Особенности мансардной кровли

Несмотря на то, что скатные кровли появились достаточно давно, мансарды стали известны гораздо позже. Считается, что первым придумал использовать пространство под крышей французский архитектор, который и дал название этому архитектурному элементу – Ф.Мансар, и произошло это только в 17 веке. В Россию мансарды пришли и того позже, поскольку наибольшей популярностью у нас в течение долгого времени пользовались плоские кровли. В настоящее время большинство возводимых особняков и загородных коттеджей снабжаются скатными крышами, и пространство под ними, как правило, используется в качестве жилого. Это позволяет не только максимально рационально использовать дополнительные полезные метры, но и получить уникальное по своим качествам помещение, которое создает ощущение близости к небу.

Особенности мансардной кровли

Чтобы использовать подкровельное пространство в качестве жилого, кровля в здании должна быть выполнена с учетом определенных особенностей. Скаты кровли выполняют в мансарде роль стен. В конструкцию кровли, под которой планируется устройство мансарды, включается слой теплоизоляции. При этом его обязательно нужно защитить от влаги, которая поступает снаружи, и от водяного пара, который поднимается изнутри здания. С этой целью нужно обязательно использовать гидроизоляционные и пароизоляционные материалы, а также предусмотреть меры вентиляции. Конструкция кровли, таким образом становится многослойной, отчего она и получила название «кровельный пирог».

Теплоизоляция кровли

Основным элементом кровельного пирога, является слой теплоизолирующего материала. Он представляет собой плиты или маты, которые устанавливаются в пространство между стропилами. В качестве теплоизолирующего материала используются стекловата, минеральная вата, пенополистирол. Различные виды ваты применяются чаще, так как, в отличие от пенополистирола, они не горят. Основной показатель для теплоизолирующего материала - низкая теплопроводность. Эта величина выражается специальным коэффициентом. Чем этот коэффициент ниже, тем более выраженными будут теплоизолирующие свойства материала. В зависимости от коэффициента теплопроводности определяется толщина слоя теплоизоляции: понятно, что чем ниже этот коэффициент, тем большей эффективностью обладает материал и тем меньшей толщины понадобится выполнять его слой. Толщина утеплителя во многом зависит и от того, в какой климатической зоне ведется строительство.

Как стекловата, так и минеральная вата представляют собой материалы волокнистой структуры. Волокна минеральной ваты выполняются из базальта, который плавится при высоких температурах, при изготовлении стекловаты для этих целей используется стекло. Так как между волокнами находится неподвижный воздух, который, как известно, способен идеально хранить тепло, подобные материалы получают отличные теплоизолирующие характеристики. Теплоизолирующие характеристики подобных материалов зависят не только от того, из какого вещества изготовлены волокна, но также от их толщины и длины. Известно, что коэффициент теплопроводности готового материала будет тем ниже, чем меньше диаметр волокна. Оптимальным показателем для минеральной ваты считается коэффициент 0,032 Вт/ кв. м-К, для стекловаты - 0,041 Вт/ кв. м-К.

Одна из важнейших характеристик утеплителя наряду с теплопроводностью – упругость. Так как скатная кровля представляет собой наклонную поверхность, важно, чтобы теплоизолирующий материал со временем не оседал. Поскольку утеплитель устанавливается между стропилами, он должен обладать определенными самонесущими свойствами. Это позволит материалу сохранять постоянный размер и обеспечить плотное примыкание к стропилам. Недостаточная упругость утеплителя приводит к возникновению «мостиков холода», которые, в свою очередь, ведут к постепенному промерзанию мансарды. Однако упругость теплоизоляции должна иметь свои пределы: с повышением жесткости утеплителя повышается и его теплопроводность. Наряду с упругостью, теплоизолирующий материал должен быть эластичным, чтобы заполнять все неровности кровельной конструкции. И стекловата, и минеральная вата обладают оптимальными показателями эластичности и упругости. Принято считать, что минеральная вата является более жесткой, чем аналогичная по плотности стекловата, из-за частичной вертикальной ориентации волокон. Но, с другой стороны, стекловата считается более эластичной.

