Стропильная система крыши деревянного дома: устройство и монтаж

Крыша деревянного дома – не просто кровельный материал, расположенный поверх стен. За тем, как ведёт себя крыша через год, пять и двадцать лет, стоит устройство стропильной системы: её геометрия, правильно выбранные сечения, грамотные узлы крепления. Ошибка на этапе устройства крыши может привести к протечкам, деформациям конструкций и дорогостоящему восстановлению. Поэтому проектирование и монтаж кровли в деревянном доме требуют внимательного подхода уже на стадии проекта.

Что такое стропильная система?

Стропильная система – это несущий каркас крыши, который формирует её геометрию, удерживает кровельное покрытие и передаёт нагрузки на стены здания. В деревянных домах она работает в связке с конструкцией сруба и его подвижками, связанными с усадкой.

Из чего состоит стропильная система?

Прежде чем разбирать устройство по шагам, перечислим основные части стропильной системы деревянного дома:

Стропила (стропильные ноги) – наклонные элементы крыши, формирующие скаты и несущие обрешётку и кровельное покрытие.
В срубах опорой для стропил служит верхний венец. В него выполняется врезка стропильных ног, за счёт чего нагрузка распределяется по стенам. Отдельный мауэрлат в таких конструкциях не используется.
В срубах роль конькового прогона выполняет верхний венец (или коньковое бревно), к которому сходятся стропила. Это часть конструкции сруба, а не отдельный элемент.
В срубах стропила, как правило, соединяются в коньке; дополнительные элементы (например, затяжки) могут использоваться по необходимости для усиления конструкции.
Подкосы и стойки используются в безусадочных и каркасных конструкциях для усиления стропильной системы. В срубах с бревенчатыми фронтонами обычно не применяются.
Обрешётка – основание под кровельное покрытие, которое укладывается поверх стропил. Под ней обычно располагается диффузионная мембрана и вентиляционный зазор, которые помогают выводить влагу из конструкции и защищают дерево от переувлажнения.

Конструкция кровли всегда подбирается индивидуально: учитываются размеры дома, тип кровельного материала, а также снеговые и ветровые нагрузки региона. Универсальных решений здесь нет – параметры кровли должны соответствовать конкретному проекту. Форма крыши напрямую влияет на тип стропильной системы.

Виды стропильных систем

На устройство стропильной системы влияет форма крыши. Для деревянного дома больше подходит двускатная крыша. Её легко монтировать, она выдерживает значительную снеговую нагрузку, а при правильно выбранном угле скатов и корректном монтаже не задерживает воду.

Вальмовые и полувальмовые крыши устроены сложнее, дороже обходится и их монтаж. Но их предпочитают, поскольку они максимально гармонируют с архитектурными особенностями здания. Мансардная крыша – идеальное решение для использования подкровельного пространства в качестве жилого этажа. Но это влияет на схему стропильной системы и нагрузки на неё. Мансардный этаж при этом можно реализовать и в двускатной крыше, в том числе за счёт поднятия стен на 1-1,5 м для увеличения полезной высоты.

Для деревянного дома выбирают двускатную или мансардную крышу. Двухскатный тип предпочитают за такие критерии:

наиболее распространён в российском строительстве;
хорошо зарекомендовал себя в регионах с высокой снеговой нагрузкой;
не требует сложного расчёта стропил.

Крепление стропил в деревянном доме

В кирпичных и блочных домах для опирания стропил используют мауэрлат – горизонтальный брус, закреплённый по верхнему периметру стен и передающий нагрузку от крыши.

В срубах отдельный мауэрлат не применяется – его функцию выполняет верхний венец, в который непосредственно выполняется крепление стропильных ног.

В срубах из бревна отдельный мауэрлат не используется – его функцию выполняет верхний венец стены. Именно к нему крепятся стропила, как правило, через скользящие крепления, которые компенсируют усадку сруба. Жёсткая фиксация без учёта усадки может привести к деформации стропильной системы и кровельного покрытия.

