кровли была набита обрешётка. На обрешётку (в целях экономии), вместо фанеры или ОСП, пошла второсортная обрезная доска - 10х2.5 см. Шаг между досками - 5 см. Затем было смонтировано кровельное покрытие из ондулина.
Предложенный способ делать «гнутую» стропилку и сам процесс возведения недорогого каркасного дома под ПМЖ нашёл широкий отклик на форуме. Также форумчане высказали свои «за» и «против» экономической целесообразности возведения такой стрельчатой кровли. Говорили и о перерасходе древесины. Посмотрим, насколько это верно:
Благодаря арочному сечению стрельчатой крыши, при сопоставимых расходах на пиломатериал, внутренний полезный объём такой жилой мансарды под аркой больше , чем у мансарды традиционной конструкции, а также мансарды с увеличенными свесами.
Все вышеприведённые чертежи Nikofar рисовал не в специализированной графической программе, а пользуясь «стареньким» MS-paint-ом.
Арочная кровля, благодаря своей форме, выдерживает очень большие нагрузки, о чём хорошо знали строители древности.
Также большой интерес представляет проект дома с полукруглой крышей от участника нашего форума crazy-tortilla .
crazy-tortilla Пользователь FORUMHOUSE
Я хочу построить дом с полукруглой крышей. По проекту предстоит перекрыть безопорный пролёт 11х8 метров. Думаю использовать для этого деревянные двутавровые балки. Затем сверху сделать настил из ОСП и уложить мягкую кровлю. Чердака не будет. Помогите разобраться, как сделать полукруглую крышу из дерева.
Для подготовки основания под укладку гибкой черепицы по радиусной крыше можно использовать влагостойкую фанеру или ОСП-плиты толщиной до 9 мм. Плиты такой толщины гнутся «по месту» без использования специальных приспособлений. Для набора необходимой толщины основания, плитный материал небольшой толщины (6 мм) можно укладывать в два слоя, с перехлёстом швов нижнего слоя верхним.
После мозгового штурма на форуме и споров о типе конструкции стропильной системы такой крыши было принято решение: вместо горизонтальных двутавровых балок использовать гнутую клееную ферму из дерева. После этого форумчанин заказал у проектировщика проект ферм. На фото ниже представлены готовые чертежи этих ферм.
Собирать гнутые фермы (в целях экономии) crazy-tortilla решил своими силами. Конструктивно ферма собирается из трёх слоёв древесины, для чего используются доски 150х30 мм.
Купольные дома - это не просто стремление уйти от привычных надоевших геометрических форм. У здания такого типа множество преимуществ. Оно представляет собой полусферу, охватывающую наибольший объем при наименьшей площади поверхности. Таким образом используя минимальное количество строительных материалов, можно построить дом с максимальной полезной площадью. Купольный дом является воплощением оригинальной идеи «сделай больше, затратив меньше»: на строительство купола требуется на 60% меньше строительных материалов, чем на сооружение обычной коробки дома с такой же площадью ограждающей поверхности.
Для возведения полусферических домов используют геодезический или стратодезический купола. В первом случае главными составляющими являются «ребра», хаб (ступица) и коннекторы (рукава). В качестве «ребер» используют доски из лиственницы или ЛВЛ-брус. Заготовки нарезают согласно проекту, а потом соединяют их в треугольники под четко определенным углом при помощи специальной системы, состоящей из хаба (центральной части «замка») и коннекторов.
В результате получается очень прочный каркас, выдерживающий порывы ветра до 100 м/с и нагрузки, намного превышающие строительные нормы.
При возведении стратодезического купола силовой каркас выполняют из балок гнутоклееного конструкционного бруса, которые как лучи сходятся в верхней точке.
После того как каркас купола полностью собран, на него укладывают мембрану и обшивают листами фанеры повышенной влагостойкости ФСФ, далее приступают к укладке кровельного покрытия.
Почему гибкая черепица оптимальна для купольных домов?
Конструкция купольной крыши не позволяет укладывать на нее тяжелые материалы, поэтому керамическую и цементно-песчаную черепицу, сланец и «зеленую» кровлю использовать в данном случае нельзя. В некоторых проектах укладывают дранку, но из-за трудоемкости процесса, малой долговечности и надежности материала многие владельцы домов отказываются от такого вида покрытия. В результате самым оптимальным вариантом является гибкая черепица.
Она представляет собой одно- или многослойные листы размером 100 х 32/33/35 см с фигурными вырезами по одному краю. Благодаря тому, что в основе черепицы лежит не гниющий стеклохолст, каждый гонт обладает отличной гибкостью и долговечностью, что позволяет укладывать это покрытие на сложных архитектурных или круглых крышах.
В отличие от других видов мягкая черепица подходит для крыш любой формы и сложности с углом ската от 11,4°, причем количество отходов при монтаже не превысит 3-5%. (Для сравнения: количество отходов металлочерепицы на кровле сложной формы может доходить до 60 %, а это приведет к значительному удорожанию крыши в целом.) Кроме того, при соблюдении технологии монтажа, гибкую черепицу можно укладывать даже на вертикальные поверхности, а значит, что это самый подходящий материал для купольных конструкций.
