Строительство мансарды поэтапно с элементами крепления узлов: строительство мансарды поэтапно с элементами крепления узлов

Мансарда из ЛСТК: чертежи, узлы, проект

Мансарда представляет собой надстройку, некое жилое помещение жилого типа, которое расположено на последнем этаже здания с мансардной крышей. Мансарды стали популярны благодаря Франсуа Мансару, французу, впервые использовавшему пространство под крышей для жилых и технических целей. Отсюда определение названия «мансарда» от имени французского архитектора.

Мансарда из ЛСТК находит все большее применение в современном строительстве благодаря весомым преимуществам.

Надстройка мансарды в многоэтажном здании из ЛСТК

Мансарда: преимущества надстройки

• Эффективное использование инфраструктуры.
• Увеличение жилой площади.
• Низкая стоимость строительства.
• Улучшение эстетичного вида здания.
• Возможность строительства мансардного этажа в два уровня.
• Не нужна специальная грузоподъёмная техника.
• Можно организовать лофт.

Мансарда: возможные недостатки

К недостаткам можно отнести сложную технологию тепло и гидроизоляции, скошенные потолки, которые уменьшают комфортную высоту перегородок, и потеря жилой площади здания из-за скошенной крыши.

Строительство мансарды из каркаса ЛСТК

Технология ЛСТК и мансарда

Каркасное строительство из лёгких стальных тонкостенных конструкций быстро развивается. Сегодня мансарда из ЛСТК – это выгодное и недорогое строительство.

ЛСТК представляет собой высокопрочные тонкостенные оцинкованные профиля, узлы соединения и крепежные элементы. Толщина профиля ЛСТК составляет 3-4 мм. Для мансардного этажа используют лёгкие тонкостенные конструкции потому, что они не дают усадки на несущие стены, внутренние перегородки и фундамент здания.

ЛСТК технология обладает рядом преимуществ:

• Долговечность.
• Низкая стоимость.
• Быстрое строительство.
• Простой монтаж и демонтаж.
• Надежность и прочность.
• Сейсмическая устойчивость.
• Качество элементов конструкции.

Мансарда из ЛСТК строится специалистами соответствующего профиля без тяжелой грузоподъемной техники. Для установки надстройки не нужно расселять жильцов дома и не требуется укрепление фундамента. Технология ЛСТК не нагружает здания и безопасна даже для старого фонда.

Устройство мансардного этажаа

Конструктивные особенности

Мансарда из ЛСТК используется для жилых, промышленных и производственных зданий. Форма мансардной надстройки может быть разной: симметричной или несимметричной, с треугольным или ломаным силуэтом.

Площадь мансардного этажа обычно занимает всю поверхность здания. Мансарда из ЛСТК рекомендуется для установки на реконструируемые здания и старые дома, так как является лёгкой быстровозводимой конструкцией.

Мансарда из лёгких тонкостенных профилей ЛСТК огнестойкая и не подвергается процессам ржавления. Наружное ограждение мансарды может быть утеплено.

Мансардный этаж с утеплением и изоляцией

Этапы строительства

Строительство мансардного этажа происходит в несколько последовательных этапов:

• Проектирование и расчет нагрузок.
• Заказ металлического каркаса.
• Установка каркаса ЛСТК.
• Монтаж наружных стен.
• Установка стропильной системы или кровли мансардного этажа.
• Утепление и гидроизоляция.
• Покрытие кровельным материалом (металлическая черепица).
• Внутренняя отделка помещения.

Можно описать этапы строительства мансарды проще, последовательность работ:

• Рисунок, эскизы или чертежи будущего здания.
• Разработка технической документации (проект мансарды) на основе чертежей.
• Производство каркаса на заводе металлических конструкций.
• Сборка мансарды из ЛСТК.

Мансарда из ЛСТК в многоэтажном доме

Проектирование мансарды

Строительство мансарды невозможно осуществить без проектной документации, так как существуют определенные правила и нормативы, которые нужно соблюдать. Нужно учитывать планировку здания, его структуру и план помещений расположенных ниже.

В проектной документации рассчитывается возможная и критическая нагрузка на мансарду, учитывается возможность проведения коммуникаций с основного здания. Также, архитектор рисует эскиз внешнего вида, который должен гармонировать в общей городской среде.

После завершения этапа проектирования, можно приступать к изготовлению металлического каркаса.

Информация: чертежи ЛСТК мансарды помогают увидеть заранее будущий этаж, благодаря рисункам можно внести изменения и корректировки, до заказа проектной, технической документации.

Мансарда в многоэтажке из ЛСТК

Строительство мансарды

Мансарда из ЛСТК собирается на месте, без специальной техники. Для монтажа потребуется инструкция с завода металлических конструкций и комплект ЛСТК мансарды.

Устанавливается рама специальными монтажными болтами, на которую будет крепиться готовый каркас из ЛСТК. Рама служит напольным перекрытием. Каркас собирается согласно инструкции: стропильная система, стены, кровля, затем утепление стен и обшивка, установка окон, дверей и проведение других работ внутри надстройки ЛСТК.

Основные узлы ЛСТК мансарды: стропильная система, рама крепления, внутренние перегородки наружные стены.

Каркасный дом с мансардной крышей из ЛСТК

Итог

Мансарда из ЛСТК представляет собой усовершенствованное изобретение знаменитого французского архитектора. Это функциональное и изысканное решение для обустройства и увеличения жилого пространства. С 17 века, когда мансарда еще строилась из деревянных брусков, не многое изменилось. Появилась технология ЛСТК, которая становится все более популярной из-за своих прочностных характеристик.

Строительство мансардного этажа

Быстровозводимые мансарды из ЛСТК строятся очень быстро и за умеренную, доступную сумму. Все очень просто, стропильная система обычной крыши заменяется новым металлическим каркасом из оцинкованного профиля. Мансарду можно построить в 1-2 и 3 этажа.

