Как же устроена мансардная кровля?

"Кровельный пирог"

В случае холодного чердака крыша решает две основные задачи: защищает от осадков и придает дому привлекательный внешний вид. Мансардной кровле помимо этих функций надо выполнять еще одну, не менее важную - обеспечивать тепло в жилых помещениях в холодное время года, ведь в мансарде скаты кровли становятся стенами комнат. Для этого в конструкции кровли устраивают слой теплоизоляции, а чтобы защитить его от наружной влаги и водяного пара, которым насыщен воздух внутри дома, предусматривают слои гидро- и пароизоляции, а также вентиляционный контур. В результате получается многослойная конструкция, которую нередко называют "кровельным пирогом".

Минеральная вата и стекловата

Теплоизоляция - главная "начинка" такого "пирога". Слой утепления - это монтируемые в межстропильное пространство плиты или маты из разных материалов. Какие материалы обычно используют? Минеральную вату, штапельное стекловолокно (стекловату) и пенополистирол. Пожалуй, наиболее востребованы первые два материала, так как в отличие от пенополистирола они являются негорючими (группа НГ), а пожарная безопасность при строительстве дома - принципиальный момент. Какие еще требования предъявляются к утеплителям? Прежде всего утеплители должны обладать низкой теплопроводностью, выражаемой коэффициентом ?. Чем он меньше, тем больше тепла сохранится в доме (хотя ниже порога, установленного СНиПами, величина ( также быть не должна). Теплопроводность влияет и на толщину теплоизоляционного слоя: чем ниже коэффициент ?, тем тоньше понадобится плита для создания нужной теплозащиты здания. Притом толщина утеплителя будет варьироваться в зависимости от климатической зоны, в которой предполагается строить дом.

У минеральной ваты и стекловаты волокнистая структура: у первой волокна производятся, как правило, из расплавленных камней базальтовых пород, у второй - из расплавленного стекла. Благодаря волокнистой структуре утеплители могут удерживать в себе воздух в неподвижном состоянии, а воздух - идеальный "хранитель" тепла, чем и объясняются хорошие изолирующие свойства обоих материалов. Вместе с тем материалы разного типа и разных производителей отличаются по своим теплозащитным свойствам, поскольку теплопроводность зависит от многих факторов, в том числе от состава, длины и толщины волокна. Например, чем меньше диаметр волокна, тем ниже коэффициент теплопроводности. В целом у качественных утеплителей из минеральной ваты коэффициент ? составляет 0,032 Вт/ кв. м-К, из стекловаты - 0,041 Вт/ кв. м-К.

Другая важная для утеплителя характеристика - упругость (жесткость). На скатной кровле плиты и маты располагаются в наклонной плоскости, а значит, со временем не должны оседать. Кроме того, обычно утеплитель укладывается "в распор", в промежуток между стропилами, поэтому должен обладать самонесущими свойствами, сохранять стабильные размеры и плотно примыкать к стропилам. Если утеплитель недостаточно жесткий, то могут появиться "мостики холода", из-за которых мансарда начнет промерзать, а крыша - покрываться наледью. В то же время излишняя упругость плит и матов тоже не идeт мансардной кровле на пользу: чем жестче утеплитель, тем выше его теплопроводность. К тому же утеплитель должен быть еще и эластичным, чтобы плотно прилегать к кровельной конструкции, заполняя собой все ее неровности. Оба волокнистых материала - минеральная и стекловата - обладают хорошими показателями по упругости и эластичности. Вместе с тем производители минеральной ваты утверждают, что она более жесткая, чем стекловата той же плотности, поскольку ее волокна частично ориентированы в вертикальном направлении. А производители стекловаты подчеркивают, что по сравнению с минеральной ватой она более эластична.