Особенности монтажа кровельного покрытия (на примере многослойной гибкой черепицы ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS)
В качестве стропил в полусферических домах выступают балки из гнутоклееного конструкционного или ЛВЛ-бруса. Устройство вентиляционного зазора в купольной крыше ничем не отличается от его устройства в классической скатной кровле. Поверх стропил натягивают диффузионную мембрану и фиксируют ее брусками 50 × 50 мм, пропитанными антисептиком. После чего всю конструкцию обшивают треугольными листами фанеры ФСФ толщиной 15 мм.
При монтаже сплошного настила из фанеры между листами необходимо оставлять 3-5 мм зазора для компенсации линейного расширения.
С конструктивной точки зрения купольная крыша - это изогнутая поверхность, поэтому поверх фанеры укладывают сплошной самоклеящийся подкладочный ковер. В верхней части делают выходы для подкровельной вентиляции, а также при необходимости устраивают проходку для дымохода. После укладки ковра устанавливают карнизные планки. Завершив подготовительные работы, приступают к укладке черепицы.
Работа на сферических крышах проводится с помощью организации точек навески и возможна только методами промышленного альпинизма.
Монтаж черепицы начинают с укладки стартовой полосы. Она должна отходить от перегиба карнизной планки на 1-2 см. Стартовую полосу из рядовой черепицы промазывают в местах наложения на карнизную планку битумной мастикой ФИКСЕР от ТЕХНОНИКОЛЬ. После чего прибивают на 12 гвоздей.
Второй и последующий ряды укладывают рядовой черепицей. Многослойную черепицы ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS крепят оцинкованными кровельными гвоздями. Правильное расположение гвоздей указано в инструкции по укладке и зависит от формы нарезки, причем каждый гвоздь должен пробить и гонт верхнего ряда, и нижележащий гонт. При монтаже черепицы каждый гонт крепится с помощью гвоздей, количество гвоздей зависит от угла наклона сферы и формы нарезки черепицы.
Из-за отсутствия в купольной конструкции конька, возникает вопрос вентиляции подкровельного пространства. Это проблема решается посредством установки в крыше кровельных вентиляторов.
Основная работа при монтаже многослойной черепицы на куполе - это примерка и разметка. Каждый отрезок требует подрезки и корректировки угла перехода. Некоторые отрезки попадающие на перегибы кровли необходимо будет разрезать на несколько мелких участков, каждый из которых компенсирует искривление кровли.
Отметим, что процент отходов при аккуратном и бережном отношении к материалу относительно невелик (около 5%), а это значит, что многослойная черепица действительно является экономически выгодным вариантом для купольных крыш.
Сама по себе круглая крыша – не такая уж редкость. Большинство архитектурных памятников культового назначения – это круглые крыши: луковицы русских церквей, купола мусульманских храмов. Исключение - католическая готика. В Западной Европе купола обычно венчают светские постройки.
Купол – частый вариант крыш домов городской застройки по индивидуальным проектам, научных зданий – обсерваторий и т.д. Только в загородных поселках дома с круглой крышей встречаются редко. Причина – сложный монтаж стропильной системы. Как сделать круглую крышу?
Что такое круглая крыша?
Называть крышу круглой - неправильно. Она ведь не полностью круглая. В эту группу попадают любые кровли, форма которых – фигура вращения или один из ее сегментов. Купол-половинка или сегмент шара.
Конструкция стропильной системы круглой крыши
Стропильная система для всех этих типов крыш изготавливается по-разному.
Стропильные системы для круглых крыш, как правило, наслонные. Это подразумевает наличие дополнительных опор для стропил внутри сооружения.
Купольная крыша.
Прочная и надежная купольная крыша имеет немаловажное преимущество, свойственное всем круглым конструкциям – ее отлично обтекает воздух.
Еще один плюс, немаловажный для наших климатических условий – на ней совершенно не задерживается снег.
Устройство купола предполагает использование висячих стропил в форме арок. Технически это сложное решение, поэтому все расчеты должны производить специалисты в данной области.
В центре сооружения устанавливается вертикальный столб-опора, на который крепят кольцо – верхнюю опору для стропил. Внизу арочные элементы фиксируются на мауэрлате.
Кольцевая обрешетка крепится на стойки, упирающиеся в затяжки стропил, и на нее уже укладывается кровельное покрытие.
Купол может быть одновременно и крышей, и стенами второго этажа.
Образованный из треугольников купол известен под названием геодезический. Его изюминка заключается в возможности полного остекления.
Но несмотря на свои преимущества, конструкция не получила широкого распространения – из-за сложности расчетов.
Коническая (конусообразная) крыша.
Стропильная система используется наслонного типа. В центре здания должна быть расположена опора – столб.
Стропильные ноги опираются:
- сверху – на кольцевой прогон из бруса, который в свою очередь упирается в центральную опору раскосами;
- снизу – на мауэрлат в форме кольца.
Стропила жестко прикрепляются к опорам при помощи уголков. Расстояние между ними зависит от сечения и предполагаемой нагрузки – веса кровельного материала. Обрешетка – круговая.
ТАК ЧТО ВЫБОР ЗА ВАМИ!!!