Видео строительства дома с мансардой:

как сделать, этапы изготовления, видео

Мансардная крыша позволяет расположить обитаемое пространство непосредственно под кровлей дома. Таким путём достигается значительная экономия строительных материалов. Для обустройства мансарды требуется тщательный расчёт, подробная схема и строгое выполнение пошаговой технологии строительства. Защита от температурных перепадов требует внимательного подхода к термоизоляции мансардного помещения. Вентиляция кровли и подкровельного пространства оградит стропильные конструкции от воздействия конденсата и обледенения крыши. Анализ типичных ошибок при строительстве позволит избежать грубых просчётов при монтаже и качественно выполнить работу своими руками.

Содержание

• Особенности конструкции мансардных крыш
• Подготовка проекта
• Расчёт мансардной крыши
  • Расчёт уклона
    • Таблица: уклон крыши в процентах и градусах
  • Расчёт площади крыши и фронтона
  • Расчёт пиломатериала
  • Температурно-влажностный расчёт мансардной крыши
• Стропильная система
  • Армопояс под мансардную крышу
  • Монтаж обрешётки
• Кровельный пирог мансардной крыши
• Вентиляция, в том числе через люки и фронтоны
• Этапы изготовления с пошаговой инструкцией
  • Видео: монтаж мансардной крыши
• Типичные ошибки при строительстве мансардных крыш
  • Видео: ошибка установки стропил мансардной крыши

Особенности конструкции мансардных крыш

Конструкция мансардных крыш, независимо от типа, подчиняется требованию сохранения баланса между прочностью и максимальным объёмом жилого подкровельного пространства. Крыша и стены здания испытывают постоянные нагрузки в виде суммарного веса стропильной конструкции и кровельного покрытия и переменные нагрузки, обусловленные ветровым воздействием и весом снегового покрова. Максимальный объём жилого пространства достигается путём повышения угла наклона скатов, а также изменением конструкции мансардной крыши. Например, изменение угла наклона двускатной крыши ведёт к увеличению подкровельного пространства, и в итоге мы получаем двускатную ломаную стропильную конструкцию. Для того чтобы создать собственный проект мансарды, которая будет отвечать вашим требованиям, необходимо знать типы мансардных крыш, а именно:

1. Шатровый тип крыши, обладает высокой устойчивостью к внешним нагрузкам, но имеет небольшую полезную площадь, которую можно несколько увеличить за счёт щипцов, врезанных под прямым углом к скату.

   Небольшой объём подкровельного помещения увеличивают путём повышения угла наклона скатов и врезки щипцов

2. Двускатная крыша позволяет увеличить объём мансарды за счёт повышения угла наклона скатов и является наиболее экономичной, прочной и простой в изготовлении конструкцией.

   Большой угол наклона скатов позволяет избавиться от скопления снега за счёт его соскальзывания, а жёсткая конструкция противостоит ветровым нагрузкам

3. Вальмовые или полувальмовые крыши имеют европейский вид и достаточное жилое пространство.

   Полувальмовая конструкция позволяет получить просторное обитаемое пространство и красивый внешний вид

4. Мансардная крыша многощипцового типа даёт значительный выигрыш полезного пространства, но отличается сложной конструкцией стропильной системы.

   Многощипцовый вариант позволяет построить мансарду больших размеров за счёт щипцов, врезанных перпендикулярно друг другу

5. Ломаная двускатная мансардная крыша весьма популярна в загородном строительстве, поскольку при сравнительно небольших затратах обладает максимальным жилым объёмом. Кроме того, углы наклона скатов обеспечивают минимальную снеговую нагрузку на стропильную систему.

   Ломаная стропильная конструкция даёт возможность получить полноценный второй этаж

6. Смешение типов мансардных крыш даёт эффект увеличения жилого пространства, но отличается сложностью и дороговизной стропильной системы и слабой стойкостью к ветровым нагрузкам.

   Увеличение объёма мансарды за счёт применения разных стилей является интересным, но дорогим архитектурным решением

Каждый тип мансардной стропильной конструкции обладает своими особенностями, которые определяются расположением, формой и углом наклона скатов, а также способом соединения стропильных ног в узлах крепления. Одной из особенностей мансардных крыш является стык в верхней точке нескольких стропил, сходящихся под разными углами и монтирующихся между собой через прогон или друг с другом. Для их стыковки используется временная опора в виде вертикальной стойки, которая убирается после окончания сборки. Такое соединение характерно для шатровых, щипцовых, вальмовых и полувальмовых крыш.

В случае соединения нескольких стропил в один узел используются боковые подкосы или вертикальные стойки

Особенностью сборки ломаной мансардной крыши является соединение в пределах одной фермы пяти составляющих стропильной системы. Это два узла сочленения наслонной и висячей стропил, продольного прогона, затяжки и стойки.

Сочленение разнонаправленных стропильных элементов задаёт угол наклона скатов, а также габариты мансардного помещения

Для прочного соединения нескольких стропильных элементов необходимо использование врезок, болтов, металлических пластин и уголков.

Ещё одной особенностью мансардных крыш является то, что внутренняя граница мансарды проходит по вертикальным стойкам, которые являются основой для укладки утеплителя и монтажа внутренней отделки, а также создают дополнительный узел прочности для стропильной системы наряду с подкосами и схватками.

Очень важно выбрать наиболее подходящую к конкретным условиям конструкцию стропильной системы, которая обеспечит большой объём мансардного помещения, простоту возведения и приемлемые затраты на строительные материалы.

Подготовка проекта

Подготовка проекта начинается с выбора типа мансардной крыши, подбора угла наклона скатов и вычисления параметров мансардной крыши. Все эти расчёты основываются на размерах здания, а выбор сечения несущих элементов зависит от переменных и климатических нагрузок в вашем регионе. Профессионально рассчитанный проект включает все эти параметры, но является весьма дорогостоящим, и работа над ним занимает много времени, поэтому самостоятельно изготовить чертежи будет значительно проще.

Выбор конструкции мансардной крыши производится по критерию максимального жилого пространства и согласуется с климатическими условиями местности

При выборе типа крыши важно учитывать снеговые и ветровые нагрузки, сложность стропильной системы и максимально возможный объём мансарды, который предоставляет та или иная конструкция. Из иллюстрации видно, что наиболее предпочтительным является вариант с ломаной крышей (3) или двускатная крыша с приподнятыми стенами (2).