Еще одно важное свойство утеплителя – наличие у него характеристик паропроницаемости. Воздух, который поднимается изнутри помещения, содержит большое количество водяного пара, связанного как с наличием в доме кухни и ванной, так и с жизнедеятельностью людей, животных и растений. Этот пар поднимается вверх и задерживается кровлей. Так как поверхность кровли является более холодной, чем поступающий воздух, в кровле может образовываться конденсат. Часто местом образования конденсата становится утеплитель. А так как вода является хорошим проводником тепла, изоляционные свойства влажного утеплителя резко снижаются. Таким образом, утеплитель обязательно должен быть защищен от воздействия пара. Этой цели служит слой пароизоляции, который устанавливается сверху теплоизолирующего слоя с внутренней части кровли. Но в ряде случаев подобной парозащиты может оказаться недостаточно, и часть пара все же проникнет в утеплитель. В этой связи лучше отдавать предпочтение утепляющим материалам, которые могут пропускать через свою толщу этот пар. Минеральная вата и стекловата, имея волокнистую структуру, отличаются достаточно высокими показателями паропроницаемости. То есть пар, попав в толщу материала, не остается в ней, а постепенно выводится наружу. А чтобы еще надежнее защитить слой утеплителя от намокания под воздействием пара, его обрабатывают специальными гидрофобизирующими составами, которые уменьшают его водопоглощение.

Пенополистирол

Еще один материал, который может быть использован в качестве утеплителя при обустройстве кровель – пенополистирол. Он отличается более высокими характеристиками теплозащиты, и в то же время более доступен по цене, чем стекловата или минеральная вата. Слой пенополистирола, который потребуется для обеспечения комфортных характеристик температуры воздуха в мансарде, будет тоньше, нежели слой ваты. Основной недостаток пенополистирола – его горючесть. Эта проблема может быть решена при добавлении в материал антипиренов. Пенополистирол в этом случае гораздо труднее воспламеняется, но при горении выделяет токсичные вещества и становится выше по цене. Еще один недостаток пенополистирола – слишком высокая упругость и низкая паропроницаемость. Высокая упругость превращается в недостаток потому, что деревянные элементы кровли со временем оседают и деформируются. Так как пенополистирол отличается жесткостью, в местах его примыкания к стропильной конструкции со временем могут образоваться зазоры. Решить проблему пытаются обработкой мест примыкания к стропилам монтажной пеной, однако на практике при перепадах температур срок службы такой пены оказывается невысоким.

Пароизоляция

Чтобы водяной пар не проникал в утеплитель, его защищают слоем пароизоляционного материала. Как правило, пароизоляция представляет собой пленочный материал, который укладывается между потолком и теплоизолирующим слоем с таким расчетом, чтобы он полностью примыкал к теплоизоляции. Подобная пленка должна быть паронепроницаемой. Этот показатель зависит от плотности пленки – чем больше плотность материала, тем выше его защитные свойства. Другой обязательный параметр – пленка должна быть прочной. Если утеплитель со временем утрачивает свои свойства упругости и увеличивается в размерах, это не должно привести к разрыву пленки. Следует учитывать и тот факт, что при усадке дома или кровли в ее конструкции могут возникать механические напряжения, пароизоляционная пленка при этом должна сохранять свою целостность.

Большинство пароизоляционных материалов изготавливается на основе полиэтилена и полипропилена. Последние считаются более предпочтительными, так как обладают тканой структурой, которая более прочная, чем обычная пленка. Однако подобная структура не исключает наличия зазоров в толще пленки, поэтому на поверхность материала способом ламинации наносится полипропиленовая пленка. Такое покрытие полностью исключает возможность проникновения пара в структуру утеплителя.