Существенное требование для утеплителя - паропроницаемость. Воздух в жилом доме всегда насыщен водяным паром (благодаря кухне, ванным комнатам, бассейну). По законам конвекции пар поднимается вверх, к кровле. Попадая из теплой зоны в холодную, он может превратиться в конденсат, и "точка росы" может оказаться именно в утеплителе. А у намокшего утеплителя резко снижаются теплозащитные свойства, так что его нужно защитить от пара. Для этого предусматривается прежде всего пароизоляция, монтируемая поверх теплоизоляции со стороны помещения. Однако у пара высокая проникающая способность, и паробарьера может быть недостаточно. Поэтому очевидное преимущество у утеплителей, которые способны пропускать пар. Большинство изделий из минеральной и стекловаты благодаря своей волокнистой структуре достаточно паропроницаемы (у стекловаты этот показатель выше). Для дополнительной защиты от внешней влаги качественные изделия из минеральной ваты и стекловаты гидрофобизированы (пропитаны составами, снижающими водопоглощение материала).

Пенополистирол

Что же касается пенополистирола, то он экономичнее, а по своим теплозащитным свойствам превосходит материалы предыдущих типов, так что слой теплоизоляции из пенополистирола будет меньше. Кроме того, сегодня на рынке представлен пенополистирол с антипиреновыми добавками, благодаря которым материал становится трудновоспламеняемым, правда, во-первых, при пожаре он все равно выделяет опасные для здоровья человека вещества, а во-вторых, он достаточно дорогой. К недостаткам материала можно отнести низкую паропроницаемость, а также высокую упругость. Деревянные конструкции кровли всегда в той или иной степени дают усадку. К тому же в них неизбежны неровности, дефекты. И постепенно могут возникнуть зазоры в местах примыкания жесткого пенополистирольного утеплителя к стропилам. Для решения проблемы такие места заполняются монтажной пеной, но это влечет за собой новые проблемы: из-за перепадов температур срок службы пены резко сокращается, так что подобная технология не отличается надежностью.

Пароизоляция

Остановить водяной пар на пути к утеплителю призвана пароизоляция. Обычно это специальная пленка, которая монтируется между потолком или черновой обшивкой потолка и теплоизоляцией, как правило, непосредственно примыкая к последней. Основное требование к пленке - паронепроницаемость, определяемая плотностью материала (выражается в г/кв. м). Чем он плотнее, тем лучше. Также пленка должна быть прочной на разрыв, чтобы выдержать утеплитель в случае потери им упругих свойств. Кроме того, чем прочнее пленка, тем меньше вероятность ее разрыва, если в конструкции кровли возникнут механические напряжения (например, при усадке деревянного основания).

В качестве пароизоляции применяются, как правило, материалы на основе полипропилена и полиэтилена. Полипропиленовые предпочтительнее, поскольку прочнее, так как чаще всего представляют собой тканый материал, более прочный, чем обычная пленка. Однако в структуре ткани могут быть зазоры, поэтому материал с обеих сторон ламинируется тончайшей полипропиленовой пленкой: никаких отверстий для пара не остается. Полиэтиленовые менее крепкие, поэтому, как правило, их армируют полиэтиленовыми же полосами, а затем с двух сторон ламинируют пленкой толщиной в несколько микрон, выполненной опять же из полиэтилена.

Также для создания паробарьера может использоваться картон высокой плотности, ламинированный с двух сторон полимерным покрытием. Его сопротивление паропроницанию и прочность на разрыв достаточно высокие. Наконец, существует еще один тип пароизоляции - армированный полиэтилен (или другой полимерный материал), ламинированный с обеих сторон пленкой, одна сторона которой покрыта слоем алюминия (фольгой). Это покрытие отражает часть теплового излучения обратно в дом, тем самым уменьшая теплопотери.

