Монтаж кровли по металлокаркасу

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Источник

Как покрыть крышу профлистом: пошаговая инструкция, обработка узлов

Один из самых недорогих, долговечных, практичных вариантов кровельного материала — профнастил, или, как говорят еще профлист, металлопрофиль. Это лист металла, который покрывается несколькими защитными слоями, а затем пропускается через формовочную машину, которая продавливает в нем выступы и канавки — для придания большей жесткости. Материал получается достаточно легкий, кровля из профнастила может монтироваться самостоятельно и даже «в одни руки». Технология не самая сложная, сделать своими руками вполне возможно.

При небольших затратах крыша из профнастила выглядит солидно

Виды профнастила

Существуют разные виды профнастила. Есть профлист обычный — оцинкованный, есть цветной — с нанесенным поверх цинкового покрытия слоем полимера. У полимерного покрытия роль двойная — оно и защищает от внешних воздействий, и придает материалу более декоративный внешний вид. Простой оцинкованный профнастил используют в качестве кровельного материала в основном на временных постройках, цветной имеет вполне солидный вид, его можно увидеть на крышах жилых домов и дворовых построек.

По назначению

Профнастил делают из листового металла разной толщины. Самые тонкие предназначены для оформления стен, но могут укладываться на крышу при частой обрешетке и небольших снеговых нагрузках. Маркируются листы этой группы буквой «С».

Из самого толстого металла делают материал с повышенной несущей способностью. Его маркируют буквой «Н», используют в качестве кровельного материала в местностях с повышенной ветровой или снеговой нагрузкой. Есть еще универсальный профлист — он обозначается «НС». Может применяться как для стен, так и для устройства кровли (количество снега должно быть средним).

После буквенной кодировки профлиста стоят цифры: С8, Н35, НС20. Они обозначают высоту волны в миллиметрах, которая сформирована в данном материале. В примере это 8 мм, 35 мм, 20 мм соответственно. На крышу укладывают профнастил с высотой волны не менее 20 мм.

Маркировка и размеры профлиста

Форма волны у несущего металлопрофиля часто более сложная — в ней добавлены дополнительные бороздки для повышения жесткости.

По типу покрытия

При всей внешней схожести цена у профнастила одного и того же типа может существенно отличаться. Дело, чаще всего, не в наглости производителя или продавца, а в разных технологиях и материалах, которые используются при производстве. Например, защитное покрытие может быть цинковое и алюмоцинковое. Второй вид защиты появился недавно, оборудование дорогое, но долговечность металла, покрытого алюмоцинком гораздо выше.

Также на долговечность покрытия влияет способ формирования волны. Существуют две технологии — холодная прокатка и с эмульсией. При холодной прокатке лист просто продавливается катками без какой-либо подготовки. Чтобы при этом не повредилось нанесенное ранее покрытие, требуется дорогое оборудование. Соответственно, профлист холодной прокатки стоит дороже.

Цветной профнастил имеет много слоев

При формировании волны с эмульсией, поверхность металла смачивают жидкостью (маслом, водой, специальной жидкостью) и после отправляют под валки. Если после прокатки такой лист не высушить, а отправить в печь обжига — для закрепления краски, то места, которые были влажными, быстро начнут ржаветь. Увидеть данный дефект заранее невозможно, приходится надеяться на то, что технология не нарушена. Зато профлист, изготовленный по этой технологии дешевле.

Еще есть разные полимерные покрытия. Они создают пленку разной толщины и плотности, с разными свойствами.

• Полиэстер (глянцевый и матовый). Профлист с покрытием из полиэстера имеет относительно невысокую цену (самый дешевый из цветных) и хорошие характеристики — покрытие пластично, длительное время не меняет свой цвет. Матовый полиэстер не имеет на поверхности бликов, она смотрится как бархатистая. Этого достигают другой техникой нанесения и более толстым слоем. Это покрытие — наиболее устойчивое к механическим повреждениям.
• Пластизол. Имеет повышенную стойкость к агрессивным средам, но плохо переносит ультрафиолет. Кровля из профнастила с покрытием из пластизола быстро выцветет (два-три года).
• Пурал — к полиуретану добавляют полиамид и акрил. Покрытие получается более однородным, срок службы без изменения цвета — от десяти лет. Недостаток — высокая цена.
• ПВДФ — состав из поливинилфторида и акрила. Покрытие дорогое, но долго служит даже в агрессивной среде. Этот кровельный материал можно использовать на морских побережьях. Еще одно его замечательное свойство — он может самочищаться. Малейший дождик, и крыша из профнастила с ПВДФ покрытием блестит, как новая.