Схема стропильной конструкции включает в себя выбранный вид крыши, где длина стропильных ног рассчитывается с учётом угла наклона скатов, который подбирается экспериментально с помощью мерного шнура и строительного угломерного инструмента. Далее вписываем в получившийся чертёж мансардное помещение высотой не менее 220 см согласно СНиП. Корректируем длину стропил и угол наклона скатов с учётом длины карнизного свеса. Предположим, что наш дом 6х6 м, карнизный свес 0,5 м, а тип мансардной крыши выбран двускатный ломаный. Получаем схему фермы в виде чертежа, на котором отражена общая ширина крыши равная 6 м + 0,5 м + 0,5м = 7м.

Подготовка проекта начинается с расчёта основных параметров мансардной крыши

По полученной схеме можно рассчитать все необходимые данные для вычисления параметров мансардной крыши, например, для подсчёта объёма жилого подкровельного пространства достаточно умножить высоту мансарды на полезную ширину и на длину здания: 2,3 м х 4,5 м х 6 м = 62,1 м³. При длине здания равной 6 м для монтажа крыши понадобится семь ферм, поскольку допустимое расстояние между стропильными ногами от 80 до 120 см.

Расчёт мансардной крыши

Расчёт размеров крыши для создания полноценного проекта даёт возможность определить площадь скатов, фронтонов, расход пиломатериала, угол наклона стропильных ног и вспомогательных элементов. Наличие расчётных данных позволяет изготовить проектные чертежи, которые являются основой для определения стоимости строительных материалов, их веса и способа оптимального раскроя.

Расчёт уклона

Уклон ската определяется с помощью строительных инструментов со шкалой, отградуированной в градусах, либо вычисляется по известным размерам стропильных элементов. Использование оптимальных углов наклона для различных кровельных материалов регламентируется СНиП II-26–76 «Кровли» и СО-002–02495342–2005 и в этих документах используются значения как в градусах, так и в процентах.

Рассчитать уклон можно путём вычислений, как в градусах, так и в процентах

Поэтому вычислим уклон по следующей формуле: i = a : b х 100, где i − уклон в процентах, a − высота конька, b − половина ширины здания. Получаем 2 : 3 х 100 = 67%, для перевода в градусы используем следующую таблицу.

Таблица: уклон крыши в процентах и градусах

Проценты	Градусы
36,4	20
46,6	25
57,7	30
67,4	34
83,9	40
100	45

Из таблицы видим, что 67% составляет 34°. Таким же способом можно подсчитать угол наклона других элементов крыши в процентах и градусах.

Расчёт площади крыши и фронтона

Для подсчёта необходимого количества кровельного материала или отделочных элементов нужно определить площадь скатов и фронтонов мансардной крыши. Эти части являются простыми геометрическими фигурами. В случае двускатной или ломаной мансардной крыши скаты представляют собой прямоугольники, площадь которых вычисляется по формуле S = A х B, где A − длина ската, B − ширина ската. Площадь шатровых скатов и вальм вычисляется, как площадь треугольников по формуле S = A х H : 2, где A − основание ската, H − высота ската.

Площадь вальмовой крыши рассчитывают, как сумму площадей двух треугольников и двух трапеций

Площадь многощипцовых и вальмовых крыш вычисляется с помощью формулы площади трапеции S = (A + B) х H : 2, где S − площадь трапециевидного ската, A и B − длина верхнего и нижнего основания трапеции, H − высота трапеции. Для получения общей площади крыши необходимо суммировать площадь всех скатов.

Фронтоны могут быть треугольной, трапециевидной формы или, в случае ломаной кровли, содержать в себе обе геометрические фигуры. Для примера рассчитаем площадь фронтона ломаной мансардной крыши. Произвести расчёт можно, суммируя площади трапеции и треугольника, по приведённым выше формулам, а можно рассчитать, как сумму площадей трёх треугольников и двух четырёхугольников. Например, S₁ = (B — C) х H, где S₁ − площадь боковых треугольников, B − ширина фронтона, C − ширина мансарды, H − высота мансарды. S₂ = C х D : 2, где S₂ − площадь верхнего треугольника, D − высота верхнего треугольника, C − основание верхнего треугольника. S₃ = C х H, где S₃ − площадь мансардной части фронтона, C − ширина мансарды, H − высота мансарды. S₄ − площадь окна.

Площадь фронтона ломаной крыши подсчитывается, как сумма площадей геометрических фигур

Общая площадь фронтона равна: S = S₁ + S₂ + S₃ − S₄, для подсчёта площади двух фронтонов вычисленное значение умножается на два.

Расчёт пиломатериала

Количество пиломатериала рассчитывается по проектной схеме, на которой показаны размеры стропильных ног и вспомогательных крепёжных элементов. Расчёт производится начиная с мауэрлатов, и при размерах здания 6х6 м понадобится четыре бруса 150х150 мм, длиной 6 м, закреплённых по периметру здания. Кроме того, необходимо заготовить два шестиметровых прогона из бруса 100х150 мм и два шестиметровых лежня из бруса 50х100 мм.

Пиломатериалы рассчитываются по схеме, на которой указаны размеры стропильной группы

После этого производим расчёт фермы начиная с затяжки, которая опирается на мауэрлат, в нашем случае нужен один брус 50х150 мм длиной 6 м. Далее понадобится две стропильные ноги 50х150 мм с припуском на стыковку 245 мм, длиной 4940 мм. Вспомогательные стойки и верхняя затяжка делается из бруса 50х100 мм, их общая длина составляет 4 м. Это количество материала уходит на изготовление одной фермы и при длине здания 6 м необходимо семь таких ферм. Каждый проект обладает индивидуальностью, поэтому необходимо корректировать расчёт материалов в зависимости от мансардной конструкции.

Температурно-влажностный расчёт мансардной крыши

Температурный и влажностный анализ производится для того, чтобы грамотно организовать утепление, вентиляцию подкровельного пространства, гидроизоляцию и парозащиту мансардной крыши. Разница температуры между наружной средой и внутренним помещением в средней полосе может достигать 50°, поэтому так важно определить необходимую толщину утеплителя и отвести излишнюю влагу из кровельного пирога. Защита утеплителя и деревянных конструкций от влаги со стороны внутренних помещений производится с помощью пароизоляционной плёнки и удаляется за счёт естественной вентиляции жилого помещения.