Чтобы придать дополнительную прочность полиэтиленовой пленке, она армируется полосами, выполненными из этого же материала, а затем ламинируется тонким слоем полиэтилена.

В качестве пароизоляционного материала иногда применяется картон высокой плотности, для защиты его от влаги обе стороны картона ламинируются с использованием полимерных материалов. Подобный материал отличается достаточно высокой прочностью и свойствами паронепроницаемости.

Еще один вид пароизоляции, которая может быть использована при обустройстве кровли – армированный полимерный материал, к примеру, полиэтилен, обе поверхности которого ламинируются особой пленкой. Одна сторона такой пленки покрывается слоем алюминиевой фольги, чтобы отражать тепловое излучение.

При устройстве пароизоляции обязательно нужно обратить внимание на тщательную обработку швов между отдельными частями пароизоляционного материала. Это также касается тех мест, где пароизоляция примыкает к стропилам, стенам, трубам и др. Как правило, стыки герметизируются с использованием двустороннего самоклеящегося скотча, который выполняется на основе бутилкаучука. Фиксация пароизоляционного материала производится с использованием оцинкованных гвоздей или скоб.

Мембранные материалы

Гидроизоляция представляет собой, как правило, пленочный материал, который предназначен для защиты утеплителя снаружи. Между конструктивными элементами кровли часто остаются зазоры, куда проникает влага в виде снега или воды. Другой источник влаги на кровле – конденсат, который образуется вследствие разниц температур. Если крыша покрыта металлочерепицей, образование конденсата происходит на ее внутренней поверхности. От этой влаги гидроизоляция также способна защитить утеплитель. Дополнительная роль, которую выполняет гидроизоляционный материал – ветрозащита. Он не позволяет ветру выдувать тепло из толщи утеплителя. Существует ошибочное мнение, что если покрытие кровли является герметичным, как в случае использования гибкой черепицы, то применение гидроизоляции не требуется. На самом деле гидроизоляция должна устанавливаться в любом случае, независимо от характеристик кровельного материала.

Гидроизоляция играет определенную роль и при организации вентиляции в подкровельном пространстве. От характера гидроизолирующего материала зависит способ, которым будет выполнена вентиляция, в частности, сколько воздушных контуров будет при этом организовано. Если предусматривается только один воздушный контур, который будет находиться между слоем гидроизоляционного материала и утеплителем, то пленка будет уложена прямо на поверхность утеплителя. Если выполняется еще и второй контур, гидроизоляция закрепляется на контробрешетку.

Если гидроизоляционный материал укладывается на утеплитель, целесообразно использование супердиффузионных, или так называемых дышащих мембран. Такая мембрана представляет собой нетканый материал, выполненный из одного, двух или трех слоев синтетического волокна. Особая структура подобного материала не позволяет влаге снаружи проникать через него, и в то же время пар, который проник в утеплитель, может свободно из него выводиться. Наиболее современные мембраны способны обеспечить выход до 1200 граммов пара на квадратный метр в течение суток. Дополнительное достоинство мембранных материалов заключается в их ветрозащитных свойствах. Важный момент, который обязательно учитывается при выборе материалов для кровельного пирога: паропропускающая способность гидро- и пароизоляционного материала должны определенным образом сочетаться. Пропускающая способность пленки, которая находится сверху утеплителя, должна быть больше, чем той, которая расположена снизу, иначе пар будет задерживаться в утеплителе. Конечно, если нижняя пленка отличается практически нулевыми показателями пропускания пара, то и к верхней предъявляются не столь строгие требования. Некоторые мембраны обладают пропускающей способностью только в одном направлении. Такие пленки нужно правильно раскладывать на стропилах – определенной стороной кверху. Какой стороной будет смонтирована двусторонняя пленка, значения не имеет.

