Вальмовая крыша: конструкция, стропильная система и чем отличается от двускатной

Вальмовая крыша — это четырёхскатная кровля, у которой нет вертикальных фронтонов: два длинных ската имеют форму трапеции, а два коротких, с торцов дома, представляют собой треугольники — их и называют вальмами. От двускатной она отличается прежде всего геометрией и характером работы: скаты идут по всему периметру, дом получает свесы со всех сторон, конструкция меньше парусит на ветру, но стропильная система заметно усложняется, а строительство обходится в среднем на 25–40% дороже. Проще говоря, это выбор не материала, а формы — того, каким будет силуэт дома.

Из чего складывается вальмовая крыша

Возьмите обычную двускатную крышу и мысленно срежьте оба её торцевых фронтона наклонными плоскостями. Там, где была вертикальная стена под коньком, появляется скат, уходящий вниз к карнизу, — это и есть вальма. Классическая вальмовая крыша состоит из четырёх скатов, за это её называют и четырёхскатной: два боковых по длинным стенам сохраняют трапециевидную форму (широкое основание у карниза, узкая кромка у конька), а два торцовых — треугольные, сходятся к концам конькового бруса.

Ключевое отличие от двускатной прячется здесь: фронтонов нет вовсе. У двускатной торцы закрыты вертикальными треугольными стенами — фронтонами, куда удобно вставить окно или дверь мансарды; у вальмовой торцы накрыты наклонными плоскостями, и вертикальной стены под коньком не остаётся. Из этого вытекает почти всё остальное — и достоинства, и слабые места такой крыши.

Второе следствие четырёх скатов — свесы по всему периметру: вальмовая нависает козырьком над всеми четырьмя стенами разом, а не только над двумя длинными, как двускатная. Это бережёт отделку и цоколь по кругу, но обязывает продумать водоотведение вдоль всего периметра.

Стропильная система: почему накосные ноги и нарожники держат всю форму

База каркаса у вальмовой та же, что и у двускатной: мауэрлат по верху стен принимает нагрузку со стропил, внутри вдоль дома идёт лежень со стойками, наверху — коньковый прогон, а к нему по длинным сторонам крепят рядовые стропила от конька к мауэрлату. Эти узлы работают одинаково у обеих форм, поэтому останавливаться на них не будем — вся разница вальмовой начинается там, где у двускатной был бы фронтон.

Дальше начинается то, чего у двускатной нет и в помине. От каждого угла дома к концу конькового прогона идёт накосное (диагональное) стропило. Эти четыре ноги — рёбра, по которым сходятся боковые и торцовые скаты, и именно они несут всю нестандартную часть конструкции. Диагональ по определению самая длинная — перекрывает угол под 45° в плане, да ещё под уклоном ската — и самая нагруженная: на неё с двух сторон опираются короткие стропила обоих смежных скатов.

Из-за этой длины и нагрузки накосную ногу почти никогда не делают из одной доски: её берут увеличенного сечения или, что чаще, сколачивают из двух спаренных досок. А чтобы длинная диагональ не провисала, её подпирают: снизу, от угла мауэрлата, ведут угловую подкосную балку — шпренгель, а по длине добавляют подкосы на внутренние опоры. Без этих усилений диагональ прогнётся, и вслед за ней «поплывёт» вся геометрия крыши.

Скаты между рядовыми и накосными стропилами добирают нарожниками — короткими стропилами, которые одним концом опираются на мауэрлат, а другим врезаются в диагональную ногу. Каждый упирается в неё под своим углом и на своей высоте, поэтому нарезать их пачкой по шаблону нельзя — почти каждый подрезают по месту. Эта подгонка и превращает сборку вальмовой в кропотливую работу: узлов больше, они разные, и ни один не собрать «на глазок» — отсюда лишний пиломатериал и лишние часы монтажа. Снизу стропила и нарожники нередко продолжают кобылками — короткими досками, формирующими вынос карнизного свеса за плоскость стены.

Как рассчитать вальмовую крышу: длина накосной ноги, площадь и высота

Геометрия вальмовой считается не так, как у двускатной, где скат — прямоугольный треугольник, а площадь складывается из двух прямоугольников. Здесь добавляются диагонали и треугольные скаты, поэтому в ход идут другие величины. Возьмём сквозной пример: прямоугольный дом 10 × 8 метров, боковые скаты под уклоном α ≈ 30°.