На мансардную крышу воздействуют атмосферные факторы, которые необходимо нейтрализовать

Воздействие осадков и перепада температур приводит к образованию конденсата на внутренней поверхности кровельного покрытия. Влага удаляется из этого пространства путём отвода в водосточную систему через гидрозащитную плёнку и капельники, а также организацией вентилируемых зазоров с помощью контробрешётки и обрешётки.

Удаление излишней влаги производится с помощью вентиляционных зазоров

Приток воздуха происходит через перфорацию карниза, а также через зазор между кровельным покрытием и обрешёткой. Влага удаляется через коньковые элементы или специальные вентиляционные аэраторы.

Толщина утеплителя зависит от теплоизолирующих свойств и подбирается путём расчёта разницы температур между жилым помещением и внешней средой. На иллюстрации разница между уличной и внутридомовой температурой достигает 28° ( от -9 до +19°), а в средней полосе различия могут достигать и больших величин. По СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23–101–2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» производятся расчёты для мансардных крыш и на их основании можно утверждать, что экономически целесообразно использовать для кровельного пирога минераловатные плиты.

Разница между внешней и внутренней температурой мансарды определяет толщину утеплителя

На примере теплотехнического расчёта ограждающих конструкций показано, что возможно использовать утеплитель плотностью 145 кг/м³ толщиной 150 мм. После утепления стена имеет термическое сопротивление 3,32 Вт/(м²·°С), что соответствует предъявляемым требованиям. Утеплённая стена также удовлетворяет требованиям по теплоустойчивости, воздухо- и паропроницаемости. Условия для конденсации влаги в данной конструкции исключены как в её толще, так и на внутренней поверхности.

При условии низких температур от -25° и ниже, а также при малой плотности минеральной ваты, возможно применять утеплитель толщиной до 240 мм.

Важно иметь в виду, что гидроизолирующая мембрана и пароизолирующая плёнка при монтаже отрезков должны быть прочно скреплены между кусками с нахлёстом во избежание намокания утеплителя, поскольку излишняя влажность ведёт к потере теплоизолирующих свойств материала.

Стропильная система

Система стропил определяет форму мансардной крыши и равномерно распределяет постоянные и переменные нагрузки на стены здания. Для устранения распирающего воздействия используются вспомогательные элементы, которые создают узлы жёсткости в пределах фермы. Но этого недостаточно для прочной связи стен и крыши, поэтому используют промежуточный брус большого сечения, который называется мауэрлат. На этот элемент крепятся брусья затяжек и нижние концы стропильных ног, поэтому мауэрлат должен иметь прочную связь со стеной здания и закрепляется на них с помощью замурованных в стены резьбовых шпилек.

Стропильная система является каркасом крыши и равномерно распределяет нагрузку на стены дома

Стропильная система представляет собой опору для обрешётки, на которую крепится кровельное покрытие и доборные элементы, поэтому стропильные ноги выставляются по направляющим прогонам без смещений и перекосов и надёжно фиксируются в соединительных узлах.

Армопояс под мансардную крышу

Армопояс выполняет функцию укрепления стен и предотвращение разрушения в результате разнонаправленных нагрузок. Наряду с фундаментом, эта конструкция представляет собой цельный железобетонный пояс, в который забетонированы вертикальные резьбовые шпильки для крепления мауэрлата. Армопояс также предназначен для выравнивания верхней части стен здания, поэтому опалубка должна быть выставлена строго по уровню и иметь одинаковую высоту на всех стенах.

Армированный пояс проходит по периметру здания и в него замуровываются резьбовые шпильки для крепления мауэрлата

Армирующий каркас делается непрерывным по всему периметру и состоит из четырёх арматурных прутьев диаметром 12 мм, увязанных между собой проволокой через 500 мм. По центральной оси армопояса должны быть закреплены вертикальные шпильки диаметром 14 мм на равном расстоянии друг от друга и с отступом от краёв будущего мауэрлата на 400 мм. Разметка местоположения резьбовых шпилек должна производиться с учётом положения затяжек и стропильных ног так, чтобы они не совпадали друг с другом.

Монтаж обрешётки

Обрешётка мансардных крыш делается сплошной под мягкие кровельные материалы и монтируется она из обработанных стружечных плит или из фанеры толщиной не менее 12 мм. Для обрешётки из досок с определённым шагом используется доска 25х100 мм, а для контробрешётки брус 40х60 мм. Нужно обратить внимание на толщину доски и бруса, чтобы она была одинаковой для всей крыши, иначе при монтаже кровельного покрытия могут возникнуть неровности и перекосы. Кроме того, при наличии фронтонных свесов обрешётка должна выступать за пределы крайних стропил на 40−60 см.

До монтажа обрешётки на стропила укладывается гидрозащитная плёнка

Монтаж обрешётки производится в следующей последовательности:

1. На стропила укладывается гидрофобная мембрана с провисом между стропилами около 15 мм, горизонтальный нахлёст между кусками плёнки должен быть не менее 10 мм, а вертикальный нахлёст 15 мм.
2. На вертикально обрезанные стропила монтируется лобовая доска, на неё крепится капельник, а на капельнике закрепляется нижняя часть мембраны для стока конденсата.
3. Затем на стропила крепятся бруски контробрешётки, которые и создают вентиляционный зазор между плёнкой и кровельным покрытием для испарения влаги.
4. После этого монтируется обрешётка с шагом, который зависит от выбранного кровельного покрытия. В случае металлочерепицы шаг зависит от длины волны, типовые размеры которой бывают 300, 350 и 400 мм. Этот интервал равняется шагу обрешётки, который измеряется от центра досок.

   На карнизе обрешётка ставится чаще, чтобы обеспечить надёжное крепление нижней части листов

5. Первая доска снизу крепится под обрез стропил, вторая — встык без зазора, а третья укладывается так, чтобы свес кровельного материала за пределы стропил равнялся 5−7 см.
6. Верхняя доска обрешётки должна обеспечить прочное крепление конькового кровельного элемента и её положение высчитывается по месту.