Специалисты рекомендуют с особым вниманием монтировать пароизоляцию: у водяного пара высокая проникающая способность, поэтому швы пароизоляционного материала надо тщательно герметизировать. Это также касается мест примыкания пароизоляции к стенам, элементам стропильной системы, дымовым и вентиляционным трубам, прочим проходным элементам. Наиболее эффективный способ герметизации - проклеивать места стыков двусторонним самоклеящимся скотчем из бутилкаучука. Пароизоляция фиксируется скобами механического сшивателя или оцинкованными гвоздями с плоской головкой.

"Дышащая" мембрана

Как правило, гидроизоляция - это специальная пленка, которая оберегает утеплитель от наружной влаги во время монтажа кровли и после него: в покрытии из штучных материалов могут быть зазоры, куда при сильном ветре способен проникнуть снег, а при косых ливнях - вода. Есть и другой момент. Из-за разницы температур под покрытием и на улице может выпадать конденсат на холодных частях "кровельного пирога". В случае, например, металлочерепицы, конденсат образуется на внутренней поверхности листа. Тогда гидроизоляция защищает утеплитель еще и от этой влаги. Также пленка служит ветрозащитой для утеплителя: препятствует выдуванию "тепла" и микроволокон из минеральной ваты или стекловаты через вентиляционный контур. Так что даже в случае гибкой черепицы, создающей абсолютно герметичное покрытие без особой пленки не обойтись.

Одновременно с этим гидроизоляция оказывается частью системы вентиляции подкровельного пространства, поскольку от ее типа зависит количество воздушных контуров - один (между гидроизоляцией и покрытием) или два (между гидроизоляцией и покрытием, между гидроизоляцией и утеплителем). В первом случае пленка укладывается непосредственно на верхнюю поверхность утеплителя, причем толщина "кровельного пирога" может уменьшаться. Во втором гидроизоляция крепится к контробрешетке, за счет которой и образуется "нижний" воздушный контур.

Прямо на утеплитель могут монтироваться так называемые "дышащие" (супердиффузионные) мембраны - это одно-трехслойные нетканые материалы из синтетических волокон. Благодаря своей структуре они одновременно не пропускают наружную влагу и дают свободный выход пару из утеплителя (паропроницаемость может доходить до 1200 г/кв. м. за сутки). К тому же они обладают ветрозащитными свойствами. Обратите внимание: паро- и гидроизоляционная пленки должны сочетаться друг с другом по паропропускающей способности. Если "нижняя" пленка пропускает часть пара, то "верхняя" должна пропускать еще больше, чтобы пар не задерживался в утеплителе. Если же паропропускающая способность "нижней" близка к нулю, то можно сэкономить и на "верхней". Встречаются "дышащие" пленки одностороннего применения, которые раскатываются поперек стропил только определенной стороной наружу, и двустороннего, которые можно монтировать к стропилам любой стороной.

Диффузионная пленка

Два вентиляционных контура требуют диффузионные пленки. Обычно это армированные полиэтиленовые пленки с перфорацией - мельчайшими дырочками, через которые способен проникать пар. Паропропускная способность таких пленок значительно меньше, чем мембран, поэтому монтировать их непосредственно на утеплитель не рекомендуется: можно устроить ему "парниковый эффект". Укладываются пленки обязательно лицевой стороной наружу, поскольку их отверстия устроены так, чтобы пар наверх пропускать, а влагу вниз - нет. Иногда в местах нахлеста слоев таких пленок устраивают легкие решетки из ПВХ для усиления вентиляции утеплителя.

Разновидность гидроизоляционных пленок - антиконденсатные (с основой из полипропилена). Их нижний слой не дает капле воды скатываться вниз, и она постепенно высыхает. Такие пленки подходят для металлических покрытий, на обратной поверхности которых может обильно выпадать конденсат. Стоит иметь в виду, что антиконденсатная пленка требует двух вентиляционных зазоров размером 8-10 см, в то время как диффузионная пленка - размером около 5 см. Добавим, что гидроизоляционные пленки и мембраны должны быть прочными, трудновоспламеняемыми, а также стойкими к ультрафиолетовому облучению (ведь при монтаже крыши гидроизоляция некоторое время выступает в роли кровельного покрытия).