Высота конька и длина конькового бруса. Конёк поднят над мауэрлатом на полуширину дома, умноженную на тангенс угла: при полуширине 4 м и 30° это 4 · tg 30° ≈ 2,3 м. Сам коньковый брус короче дома на две полуширины: у прямоугольной вальмы его длина = длина − ширина = 10 − 8 = 2 м. Если результат уходит в ноль или минус, дом близок к квадрату, и крыша вырождается в шатровую, без конька вовсе.

Длина накосной (диагональной) ноги. Ключевая цифра вальмы, которой у двускатной нет; считают в два шага. Сначала проекция диагонали на плане — она опирается на угол дома, то есть на прямоугольный треугольник из двух полустен: по теореме Пифагора её горизонтальная длина = √(полуширина² + вылет конька по длине²) = √(4² + 4²) ≈ 5,66 м. Затем добавляют уклон — сама нога есть гипотенуза над этой проекцией: длина = √(проекция² + высота конька²) = √(5,66² + 2,3²) ≈ 6,1 м. Поэтому диагональ всегда длиннее любого рядового стропила, и её берут спаренным или увеличенным сечением.

Площадь кровли. Складывается не из прямоугольников, как у двускатной, а из двух трапеций (боковые скаты) и двух треугольников (торцовые вальмы). Площадь трапеции = полусумма оснований (длина дома и длина конька) на высоту ската; площадь треугольной вальмы = половина ширины дома на высоту ската. Все четыре считают по фактическим длинам скатов с уклоном, суммируют и добавляют 8–12% на свесы по периметру — их у вальмовой четыре, а не два. Готовую площадь и умножают на цену квадрата покрытия.

Эти четыре величины — высота, коньковый брус, накосная нога и площадь из трапеций с треугольниками — и есть каркас расчёта вальмовой. Онлайн-калькуляторы считают ровно по ним, просто пряча формулы за полями ввода, — понимая логику, легко проверить, не ошибся ли калькулятор в исходных размерах. Чего расчёт не даёт — представления о том, как посчитанная форма будет смотреться на доме; для этого рядом с калькулятором пригодится визуализатор по фото, но об облике — чуть ниже.

Подвиды: шатровая, полувальмовая и ломаная

Слово «вальмовая» объединяет целое семейство форм, и путаница в терминах — обычное дело даже у продавцов. Разложим их по одному различающему признаку.

Шатровая крыша — это вальмовая для квадратного дома. Когда план квадратный, все четыре ската становятся одинаковыми равнобедренными треугольниками и сходятся не к коньку, а в одну верхнюю точку: конькового бруса нет вовсе, вместо него центральный узел, куда упираются все четыре диагонали. Силуэт получается симметричным, пирамидальным, и держится такая крыша только на квадратном или близком к нему основании.

Полувальмовая крыша — компромисс между двускатной и вальмовой, и именно здесь чаще всего путают названия. У неё вальма не доходит до карниза, а срезает лишь часть торца, оставляя кусок фронтона. Голландский вариант: вальма (трапеция) идёт снизу от карниза вверх, но не доводится до самого конька — под коньком остаётся небольшой вертикальный треугольный фронтон, и окно ставят как раз в него, сверху. Датский вариант устроен наоборот: полувальма (треугольник) срезает только верхушку торца под коньком, а внизу сохраняется вертикальная стенка-фронтон во всю высоту — окно оказывается снизу. Смысл обоих один — вернуть часть вертикальной стены, которую полная вальма отнимает, и вместе с ней вернуть возможность нормального окна в торце.

Ломаная (мансардная) крыша стоит особняком: это про излом скатов, а не их число. Каждый скат разбит на пологую верхнюю и крутую нижнюю часть, чтобы поднять потолок под мансардой ближе к вертикали. Ломаной может быть и двускатная, и вальмовая; вальмовую в мансардном исполнении делают ради жилого этажа под обтекаемым силуэтом без фронтонов, но это самая дорогая и сложная из форм.