Необходимо отметить, что стропила и элементы обрешётки перед монтажом должны быть обработаны антисептическими и противопожарными составами и просушены.

Кровельный пирог мансардной крыши

На мансардной крыше кровельный пирог носит неоднородный характер, поскольку на нежилых участках утеплитель и парозащита не используется. В состав холодной части входит кровельное покрытие, обрешётка, контробрешётка и гидрозащитная мембрана. Кровельный пирог жилой части помещения состоит из:

1. Внешнего покрытия, защищающего от атмосферных воздействий.
2. Обрешётки из досок или брусьев, на которую монтируется кровельный материал.
3. Контробрешётки из брусьев, на которую укладывается основная обрешётка.
4. Гидроизоляционной мембраны, защищающей утеплитель от воздействия влаги и конденсата.
5. Вентиляционного зазора.
6. Теплоизолирующего материала, например, минеральной ваты толщиной 150−200 мм, укладываемого между стропилами.
7. Пароизоляционной плёнки, предохраняющей утеплитель от проникновения тёплого воздуха из помещения и образования конденсата.
8. Внутреннего обшивочного материала: гипсокартона, вагонки, пластиковых панелей.

Кровельный пирог жилой части мансарды дополняется утеплителем и парозащитной плёнкой

Такая структура кровельного пирога обеспечивает сохранность кровельного покрытия, стропильной системы и надёжное утепление при круглогодичном проживании в мансарде загородного дома.

Вентиляция, в том числе через люки и фронтоны

Смена погодных условий и даже минимальные мостики холода ведут к образованию конденсата в толще кровельного пирога, поэтому крайне важно обеспечить эффективную вентиляцию подкровельного пространства и жилой части мансардного помещения. Для удаления конденсата между кровельными листами и гидрозащитной плёнкой используется канал, по которому наружный воздух забирается через продухи карниза. Поток проходит под кровельными листами, благодаря контробрешётке, и выводится через люки аэраторов и коньковую планку наружу. Для этой цели также используют отверстия или окна во фронтонах, которые увеличивают скорость прохождения воздушных масс и размещаются в зоне холодного треугольника.

Вентиляционная система мансардной крыши должна обеспечивать эффективную циркуляцию воздуха в кровельном пироге

Эффективность вентилируемых коньковых планок снижается в зимнее время из-за снежных наносов, поэтому лучше использовать трубчатые коньковые и кровельные аэраторы высотой от 360 до 470 мм. Они выполнены из полипропилена, работают в температурном диапазоне от -50 до +130° и легко монтируются на скат или конёк.

Кровельный или коньковый аэратор легко монтируется и обеспечивает эффективную вентиляцию подкровельного пространства

Один аэратор обеспечивает вентиляцию до 80 м² крыши, но на каждый скат нужен отдельный вывод, поэтому более выигрышным является использование коньковых аэраторов высотой 360 мм.

Очень важно обеспечивать хорошую вентиляцию в жилой части мансардного помещения потому, что это способствует удалению излишней влаги из воздуха, ускоряет испарение с поверхности парозащитной плёнки, а значит, и снижает риск увлажнения утеплителя.

Этапы изготовления с пошаговой инструкцией

Для строительства мансардной крыши своими руками требуется пройти ряд этапов с выполнением технологических операций и сначала необходимо подготовить рабочее место. Для этой цели монтируются леса и крепятся лестницы, а также подготавливаются страховочные верёвки и пояса. После этого на земле оборудуется место для раскроя материала и изготовления шаблонов. Затем начинаются монтажные работы, которые производятся в следующей последовательности:

1. На армопояс раскатывается гидроизолирующий материал, на который укладывается мауэрлат с просверленными отверстиями и закрепляется через шайбы гайками на шпильках. Если мауэрлатом служит последний венец деревянной стены, то его следует хорошо скрепить с предыдущими венцами, а углы связать стальными скобами.
2. На мауэрлат крепятся затяжки (7) с шагом от 60 до 120 см и с выносом на величину карнизного свеса.

   Изготовление мансардной крыши заключается в последовательном выполнении сборочных операций

3. Далее формируются контуры мансардного помещения и для этого на затяжки устанавливаются стойки (6), которые соединяются с нижним (узел Б) и верхним (узел Г) прогонами. Верхняя часть стоек соединяется верхней затяжкой (4), которая является потолком мансарды.
4. По шаблону заготавливаются боковые стропила (5) и соединяются с затяжкой (узел А) и со стойкой (узел Г). Затем верхние стропила (1) соединяются между собой (узел В), скрепляются металлической полосой (2) и ригелем (3), а затем с затяжкой (4), узел Г.
5. Аналогичным образом собираются следующие фермы, которые скрепляются между собой постоянным коньковым прогоном и временными связками для устойчивости.

   Обрешётка монтируется с учётом фронтонных свесов и с применением шаблонов

6. Формируется карнизный участок, когда на обрезанные стропила прикрепляется вертикальная лобовая доска, а на неё монтируется планка капельника для стока конденсата с гидроизолирующей мембраны.
7. На следующем этапе на стропила настилается гидроизолирующая плёнка с нахлёстом 15 см и провисом 1,5 см, затем монтируется контробрешётка, на которую крепится обрешётка с применением шаблона равного шагу между досками.
8. Далее, производится монтаж кровельного покрытия снизу вверх и нижние листы крепятся со свесом 70 мм так, чтобы вода попадала в водосточный жёлоб.

При наличии правильных расчётов, чертежей и монтажных схем изготовить мансардную крышу можно своими руками, нужно обладать некоторой квалификацией и следовать технологической цепочке. При установке одинаковых ферм желательно установить две крайние конструкции, закрепить их и натянуть между ними шнур, по которому устанавливаются остальные стропила. Дело в том, что пиломатериал не обладает идеальными геометрическими размерами и излишняя поспешность может привести к браку.