Использование диффузионных пленок

Диффузионная пленка обычно представляет собой пленку, выполненную из полиэтилена, которая армируется и перфорируется. Сквозь перфорацию через пленку может проникать пар. Такие пленки способны пропускать значительно меньше пара, чем мембраны, что и обуславливает особенности их монтажа. Подобные пленки нежелательно устанавливать прямо на утеплитель, так как в этом случае пар из толщи утеплителя практически не будет выводиться. Диффузионная пленка укладывается определенным образом – лицевая сторона ее должна располагаться снаружи. Пропускающая способность перфорации является избирательной: пленка пропускает наверх пар, но в то же время не дает влаге проникать сквозь нее вниз. Часто, для того чтобы обеспечить утеплителю оптимальную вентиляцию, в местах, где слои пленки располагаются внахлест, устанавливаются специальные решетки из ПВХ.

Одним из видов гидроизоляционных материалов являются антиконденсатные пленки. Они выполняются на полипропиленовой основе. Нижний слой такой пленки не позволяет капле воды падать вниз, и конденсат не стекает с пленки, а высыхает на ней. Как правило, подобными пленками защищаются металлические покрытия, на поверхности которых чаще всего и выпадает конденсат. При монтаже антиконденсатной пленки предусматривается два вентиляционных зазора, размер которых составляет 8- 10 см, в отличие от монтажа диффузионной пленки, при котором достаточно зазоров в 5 см.

Основными требованиями к гидроизоляционным материалам, помимо их функциональных характеристик, является устойчивость к воспламенению, воздействию ультрафиолетовых лучей.

Вентиляция подкровельного пространства

Всегда существует вероятность того, что на стропильной конструкции крыши или внутри утеплителя появится конденсат. Чтобы снизить эту вероятность до минимума, необходимо устройство вентиляции подкровельного пространства. При ее наличии водяной пар будет выводиться вместе с циркулирующим воздухом за пределы подкровельного пространства и не будет конденсироваться на подкровельных элементах. В этом случае не придется беспокоиться о том, что утеплитель намокнет. Приток воздуха обеспечивается на свесе карниза, а его вывод предусматривается через конек крыши или через специальные вентиляционные элементы – аэраторы. Такие элементы размещаются по всей поверхности кровли около конька. Независимо от того, сколько воздушных контуров было предусмотрено при создании кровли, они должны проветриваться.

Особенности загородного строительства часто предполагают сложную форму кровель, а циркуляция воздуха затрудняется наличием мансардных окон, вентиляционных шахт и др. Рекомендуется на сложных кровлях использовать супердиффузионные мембраны – в этом случае достаточно будет только одного воздушного контура, который и будет проветриваться. Для того чтобы обеспечить оптимальную вентиляцию сложной кровли, при монтажных работах обязательно требуется участие профессионального специалиста.

Какие окна используются при обустройстве мансарды

Одним из основных достоинств мансарды являются ее окна, которые позволяют обеспечить максимальное естественное освещение, а по ночам -любоваться звездным небом. Иногда в целях освещения мансард используются слуховые окна, которые устанавливаются в кровлю. Но подобные окна, помимо того, что они отличаются высокой ценой, могут отрицательно сказаться на эстетических достоинствах крыши, а также не обеспечивают достаточной освещенности мансарды.

Главный вопрос, который приходится решать при обустройстве жилой мансарды – сколько окон потребуется для того, чтобы освещенность в ней была оптимальной? Основной фактор, который принимается при этом во внимание – площадь помещения мансарды. Считается, что на каждые 10 кв. метров мансарды должен приходиться 1 кв. метр окна. Это выражается соотношением 10:1. Для некоторых помещений, устраиваемых в мансарде, к примеру, помещении детской комнаты или зимнего сада, используется иное соотношение – 10:2. При определении количества окон во внимание принимается и то, на какую сторону обращена мансарда и не находится ли здание в низине, среди высоких деревьев и т.д.

