Фермы для навеса

Фермы для навеса. Что такое, зачем нужны, виды, как сделать и цены готовых ферм для навеса

Современное обустройство частных домов предполагает комфорт и уют на всех этапах. Это касается внешней отделки и обустройства ландшафтного дизайна на улице. При этом сегодня принято ставить навесы, которые предполагают размещение автомобилей под крышей, а также строительство беседок, навесов для подхода к крыльцу и других нужд.

Навесы бывают разные. Их отличают формы кровельных конструкций, площадь покрытия, а также сложность производства и другие нюансы. Но всегда в конструкции навеса есть ферма. Это элемент кровли, который направлен для защиты внутреннего пространства от воздействия атмосферных осадков. Предлагаем подробнее узнать о фермах, познакомиться с их разновидностями, узнать особенности их изготовления своими руками.

Что такое ферма?

Фермы для навеса – это своего рода изделия из металла. Они могут быть изготовлены самостоятельно, а могут быть куплены под размер вашего навеса, для чего нужен только проект. По сложности, ферма может быть прямой, либо округлой, где последнее предполагает гибку.

Металл, используемый для изготовления, может варьироваться по толщине и площади сечения. Чем толще используемый металл, тем тяжелее будет нагрузка на основание, но в то же время, навес или другая металлоконструкция сможет легче сопротивляться внешним факторам. Это ветер, снег, дождь и другие воздействия.

Зачем нужны фермы?

Что касается видов металлоконструкций, для которых применяется «ферма», выделяют следующие направления:

Навес для машины, беседка, козырек.
Крытая парковка, укрытие для колодца, летняя веранда.
Летняя стройплощадка и другие места.

Таким образом, фермы из профильной трубы для навеса используются везде, где будет облегченная конструкция, с возможностью выдерживать большие нагрузки. Изготовление фермы почти всегда индивидуально, разве что это не касается типовых проектов. Когда ее делают своими руками, то сначала изготавливают один шаблон, под него подгоняются детали, их сваривают, а, затем, по шаблону делают все остальные похожие элементы.

Что касается количества ферм на один пролет, то это рассчитывается исходя из планируемой нагрузки на кровлю. В основном, на каждом промежуточном столбе ставится ферма. Иногда ее подгоняют под тип используемого кровельного материала.

При этом если для металлочерепицы и профлиста это фактически не имеет значения, то для поликарбоната фермы стоит размещать так, чтобы стык листа был на металле. Иначе поверхность кровли может деформироваться.

Необходимость применения ферм склоняется к их дешевизне, поскольку из аналогов, такой конструктив самый дешевый, долговечный и надежный. Форма конструкции такова, что нагрузка размещается максимально равномерно, что даже при обильном количестве снега на крыше не скажется на продолжительности эксплуатации.

Виды ферм

В зависимости от конструкции, расположения навеса, территориальных особенностей участка и других факторов, выбирается тип фермы. Их много, но в целом их можно с группировать по следующим категориям:

1. Прямоугольные фермы. Этот вариант может применяться при больших нагрузках на металлокаркас. Он формируется посредством объединения 4 круглых или профилированных труб, между которыми свариваются распорки. Все из перечисленных элементов могут соединяться между собой при помощи сварки, на болтовые соединения, на специальные коннекторы.

За счет того, что каркас рассчитан на большие нагрузки, металлокаркас может соединяться в трибуны, барные подвесы для освещения. В зависимости от назначения, каркас может быть изготовлен из нержавеющей или обычной трубы. В зависимости от нагрузки, диаметр и сечение трубы может меняться. В случае с круглой трубой, диаметр варьируется от 25 до 50 мм и даже более, с шагом в 5 мм и разной толщиной стенки.

2. Арочные фермы для навеса. Такой вариант наиболее сложен, и часто, в домашних условиях, без применения специального прокатного станка, арочная ферма не может быть изготовлена. Здесь важен точный прокат каждого элемента.

Виды ферм для навеса

В случае с навесами, арочная разновидность применяется на болтовом и сварочном соединении. При изготовлении крытых разборных платформ, монтаж выполняется на сборные клипсы для быстрого последующего демонтажа.

3. Плоские фермы для навеса. Этот тип конструкции наиболее дешевый в производстве. Для дома он вполне подойдет, поскольку выдержит нагрузку даже по площади более 50 квадратных метров. Именно такие удобно делать самому, изготовив макет и в дальнейшем собирая конструкцию по образу.

Фермы для навеса своими руками из профтрубы для быта зачастую собирают из материала сечением 40 на 40 мм, толщиной стенки детали от 2-3 мм. Шаг опор рассчитывается индивидуально. Возможность подобрать наклон позволяет спланировать разный конструктив. Плоские конструкции иногда образуют в квадратные фермы, усиливая несущую способность.

4. Треугольные фермы. Применение такого конструктива делает металлокаркас прочным, эстетичным, рассчитанным на большие нагрузки. В быту почти не задействован, поскольку дорого, но в промышленности, для обеспечения удобной установки световых и звуковых приборов. Если не применяется сварное соединение, то конструктив получается разборным, удобным в демонтаже.

В остальном, разновидности могут комбинироваться, что зависит от конкретной задачи и планируемых финансовых вложений в проект. Для дома применяется сварочное соединение с шагом между двумя отдельными фермами не более 1,75 метров.

Расчет фермы для навеса

Выполняя расчет фермы для навеса, важно руководствоваться не только общим удобством расположения, но и эстетикой, а также углом наклона крыши, конфигурацией кровельной системы и другими параметрами. Можно подготовить чертеж фермы для навеса, сопоставить запланированные размеры с территорией и удобством подъезда, правильно разместить ворота, продумать систему отвода воды и снежные скаты.

Делать ферму будем из профильной трубы. Это наиболее доступный материал, удобный в сварке. Параметры профильной трубы мы узнаем чуть позже, поскольку их необходимо тщательно рассчитать. Для начала, определите длину общей металлической конструкции.

Именно от этого будет зависеть и высота подъёма земли до конька, а также тип кровельной системы. Проще всего обустраивать односкатную крышу, но при таком обустройстве важно помнить, что максимальным шагом между двумя соседними фермами должно быть расстояние не более 1, 75 м.

Определив для себя угол наклона по индивидуальным параметрам, вычисляют угол наклона обрешётки. В среднем, специалисты делают его 30 градусов в плоскости, либо запиливают под 45. Так нагрузка будет распределена равномерно.

Какого-то особого расчета для навесов, длина которых не превышает значение в 30 м, не требуется. Но, экономить тоже не стоит, поскольку выбирая металлопрокат с тонкими стенками, вы не сможете гарантировать жесткость сварных частей. Будет вибрация, а в зимнее время года, от снега, металлокаркас может просесть.

Предлагаем подробнее рассмотреть предварительный расчёт, условившись, что мы будем строить односкатный навес, размерами 6 на 4 м. Для прочности, следует использовать металлический профиль 30 на 30 мм сечением, с толщиной стенки не менее полутора мм. Определившись с наклоном крыши, понимаем, что нижний пояс фермы будет составлять 4 м.

Верхний составит порядка 4,5 м. Прежде всего, необходимо обустроить вертикальные направляющие из того же материала. Наибольшую сторону делаем порядка 0,6 м, наименьшую по факту, исходя из расчетного угла наклона. Далее, делим верхний ряд профиля на равные части.

К нижней части привариваем промежуточные поперечины. Эти поперечины ещё называют раскосыми перемычками. Они должны быть изготовлены из той же стали, что и основной каркас. Если, есть возможность сэкономить, то можете заменить поперечины на трубу, сечением 20 на 20 мм.