Видео: монтаж мансардной крыши

Типичные ошибки при строительстве мансардных крыш

Изготовление мансардной крыши своими руками не исключает ошибок, особенно когда работа делается в первый раз. Общей и наиболее частой ошибкой является желание сэкономить время и обойтись без тщательных расчётов, как правило, это приводит к порче материала. Наиболее типичными являются следующие просчёты, а именно:

• выбор дешёвого и некачественного пиломатериала с повышенной влажностью или сучковатостью;
• слабое крепление мауэрлата к стенам и затяжек к мауэрлату, в этой связке на стены воздействуют максимальные нагрузки и небрежность недопустима;
• отсутствие подкосов, бабок и других вспомогательных креплений, которые обеспечивают дополнительную жёсткость стропил и затяжек;
• недостаточно прочное крепление в критических узлах, таких как конёк, карниз, ендова и место перелома ломаных крыш;
• недостаточная прочность в местах стыков при удлинении затяжек и стропил;
• пренебрежение антисептической обработкой древесины, что вызывает гниение пиломатериала, а экономия на гидроизоляционной мембране или пароизоляционной плёнке приводит к потере теплоизолирующих свойств утеплителей;
• несоответствие шага обрешётки выбранному кровельному материалу и непрочное крепление листов к обрешётке, что может привести к их отрыву, поскольку при порывистом ветре нагрузка достигает 150 кг/м².

Нужно отметить, что любое необоснованное желание сэкономить время и деньги ведёт к ещё большим временным и материальным затратам, а нарушение технологической последовательности приводит к серьёзным ошибкам.

Видео: ошибка установки стропил мансардной крыши

При сооружении мансардной крыши своими руками необходимо правильно подобрать её вид, рассчитать основные параметры и стропильную систему, выбрать кровельный пирог и организовать вентиляцию. Описание сооружения с пошаговой инструкцией на этапах монтажа поможет избежать типичных ошибок, связанных с нарушением технологии строительства.

Оцените статью:

[Голосов: 0 Среднее: 0]

Полное руководство по преобразованию мастер-люксов в мансарде

Для многих домовладельцев в Сиэтле оказалось, что на их нынешнем плане достаточно места для добавления мастер-люкса — просто посмотрите вверх. Многие бунгало в Сиэтле имеют законченные или частично законченные чердаки, которые можно превратить в главные апартаменты на чердаке. Если у вас нет места для расширения наружу или вам просто нужно, чтобы ваше нынешнее пространство работало лучше на вас, преобразование мастер-люкса на чердаке — это хороший выбор, чтобы использовать каждый квадратный дюйм вашего дома. Мы обсудим соображения и варианты, которые у вас есть, чтобы превратить чердак в убежище над остальной частью вашего дома.

Возможность переоборудования чердака

Преобразование чердака в мастер-каюту почти всегда представляет собой крупномасштабную реконструкцию. Реконструкция чердака может занять всего 2 месяца, но обычно она занимает от 3 до 4 месяцев и требует нескольких различных типов разрешений.

Большинство законченных чердаков Сиэтла представляют собой большие открытые пространства или содержат несколько небольших спален, но не имеют ванной комнаты. Мало того, что создание главной спальни включает в себя сантехнику для новой ванной комнаты, но обычно требует изменения конфигурации, полов, потолка, лестницы и освещения. Так как же узнать, подходит ли ваш чердак для переоборудования? В конечном итоге все сводится к строительным нормам.

Чтобы переоборудовать чердак в мастер-каюту, весь чердак должен соответствовать современным строительным нормам (даже если в настоящее время он им не соответствует), которые применяются ко всем комнатам в вашем доме. Согласно кодексу Сиэтла, каждая комната не должна быть меньше 7 футов в любом измерении: длине, ширине или высоте. Даже при наклонных потолках этому минимуму должна соответствовать как минимум половина помещения. Одного этого достаточно, чтобы дисквалифицировать большинство незавершенных чердаков, поскольку вам потенциально придется заменить всю крышу, чтобы привести чердачное пространство в соответствие с нормами. Если ваш чердак в настоящее время представляет собой подполье, в котором вы не можете стоять в вертикальном положении, вы не сможете легко превратить его в мастер-каюту.

Однако, если ваш чердак закончен, он может быть отличным кандидатом на переоборудование, хотя в нем все же потребуются некоторые изменения, чтобы привести пространство в соответствие с нормами. Это часто происходит из-за того, что обнажаются перекладины воротника (также называемые завязками воротника). К счастью, открытые балки являются очень популярной тенденцией в дизайне интерьера, а также заставляют главные спальни чувствовать себя намного больше, чем они есть на самом деле. Другим возможным решением является строительство мансардных окон для увеличения высоты потолка в отдельных областях, что дает аналогичный эффект.

Помимо требований к пространству, вам нужно будет рассмотреть структурную осуществимость реконструкции. Стены должны быть проверены, чтобы убедиться, что они не являются несущими и могут быть перемещены. Поскольку некоторые чердаки были построены без учета веса, может потребоваться значительная модернизация полов, чтобы выдержать дополнительный вес жилой площади. Чтобы действительно знать, является ли ваш чердак кандидатом на переоборудование, вам нужно, чтобы профессионал измерил пространство и оценил осуществимость.

Подвал против реконструкции чердака

Если ваш чердак является подходящим вариантом для главной квартиры, вы, возможно, все еще обсуждаете отделку подвала или реконструкцию чердака. Одним из наиболее распространенных решений, связанных с добавлением основного набора, является: следует ли повышать его или понижать? Незавершенный подвал может быть первым кандидатом на переоборудование в мастер-каюту, но есть две причины, по которым чердак почти всегда выигрывает, когда речь идет о спальнях: свет и комфорт.

Большинство домовладельцев сегодня ищут светлые, наполненные светом помещения. Удивительно, но это относится и к спальне. В то время как недостаток света приводит к лучшему сну ночью, недостаток света по утрам может быть проблемой для многих людей. Свет играет важную роль в регулировании циркадных ритмов, то есть наших биологических часов, которые помогают нам проснуться, замедляя выработку мелатонина в темноте. Даже в дневных подвалах меньше света из-за соседних домов, препятствий в ландшафте и меньших окон, поэтому подвалы с меньшей вероятностью, чем чердаки, запускают естественные процессы в организме, которые помогают нам проснуться. Мансардная главная спальня может быть лучше для вашей рутины, если вам нравится вставать с солнцем.