Подкровельная вентиляция

Как уже говорилось, есть опасность выпадения конденсата в толще утеплителя или на деревянных конструкциях крыши. Во избежание этого под покрытием обязательно устраивается система вентиляции: вместе с циркулирующим по ней воздухом водяной пар выносится за пределы кровли и не успевает сконденсироваться. Утеплитель не намокает. Как работает эта система? Приток воздуха происходит на свесе карниза, а вытяжка - либо через конек, либо через аэраторы - вентиляционные элементы, равномерно располагающиеся по всей площади кровли близко к коньку (интенсивность воздушного потока зависит прежде всего от уклона кровли и длины ската). Проветриваться должен каждый воздушный контур (если из-за гидроизоляции их два) в каждом межстропильном пролете, а также холодный "мини-чердак" над утепленным плоским потолком мансарды (когда он есть). Ширина вентилируемой полости зависит, в частности, от типа кровельного материала, уклона кровли и пр.

В загородном строительстве все чаще встречаются кровли сложной геометрии, имеющие к тому же преграды для циркуляции воздуха - мансардные окна, дымовые трубы, вентиляционные шахты. В таких случаях рекомендуют применять для гидроизоляции "супердиффузионные" мембраны, тогда проветривать придется только контур между пленкой и внутренней поверхностью покрытия. Однако правильно устроить систему вентиляции сложной кровли - задача непростая, требующая продуманного специалистами решения.

Мансардные окна: количество, размер, расположение

Ни одна мансарда не обходится без мансардных окон: благодаря им мы впускаем в комнату солнечный свет и приближаем к себе звездное небо. Конечно, для освещения мансарды можно "врезать" в кровлю блоки со слуховыми окнами, но, во-первых, они нередко нарушают архитектурный облик здания, а во-вторых, в сравнении с мансардными окнами той же площади они ощутимо дороже, сложнее в монтаже и не столь эффективны: через них поступает примерно на 30-40% меньше света. Один из первых вопросов, которые возникают у желающих установить мансардные окна: как выбрать их количество? Оно определяется исходя из площади помещения, которое нужно осветить. Стандартный расчет: на 10 кв. м. помещения мансарды необходим 1 кв. м остекления (10:1). Если же предполагается, что в мансарде будет детская или зимний сад, которым нужно больше света, то рассчитывают остекление по формуле 10:2. Кроме того, на выбор количества окон влияют также сторона света, к которой обращен скат кровли, и месторасположение здания (на равнине или на склоне холма, в окружении высоких деревьев или нет и пр.).

Как определить нужный размер окон? Начнем с того, что мансардные окна изготавливаются в стандартных размерах. Выбирая длину (высоту) окна, имейте в виду: чем меньше уклон кровли, тем длиннее должно быть окно (максимальная длина окон, представленных на рынке, - 160 см, под заказ - до 180 см). Расстояние от пола, на котором должен находиться нижний край окна, в принципе не ограничено (остекление из комбинации окон может вестись от пола до конька крыши). Стандартный вариант для одного окна - 90-120 см от пола: при этом человек может осматривать окрестности, сидя в кресле. Что же касается ширины окон, то, как правило, минимальная ее величина - 54-55 см, максимальная - 134 см. Ширина увеличивается с определенным шагом, причем этот шаг у каждого производителя - свой. Выбирая нужную ширину, надо помнить: окно монтируется в межстропильное пространство, притом рекомендуется "отступать" от каждого стропила на 4-6 см (это место для утеплителя). При необходимости можно делать "подгонку" стропил. Обратите внимание: под тяжелый кровельный материал стропила, как правило, идут с меньшим шагом, следовательно, окна будут уже.

