Особенности мансардной крыши

Мансарда, названная так в честь крупнейшего мастера архитектурного барокко Франсуа Мансара, сегодня прочно вошла в число архитектурных решений загородных домов. Более того, подобное решение уже можно считать традиционным. Мансарда - жилое помещение, пространство которого «позаимствовано» у чердака, расположенного под скатной кровлей. Строго говоря, эта идея была реализована предшественником Монсара - Пьером Леско - еще в XVI веке во время работы над Лувром, однако Монсар развил и воплотил ее наиболее широко -именно благодаря его деятельности дома с мансардами стали популярны к середине XVII века в Париже.

Геометрия конфигураций
По сути, мансарда и есть утепленный чердак, благоустроенный под жилье. Поэтому часть ограждающих конструкций этого помещения непременно является частью крыши. В соответствии со СПиП 2.08.01-89 «Жилые здания»: «Этаж мансардный - этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной гши ломаной крыши, при этом линия пересечения плоскости крыши и фасада должна быть на высоте не более 1,5 м от уровня пола мансардного этажа». То есть мансарда организуется всегда под скатными крышами, которые могут быть любой конфигурации. Однако от конфигурации крыши зависит эффективность использования полезной площади при организации мансарды - площадь и объем помещения мансарды под ломаной крышей будут значительно больше площади и объема помещения, выстроенного на том же основании, но под прямой скатной крышей. Еще большая полезная площадь мансарды может быть достигнута под четырехщипцовой крышей. Каркас такой крыши позволяет создать под кровлей четыре хорошо освещаемых помещения. Кроме того, мансарды могут быть одно- , двух- и даже трехъярусными. Правда, последние встречаются довольно редко.

Главное условие
В соответствии со своим предназначением мансарда должна быть теплой. Следовательно, иметь утепленные стены и потолки, а так как большая часть ограждающих конструкций этого помещения образуется крышей, то говорить о мансарде под неутепленной кровлей не совсем корректно. Любая теплая кровля представляет собой многослойную конструкцию, а мансардная кровля имеет свои особенности. К утеплению кровли в данном случае следует отнестись особенно внимательно, ведь над мансардным помещением отсутствует «тепловая подушка» следующего этажа, а отношение площади ограждающих конструкций, соприкасающихся с внешней средой, к объему помещения наибольшее по сравнению со всеми иными жилыми помещениями. Каркасная система скатных кровель состоит из стропил, конька, мауэрлата, подкосов, обрешетки и др. Материалом для несущих элементов может быть дерево или металлический профиль. Такая основа создает возможности для применения различных теплоизоляционных материалов и соответственно технологий утепления кровли.

Наиболее общими требованиями при этом являются включение в состав кровельного пирога пароизоляционного слоя с внутренней стороны утеплителя (повернутого к помещению) и соблюдение вентиляционного пространства между внешней стороной утеплителя и внешним гидроизоляционным слоем кровельного покрытия. Однако при использовании различных теплоизолирующих материалов даже эти условия могуг варьироваться. При утеплении скатной кровли теплоизоляционный слой может укладываться над, между и под стропилами. Хотя прочность теплоизоляционных материалов, используемых для утепления скатной кровли, не регламентируется нормативными документами, так как теплоизоляция укладывается в обрешетку и не несет нагрузки от кровли, все же практика диктует правила выбора утеплителя различной птотности при каждом из вышеуказанных вариантов их укладки.

Так, когда слой теплоизоляции размещается над стропилами поверх внутренней обрешетки, рационально использовать жесткие теплоизоляционные материалы. Хорошим решением станут жесткие плиты из экструдированного вспененного полистирола или пеностекла. По ним можно даже ходить во время укладки кровельного покрытия. Конструкция такой крыши герметична, а мостики холода сведены к минимуму. Еспи используется пеностекло, то благодаря его свойствам (водонепроницаемости, паронепроницаемости, воздухонепроницаемости и высокой прочности) отпадает необходимость в паропроницаемых пленках и воздушных зазорах. Более того, плиты из пеностекла могут исполнять даже функцию сплошной обрешетки для фальцевых кровель. В случае укладки над стропилами утеплителя из минерального волокна (рекомендуется использовать жесткие маты каменной ваты плотностью от 100 кг/м) обязательна паропроницаемая пленка со стороны помещения.