Еще одна причина, по которой подвалы с меньшей вероятностью станут спальнями, заключается в их общем недостатке комфорта. Хотя подвал, безусловно, можно превратить в уютное пространство, требуется больше денег и усилий, а именно изоляция, чтобы сделать его таким же удобным, как и другие этажи в доме. Подвалы также подвержены затоплению и проблемам с влажностью, таким как плесень, которые часто возникают при испарении воды через фундамент. Могут потребоваться дополнительные работы по фундаменту. Кроме того, строительные нормы и правила Сиэтла диктуют, что высота потолков в жилых подвалах должна быть не менее 6 футов 8 дюймов, что может потребовать копания или подъема вашего дома — опять же, что увеличивает стоимость отделки подвала. Гораздо чаще превращать подвал в большую игровую комнату, развлекательную зону или хранилище, а не в мастер-каюту.

Дизайн чердака

Ваш домашний дизайнер может помочь сделать вашу реконструкцию эффективной, разместив новую ванную комнату рядом с существующей сантехникой и канализацией этажом ниже, что упрощает расширение этих услуг наверху. То же самое касается электрики. Он или она также настроит лестницу в соответствии со строительными нормами, поскольку старые чердачные лестницы обычно крутые. Если их оставить нетронутыми, их можно будет вписать в дизайн, но, вероятно, лестницу нужно будет удлинить или переместить, чтобы она соответствовала реконструированному пространству. Иногда приведение лестницы в соответствие с нормами повлияет на планировку нижнего этажа, но во многих случаях решение заключается в расширении лестничного проема на мансардном уровне.

Другим аспектом размещения является хранение. Часто чердаки в основном служат для хранения или имеют значительные складские помещения, которые вы, возможно, захотите сохранить. Дизайнер может помочь вам сбалансировать квадратные метры между готовыми комнатами и шкафами (или незавершенными помещениями), чтобы у вас все еще оставалось место для хранения вещей. Кроме того, эти существующие складские помещения могут скрывать несколько дополнительных футов жилой площади, которой вы можете воспользоваться!

Если вы собираетесь выставлять напоказ галстуки воротника, сделайте это дизайнерским выбором! Решите, нравится ли вам внешний вид натурального дерева — типичный для популярного стиля фермерского дома — или что-то более утонченное. Если вы выбираете древесину, будьте осторожны с типом древесины, которую вы выбираете. Вы можете захотеть сочетать мебель или полы или быть окрашенными, а не сырыми. Если вы хотите, чтобы галстуки гармонировали с интерьером, покрасьте их в цвет потолка. Дизайнер может помочь сузить выбор и убедиться, что этот элемент соответствует эстетике чердака в целом.

Комфорт мансарды

Существует несколько вариантов конструкции и дизайна интерьера, которые помогут сделать ваш главный мансардный этаж еще более приятным, и важно учитывать их до начала строительства на случай, если потребуется выполнить дополнительные электрические, сантехнические, изоляционные или другие работы. необходимый.

Одна из самых распространенных жалоб на чердаки, особенно в Сиэтле, где кондиционеры не являются нормой, это то, что на верхних этажах становится жарко. Когда мы переделываем чердак в мастер-каюту, мы рекомендуем достаточное количество окон для бокового ветра, потолочные вентиляторы или мини-сплит-систему кондиционирования воздуха. Если вы сможете установить все три, у вас будет максимальный комфорт в эти жаркие летние месяцы, когда тепло поднимается к верхней части вашего дома.

С другой стороны, изоляция часто является большой темой для разговоров. Зимой на чердаке может быть слишком холодно. Чтобы избежать этого, вам нужно будет привести изоляцию чердака в соответствие с нормами (или выше) — подрядчику обычно необходимо установить новые стропила крыши рядом с существующими, чтобы сделать полость достаточно глубокой для требуемой изоляции. Это фактически снижает потолки не менее чем на 5 дюймов при использовании распыляемой пены и на 9 дюймов при использовании стандартной ватной изоляции.

Другим фактором является шум. Хотя вы можете не слышать шума, те, кто на этажах ниже, скорее всего, услышат новых обитателей чердака. Во время строительства предпримите дополнительные шаги, чтобы установить большие балки и/или добавить звукоизоляцию. После того, как чердак будет закончен, рекомендуется использовать коврики с набивкой для еще большего снижения шума шагов внизу.

Наконец, подумайте об освещении. Многие люди предпочитают установить мансардное окно или два, чтобы обеспечить больше естественного света. Световые люки можно использовать даже для увеличения пространства над головой на чердаке. С более высокими потолками часто используются забавные подвесные или полосовые светильники, чтобы выделить новые выступающие балки.

Преобразование чердака в мастер-каюту: дальнейшие действия

Не каждый чердак подходит для переоборудования, и перед началом любых работ необходимо учитывать местные строительные нормы и правила. Если вы заинтересованы в превращении вашего чердака в Сиэтле в мастер-каюту, взгляните на некоторые из красивых переоборудованных мансардных мастер-люксов, которые мы разработали и построили за эти годы. Затем позвоните нам, чтобы узнать, подходит ли ваш чердак для главной спальни.

Исходные версии датчиков · Рохан Менон

Основной проект

Акваметрик

Версия 1

Для первой версии нашего датчика мы сосредоточились на разработке устройства, которое могло бы выполнять точные измерения высоты уровня воды. Мы изначально выбрали для этой цели ультразвуковой дальномер. Он был ориентирован на поверхность воды. Вычитая измеренное значение из высоты, на которой был установлен датчик, мы могли вычислить высоту воды, протекающей через поток.

Мы решили запитать это устройство солнечной панелью и литий-полимерным аккумулятором. Теоретически это позволит использовать устройство неограниченное время. Для связи использовался микроконтроллер Particle Photon на базе WiFi. Wi-Fi ограничивает возможные места развертывания устройства, но в этой итерации мы уделяли этому вопросу меньше внимания. Мы были больше сосредоточены на разработке устройства, которое могло бы оставаться включенным, обеспечивая при этом точные измерения.

Хотя эта итерация была многообещающей, у нее были проблемы, связанные с гидроизоляцией, временем автономной работы и подключением.