На основе чего определяется размер самого окна? Стоит заметить, что устанавливаемые сегодня мансардные окна предлагаются производителями в нескольких стандартных размерах. При выборе высоты окна необходимо руководствоваться следующим: окно должно быть тем выше, чем меньшим является уклон кровли. Самое длинное окно, которое можно приобрести сегодня в готовом виде, достигает 160 см, на заказ можно изготовить окно высотой до 180 см. На каком расстоянии от пола будет установлено окно, каждый владелец дома решает сам. Как правило, это расстояние находится в пределах 90- 120 см. Именно такое расстояние позволяет наслаждаться видом из окна не только стоя, но и сидя. Минимальная ширина окна обычно составляет около 55 см, а максимальная не превышает 134 см. Так как окно монтируется между стропилами, при выборе окна принимается во внимание расстояние между стропилами за вычетом 4- 6 см – их занимает утеплитель. Иногда стропила приходится подгонять под окна. Обычно чем тяжелее кровельный материал, тем ближе друг к другу расположены стропила, соответственно, тем уже будут окна.

Окна могут быть расположены в различных положениях. Окна, которые находятся по разные стороны конька, можно объединить в одно – это делается с помощью окладов. В этом случае свет в помещение проникает сверху, что обеспечивает оригинальный вид мансарды. Различные виды окладов позволяют соединять окна крыши и окна, установленные на карнизе, а также окна, которые установлены одно над другим. Окна можно объединять в группы как по горизонтали, так и по вертикали – делается это опять-таки с использованием окладов. Особенно оригинально выглядят окна-балконы, которые только недавно появились на нашем рынке. Такое окно, как и обычное мансардное окно, монтируется в кровлю и по внешнему виду не отличается от привычных окон. Однако в открытом виде верхняя часть его поднимается на 45 градусов, а нижняя часть открывается наружу. По бокам окна выдвигаются перила, и оно превращается в небольшой балкончик. Ширина такого балкона – 94 см, а высота чуть более 2.5 м. Использование подобных конструкций совершенно безопасно, так как в них применяется ударопрочное стекло.

Материалы для изготовления мансардных окон

Рамы мансардного окна, как и его створки, могут быть выполнены из древесины. Чтобы древесина служила как можно дольше, она пропитывается антисептиком, а также покрывается несколькими слоями лака. Внешний вид древесине придается тонированием или с использованием полиуретанового покрытия. Как правило, полиуретановое покрытие имеет белый цвет, и такие окна имеет смысл применять в том случае, если интерьер мансарды в светлых тонах, а также в помещениях повышенной влажности, так как полиуретановое покрытие отличается влагостойкостью.

Мансардное окно может также быть выполнено из пластика. Удобство его состоит в том, что пластик со временем не деформируется и не изменяет свой цвет, его покрытие не нужно обновлять. Пластиковые окна также могут быть установлены в помещениях с повышенной влажностью. Пластиковые мансардные окна изготавливаются с трех- или четырехкамерными профилями, в зависимости от того, какую степень теплоизоляции они должны обеспечивать. Чтобы в любое время года можно было организовать проветривание мансарды без необходимости открывать окно, большинство производителей включает в конструкцию окна вентиляционные клапаны.

Мансардное окно может открываться несколькими способами. Первый из них – классический, когда ось поворота располагается в середине створки. Такое окно удобно открывать, а так как оно поворачивается на 180 градусов, его легко и мыть. Однако в открытом виде окно может стать препятствием для передвижения по помещению, да и наружу из такого окна выглянуть затруднительно. Поэтому часто используется другой вид мансардных окон – окна, в которых ось поворота поднята на три четверти высоты окна или окно поворачивается по верхней оси. Но удобнее всего окна, где предусматривается два способа открывания: центральный и верхний. Переключение окна с одной оси на другую – подобное окно называют комбинированным, может осуществляться с использованием одной или двух ручек, а также переключателя.