Пленка и маты уктадываются на обрешетку по стропилам из досок, так что нижний край первого ряда упирается в рейку, заранее закрепленную по нижнему краю кровли. Толщина рейки определяется теплотехническим расчетом и должна соответствовать толщине мата. Паропроницаемая пленка закрепляется на обрешетке мебельным степлером. Боковой перехлест соседних полотнищ пленки должен составлять 100-200 мм, а торцевой - не менее 200 мм. Перехлесты проклеиваются двусторонним скотчем. Поверх слоя матов укладывается диффузионная мембрана для защиты от конденсата, образующегося на внутренней поверхности кровельного покрытия. Эта же мембрана выполняет функцию ветрозащиты. При использовании в качестве утеплителя плит из вспененного полистирола (рекомендуемая специалистами плотность - не менее 25 кг/м) такая диффузионная мембрана необязательна, однако необходима внутренняя паропроницаемая мембрана, а также качественное выполнение стыков плит с проклеиваьшем швов специальной гидроизоляционной лентой. Между внешней поверхностью плит из вспененного полистирола или диффузионной мембраны (в случае минераловатного утеплителя) и внутренней поверхностью кровельного покрытия должен быть оставлен вентиляционный зазор. Для его создания с шагом 250-300 мм укладывается брус толщиной 40-50. Через него весь пирог (за исключением внешнего гидроизоляционного слоя из кровельного покрытия) саморезами крепится к внутренней. На этот же брус крепится внешняя обрешетка из досок или плит ОСП, в зависимости от выбора кровельного материала. При размещении слоя утеплителя между стропилами чаще применяются эластичные минераловатные материалы - плиты из стекловолокна плотностью 15-30 кг/м и каменной ваты плотностью 30-50 кг/м.

Их выбор определяется легкостью монтажа, удобством подгонки и исключением возможньк щелей между плитами и стропилами. Более того, минераловатные материалы из базальтового волокна наименее опасны при пожаре. Во-первых, они достаточно огнеустойчивы, а во-вторых, не образуют в пламени ядовитых газов. Для того чтобы плиты из минерального волокна вплотную примыкали краями друг к другу и к краю стропил, их размеры подбираются таким образом, чтобы их ширина и высота были на 20-40 мм больше расстояния между стропилами. Внутренний пароизоляционный слой из полиэтиленовой пленки (200 мкм) или специальной мембраны прикрепляется в данном случае к внутренней (обращенной к помещению) поверхности стропил. Края мембраны должны с каждой стороны заходить на плоскость стропил примерно на 20 мм. При этом центральная часть должна быть оставлена свободной от пленки центральной зоны. Это позволит осуществлять вентиляцию самого материала стропил - дерево тоже должно дышать.

Со стороны помещения по небольшому каркасу из реек, обеспечивающему создание вентиляционного зазора, выполняется внутренняя отделка. С внешней стороны теплоизоляционного материма размещается ветрозащитная паропроницаемая мембрана. Поверх нее с помощью бруса организуется вентиляционный зазор толщиной 40-50 мм, крепятся обрешетка из досок или плит ОСП (в зависимости от кровельного материала) и кровельный материал. Внешний ветрозащитный спой паропроницаемой мембраны исполняет в данном случае также роль дополнительного гидроизоляционного слоя для защиты от протечек и капели в случае образования конденсата на внутренней поверхности кровельного покрытия, поэтому очень важно соблюдение правил укладки пленки внахлест с прокпеиванием краев скотчем. При размещении утеплителя меаду стропилами в качестве теплоизоляционного материала может также применяться войлок или целлюлоза. Иногда теплоизоляционного слоя, уложенного между стропилами, оказывается недостаточно для качественного обеспечения утепления помещения. В этом случае под стропилами размещают еще один теплоизоляционный слой. В большинстве случаев такое решение применяется в комбинации с теплоизоляцией меяиу стропилами.