Хотя ультразвук казался очевидным выбором для сенсора, он делал устройство практически невозможным для водонепроницаемости.

К сожалению, ультразвуковые звуки от HC-SR04 не могут проникать практически через любые водонепроницаемые материалы. Это означает, что приемные и передающие элементы подвергались прямому воздействию погодных условий. Они заржавели и вышли из строя в течение недели.

И батарея, и микроконтроллер работали от 3,3 вольта. Для правильной работы ультразвукового датчика требовалось 5 вольт, поэтому пришлось добавить схему повышения напряжения. Это добавило сложности и сократило срок службы батареи.

Используемый микроконтроллер на основе Wi-Fi предотвратил развертывание устройства в любом месте без точки доступа и разрешения на его использование. Это был основной барьер, который мы стремились преодолеть в нашей следующей итерации.

Версия 2

Вторая итерация дизайна была вызвана некоторыми проблемами, которые мы обнаружили при предварительном тестировании первой версии.

Эта версия началась с выбора способа связи. LoRa (Long Range) — это протокол связи для связи с низкой пропускной способностью и низким энергопотреблением.

Существует большое сообщество разработчиков, использующих LoRa для датчиков, подобных нашему. Некоторые из них достигали расстояния свыше 20 миль от передатчика до базовой станции. Мы определили, что большинство интересующих потоков будет в пределах 20 миль от Wi-Fi и источника питания, где может быть установлена ​​базовая станция.

После того, как мы начали тестировать возможный диапазон датчика, мы быстро поняли, что это может вызвать проблемы. Просто пройти одну милю до ближайшего ручья было невозможно. Мы знали, что древесный покров уменьшит мощность сигнала, но мы не ожидали потери сигнала, которую наблюдали. Уровень нашего сигнала также значительно снизился из-за того, что реки, как правило, расположены в долинах, а это означало, что наш датчик не имел прямой видимости с базовой станцией. Чтобы решить эти проблемы, мы сначала переключились со стандартных линейных антенн на две направленные антенны.

Направленная антенна Яги, установленная в самом высоком месте, где мы могли ее достать: на чердаке.

Это увеличение дальности действия позволило нам разработать датчик для соседнего потока примерно в 0,2 мили от базовой станции.

Хотя использование направленных антенн привело к увеличению полезной дальности, это увеличение было недостаточно значительным, чтобы сделать это практическим решением. Мы вкратце рассмотрели создание системы из нескольких станций-ретрансляторов для ретрансляции сигналов до тех пор, пока данные не поступят на нашу базовую станцию, но решили, что более простым решением будет переход на протокол связи, для которого уже создана значительная инфраструктура «узлов-ретрансляторов». существует – сотовый.

Версия 3

В третьей версии датчика мы снова хотели исправить некоторые проблемы, обнаруженные во второй итерации проекта.

Во-первых, мы перешли с LoRa на сотовую связь как способ передачи данных с датчика. Первоначально сотовая связь была отклонена как возможный метод связи из-за ее относительно высокого энергопотребления. Мы знали, что при использовании сотовой связи возникнут новые проблемы, но ее преимущества перевесят затраты. Используя сотовую связь, мы больше были ограничены расстоянием до датчика — пока мы находились в пределах досягаемости вышки сотовой связи, мы (теоретически) могли бы передавать потоковые данные.

Еще одно изменение, которое было сделано в третьей итерации дизайна, заключалось в переходе на батареи AA вместо аккумуляторных элементов LiPo (литий-полимерных) для нашего источника питания. Хотя щелочные батареи имеют меньшую плотность энергии, чем батареи на основе лития, переход на них дает ряд преимуществ. Батареи типа АА менее опасны, так как не имеют склонности к воспламенению при переразряде. Они также имеют гораздо более длительный срок хранения и менее подвержены воздействию экстремальных температур и воды. Мы обнаружили, что они работают при температурах, близких к нулю, что было для нас важным соображением.

Для снижения энергопотребления в этой версии мы добавили вторичный микроконтроллер для управления питанием к основному сотовому микроконтроллеру. Хотя на первый взгляд это может показаться простым удвоением требуемой мощности, оказалось, что это очень эффективно для продления срока службы батареи устройства. Микроконтроллер переключения питания оснащен часами реального времени (RTC). Это позволяет ему входить в состояние очень глубокого сна между показаниями датчика. Каждый час RTC пробуждает микроконтроллер переключения питания, который впоследствии использует полевой МОП-транзистор для подачи питания на сотовый Particle Boron. Это сократило время работы устройства с 60/60 минут до примерно 7/60 минут.

Для первой установки нашей окончательной версии датчика мы использовали алюминиевый профиль длиной 1,5 м, который был вбит в землю примерно на 50 см. Найти место в русле реки, которое было бы достаточно мягким, чтобы вдавливать экструзию, но достаточно прочным, чтобы поддерживать датчик, было сложно, но мы остановились на месте под мостом. К сожалению, когда мы пришли проверить этот датчик через несколько дней, мы обнаружили, что шест был значительно изогнут из-за того, что, как мы полагаем, большие ледяные щиты уносились водой. Кроме того, на стойке датчика скопилось большое количество мусора, который мешал нашему датчику расстояния ToF.

Следующее развертывание нашей третьей итерации привело к разработке новых систем крепления. Мы нашли альтернативное место для установки датчика, несколько ниже по течению от нашего первого места, в более мелкой и более быстрой воде. Русло реки здесь было намного более каменистым, чем в нашем первоначальном месте, поэтому было почти невозможно установить металлический столб достаточно глубоко, чтобы обеспечить необходимую устойчивость. Для решения этой проблемы была разработана система, в которой алюминиевый профиль крепился к стальной пластине с помощью L-образных скоб. Его поставили на русло ручья и засыпали камнями для устойчивости. Эта новая система дала нам гораздо большую гибкость в выборе мест дислокации. Из-за более быстрой и мелкой воды скопление мусора после датчика было намного сложнее, и через несколько дней на датчике практически не осталось мусора. Кроме того, за счет перемещения в место в ручье, несколько удаленном от моста, также была улучшена сила сотовой связи датчика.