Разные виды покрытия обеспечивают разные характеристики

В обычных условиях делается кровля из профнастила с покрытием из полиэстера. По соотношению цены и качества он оптимален.

Как настилать профнастил на крышу

Кровля из профнастила укладывается на готовую обрешетку из досок, в которой фрагменты располагаются параллельно свесу кровли. Шаг установки обрешетки — до 60 см. Используют обычно обрезную доску-дюймовку, толщиной 25 мм. Листы укладываются один за другим с вертикальным перекрытием на одну волну. При укладке профлиста на крышу, обратите внимание, что крайние полочки имеют разную длину. Та, которая чуть короче, должна быть снизу, которая немного длиннее — накрывает короткую. В этом случае они примыкают одна к другой плотно, без зазора. Если перепутать, и сделать наоборот, то между двумя полочками образуется зазор в несколько миллиметров, в который будет затекать вода. Потому при монтаже будьте внимательны.

О величине горизонтального перекрытия. Если рядов профнастила на кровле больше чем один, листы укладывают с перекрытием. Величина, на которую верхний лист перекрывает нижний, зависит от угла ската кровли: чем более пологая крыша, тем больше необходим заход.

Угол наклона кровли	Величина горизонтального перекрытия профлиста
меньше 12°	200 мм + герметик
от 12° до 14°	200 мм
от 15° до 30°	150-200 мм
больше 30°	100-150 мм

Большинство заводов, производящих профнастил, может предложить вам изготовить листы, которые будут покрывать всю вашу крышу — от конька до свеса — одним длинным листом (максимальная длина 12 метров). При монтаже это создает определенные сложности — такие листы сложно поднимать и укладывать. Особенно придется долго выставлять первый лист — его надо поставить строго вертикально, что на высоте дело сложное. Зато основной плюс такого решения — сплошное покрытие сверху-донизу, которое в разы повышает степень защиты чердачного помещения от проникновения влаги, перечеркивает все неудобства. Ведь горизонтальных стыков нет, а значит и проблем с затеканием тоже.

Как правильно крепить профнастил на крышу

Для крепления профлиста используют специальные саморезы с резиновыми прокладками под шляпками. Они обеспечивают герметичность соединения. Такие саморезы обычно окрашены в один тон с кровельным материалом. Количество крепежа на квадратный метр — 5-7 штук (не забудьте добавить около 20% — на крепление конькового элемента, закрепление стыков и другие подобные работы).

Устанавливают саморезы в нижнюю полочку, там, где лист соприкасается с обрешеткой. Их длина 20-25 мм, зависит от толщины доски обрешетки, так как важно, чтобы острый конец винта не выступал с обратной стороны доски. Там будет находится гидроизоляционная пленка, которая может повредиться.

Как высчитать длину самореза для установки профлиста на крышу

При соединении двух соседних листов, они тоже скрепляются саморезами. Но в этом случае приходится вкручивать крепеж в волну, еще и пробивать двойной слой металла. Для этих целей крепеж идет длиннее — 40 мм и больше (зависит от высоты волны) — винт должен зайти в доску обрешетки.

Чем резать

Очень редко монтаж профнастила на крышу обходится без подрезки — это просто уникальные случаи. Чем же резать профлист? Ножницами по металлу или электролобзиком. Да, это медленно, и не совсем удобно, но именно так советуют производители. Использовать УШМ (болгарку) нельзя — при разрезе с ее помощью в месте реза лист нагревается до очень высоких температур, что приводит к испарению цинка. В результате, в этом месте, материал быстро начинает ржаветь.

Порядок монтажа

После сбора стропильной системы прибивают фронтальную доску, к ней крепят крюки для установки системы водослива, а поверх уже специальную планку — капельник, на которую затем заводят край гидроизоляционной пленки. И капельник, и пленку к нему крепят саморезами с уплотняющей резиновой шайбой.