Откуда ветер дует
Вентиляция кровельного пирога - условие жизни под мансардной крышей в тепле и без забот. Она необходима для устранения конденсации влаги мевду пароизоляционными слоями кровельного пирога и защиты деревянных частей крыши от гниения. Для осуществления вентиляции, как уже сказано выше, при монтаже кровельного пирога с помощью контробрешетки и шаговой обрешетки предусматриваются вентиляционные зазоры или вентиляционные фартуки, создающие воздушные каналы, защищенные от попадания осадков, по которым циркулирует воздух с водяным паром. Приток воздуха в вентиляционные каналы осуществляется обычно через зазор, предусмотренный на свесе карниза, а вытяжка - через вентиляционный элемент на коньке или скате. Циркуляция воздуха при этом происходит естественным путем, за счет разницы давлений.

Днем кровельное покрытие нагревает воздух, и он, становясь менее плотным, поднимается по вентиляционным каналам вверх к коньку. Оттуда он вытесняется массами более плотного холодного воздуха, поступающего через зазор на свесе. Важно, чтобы проветривался каждый вентиляционный канал в каждом межстропильном пролете, как и холодный «мини-чердак», который иногда имеет место над утепленным плоским горизонтальным потолком мансарды (если он есть). Наибольшие сложности возникают при устройстве вентиляционных каналов в крышах со сложной геометрией. Мансардные окна, ендовы, дымоходы - все это препятствия на пути движения воздуха, иногда сложно преодолимые. Решение таких задач требует продуманного подхода специалиста в каждом конкретном случае.

Свет солнца сквозь крышу
Обычно хозяевам хочется, чтобы мансардное помещение было не только теплым, но и светлым. Следовательно, без окон в крыше не обойтись. Естественный свет может поступать в помещение мансардного этажа как через традиционные окна, устанавливаемые вертикально, так и через мансардные. Последние специально предназначены для установки в плоскости скатной кровли с наклоном от 15 до 90 градусов. В едином архитектурном решении для комфортного освещения мансардного этажа может применяться комбинация из вертикальных и мансардных окон. При использовании для освещения мансарды вертикальных окон их общая длина не должна превышать половину длины поверхности крыши. Общие же длина и ширина мансардных окон не ограничиваются. Связано это с тем, что мансардные окна сами по себе являются составной частью покрытия крыши.

Главная рекомендация по размещению мансардных окон заключается в том, что верх оконного проема должен быть не ниже 1,9-2 м от уровня пола. Кроме того, откос над мансардным окном следует выполнять горизонтально, а под окном - вертикально, с целью обеспечения условий для циркуляции потоков теплого воздуха от устанавливаемых под окнами отопительных приборов. Циркуляция теплого воздуха позволяет избежать конденсации водяного пара на оконном стекле. По той же причине подоконник под мансардным окном должен несколько отстоять от стены, оставляя зазор. Также подоконник не должен мешать полному осевому повороту оконной рамы.

При всех указанных особенностях мансардные окна обладают рядом преимуществ перед традиционными, если те используются для освещения мансардного этажа. Прежде всего они пропускают больше света при меньшей площади проема, организуемого в кровле. При их установке в скатной кровле отсутствуют обязательные для вертикальных окон глухие боковые проемы, заслоняющие доступ света и снижающие полезную площадь помещения. Мансардные окна приспособлены к любым погодным условиям и всем видам осадков. В стеклопакстах мансардных окон устанавливают закаленные стекла с повышенной прочностью к механическим воздействиям, возможна установка противоударных, абсорбционных или отражающих стекол. Для защиты от холода применяются энергосберегающие стеклопакеты.

При проветривании помещения мансардные окна в зависимости от места подвеса створки к коробке могут открываться снизу, сверху или поворачиваясь вокруг подвеса по средней оси. Соответственно оконная ручка также может размещаться сверху или снизу Система открывания позволяет в целях проветривания фиксировать окно в нескольких положениях. Встроенное в коробку оконного блока специальное вентиляционное приспособление позволяет обеспечить естественную вентиляцию и при полностью закрытом окне, что особенно важно в дождливую погоду. Деревянные элементы окон защищаются снаружи от внешних воздействий окладами, изготовленными из алюминиевого профиля с покрытием из полиэстера. Для медных кровель изготовляются оклады из меди. Вообще же оклад на крыше практически незаметен, так как закрывается кровельным материалом. С помощью специальных окладов мансардные окна могуг объединяться в группы. Ведущие производители мансардных окон предлагают в своих линейках несколько вариантов их окладов для использования с различными типами кровельных материалов - плоских, профилированных и др.