Ранее мы говорили, что при односкатной конструкции кровельной системы, следует выбрать шаг ферм не менее чем 1,75 мм. Для пущей надежности выбираем шаг, равный 1 м. Итого, на 6 м подойдёт порядка 5 подобных ферм. Их следует монтировать на предварительно установленные опоры, затем следует сварить все в единое целое, после чего закрепить поликарбонат, используя специальные перемычки из профиля 20 на 20 мм.

Как сделать своими руками?

Начинается всё с установки столбов. Для опорных частей лучше использовать сталь толще. Должны быть столбы сечением 60 на 60 мм, толщиной стенки не менее 2 мм. Их следует установить под местами будущего расположения ферм.

Для односкатной конструкции величина составляет 1,5 м. Устанавливая столбы, следует углубить их на величину промерзания, то есть на глубину не менее чем 1,2 м. По высоте тоже желательно сразу определиться, установив их с учётом будущего уклона.

Когда столбы установлены, связывают общую конструкцию в единый металлический каркас. Для этого используют профтрубу, которая шла на столбы, но толщина стенки должна быть большая, порядка 3 мм. Когда каркас связан воедино, начинают строить фермы.

Изначально делают шаблон. Это первая, эталонная ферма под навес. Для неё мы будем брать профтрубу сечением 30 на 30 мм, толщиной стенки не менее полутора мм. Сильно тяжёлую брать тоже не надо, поскольку равномерно распределив фермы, мы сможем обеспечить прочность даже со сталью, толщиной до 2 мм.

Чтобы определить угол наклона фермы, необходимо в пропорции, нарисовать прямоугольную конструкцию. То есть, мы, зная примерную ширину будущего навеса, откладываем необходимую величину подъема фермы с одной из сторон, и получаем прямоугольный треугольник.

Фермы для навеса своими руками

Таким образом, мы сможем рассчитать гипотенузу, исходя из школьного курса знаний. Получив основные части, добавляют к элементам конструкции минимальную сторону нашей трапеции, после чего выполняют сварные работы. Рекомендовано выполнять сварочные работы на небольшие прихватки.

Это поможет в случае некорректного расчёта избавиться от сварочного шва. Когда мы сварили основной каркас фермы, рекомендовано выполнить примерку. Мы должны поднять его на металлический каркас основы, обратить внимание на угол наклона.

Если нас всё устраивает, снимаем ферму, тщательно завариваем все швы, завариваем открытые стороны профильной трубы, чтобы в зимнее время года сюда не попадала вода и металл не деформировался. Далее, эту ферму снимают, после чего выполняют разделение двух частей на равные доли и проваривают поперечины.

Для работы потребуется качественный сварочный инвертор, специальная машинка, позволяющая пилить металл под углом. Многие обходятся покупкой станины для болгарки, что тоже можно использовать в работе. Когда эталонная часть готова, изготавливают все последующие части.

Затем, устанавливают первую и последнюю сторону, натягивают нитку, производят установку всех частей. То есть, все элементы должны находиться в одной плоскости. Когда общий каркас готов, выполняют сварные работы по установке обрешётки. Здесь может быть использована профтруба 20 на 20 мм, которая свяжет фермы воедино. В дальнейшем к этой трубе, включая сами фермы, мы будем прикручивать поликарбонат или профлист.

Примерные затраты на производство фермы своими руками

И так, чтобы изготовить ферму своими руками, нам потребуется вложить определённое количество денежных средств. В основном деньги уйдут на покупку металла. Давайте посчитаем, сколько обойдётся нам ферма односкатного навеса, величиной 6 на 4 метра. Ранее мы уже говорили, что величина в нижней части плоскости фермы составит 4 метра.

При этом косая часть, которая определяет уклоны крыши, составить, 4,5 метра. На длинную боковую часть пойдёт порядка 0,6 метра, на короткую часть, 0,2 метра. Толщина стали, применяемой в работе заготовки, составит 0,2 мм. Итак, кроме всего прочего, нам ещё потребуются поперечины в количестве 4 штук, с интервалом не менее, 0,6 м.

Что касается основной части, то на сварку каркаса пойдёт порядка 10 м металла. По стоимости профтрубы сечения 30 на 30 мм, толщиной стали 2 мм, мы потратим порядка 1000 руб. С поперечинами в количестве 4-5 штук, эта величина вырастет до полутора тысяч за одну ферму.

Чтобы посчитать, какое количество денежных средств уйдёт на наш навес, именно на производство ферм, давайте умножим полученную величину на пять. То есть, за обустройство конструкции ферм нам придётся заплатить порядка 7.5 тыс. руб. Это немного. Для обустройства общей конструкции навеса придётся ещё сварить металлокаркас.

Это будет дороже, но с учётом обустройства 10 столбов, сечением 60 на 60 мм, а также общей связки, нам потребуется порядка 50 м профильной трубы. По стоимости это обойдется нам в районе 200 рублей за 1 погонный метр. Итого, каркас обойдется в районе 10.000 рублей. Таким образом, небольшой навес без кровельного материала обойдется в районе 20 000 руб. Это рассчитано с небольшим запасом исходя из текущих цен на металл на момент написания статьи.

Цена готовых изделий

Помимо того, что фермы можно изготовить самому, их ещё можно купить готовыми. Но, если вы хотите что-то изысканное, то вам будет проблематично сделать покупку, поскольку всё рассчитано под типовые проекты. Если же вы готовы к тому, что вам предложат, тогда соглашайтесь на типовые решения, но будьте готовы переплатить.

В среднем, если односкатная конструкция фермы по себестоимости обходится в районе 1500 руб., то за погонный метр, специалисты берут от 1000 руб. С необходимым количеством поперечин, которые мы указали в расчёте, изделие в готовом виде будет стоить не менее 4000 рублей за единицу.

Читайте также:

Как сделать ванну устойчивой

Таким образом, только за 5 наших ферм, необходимых для обустройства навеса 6 на 4 м, нам придётся заплатить 20000 руб. Цена фермы для навеса кусается и не доступна для каждого. В остальном, будьте готовы платить за изготовление самого навеса. В работу войдет бетонирование, столярные работы, покупка металла на столбы, а также другие виды решённых задач.

В любом случае, покупать готовый вариант это дорого, поскольку вы переплачиваете до 300%. Никакой трудности в том, чтобы сварить ферму для навеса самостоятельно нет, особенно если вы хотя бы когда-то работали со сварочным оборудованием. Современный инвертор позволяет решать сложные задачи, даже если вы новичок сварочного дела.

Покупайте правильные электроды, не экономьте на металле, смотрите, как делают другие, поскольку сегодня в интернете полно различных вариантов обустройства ферм и навесов, в целом. Помните, что навес без ферм хлипкий и не сможет выдержать нагрузки снега в зимнее время.

Расчёт и изготовление металлической фермы для навеса

Расчёт металлоконструкций стал камнем преткновения для многих строителей. На примере простейших ферм для уличного навеса мы расскажем, как правильно рассчитать нагрузки, а также поделимся простыми способами самостоятельной сборки без использования дорогостоящего оборудования.

Общая методология расчёта

Фермы применяют там, где использовать цельную несущую балку нецелесообразно. Эти конструкции отличаются меньшей пространственной плотностью, при этом сохраняют устойчивость воспринимать воздействия без деформаций благодаря правильному расположению деталей.

Конструкционно ферма состоит из внешнего пояса и заполняющих элементов. Суть работы такой решётки довольно проста: поскольку каждый горизонтальный (условно) элемент не может выдержать полную нагрузку ввиду недостаточно большого сечения, два элемента располагаются на оси главного воздействия (силы тяжести) таким образом, чтобы расстояние между ними обеспечивало достаточно большое сечение поперечного среза всей конструкции. Ещё проще можно объяснить так: с точки зрения восприятия нагрузок ферму рассматривают так, будто она выполнена из цельного материала, при этом заполнение обеспечивает достаточную прочность, исходя лишь из расчётного приложенного веса.