Комбинации окон по вертикали и горизонтали могут быть самыми разными. Выпускаются оклады (элементы для соединения окна с кровлей), позволяющие объединить два окна, расположенных по разные стороны конька. При этом помещение освещается с помощью "верхнего" света, а мансарда обретает неповторимый вид. Есть оклады для герметичного соединения окна крыши с окном, установленным в верхней части стены (на карнизе), причем глубина посадки карнизного окна варьируется. Есть оклады для монтажа окон на изломе крыши (одно над другим). Существуют комбинированные оклады для создания групп окон по вертикали и горизонтали. Среди новинок рынка - окно-балкон. Оно монтируется в кровлю, и в закрытом виде выглядит как обычное мансардное окно. Но при открывании его верхняя часть поднимается по верхней оси на 45?, а нижняя часть раскладывается наружу, при этом по ее бокам автоматически выдвигаются специальные перила. Получается миниатюрный балкон (ширина 94 см, высота - 252 см). Внутреннее стекло его нижней части - ударопрочное.

Материалы, модели

Из какого материала выполнены рамы и створки окна? Это может быть клееная древесина (обычно сосна), пропитанная антисептиком (во избежание гниения) и несколькими слоями лака на водной основе. Древесина может тонироваться, а также покрываться слоем из влагостойкого полиуретана. Рамы и створки в "оболочке" из полиуретана уместны в светлых интерьерах (поскольку обычно они белого цвета) и в помещениях с повышенной влажностью (ванная, кухня, бассейн). Другой материал для изготовления рамы и створки - пластик. В отличие от древесины пластик не коробится, не выцветает со временем, не требует периодического обновления лакового слоя (тем более что это довольно сложно, если окно расположено в труднодоступном месте). Поэтому пластиковое окно хорошо подходит для комнат с высокой влажностью. Пластиковые профили бывают трех- и четырехкамерными: чем больше камер, тем "теплее" окно. Добавим, что независимо от материала рамы в ее конструкции, как правило, имеются вентиляционные клапаны для постоянного притока свежего воздуха даже при закрытом окне.

Существует несколько способов открывания окна. Классическое окно - с центральной осью поворота (в середине створки). Оно легко открывается, его можно повернуть на 180?, чтобы помыть. Но из такого окна сложнее выглядывать наружу, да и половина створки находится в комнате, так что несколько мешает перемещению вблизи окна. Этих проблем лишено окно с поднятой на три четверти высоты осью поворота и окно с осью поворота по верхней оси. Однако самое удобное окно - с комбинированной системой открывания, которая предполагает две оси поворота - центральную (или поднятую на три четверти высоты) и верхнюю. В зависимости от производителя отличаются способы переключения комбинированного окна "с оси на ось": две ручки, или специальный переключатель (отдельно от ручки), или одна универсальная ручка, отвечающая за все режимы переключения.

Конструктивные особенности

Самый распространенный способ установки мансардного окна - на обрешетку, хотя существуют системы монтажа на стропила и даже с частичным изменением стропильной конструкции. Поскольку окно является частью кровли, оно должно прежде всего герметично соединяться с покрытием, выдерживать снеговые, ветровые и прочие нагрузки, колебания температур, а кроме того, не пропускать в дом холод. Для герметичного соединения окна с кровлей предусмотрен изоляционный оклад. Он также препятствует промерзанию окна, а с помощью особых желобов решает проблему отвода от него дождевой воды. Обычно оклады (и защитные накладные профили на раму окна) выполнены из алюминия, на который нанесено полимерное покрытие разных цветов. Притом в ассортименте серьезных производителей есть оклады для соединения окна с медными или цинк-титановыми покрытиями, в этом случае материал оклада (и накладного профиля) - медь или цинк-титан. Выпускаются оклады для всех типов кровельных материалов: как плоских, так и профильных с любой высотой профиля. Глубина посадки окна варьируется, например, есть модели для монтажа "заподлицо" - на глубине до 90 мм относительно плоскости кровли. При такой посадке окно оказывается в тепловом контуре кровли (от этого снижаются теплопотери), а его гидроизоляция улучшается.