Вальмовая против двускатной: где выигрыш, а где расплата

Главный аргумент в пользу вальмовой — поведение на ветру. У двускатной торцы закрыты вертикальными фронтонами, и в сильный ветер эти плоские стены работают как паруса: нагрузка бьёт в лоб, а свес фронтона ветер стремится оторвать. У вальмовой фронтонов нет, все четыре плоскости наклонны, воздух обтекает крышу мягче, нагрузка ниже — в открытой продуваемой местности, у воды или в степи это то преимущество, ради которого форму и выбирают.

Со снегом картина не такая однозначная. Нагрузка у вальмовой распределяется сразу по четырём скатам, а не давит на два, как у двускатной, — в этом смысле она «размазана» равномернее. Но у вальмовой появляются ендовы и рёбра, а более пологие торцовые скаты хуже сбрасывают снег, чем крутая двускатная кровля, — так что «снегу тут легче» относится к распределению веса, а не к самоочищению крыши.

За обтекаемость и свесы по кругу приходится платить трижды. Первое — конструкция сложнее и тяжелее: четыре диагонали спаренного сечения, шпренгели и десятки подрезанных нарожников означают и больше дерева, и больше квалифицированного труда. Второе — крыша дороже, об этом отдельный разговор ниже. Третье, и для многих решающее, — мансарда: наклонные вальмы наступают на подкровельный объём с торцов, срезая и высоту, и место под окно там, где у двускатной стоит фронтон с полноценным проёмом. Если под крышей планируется жилой этаж, полная вальма — не лучший выбор; разумнее двускатная, ломаная мансардная или хотя бы полувальмовая, возвращающая часть фронтона. Что даёт и чего стоит жилой этаж под крышей, разобрано в материале про мансарду.

Чтобы держать все критерии перед глазами, сведём вальмовую, двускатную и шатровую в одну таблицу.

Во сколько дороже двускатной и от чего это зависит

Строители обычно называют разницу «примерно на треть», и это близко к правде: вальмовая выходит дороже двускатной той же площади в среднем на 25–40% (та самая треть лежит внутри коридора). Но за одной цифрой скрываются очень разные ситуации, и полезнее понимать, из чего удорожание складывается.

Первый источник — стропильная система. Диагональные ноги спаренного сечения, шпренгели, подкосы и десятки индивидуально подрезанных нарожников — это и больше кубометров пиломатериала, и больше человеко-часов на подгонку. Чем больше периметр дома и сложнее его форма в плане, тем сильнее растёт перерасход.

Второй — кровельное покрытие. Обрезка листов по диагональным рёбрам и доборные планки на каждом ребре и в каждой ендове — это перерасход материала и работы; подробно, как он зависит от типа покрытия, разобрано в разделе ниже.

Третий фактор — ендовы и регион. Каждая ендова (внутренний угол между скатами) — самое ответственное по протечкам место и лишняя работа, а снеговой и ветровой район диктует сечения стропил, класс покрытия и цену монтажа. Отсюда честный ответ: закладывайте ориентир +25–40%, но точную цифру даст только проект под конкретный дом — разброс между простой вальмой на компактном прямоугольнике и многощипцовой крышей сложной формы легко перекрывает эти проценты в разы.

Какое покрытие ложится на сложные скаты

Форму крыши и материал выбирают отдельно, но у вальмовой они связаны теснее, чем у двускатной, — из-за треугольных скатов и диагональных рёбер. По типу материала вальмовая ничего не запрещает: на неё кладут и металлочерепицу, и профнастил, и гибкую черепицу, и штучные материалы. Разница — в расходе и в том, как читается стык.

Листовые материалы — металлочерепица и профнастил — самые дешёвые за квадрат, но на вальмовой отдают часть экономии обратно в виде обрезков: большой лист, срезанный по косой линии ребра, теряет заметный кусок, и чем острее треугольник ската, тем больше уходит в отход. Гибкая (мягкая) черепица устроена иначе: она набирается из мелких гонтов, вдоль диагонали её подрезают по кромке почти без потерь, а линия ребра выходит ровной, без крупных видимых стыков — поэтому на сложных формах со множеством рёбер и ендов гибкую черепицу часто и рекомендуют.