Конструкция фермы из профильной трубы: 1 — нижний пояс; 2 — раскосы; 3 — стойки; 4 — боковой пояс; 5 — верхний пояс

Такой подход крайне прост и зачастую его с лихвой хватает для сооружения простых металлоконструкций, однако материалоёмкость при грубом расчёте получается крайне высокой. Более подробное рассмотрение действующих воздействий помогает снизить расход металла в 2 и более раз, такой подход и будет наиболее полезным для нашей задачи — сконструировать лёгкую и достаточно жёсткую ферму, а потом собрать её.

Основные профили ферм для навеса: 1 — трапециевидный; 2 — с параллельными поясами; 3 — треугольный; 4 — арочный

Начать следует с определения общей конфигурации фермы. Обычно она имеет треугольный или трапециевидный профиль. Нижний элемент пояса располагают преимущественно горизонтально, верхний — под наклоном, обеспечивающим правильный уклон кровельной системы. Сечение и прочность элементов пояса при этом следует выбирать близкими к таким, чтобы конструкция могла поддерживать свой собственный вес при имеющейся системе опоры. Далее производится добавление вертикальных перемычек и косых связей в произвольном количестве. Конструкцию нужно отобразить на эскизе для визуализации механики взаимодействия, указав реальные размеры всех элементов. Далее в дело вступает её величество Физика.

Определение сочетанных воздействий и реакции опоры

Из раздела статики школьного курса механики мы возьмём два ключевых уравнения: равновесия сил и моментов. Их мы будем применять, чтобы вычислить реакцию опор, на которые положена балка. Для простоты вычислений опоры будем считать шарнирными, то есть не имеющими жёстких связей (заделки) в точке касания с балкой.

Пример металлической фермы: 1 — ферма; 2 — балки обрешётки; 3 — кровельное покрытие

На эскизе нужно предварительно отметить шаг обрешётки системы кровли, ведь именно в этих местах должны находиться точки сосредоточения приложенной нагрузки. Обычно именно в точках приложения нагрузки и размещаются узлы схождения раскосов, так проще выполнить расчёт нагрузки. Зная общий вес кровли и число ферм в навесе, нетрудно вычислить нагрузку на одну ферму, а фактор равномерности покрытия определит, равны ли будут приложенные силы в точках сосредоточения, или же они будут отличаться. Последнее, к слову, возможно, если в определённой части навеса один материал покрытия сменяется другим, имеется проходной трап или, например, зона с неравномерно распределённой снеговой нагрузкой. Также воздействие на разные точки фермы будет неравномерным, если её верхняя балка имеет скругление, в этом случае точки приложения силы нужно соединить отрезками и рассматривать дугу как ломанную линию.

Когда все действующие усилия проставлены на эскизе фермы, приступаем к вычислению реакции опоры. Относительно каждой из них ферму можно представить не иначе как рычаг с соответствующей суммой воздействий на него. Чтобы вычислить момент силы в точке опоры, нужно умножить нагрузку на каждую точку в килограммах на длину плеча приложения этой нагрузки в метрах. Первое уравнение гласит, что сумма воздействий в каждой точке и равняется реакции опоры:

200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6 = R₂ · 6 — уравнение равновесия моментов относительно узла а, где 6 м — длина плеча)
R₂ = (200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6) / 6 = 400 кг

Второе уравнение определяет равновесность: сумма реакций двух опор будет в точности равна приложенному весу, то есть зная реакцию одной опоры, можно легко найти значение для другой:

R₁ + R₂ = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
R1 = 800 – 400 = 400 кг

Но не ошибитесь: здесь также действует правило рычага, поэтому если ферма имеет существенный вынос за одну из опор, то и нагрузка в этом месте будет выше пропорционально разнице расстояний от центра масс до опор.

Дифференциальный расчёт усилий

Переходим от общего к частному: теперь необходимо установить количественное значение усилий, действующих на каждый элемент фермы. Для этого перечисляем каждый отрезок пояса и заполняющие вставки списком, затем каждый из них рассматриваем как сбалансированную плоскую систему.

Для удобства вычислений каждый соединительный узел фермы можно представить в виде векторной диаграммы, где векторы воздействий пролегают по продольным осям элементов. Всё, что нужно для вычислений — знать длину сходящихся в узле отрезков и углы между ними.

Начинать нужно с того узла, для которого в ходе вычисления реакции опоры было установлено максимально возможное число известных величин. Начнём с крайнего вертикального элемента: уравнение равновесия для него гласит, что сумма векторов сходящихся нагрузок равна нулю, соответственно, противодействие силе тяжести, действующей по вертикальной оси, эквивалентно реакции опоры, равной по величине, но противоположной по знаку. Отметим, что полученное значение — лишь часть общей реакции опоры, действующая для данного узла, остальная нагрузка придётся на горизонтальные части пояса.

Узел b

Далее перейдём к крайнему нижнему угловому узлу, в котором сходятся вертикальный и горизонтальный сегменты пояса, а также наклонный раскос. Сила, действующая на вертикальный отрезок, вычислена в предыдущем пункте — это давящий вес и реакция опоры. Сила, действующая на наклонный элемент, вычисляется по проекции оси этого элемента на вертикальную ось: из реакции опоры вычитаем действие силы тяжести, затем «чистый» результат делим на sin угла, под которым раскос наклонён к горизонтали. Нагрузка на горизонтальный элемент находится также путём проекции, но уже на горизонтальную ось. Только что полученную нагрузку на наклонный элемент мы умножаем на cos угла наклона раскоса и получаем значение воздействия на крайний горизонтальный сегмент пояса.

Узел a

-100 + 400 – sin(33,69) · S₃ = 0 — уравнение равновесия на ось у
S₃ = 300 / sin(33,69) = 540,83 кг — стержень 3 сжат
-S₃ · cos(33,69) + S₄ = 0 — уравнение равновесия на ось х
S₄ = 540,83 · cos(33,69) = 450 кг — стержень 4 растянут

Таким образом, последовательно переходя от узла к узлу, необходимо вычислить действующие в каждом из них силы. Обратите внимание, что встречно направленные векторы воздействий сжимают стержень и наоборот — растягивают его, если направлены противоположно друг от друга.

Определение сечения элементов

Когда для фермы известны все действующие нагрузки, пора определяться с сечением элементов. Оно не обязательно должно быть равным для всех деталей: пояс традиционно выполняют из проката более крупного сечения, чем детали заполнения. Так обеспечивается запас надёжности конструкции.

где: F_тр — площадь поперечного сечения растянутой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; R_y — расчётное сопротивление материала; γ_с — коэффициент условий работы.

Если с разрывающими нагрузками для стальных деталей всё относительно просто, то расчёт сжатых стержней производится не на прочность, а на устойчивость, так как итоговый результат количественно меньше и, соответственно, считается критическим значением. Рассчитать можно на онлайн-калькуляторе, а можно и вручную, предварительно определив коэффициент приведения длины, определяющий, на какой части общей протяжённости стержень способен изгибаться. Этот коэффициент зависит от метода крепления краёв стержня: для торцевой сварки это единица, а при наличии «идеально» жёстких косынок может приближаться к 0,5.

где: F_тр — площадь поперечного сечения сжатой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; φ — коэффициент продольного изгиба сжатых элементов (определяется по таблице); R_y — расчётное сопротивление материала; γ_с — коэффициент условий работы.

Также нужно знать минимальный радиус инерции, определяемый как квадратный корень из частного от деления осевого момента инерции на площадь сечения. Осевой момент определяется формой и симметрией сечения, лучше взять это значение из таблицы.

где: i_x — радиус инерции сечения; J_x — осевой момент инерции; F_тр — площадь сечения.