Как сделать свес кровли из профнастила

Состав пирога материалов под профнастил зависит от того, собираетесь вы чердачное помещение делать холодным или теплым. Если чердак будет холодным, последовательность действий следующая:

• Сверху на стропила набивается паро-гидроизоляционная мембрана. Она не пропускает пары из дома к кровельному покрытию, и не дает влаге, просочившейся под профлист, попасть на чердак. Набивается она на стропила, крепится не в натяжку, а с провисанием. Расстилать мембрану начинают снизу, продвигаясь вверх. Одно полотнище заходит на второе на 15 см, стык обязательно проклеивается скотчем.

Как укладывать гидроизоляцию на крыше

Крепят мембрану при помощи планок, которые прибивают вдоль стропильных ног. Эти же планки создают необходимый зазор: мембрана не должна соприкасаться с кровельным материалом.

Перпендикулярно стропильным ногам прибивают обрешетку (доска 100*25 мм) с шагом 50-60 см. Вверху крепят две доски подряд, с двух сторон от конька — тут будут крепиться коньковые элементы. В нижней части, там где формируется свес, тоже крепятся две или даже три доски подряд — тут крепиться еще один капельник (смотрите на рисунке выше).

К обрешетке крепят профлист.

Если кровлю будете утеплять, порядок работ и количество требуемых материалов изменяется. Слоев будет больше:

• Со стороны чердака к стропилам прибивается обрешетка. Они будет удерживать утеплитель.
• К обрешетке при помощи планок (также со стороны чердака) крепится пароизоляционная мембрана, далее уже может идти отделочный материал.

Примерный состав пирога для утепленной крыши из профлиста

Со стороны крыши пространство между стропильными ногами заполняют теплоизоляционным материалом. Чаще всего это каменная вата и лучше, если вы найдете возможность купить материал, который не боится намокания (есть и такие).

Поверх утеплителя, к стропильным ногам крепится гидроизоляционная пленка или мембрана. Правила ее укладки такие же, как описано выше. Но тут задача посложнее: провисание должно быть таким чтобы мембрана не соприкасалась с утеплителем. Минимальная величина провисания — 2,5 см, плюс минимальный вентиляционный зазор — 2 см. Если при рекомендованной толщине утеплителя обеспечить его не получается, к стропилам прибивается дополнительная планка, а к ней крепится гидроизоляция. Сама гидроизоляция также крепится планками.

Устраивается обрешетка.

Монтируется профлист.

Кровля из профнастила: узлы

Даже при устройстве обычной двускатной крыши есть несколько сложных участков, которые образуются обычно на стыке разных плоскостей и/или частей системы. Эти участки принято называть «узлами». Один такой узел мы рассмотрели в предыдущем пункте — оформление фронтальной доски и крепление водостоков. Но это далеко не единственный узел, где требуется подробное разъяснение.

Установка и герметизация конька

Подкровельное пространство под профнастилом должно хорошо вентилироваться. Этот материал быстро нагревается и также быстро остывает, что способствует образованию конденсата. Потому, при монтаже металлопрофиля на крышу, в верхней части листы с двух стороне не стыкуют вплотную, а оставляют зазор в несколько сантиметров — чтобы воздух мог свободно выходить, унося с собой водяные пары.

Принцип установки конька с вентиляцией

Если специальные коньки с вентиляцией (на фото), но даже если просто установить обычный коньковый элемент, между профлистом и его краем, получается большое количество отверстий — в каждой впадине гофры. Величина этого зазора зависит от высоты волны — чем выше волна, тем больше получаются зазоры. На свесе, там где прибивается фронтальная доска, также есть аналогичные отверстия. Движение воздуха обычно идет снизу-вверх — от свеса, через подкровельное пространство (для этого обязательно при монтаже кровельного материала оставляют вентиляционные зазоры, которые формируются обрешеткой), к щелям в коньке. Так и происходит вентиляция и регуляция влажности утеплителя, испаряется и уносится конденсат.