При других конструктивных решениях деревянных домов возможно использование отдельного мауэрлата, который фиксируется к верхнему венцу с учётом компенсации усадки и подвижек конструкции.

Расчёт стропил деревянного дома

Стропило – главный несущий элемент крыши. Сечение, шаг установки и длина каждого стропила рассчитываются под конкретный дом и кровельный материал.

Для жилого деревянного дома подбирают стропила, выполненные из доски или бруса: размером 50×200 мм и 100×200 мм соответственно. В двускатных крышах шаг стропил, как правило, составляет около 590-600 мм, что позволяет использовать утеплитель стандартной ширины 600 мм с плотной посадкой без зазоров. Увеличение шага требует отдельного расчёта и может ухудшать теплотехнические и конструктивные характеристики. В целом важно ориентироваться на следующую закономерность: чем кровельный материал тяжелее, а снеговая нагрузка в регионе больше, тем меньшим будет шаг установки и крупнее сечение.

При расчёте стропил учитывают несколько параметров. Берут во внимание угол наклона скатов, расстояние между несущими стенами дома, вес кровли, нормативную снеговую нагрузку. Значения смотрят для конкретного региона строительства. Снеговая нагрузка в России существенно зависит от региона: в южных районах (например, Краснодарский край) она может составлять порядка 50-100 кг/м², а в более снежных регионах (Сибирь и северные территории) достигать 200-300 кг/м² и выше. При проектировании конструкций всегда учитывается актуальное региональное значение.

Угол ската двускатной крыши в деревянных домах подбирается исходя из архитектуры и эксплуатационных требований. В практике строительства он часто составляет 25-30 градусов, что позволяет сохранить пропорции сруба и сделать кровлю более лаконичной и современной. При меньших углах возрастает риск накопления снега, а при более крутых – увеличивается парусность и нагрузка на конструкцию.

Как крепят стропила к стенам

Важно учитывать, что нельзя крепить стропила жёстко к срубу. Учитывая, что дерево меняет размеры, при усадке или сезонных подвижках жёсткое крепление передаёт нагрузку туда, где её быть не должно.

В таком случае оптимальным решением станут скользящие крепления. Они позволяют стропильной ноге двигаться вдоль верхнего венца, при вертикальном движении стен. Крепление препятствует смещению стропила в поперечном направлении, не препятствуя продольному скольжению. К верхнему венцу стропило фиксируется через скользящий кронштейн. Одна его часть крепится на стропиле, а вторая – на венце. Для скольжения же между ними располагают паз.

Верхние концы стропильных ног при двускатной крыше в срубе соединяются между собой в коньковом узле. Для деревянного дома чаще применяют шарнирное соединение через металлические пластины: оно компенсирует подвижки конструкции лучше, чем жёсткие накладки.

Стропильная система деревянного сруба

В деревянном доме из бревна стропильная система имеет важную особенность, о которой нужно помнить с самого начала строительства: сруб даёт усадку. Стены опускаются, и если стропила закреплены жёстко, крыша деформируется вместе с ними.

Практика показывает: конёк деревянного дома при усадке сруба может опуститься на 8-12 сантиметров. Для домов из бревна естественной влажности это ощутимо. Для сруба из бревна камерной сушки усадка составляет 2-3%, и стропильная система работает в штатном режиме уже после первого отопительного сезона.

Помимо скользящих креплений, в устройство крыши деревянного сруба закладывают компенсационные зазоры над стойками, которые подпирают коньковый прогон изнутри дома. Стойки на регулируемых опорах применяются для поддержки конькового бревна или слег (одной или нескольких), а не непосредственно стропил. По мере усадки их положение может корректироваться для сохранения геометрии кровли. Без этого конёк проседает в первые год-два эксплуатации, и выровнять его потом непросто.