Таким образом, если разделить длину (с учётом коэффициента приведения) на минимальный радиус инерции, можно получить количественное значение гибкости. Для устойчивого стержня соблюдается условие, что частное от деления нагрузки на площадь поперечного сечения не должно быть меньше произведения допустимой сжимающей нагрузки на коэффициент продольного изгиба, который определяется значением гибкости конкретного стержня и материалом его изготовления.

где: l_x — расчётная длина в плоскости фермы; i_x — минимальный радиус инерции сечения по оси x; l_y — расчётная длина из плоскости фермы; i_y — минимальный радиус инерции сечения по оси y.

Обратите внимание, что именно в расчёте сжатого стержня на устойчивость отображена вся суть работы фермы. При недостаточном сечении элемента, не позволяющем обеспечить его устойчивость, мы вправе добавить более тонкие связи, изменив систему крепления. Это усложняет конфигурацию фермы, но позволяет добиться большей устойчивости при меньшем весе.

Изготовление деталей для фермы

Точность сборки фермы крайне важна, ведь все расчёты мы проводили методом векторных диаграмм, а вектор, как известно, может быть только абсолютно прямым. Поэтому малейшие напряжения, возникающие вследствие искривлений из-за неправильной подгонки элементов, сделают ферму крайне неустойчивой.

Сначала нужно определиться с размерами деталей внешнего пояса. Если с нижней балкой всё достаточно просто, то для нахождения длины верхней можно воспользоваться либо теоремой Пифагора, либо тригонометрическим соотношением сторон и углов. Последнее предпочтительно при работе с такими материалами, как угловая сталь и профильная труба. Если угол ската фермы известен, его можно вносить как поправку при подрезке краёв деталей. Прямые углы пояса соединяются подрезкой под 45°, наклонные — путём добавления к 45° угла наклона с одной стороны стыка и вычитанием его же с другой.

Детали заполнения вырезают по аналогии с элементами пояса. Основная загвоздка в том, что ферма — изделие строго унифицированное, а потому для её изготовления потребуется точная деталировка. Как и при расчёте воздействий, каждый элемент нужно рассматривать индивидуально, определяя углы схождения и, соответственно, углы подреза краёв.

Довольно часто фермы изготавливают радиусными. Такие конструкции имеют более сложную методику расчёта, но большую конструкционную прочность, обусловленную более равномерным восприятием нагрузок. Изготавливать скругленными элементы заполнения смысла нет, а вот для деталей пояса это вполне применимо. Обычно арочные фермы состоят из нескольких сегментов, которые соединяются в местах схождения заполняющих раскосов, что нужно учитывать при проектировании.

Сборка на метизах или сваривание?

В заключение было бы неплохо обозначить практическую разницу между способами сборки фермы свариванием и с помощью разъёмных соединений. Начать следует с того, что сверление в теле элемента отверстий под болты или заклёпки практически не влияет на его гибкость, а потому на практике не учитывается.

Когда речь зашла о способе скрепления элементов фермы, мы установили, что при наличии косынок длина участка стержня, способного изгибаться, существенно сокращается, за счёт чего можно уменьшить его сечение. В этом преимущество сборки фермы на косынках, которые крепятся сбоку к элементам фермы. В таком случае особой разницы в методе сборки нет: длины сварочных швов будет с гарантией достаточно, чтобы выдержать сосредоточенные напряжения в узлах.

Если же сборка фермы производится стыкованием элементов без косынок, здесь нужны особые навыки. Прочность всей фермы определяется наименее прочным её узлом, а потому брак в сваривании хотя бы одного из элементов может привести к разрушению всей конструкции. При недостаточном навыке ведения сварочных работ рекомендуется провести сборку на болтах или заклёпках с использованием хомутов, угловых кронштейнов или накладных пластин. При этом крепление каждого элемента к узлу должно осуществляться не менее чем в двух точках.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Сварка ферм для навеса из профильных труб

Навесы делают для защиты от дождя и солнца мест отдыха на свежем воздухе, крыльца, игровых площадок. Парковка для авто под навесом удобней, чем стоянка под открытым небом. Сварка навеса из профильных труб доступна даже новичкам. Однако, чтобы построить надежную и долговечную конструкцию, необходимо уметь правильно выбирать материал и знать, как сваривать фермы из профильной трубы.

Подробнее о фермах

Основой навеса являются стропильные фермы, связывающие его в единое целое. Они изготовляются в виде горизонтальной пространственной конструкции, собранной из элементов, соединяемых сваркой. Ферма состоит из нижнего и верхнего пояса, скрепленных вертикальными и диагональными (раскосами) перемычками. Основным плюсом навесов из профиля является их способность при небольшом весе успешно противостоять ветровым нагрузкам и весу снега. Сварка ферм может быть выполнена из швеллера, уголка, но чаще выбираются профильные трубы.

Выбор формы

Форма ферм зависит от назначения и условий эксплуатации навеса. Каждая из них обладает преимуществами и недостатками. К популярным относятся:

Треугольной формы — классика постройки крыш и навесов с крутыми скатами. Благодаря простой форме они легко рассчитываются и изготавливаются. Треугольные конструкции обеспечивают хорошую естественную освещенность пространства под собой. Однако потребуется дополнительный расход материала и длинные балки для соединения центральных частей обрешетки. Также отмечается сложность сваривания острых углов.
Полигональные конструкции строятся для защиты больших площадей. Из-за сложной формы для облегченных навесов не применяются. Благодаря высокой прочности пролеты между фермами можно увеличивать, что уменьшает расход металла.
Хорошей прочностью обладают также фермы с параллельными поясами. В отличие от других видов они собираются из повторяющихся элементов одного размера с минимальным количеством стыков. Поэтому сваривать ферму для навеса этого вида несложно.
Односкатные фермы трапециевидной формы, устанавливаемые на опорных столбах надежны, так как жестко фиксируют строение. Для них не требуются длинные трубы на верхнюю решетку.

Помимо перечисленных форм сварку ферм из профильной трубы производят в виде арок, ножниц, буквы П, асимметричных, двух шарнирных, мансардных с центральной опорой и без нее.

Преимущества профильных труб

Выбор прямоугольного профиля для строительства навеса рекомендуется специалистами, так как он обладает следующими достоинствами:

не нуждается в обработке огнестойкими составами;
профиль легко без деформации гнется с помощью простых устройств, что позволяет создавать сложные формы;
защита от коррозии осуществляется простым окрашиванием;
доступность приобретения во всех регионах;
ошибка при раскрое исправляется привариванием отрезка на прежнее место;
малый вес по сравнению с другим металлопрокатом равной прочности;
длительный срок службы.

Сварка простой односкатной конструкции

Сначала составляется чертеж с размерами элементов. Без инженерного образования сделать расчет нагрузок не получится, поэтому следует привлечь специалиста или воспользоваться онлайн калькулятором. Зная характеристики навеса, можно поискать в свободном доступе подходящий чертеж.

Для защиты автомобиля от непогоды чаще всего строят односкатные навесы размером 4×6 м. Фермы треугольной формы изготавливаются из профиля 30×30×1,2 мм. Верхние трубы имеют длину 3,9 м, нижние — 3,1 м. Три вертикальные стойки для их соединения вырезаются из такого же профиля. Крайняя делается высотой 0,6 м, остальные — по степени убывания. Для увеличения прочности в получившиеся участки зигзагообразно устанавливаются семь раскосов сечением 20×20 мм.

Для навеса длиной 6 метров нужно 5 ферм, устанавливаемых с шагом 1,5 м. Поверху они будут соединяться перемычками из профиля 20×20 мм через 0,5 м. Получившаяся обрешетка надежно удержит поликарбонат, не давая ему провисать под тяжестью снега. Для опорных стоек подготавливаются трубы сечением 80×80 или 100×100 мм. Поверху на них укладываются балки из профиля 30×30 мм.