Установка мансардных окон

Чаще всего мансардные окна устанавливаются на обрешетку. Реже окна монтируются на стропила, в некоторых случаях для этого даже вносятся изменения в конструкцию стропил. При монтаже окон необходимо учитывать, что мансардное окно является частью кровли, поэтому соединение его с кровельным покрытием должно быть герметичным. Как и кровельное покрытие, окно должно выдерживать атмосферные воздействия, перепады температур, а также обеспечивать оптимальную теплоизоляцию помещения мансарды. Чтобы соединение окна с кровлей было герметичным, при его монтаже используется специальный оклад, в котором предусмотрены желоба для отвода от окна влаги. Оклады выполняются обычно из алюминия, покрытого полимерным слоем. Имеются на рынке и оклады, которые выполняются из меди или цинк-титана – они используются на соответствующих видах кровли. В настоящее время в продаже есть оклады, позволяющие устанавливать мансардные окна на любых видах кровельного покрытия. Особое удобство представляет монтаж окна «заподлицо» - он позволяет снизить теплопотери и увеличить гидроизоляцию окна. Окна могут устанавливаться на крышах, уклон которых составляет от 10 до 90 градусов, предусмотрены также окна для крыш, которые являются пологими.

Важно, чтобы мансардное окно надежно соединялось как с кровельным покрытием, так и с остальными частями кровельного пирога. Сделать это достаточно несложно, так как сегодня производители мансардных окон предлагают дополнительные элементы, облегчающие монтаж. К примеру, предлагаются окна, где по периметру рамы уже имеется гидроизоляционная паропроницаемая мембрана или в окно уже вмонтирован пароизоляционный оклад или теплоизоляционный блок.

Теплозащитные свойства окна в основном определяются установленным в нем стеклопакетом. Чтобы обеспечить безопасность эксплуатации окна, в качестве наружного стекла в составе стеклопакета чаще всего используется закаленное стекло – ему не страшны удары стихии. Внутреннее стекло может быть выполнено по технологии триплекс: два слоя такого стекла склеиваются с использованием специальной пленки. Такое стекло, даже разбившись, не представляет опасности, так как его осколки удерживаются на месте пленкой. Наибольшей прочностью отличаются специальные антивандальные стеклопакеты, для которых используются самые прочные пленки и толстые стекла. Стандартное исполнение мансардных окон предполагает установку однокамерных стеклопакетов. Теплозащитные их свойства повышаются путем нанесения на внутреннюю сторону стекла серебряного напыления, которое позволяет повысить энергосберегающие характеристики стеклопакета. Для уменьшения теплопотерь пространство между стеклами заполняется аргоном. Если же этих мер будет недостаточно, лучше отдать предпочтение двухкамерному стеклопакету, заполненному криптоном.

В случае, когда требуется повышенная звукоизоляция помещения, используется специальный стеклопакет со звукоизолирующими свойствами. А для того, чтобы сделать уход за окнами более удобным, наружное стекло может быть покрыто составом на основе диоксида титана, который позволяет окну самоочищаться: грязь на его поверхности разлагается и затем удаляется во время дождя. Другие представленные на рынке новинки – витражные мансардные окна, окна с солнцезащитными или непрозрачными рельефными стеклами.

Дополнительные элементы

Производители предлагают сегодня большое количество дополнительных аксессуаров, позволяющих повысить функциональность мансардных окон. Маркизы и рольставни, устанавливаемые снаружи окна, позволяют регулировать поток света, проникающего в помещение, а также защитить его от несанкционированного проникновения. С внутренней стороны окна могут быть установлены жалюзи и шторы. Многообразие штор включает в себя рулонные или плиссированные шторы, шторы, которые отражают или поглощают свет, и др. Все эти аксессуары представлены в различных цветах. Окна снабжаются также разнообразными механизмами открывания, электроприводами или дистанционными пультами, с использованием которых можно управлять всеми окнами в помещении и их аксессуарами. А установленные на окна датчики подадут команду на закрывание окна в случае дождя или ветра.