Гидроизоляция и обрешётка

Обрешётка – основание для кровельного покрытия, а фиксируют ее поперёк стропил. Тип обрешётки подбирают под материал кровли. Под металлочерепицу и профнастил подходит разреженная обрешётка, выполненная из доски 25×100 мм. Под мягкую же черепицу подбирают сплошную, сделанную из доски или влагостойкой фанеры.

Шаг обрешётки под металлочерепицу определяется шагом волны конкретного профиля. Рекомендуемый шаг можно узнать из инструкции по монтажу, которую приводят производители кровельных материалов.

После устройства стропильной системы на неё монтируется гидроизоляционная плёнка или супердиффузионная мембрана, после чего выполняется обрешётка и укладка кровельного материала. Она защищает деревянные стропила и утеплительный материал от конденсата. Мембрану крепят горизонтальными полосами, в направлении снизу вверх, с нахлёстом 15-20 сантиметров.

На стропила укладывается диффузионная мембрана, затем формируется вентиляционный зазор, после чего выполняется обрешётка и монтаж кровельного покрытия. Вентиляционный зазор между мембраной и кровлей обеспечивает удаление влаги и предотвращает накопление конденсата в конструкции стропил и обрешётки. А это одна из самых частых причин ремонта кровли, необходимого уже через несколько лет после строительства. Закрепляют контробрешётку из бруска 50×50 мм вдоль каждого стропила – это и создаёт нужный зазор.

Порядок монтажа крыши

Правильное устройство кровли в деревянном доме (срубе) выполняется в следующей последовательности:

Подготовка верхнего венца по периметру стен с установкой скользящих креплений для компенсации усадки.
Монтаж конькового узла (верхнего соединения стропильных ног) с проверкой геометрии — горизонтальности и симметричности скатов.
Установка крайних стропильных ног с выверкой положения конструкции.
Монтаж промежуточных стропил с заданным шагом, с креплением к верхнему венцу через скользящие элементы.
Устройство дополнительных элементов усиления стропильной системы (при необходимости, согласно расчёту).
Монтаж контробрешётки вдоль стропил для формирования вентиляционного зазора.
Укладка диффузионной мембраны с нахлёстом снизу вверх.
Монтаж обрешётки с учётом выбранного кровельного материала.
Укладка кровельного покрытия.

Важно учитывать, что в деревянном доме стропильная система должна работать совместно с усадкой сруба. Основная задача – не допустить распора стен и обеспечить правильное распределение нагрузок. Для этого применяются конструктивные решения, позволяющие компенсировать подвижки здания и сохранять устойчивость кровли.

Монтаж кровли деревянного дома

В срубах из бревна естественной влажности к устройству основной кровли и отделочным работам обычно приступают после первого отопительного сезона, когда дом эксплуатируется уже под кровлей и проходит основную усадку. Сруб из бревна камерной сушки позволяет приступать к монтажу кровли сразу после сборки: основная часть усадки уже прошла на стадии изготовления.

При строительстве деревянного дома в Москве и Московской области монтаж кровли нередко совмещают с возведением стен. Стропильную систему ставят сразу после сборки сруба, пока материал не набрал осадков. Это позволяет работать в рамках одного строительного сезона.

Ремонт кровли в частном доме чаще всего требуется именно тогда, когда при строительстве не учли усадку деревянных стен. Протечки, деформация коньковой планки, трещины в кровельном покрытии – всё это следствие неправильно устроенных узлов крепления стропил. Переделать их после завершения строительства сложно и дорого.

Компания «УтКи» строит деревянные дома с 1999 года и выполняет монтаж кровли в рамках полного цикла строительства. Устройство стропильной системы разрабатывается под каждый проект: сечения стропил, шаг, узлы крепления, компенсация усадки – всё продумывается на этапе проектирования. Производство расположено на собственной площадке, профессионалы компании работают только по индивидуальным проектам и с фиксированной сметой. Если нужен монтаж кровли в Москве или других регионах – обращайтесь, сделаем предварительный расчёт.