Процесс сборки

Монтаж навеса производится в следующей последовательности:

Нарезаются шесть стоек. Их длина берется из расчета, что 0,6 — 0,8 вкапываются в землю. Высоты 2,1 м над поверхностью для легкового автомобиля достаточно. Для микроавтобуса с учетом бетонирования площадки потребуется 2,6 м.
Выкапываются шесть ямок — 4 по углам навеса и 2 посредине длинных сторон. Они необязательно должны располагаться по краям конструкции. Лучше стойки устанавливать с отступом 0,6 м внутрь. Это уменьшает нагрузку на провисание.
После заливки бетона необходимо дождаться его полного высыхания. Затем, отрезая лишнее, стойки выравниваются по высоте. Если расхождение небольшое, его устраняют подкладыванием металлических пластин.
При монтаже навеса впритык к стене вместо соответствующих опор в нее вмуровывают закладные.
Сварка ферм производится на земле.
После их готовности 3 стойки обоих рядов соединяются балками, на которые устанавливаются фермы.
Затем на верхнем поясе между фермами привариваются продольные перемычки.
Швы на собранной обрешетке зачищаются шлифовальной машинкой, чтобы не мешали укладке поликарбоната.
Готовая конструкция окрашивается. В обрешетке высверливаются отверстия для крепления кровли.
Листы поликарбоната прикручиваются саморезами с термошайбами так, чтобы они выступали за пределы каркаса на 10 — 15 см. Такие козырьки обеспечат защиту металла от дождевой воды.

Заключение

Для изготовления простого навеса достаточно квалификации начинающего сварщика. Особое внимание уделяется качеству шва, соединяющего нижний пояс с опорами, так как на него приходится основная нагрузка. При использовании волнистых кровельных материалов, отверстия для их крепления делаются в верхней точке волны.

Односкатный навес из металлопрофиля

Отдельно стоящий односкатный навес из металлопрофиля — популярная из-за своей простоты конструкция. Обычно его ширина 3–4 метра, поскольку при большем расстоянии между опорами без изменения уклона крыши навес будет смотреться непропорционально. А при уменьшении наклона цена конструкции заметно возрастает: нужно менять марку профнастила на лист с большей высотой волны и брать трубы для колонн большего сечения и толщины.

У простоты конструкции, кроме очевидного плюса в виде легкости и скорости монтажа, есть еще одно важное преимущество — односкатные навесы из профнастила надежнее двускатных из-за отсутствия конька и меньшего количества соединений. Еще их можно ставить ближе к меже: если развернуть скат в сторону вашего участка, осадки, стекающие по нему, точно не будут попадать на землю соседей.

Конечно, если вам нужен большой навес, например, для двух автомобилей, то лучше поставить классический двускатный. Во всех остальных случаях односкатная конструкция предпочтительней, особенно если у вас нет опыта в строительстве или он совсем небольшой. Просто следуйте нашим инструкциям, и вы сможете всего на 2–3 дня поставить односкатный навес из металлопрофиля своими руками.

Оглавление статьи

Проектируем односкатный навес из металлопрофиля: чертежи с размерами, расчетом нагрузок и материалов

По правилам стальные опоры для навеса нужно рассчитывать по СП 16.13330.2017 (актуализированная редакция СНиП II-23-81 Стальные конструкции). Но на практике это мало кто делает — просто опирают навес из профлиста односкатный на круглые или профильные трубы 80×80 мм либо 100×100 мм. Во-первых, при таких размерах расход материалов минимален и суммарная разница в цене между 6–10 трубами 80 мм и 100 мм исчезающе мала. Во-вторых, по выполненному по всем правилам расчету в качестве опор обычно нужно использовать профильные трубы сечением 65–70 мм. Учитывая, что нужен запас прочности, выбирают все равно все тот же профиль 80×80 мм. При этом чтобы сделать расчет, человеку без опыта может понадобиться не один час. То же касается и ферм — обычно их конструкцию берут из готовых чертежей, чтобы не тратить время не расчеты.

А вот ветровую и снеговую нагрузку по СП 20.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия) рассчитать придется. От этого прямо зависит минимально допустимый уклон кровли и марка профлиста.

Сделать это просто. Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:

где S_g — табличное значение веса снегового покрова на 1 м², который зависит от того, в каком снеговом районе идет строительство, а μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли:

μ = 1 для уклона меньше 30°;
μ = (60°−α)/(60°−30°) для уклона кровли, который равен α;
μ = 0, если уклон крыши больше 60°.

Определить снеговой район можно по карте ниже.

Пример

Если вы ставите односкатный навес из металлопрофиля с уклоном кровли 35° около своего дома в Подмосковье (III снеговой район), то снеговая нагрузка будет равна:

Ветровая нагрузка определяется по формуле:

где w — нормативная ветровая нагрузка, которая зависит от района строительства:

k(z_e) — поправочный коэффициент, который учитывает изменение ветрового давления в зависимости от высоты и определяется по таблице:

Таблица коэффициента k для типов местности

Высота z_e, м	Коэффициент k
Высота z_e, м	А	В	С
≤ 5	0,75	0,5	0,4
10	1,0	0,65	0,4
20	1,25	0,85	0,55
40	1,5	1,1	0,8
60	1,7	1,3	1,0
80	1,85	1,45	1,15
100	2,0	1,6	1,25
150	2,25	1,9	1,55
200	2,45	2,1	1,8
250	2,65	2,3	2,0
300	2,75	2,5	2,2

Примечание

Тип А — открытые побережья водоемов, пустыни, степи, лесостепи, тундра, сельская местность, включая населенные пункты с высотой объектов менее 10 м; тип В — города, леса и другие местности, которые равномерно покрыты препятствиями высотой более 10 м; тип С — городские плотно застроенные районы со зданиями высотой более 25 м.

с — аэродинамический коэффициент, который в свою очередь рассчитывается как сумма коэффициентов:

Значения коэффициентов c_p1 и с_p2 листами можно посмотреть в таблице ниже, с_f равен 0,04 для кровель, закрытых волнистыми листами.

Нагрузку считают по обеим схемам и учитывают наибольшую. Для тех углов, которых нет в таблице, значения получают линейной экстраполяцией. Для этого стоят график по двум точкам, соединяют их линией и, при необходимости, продлевают ее.

Пример

Продолжим предыдущий расчет. Итак, мы строим навес из профнастила односкатный с уклоном 35°. Значение c_p1 каждые 5 градусов увеличивается на 0,2, следовательно, для 35° оно будет равно 2,4, значение c_p2 каждые 5 градусов растет на 0,05, следовательно в нашем случае c_p2 будет равно 0,65. Коэффициент k(z_e) будет равен 0,5, поскольку высота постройки меньше 5 м, а пригород относится к местности типа B. Подмосковье относится к первой зоне по ветровому давлению, поэтому w равно 0,23 кН/м². Итого ветровая нагрузка:

Посчитанную снеговую и ветровую нагрузку суммируют, причем ветровую — с коэффициентом 0,9. После этого выбирают марку профнастила с несущей способностью, которая позволяет держать такую нагрузку.

Пример

Общая ветровая и снеговая нагрузка на односкатный навес из профлиста будет равна 1,245+0,9×0,355=1,5645 кН/м². Переводим это значение в кг/м² умножением на коэффициент 101,97 и получаем 159,53 кг/м². Поскольку максимальная несущая способность профнастила С21 при расстоянии между опорами 1,8 м и схеме опирания 2 равна 253 кг/м², этот лист отлично подходит для укладки на кровлю навеса. Более того — угол наклона можно даже снизить.