Стандартные окна предназначены для монтажа в крыши с уклоном от 10-15 до 90 градусов. Для пологих кровель предусмотрены оклады особой конструкции, приподнимающие окно до 10 градусов. Мансардное окно должно надежно соединяться не только с покрытием, но и со всеми частями "кровельного пирога". Для этого продуманы стандартные меры, описанные в инструкции по установке окна. Однако производители предлагают дополнительные комплектующие, упрощающие монтаж и повышающие надежность всех соединений. Например, оклад из паропроницаемой гидроизоляционной мембраны по периметру рамы позволяет быстро и качественно гидроизолировать окно. Выпускаются окна с вмонтированными на производстве пароизоляционными окладами и фартуками, герметично соединяющими окно с пароизоляционной пленкой "пирога". Наконец, предлагаются окна с теплоизоляционным поясом (блоком) по периметру рамы, изготовленным из вспененных пенополиуретана или полиэтилена. Дело в том, что в месте примыкания конструкции окна к кровле происходят наибольшие теплопотери. Теплоизоляционный пояс сводит их к минимуму.

Стеклопакет

От него зависит безопасность и теплозащита окна. В целях безопасности наружное стекло в стеклопакете чаще всего закаленное - прочное и устойчивое к атмосферным воздействиям. К тому же, разбившись, закаленное стекло превращается в мелкие, относительно безопасные частицы. Для повышения прочности в стеклопакете внутреннее стекло может быть ламинированным (триплекс): это по сути два стекла, склеенные специальной пленкой. Если стекло разбивается, то осколки не падают на голову обитателям мансарды, а остаются на этой пленке. Самый прочный стеклопакет - антивандальный, он отличается от предыдущего более стойкой пленкой и более толстым внутренним стеклом, которое к тому же может быть закаленным. В стандартных моделях окон стеклопакеты однокамерные. На ту сторону стекла, которая обращена внутрь стеклопакета, нанесено низкоэмиссионное напыление (чаще всего из серебра), повышающее энергосберегающие свойства окна. Камера заполнена инертным газом (обычно аргоном), уменьшающим теплопотери. Эти меры позволяют достичь хороших показателей по теплозащите окна. Если требуется окно с повышенными энергосберегающими свойствами, тогда стеклопакет становится двухкамерным (притом камеры заполнены криптоном, который эффективнее аргона), а низкоэмиссионное напыление нанесено уже на два стекла (с внутренней стороны). Производители предлагают также особый стеклопакет с повышенными звукоизолирующими свойствами: особая толщина стекол и использование специальной пленки между ними позволяют уменьшить внешний шум до 60%. Кроме того, в мансардном окне наружное стекло может быть самоочищающимся: с химическим покрытием (на основе диоксида титана), благодаря которому грязь разлагается и вместе с дождевой водой удаляется с окна. Наконец, стекла бывают солнцезащитными, рельефными (непрозрачными), а одна из новинок рынка - мансардные окна с витражами.

Аксессуары

Всe многообразие дополнительных аксессуаров к мансардным окнам описать сложно. Перечислим основные. Есть наружные элементы для защиты от солнца и проникновения: рольставни, маркизы. Есть внутренние аксессуары для "борьбы" с солнцем в летнее время: жалюзи, шторы (одинарные, двойные, светоотражающие, светопоглощающие, рулонные или фиксирующиеся на направляющих, плиссированные и пр.). Цветов и декоративных решений внутренних аксессуаров - масса. Есть выбор и в устройствах для открывания окон: ручные телескопические стержни, системы автоматического управления (электроприводы в сочетании с настенными переключателями, дистанционными пультами, которые могут управлять в том числе группой окон или окном вместе с его аксессуарами). Наконец, можно дополнять окна датчиками дождя, ветра или дыма, дающими в нужное время команду открыть или закрыть створку.
Александр Левенко
Источник: Журнал Элитдом