Большие зазоры хороши для вентиляции, но в них при дожде/снеге с ветром забивает осадки, а также через них на чердак попадают пыль, листья. Гораздо хуже, если отверстия забьются листьями — вентиляция сразу ухудшится. Чтобы не попасть в подобную ситуацию, ранее примерно 2/3 от высоты зазора заполняли герметиком, накладывая его слоями на кровельный материал. Ползать туда-сюда с герметиком, на верхушке крыши, дожидаясь пока немного полимеризуется предыдущий слой, не очень удобно. Также это решение неверно с точки зрения вентиляции — уменьшается зазор, ухудшается движение воздуха. Но иного решения не было. Сейчас оно есть — уплотнитель для профнастила. Его делают из вспененного полиуретана, полиэтилена или древесного композита. Структура этих материалов пористая, хорошо пропускает воздух, но не пыль, воду или листья. По форме она или повторяет форму гофры — есть под разные типы профлиста, а также есть универсальная лента, которая в нужных местах просто прижимается.

Герметизация отверстий в кровле из профнастила при помощи уплотнителя

Уплотнитель «садиться» на герметик, двусторонний скотч, клей, есть варианты с самоклеящейся лентой. При таком уплотнении воздух проходит свободно, а осадки остаются в наружных слоях, откуда потом испаряются.

Подшивка свеса профлистом

Для того чтобы обшить свес профлистом, к фронтальной доске крепят специальный профиль. В его паз вставляется профлист, нарезанный на полосы нужной ширины. Второй край подшивки крепится к доске, прибитой к концам стропил. Стык подшивки и доски закрывается двумя капельниками — один прибивают снизу, закрывая нижнюю половину доски, а второй — сверху. На него затем укладывают край гидроизоляционной пленки.

Если крепиться будет система водостоков, то крюки для желобов прибиваются после монтажа нижнего капельника. Верхний капельник прибивается после установки всех крюков.

Как подшить свес крыши профлистом

Примыкание профнастила к стене

В некоторых случаях кровля из металлопрофиля примыкает к стене какого-то сооружения. Как сделать примыкание так, чтобы не было протечек? Есть два варианта (смотрите рисунок). В обоих используется угловая планка, только она имеет разный размер и разный профиль.

Как сделать примыкание крыши из профлиста к стене

Можно взять угловую планку с размерами полочек 150*200 мм. На стену заводят более короткую сторону, на крышу — более длинную Крепят к стене, используя крепеж в зависимости от материала, из которого она сделана (гвозди или саморезы, если это дерево, дюбеля, если кирпич и строительные блоки). Стык планки со стеной проходят силиконовым герметиком. Со стороны кровли крепят планку в гребень волны, устанавливая специальные саморезы с резиновыми шайбами. Длина их определяется также, как и при соединении соседних листов профнастила (высота волны+20 мм для захода в доску обрешетки).

Второй вариант более трудоемок: в стене делают штробу (канавку), в которую заводят угловую планку с загнутыми под 45° полочками. Крепление в этом случае аналогичное, разница в размерах планки — она может быть 100*100 мм или около того.

Проход трубы

Много вопросов возникает при герметизации прохода трубы дымохода или вентиляции через кровлю из профнастила. Трубы в сечении круглые и прямоугольные, для каждого типа есть свое решение.

Для прохода круглых труб через кровельный материал есть специальные стальные или полимерные фартуки. Верхняя их часть выполнена в виде конуса, нижняя — юбка — из эластичного материала, который может принимать заданную формую. Фартук плотно надевается на трубу, опускается так, чтобы «юбка» легла на кровельный материал. Далее надо эластичной юбке придать форму гофры. Используют для этого молоток (обычный или резиновый — зависит от типа фартука). Чтобы под юбку не затекала вода, стык промазывают герметиком, хорошо прижимают.

После закрепления юбки фиксируют горловину. Если фартук металлический, верхушку охватывают хомутом, затягивают, стык промазывают герметиком. При использовании полимерного фартука (мастер-флеш), он с приличным усилием одевается на трубу (иногда требуется даже смазать трубу мыльным раствором), но стык, все-таки, для надежности, проходят герметиком.

С прямоугольной (кирпичной) трубой все несколько сложнее. Из листов металла вырезаются элементы, которые закрывают стык с кровельным пирогом.

Организация прямоугольной обхода трубы на крыше

Источник