В наших примерах мы показали, как рассчитываются нагрузки. Для более наглядных расчетов угол наклона был взят равным 35°, но, конечно же, настолько крутая крыша у односкатных навесов практически не встречается. Обычно уклон берут намного меньше: 15°–20°, а иногда даже меньше — 10°. Поэтому профлист С21 подходит для таких навесов редко — его несущей способности просто не хватает для сопротивления ветровой и снеговой нагрузке даже в благополучной с климатической точки зрения Московской области. Поэтому на односкатный навес либо укладывают листы марки НС35 или НС44, либо делают более частую обрешетку.

Что касается чертежа — мы не рекомендуем самостоятельно заниматься проектированием навеса. Эту задачу лучше оставить специалистам с профильным опытом и знанием нормативов. Советуем воспользоваться готовыми чертежами стандартных односкатных навесов. Наиболее удачный вариант, с нашей точки зрения, приведен ниже.

Чертежи нужно использовать «как есть» — не пытайтесь пропорционально увеличить размеры или усовершенствовать схемы самостоятельно, за исключением случаев, когда у вас есть соответствующие знания, и вы точно знаете, что делаете. Это может привести к обрушению навеса снежной зимой или во время штормового ветра.

Как сделать односкатный навес из профнастила: пошаговая инструкция

Готовые чертежи у нас уже есть, теперь подробно расскажем, как построить односкатный навес из профнастила своими руками. Начнем с выбора для него места на участке. Навес, как и любая постройка:

должен находиться на расстоянии не менее одного метра до межи и не менее пяти метров до красной линии проезжей улицы;
ставится так, чтобы не затенять соседский участок;
по возможности устанавливается скатом в сторону, встречную для преобладающего ветра в местности.

Кроме того, если при строительстве навеса будет использоваться дерево или другие легко воспламеняющиеся материалы, при выборе места нужно учитывать требования пожарной безопасности. В остальном — полная свобода выбора места.

Устройство фундамента навеса

Площадку под будущим навесом перед строительством нужно подготовить. Убрать мусор, скосить траву, как минимум по периметру снять верхние 100 мм почвы и выровнять поверхность грунта. После этого можно приступить к разметке фундамента:

В месте установки угловых опор вбейте колышки так, чтобы получился ровный прямоугольник.
Натяните между угловыми колышками капроновую нить или другую тонкую веревку. Убедитесь, что она строго горизонтальна.
Отмерьте расстояния до промежуточных опор и разметьте их, вбивая колышки точно под капроновой нитью, чтобы все колонны были на одной линии. Расстояния отмеряйте не по грунту, а только по веревке.
Снимите капроновую нить.

На этом разметка завершена, и можно приступать к монтажу стальных столбов. В месте установки колышков пробурите скважину ямобуром глубиной на 200–300 мм ниже уровня промерзания грунта в местности и насыпьте на ее дно песчано-гравийную смесь слоем 100 мм. Опустите точно по центру ямы трубу и аккуратно вбейте ее так, чтобы она стояла вертикально без дополнительной поддержки. Если грунт слишком твердый и вбить столб не получается, используйте деревянные бруски для его установки, но старайтесь вбивать их в грунт так, чтобы получилась своеобразная тренога. Распорки между трубой и стенками скважины ставьте только в крайнем случае. Проверьте опору на вертикальность и, если все в порядке, залейте бетоном.

Бетонируют трубы классической смесью М200 из щебня, песка и цемента, соединенных в соотношении 4,8:2,8:1. Бетон вливают в скважину постепенно, и при заполнении ямы примерно на каждую треть его тщательно уплотняют, погружая в массу лом или тонкий штырь пару десятков раз по кругу. Это убирает пустоты, которые появляются в толще раствора во время его заливки. После бетонирования столб еще раз проверяют на вертикальность и повторяют процесс для всех остальных опор.

Готовому фундаменту нужно дать выстоятся одну-две недели, чтобы бетон успел набрать прочность. Работы по бетонированию проводят, когда температура ночью уже не опускается до нуля и, тем более, минусовых значений. Также нежелательно заливать бетон в очень жаркие дни.

Монтаж каркаса с фермами

После застывания бетона приступают к монтажу каркаса. Сначала обрезают верхнюю часть колонн, если они не на одном уровне, и горизонтально приваривают по одной профильной трубе 80х80 мм к вершинам опор, расположенных по одной стороне. Затем, поскольку навес из профнастила односкатный, крепят наклонные трубы ската крыши, соединяя противоположные колонны. После этого приваривают нижний пояс фермы и ее внутренние каркасные трубы. Последней делают обрешетку.

При сварке каркаса элементы конструкции сначала «наживляются» прерывистым швом и их проверяют на горизонтальность или соответствие углов. Сплошной шов делают только после этого, поскольку срезать и передать его намного сложнее.

По окончании работ все сварные швы зачищаются, каркас грунтуют и красят в два слоя. Открытые части труб закрывают пластиковыми заглушками.

Зашивка крыши навеса профнастилом

Профлист начинают укладывать на скат крыши со стороны, которая противоположна направлению преобладающего ветра. Старайтесь использовать листы, длины которых хватит, чтобы полностью перекрыть ширину ската и избежать поперечных стыков. В этом нет ничего сложного: любой производитель металлопрофиля выпускает листы длиной до 6 м, а для большинства стандарт в два раза больше — до 12 м.

Профнастил на односкатный навес укладывают с небольшим свесом, выравнивают по внешнему краю и крепят в низ профиля через волну в каждую поперечную трубу обрешетки. Второй и последующие листы крепят с продольным нахлестом в одну волну по той же схеме. Но само крепление в месте нахлеста делается в верх профиля.

Для крепления профлиста используют кровельные саморезы в цвет металла с самогерметизирующимися прокладками. Если толщина металла обрешетки не позволяет ввинтить их сразу, в месте крепления делают отверстие тонким сверлом, диаметр которого меньше диаметра шурупа. Это позволяет саморезу надежно закрепиться в профильной трубе.

Саморез ввинчивают строго перпендикулярно плоскости листа, контролируя усилие: важно зажать шуруп достаточно сильно, чтобы прокладка плотно прижалась к металлу, но не пережать его, иначе соединение будет негерметичным. Пережатые саморезы легко отличить по выдавленной за пределы шайбы прокладке.

После монтажа кровельного покрытия, торцы односкатного навеса и его верхнюю сторону можно закрыть ветровой планкой. Это придаст навесу более завершенный и эстетичный вид, а также дополнительно закрепит покрытие и снизит вероятность его срыва сильным ветром.

Что в итоге

Односкатный навес из металлопрофиля — это стандартная конструкция, известная своей надежностью и простотой монтажа. Именно такой навес чаще всего выбирают для дач и коттеджей.

Перед строительством навеса нужно рассчитать снеговую и ветровую нагрузку для местности, чтобы определить, какую нагрузку должна выдерживать постройка. По полученным числам обычно подбирают только марку профнастила, поскольку расчет сечения колонн очень сложен для новичков и навесы почти всегда опирают на трубы 80×80 мм или 100×100 мм, которых хватит с запасом.

Читайте также:

Мебельные светильники

Сделать отдельностоящий односкатный навес из металлопрофиля своими руками проще, чем любой другой вид укрытия. Это, опять-таки, связано с простой конструкцией и минимальным количеством элементов. Завершить весь монтаж можно за 2–3 дня без учета времени, необходимого для набора бетоном прочности. Просто следуйте инструкции, и совсем скоро у вас на участке будет свой функциональный, долговечный и красивый навес.

Односкатные навесы из профнастила с примыканием к дому самые распространенные. Они надежны и недороги, а еще их очень легко построить — монтаж такой конструкции займет 1–2 дня, и для него не нужно нанимать специалистов. При этом односкатные навесы — это классика, которая хорошо вписывается в любой архитектурный ансамбль, будь то подчеркнуто грубый сруб или дом в современном стиле.