Учитывают и минимальный уклон: под металлочерепицу закладывают от 14–15°, под гибкую черепицу — примерно от 12°, а торцовые вальмы нередко делают чуть положе боковых скатов. Заодно с покрытием планируют водоотведение: свесы идут по всему периметру, значит и водосточная система должна опоясывать дом целиком, а не висеть по двум сторонам, как у двускатной.

Как вальмовая крыша меняет облик дома

При всей инженерной начинке вальмовая крыша для большинства покупателей — в первую очередь силуэт. Стоит убрать фронтоны, и пропорции меняются целиком: крыша будто оседает, становится ниже и шире, вальмы с торцов приземляют объём, а свесы по кругу собирают дом в аккуратную «шляпу». Тот же дом под двускатной смотрится выше и острее, под вальмовой — солиднее, под шатровой — как павильон. Это главное впечатление от дома с улицы.

Меняет вальма и то, как читается цвет покрытия: оттенок металлочерепицы или гибкой черепицы на треугольных, дробных скатах играет не так, как на широком прямоугольнике двускатной — те же графит или вишня на обтекаемой поверхности выглядят темнее и «собраннее». Это стоит учесть, подбирая кровлю под цвет стен, окон и облицовки; как крыша встраивается в общий облик, разобрано в материалах про дизайн фасада и про то, из чего складывается внешний вид дома.

Практичнее всего эти различия не воображать, а сравнить: в визуализаторе aifacade можно поставить рядом на одном и том же снимке вашего дома вальмовую и полувальмовую формы, а то и двускатную — и наглядно увидеть, насколько ниже садится силуэт под полной вальмой и как при этом меняется восприятие цвета скатов.

Частые вопросы

Можно ли сделать жилую мансарду под вальмовой крышей?

Можно, но с оговорками. Наклонные вальмы с торцов срезают и высоту, и место под окна в торцевых стенах, поэтому полезного объёма выходит меньше, чем под двускатной. Если мансарда — цель, а не бонус, разумнее выбрать ломаную (мансардную) крышу или полувальмовую, которая возвращает часть фронтона под нормальное окно.

Чем шатровая крыша отличается от вальмовой одним предложением?

Шатровая — это частный случай вальмовой для квадратного дома, где все четыре ската одинаковы, конька нет, и они сходятся в одну верхнюю точку, а не к горизонтальному коньковому брусу.

Нужны ли на вальмовой крыше снегозадержатели?

Да, как и на любой скатной кровле с гладким покрытием. Из-за свесов по всему периметру снег может сходить над любой стеной, поэтому снегозадержатели ставят над всеми проходными зонами — входом, крыльцом, дорожками и парковкой, — а не только с двух сторон, как привыкли на двускатной.

Обязательно ли усиливать диагональные стропила шпренгелем?

На доме сколько-нибудь заметного размера — да. Накосная нога самая длинная и нагруженная в системе, и без угловой подкосной балки (шпренгеля) и подкосов она провисает под весом смежных скатов и снега. На маленьких крышах диагональ иногда обходится увеличенным сечением, но решает это расчёт, а не привычка.

Кому подходит вальмовая крыша, а кому нет

Если свести всё к практике, выбор укладывается в короткий чек-лист.

Вальмовая — ваш вариант, когда дом стоит на открытой продуваемой местности (у воды, в поле, в степи), чердак планируется холодным, а сам дом одноэтажный или компактный: здесь вальма раскрывается всеми плюсами — мягко обтекает ветер, прикрывает свесами все четыре стены и даёт тот самый «собранный», приземистый силуэт. Плата за это +25–40% и более сложный монтаж, но в таких условиях она оправдана.

Двускатная (или ломаная мансардная) честнее, когда под крышей нужен полноценный жилой этаж с нормальными окнами в торце, когда бюджет считают по нижней границе или когда важна простота монтажа и минимум обрезков покрытия. Полувальмовая — разумный компромисс между этими полюсами: возвращает часть фронтона под окно, но сохраняет часть обтекаемости.

А поскольку решающим для многих оказывается не таблица, а то, как форма ляжет на конкретный фасад, перед утверждением проекта имеет смысл прогнать пару вариантов кровли через визуализатор по фото дома — это дешевле и быстрее, чем менять уже смонтированную стропилку.