Полезная статья? Сохраните ее в соцсетях, чтобы не потерять ссылку!

Сборка и монтаж теплого пола из полипропиленовой трубы

Варианты отопления не ограничиваются монтажом радиаторов на стенах. Системы «теплого пола» делают пребывание в доме особенно комфортным. Они бывают электрическими и водяными. В первом случае обогрев осуществляется кабелем, во втором – трубами с горячим теплоносителем. Надежным материалом для монтажа системы является полипропилен. Пластиковые трубы выдерживают высокую температуру и служат до 50 лет.

Особенности теплых водяных полов
Достоинства и недостатки полипропилена
Виды полипропиленовых труб
Однослойные
Многослойные
Нюансы применения
Пошаговая инструкция по монтажу контура из полипропилена
Подготовка основания
Монтаж полипропиленовых труб
Гидравлическое испытание
Заливка бетонной стяжки

Особенности теплых водяных полов

Полипропиленовые трубы имеют высокую устойчивость и длительный срок службы в бетонной стяжке

Обогрев помещения происходит за счет циркуляции теплоносителя в контуре, помещенном в бетонную стяжку пола. Нагрев воды происходит в отопительном котле, подключенном к системе. Движение жидкости по замкнутому контуру обеспечивает циркуляционный насос. Также в схему теплого пола входит распределительный коллектор, запорная арматура, фитинги.

Основание пола перед монтажом утепляется и гидроизолируется. После укладки, соединения и проверки системы трубы заливаются бетонной стяжкой. Тепло равномерно распределяется по всей толще пласта, аккумулируется и передается в помещение. Это оптимальный вариант, обогревающий дом по принципу конвекции. В хорошо утепленных комнатах он может служить основным источником отопления.

Теплый водяной пол обычно устраивают в частных домах. В квартирах системы не запрещены, но при их монтаже жильцы сталкиваются с некоторыми сложностями.

Водяной контур запрещено подключать к центральной системе отопления, поэтому необходима установка автономного котла. К тому же необходимо выяснить, сможет ли перекрытие выдержать вес бетонной стяжки. Один из основных минусов системы – сложность ремонта в случае протечки. В многоквартирном доме проблема обернется затоплением соседей.

Достоинства и недостатки полипропилена

Полипропилен не вступает в химические реакции с бетоном, поэтому не окисляется и не портится со временем

Один из наиболее популярных видов водяного отопления – теплый пол из полипропиленовых труб. Среди множества доступных материалов его выбирают благодаря множеству достоинств:

Отсутствие коррозии и отложений.
Химическая инертность, материал не окисляется при взаимодействии с бетоном.
Армированные трубы обладают прочностью, необходимой для безопасной эксплуатации системы.
Высокая теплопроводность полипропилена обеспечивает быструю передачу тепла.
Продолжительная эксплуатация теплого пола. При грамотном монтаже срок службы составляет 25-30 лет.
Доступная стоимость изделий из полипропилена.
Материал устойчив к колебанию температуры, не рвется при замерзании воды.

Полипропилен для теплого пола не обладает гибкостью, поэтому при монтаже контура требуются соединительные фитинги.
Высокий коэффициент расширения при нагревании.
Для монтажа системы необходимо умение обращаться с паяльным аппаратом.

При выборе материала для монтажа отопительной системы учитывают толщину и диаметр труб.

Виды полипропиленовых труб

По конструкции трубы бывают однослойные и многослойные. Две большие группы делятся на несколько подгрупп по типу основного материала или армирования.

Однослойные

Однослойные трубы для отопления должны выдерживать давление и высокую температуру

Область применения изделий зависит от материала, использованного для их изготовления:

PPH – гомопропиленовые изделия для холодного водоснабжения.
PPB – блоксополимер, используется в низкотемпературных отопительных системах.
PPR – рандом-сополимер это оптимальный вариант для монтажа теплого пола.
PPS – негорючий полипропилен, выдерживающий высокую температуру воды.

Еще одним параметром классификации является рабочее давление. Оно указывается производителем при маркировке изделий:

PN10 – тонкостенная конструкция, рассчитанная на давление в 10 бар и температуру 45°C.
PN16 – рассчитана на номинальное давление 16 бар.
PN20 – изделие предназначено для трубопроводов с давлением 20 бар и потока воды до 75°C.

Трубы российского производства имеют класс эксплуатации, определяемый ГОСТом. Для отопления рекомендуются изделия 3-4 класса.

Многослойные

Труба, армированная металлом, имеет большую степень жесткости

Трубы, состоящие из нескольких слоев, более устойчивы к повреждениям и деформации при нагревании. Армирующий каркас выполняется из стекловолокна или алюминиевой фольги. Он располагается между двумя слоями пропилена. Фольга защищает трубопровод от проникновения воздуха в закрытую систему. Изделия с композитным каркасом чаще применяются при устройстве водяного теплого пола. Они обладают необходимой жесткостью, не требуют зачистки при спайке.

Нюансы применения

Чтобы система отопления работала эффективно, необходимо выполнить предварительный расчет количества труб и выбрать схему укладки. Желательно выполнить чертеж на миллиметровой бумаге. Существует две схемы укладки – «змейка» и «улитка». Для ускорения монтажа профессионалы рекомендуют размещать контур на сетке с крупными ячейками, прикрепляя его пластиковыми клипсами. Укладка трубопровода бывает двойная и одинарная. Оптимальный диаметр труб составляет 16-20 мм.

Для нормального функционирования теплого пола предусмотрено несколько правил монтажа полипропилена:

Общая длина контура не должна превышать 80 метров.
Рекомендованный шаг витков 30 см, для увеличения интенсивности обогрева его уменьшают до 15 см.
Схема укладки «змейка» проще, но она подходит для маленьких помещений.
Температура теплоносителя должна быть в пределах 35-55°C.

До начала работ выбирается напольное покрытие. Система теплого пола совместима с плиткой, ламинатом, линолеумом.

Пошаговая инструкция по монтажу контура из полипропилена

При использовании фитингов для углового соединения труб паяльник не пригодится

Для монтажа теплого пола из полипропиленовых труб своими руками потребуются следующие инструменты:

паяльник для пластика с насадками;
ножницы для резки труб;
рулетка;
строительный уровень;
дрель.

Для приготовления бетонного раствора желательно использовать бетономешалку.

Подготовка основания

Базовое основание для системы отопления должно быть горизонтальным. При значительных перепадах высоты заливается бетонная стяжка. Конструкция накрывается слоем гидроизоляции. Наиболее практичный вариант – полиэтиленовая пленка. По периметру помещения клеится демпферная лента, компенсирующая расширение бетона. Следующий шаг – теплоизоляция. Чтобы сократить потери тепла, под контур укладывают плиты пеноплекса, пенополистирола, базальтовой ваты. Специалисты советуют использовать материал с фольгированной поверхностью. Она отражает тепло в комнату.

Читайте также:

Можно ли клеить обои на панели МДФ?

Монтаж полипропиленовых труб

В первую очередь монтируется коллектор, к которому будут крепиться контуры

До начала укладки монтируется распределительный коллектор с клапаном и вентилями. К нему будет присоединяться контур. Трубы укладываются на утеплитель или армирующую сетку с ячейками 10×10 см. Второй вариант удобнее и надежнее. При работе с полипропиленом важно соблюдать температурный режим. Монтаж производится в теплом помещении, где выше +5°C.

Контур выкладывается по намеченной схеме. Отдельные участки соединяются паяльником. Спаивание дает прочный и герметичный шов. Новичкам рекомендуется выполнить несколько пробных сварных работ, чтобы не испортить трубопровод. К армирующей сетке трубы крепят пластмассовыми хомутами, проволокой. Крепеж нельзя сильно затягивать.

Гидравлическое испытание

Опрессовку проводят в течение 3 дней при двукратной гидравлической нагрузке

После подсоединения контура к распределительному узлу проводится опрессовка системы. В трубопровод подается вода под давлением. Процедура помогает найти некачественные швы, трещины. Воду оставляют на сутки и следят за параметрами давления. Если они стабильны, теплый пол собран качественно.

Заливка бетонной стяжки

Завершающий этап – заливка цементной стяжки по маякам. Раствор выливается на пол и растягивается правилом. Оптимальная толщина слоя 5-7 см. После схватывания бетона маяки удаляются, отверстия заделываются цементным раствором. Для равномерного высыхания стяжка накрывается пленкой и поливается водой 14 дней. Включение системы теплого пола выполняется через 1 месяц.

Полипропиленовые трубы долговечные, недорогие и надежные. Материал легко монтируется, позволяя выполнить весь объем работы своими руками.

Сборка и монтаж теплого пола из полипропиленовых труб

Система теплого водяного пола эффективно используется в качестве основного или дополнительного источника обогрева дома, создавая комфортные условия в помещении. Организовать можно теплый пол из полипропиленовых труб своими руками, но для этого нужно тщательно изучить специфику и нюансы этого дела, разработать проект и схему укладки труб, закупить необходимое количество комплектующих, подготовить инвентарь.

Специфика теплых водяных полов
Как составить схему расположения греющего контура?
Пошаговая инструкция по монтажу теплого пола
Чем лучше отделать теплый водяной пол?

Специфика теплых водяных полов

Системы водяного греющего пола можно разбить на две группы — бетонные и легкие. Бетонные еще называются «мокрыми», поскольку одна из стадий процесса изготовления многослойного «пирога» представляет из себя заливку трубопровода раствором. Это требуется, чтобы над системой трубок с диаметром 16-18 мм находилось не меньше 3 см строительного бетона.

Легкая укладка труб теплого пола подразумевает полистирольный и деревянный методы монтажа системы. В первом варианте трубки устанавливают в пазы пенополистирола с дальнейшей заливкой цементной смесью, во втором — в конструкцию из деревянных досок. Легкие системы отличаются меньшей толщиной слоев (от 18 мм), соответственно, и вес. Их можно обустраивать на участках, где нет возможности выполнить многослойную бетонную стяжку.

Исследование всех разновидностей труб показало, что подходящим решением являются изделия из армированного полимера с разметкой PERT и сшитого полиэтилена с маркировкой PEX, но их вполне можно заменить полипропиленовыми трубами.

Кроме непосредственно трубопровода, который в данном случае выполняет роль обогревателя, понадобится коллекторно-смесительный узел (гребенка), распространяющий теплоноситель по контуру. Коллектор выполняет и другие важные функции:

удаляет воздух из контура,
регулирует температуру жидкости,
контролирует расход.

Конструкция смесительного узла довольно сложна и состоит из таких элементов:

коллекторы с балансировочными клапанами, перекрывающими вентилями и счетчиками расхода;
воздухоотводчик, работающий в автоматическом режиме;
комплект фитингов для соединения отдельных элементов;
дренажные сливные краны;
крепеж – фиксирующие кронштейны.

Если система теплого пола подсоединяется к общему стояку, то коллекторный узел нужно оснастить циркуляционным насосным оборудованием, байпасом и термостатическим вентилем. Возможных приспособлений так много, что для их выбора лучше посоветоваться с профессионалом.

Для более удобного обслуживания и дополнительной защиты коллекторно-смесительный узел убирается в шкаф, который располагается в доступном месте. Неплохо, если все контуры, которые отходят от конструкции, были одной длины и располагались недалеко друг от друга.

Как составить схему расположения греющего контура?

Предварительно составленный проект поможет избежать некоторых ошибок, которые возникают во время закупки комплектующих или монтажа контура. В проекте отражаются способы укладки полипропиленовых труб: змейка или улитка.

В помещениях с большим периметром часто используют комбинированные схемы укладки труб теплого контура, чтобы достичь максимального уровня теплоотдачи. К примеру, в центре можно уложить трубы «улиткой», а по краям – «змейкой», так, чтобы напольное покрытие вдоль стен с окнами нагревалось сильнее.

Рекомендации по составлению эффективной схемы монтажа и крепления труб:

Протяженность контура напрямую зависит от его диаметра: для 16 мм – не более 100 м, для 20 мм – не более 120 м. Это правило нужно соблюдать, чтобы создать оптимальное давление в системе.
Если укладывается несколько контуров, то они должны быть одинаковой или почти одинаковой длины (максимальная разница – 15 м).
Каждый контур должен находиться в границах одного помещения.
Интервалы между витками труб – шаги – не должны превышать 300 мм в центре помещения и 150 мм по краям.
Расход труб рассчитывают следующим образом: при шаге 100 мм – 10 м/м², при шаге 150 мм – 6,7 м/м².
Контур должен «обходить» места, где стоит мебель или сантехнические устройства.
Один контур рассчитан на помещение, площадь которого не превышает 40 м², максимальная длина одной стороны контура – 8 м.

Стандартная формула для расчета длины контура: активную отопительную площадь (м²) поделить на шаг укладки (м) и прибавить расстояние до коллектора и размер загибов. Регулировать температуру теплоносителя в системе (не более + 55ºС) нужно при помощи термостата.

Для получения более точных расчетов и наиболее эффективной схемы тёплого водяного пола, стоит обратиться к специалистам – инженерам-теплотехникам.

Пошаговая инструкция по монтажу теплого пола

Монтаж труб – один из самых ответственных этапов при организации системы теплого водяного пола.

Разберем этапы прокладки мокрого теплого пола, так как этот вид более популярен. Обстоятельства, которые вызывают проблемы и трудности, предпочтительнее обговорить вместе с профессионалами. Собирать контур и крепление трубы теплого пола своими руками сайт «Сантехник Портал» рекомендует только тем, у кого уже есть опыт работы с нагревательными устройствами и, хотя бы, базовые знания из области строительства.

Внимание! Не рекомендуется конструировать теплые водяные полы в городских квартирах с централизованным отоплением, поскольку получить разрешение почти невозможно, а также велик риск появления аварийной ситуации и затопления соседей снизу.

Обустройство тёплых полов водяного способа обогрева содержит последовательность стандартных этапов:

Составление схемы и выполнение расчетов. Понадобится схема с контурами, которой необходимо следовать в процессе укладки труб – она потребуется и в будущем, когда появится необходимость в ремонтных работах.
Приобретение материалов и инвентаря, необходимых для прокладки системы обогрева: труб и деталей для установки контуров, гидроизоляции, утеплителя, арматурной сетки, сухой смеси для приготовления раствора, демпферной ленты.
Подготовка основания. Если пол является ровненькой бетонной плитой, то в подготовке основания нет необходимости. В этом случае толщина слоев будет минимальной — около 8 см. Труднее выполнить монтаж по грунту, который предполагает тщательное выравнивание и максимальное утепление.
Прокладка гидроизоляционного слоя. В качестве изоляции от влаги применяют рулонный полиэтилен или рубероид, а также наплавляемую изоляцию, которой необходим нагрев. Рулоны режут на фрагменты требуемой протяженности, которые кладут по всей площади комнаты с нахлестом 15-20 см и заворачивают на стены. Если основанием является бетонная плита, то достаточно мастики — жидкой пропитки, которая просто наносится кистью в несколько слоев.
Установка теплоизоляционных плит. Экструдированный пенополистирол (ЭППС) или ППС высокой плотности в виде профильных матов помещаются на гидроизоляционный слой. Толщина от 3 до 10 см, в зависимости от вида основания. Если на покрытии из утеплителя остались щели, то их тоже нужно заделать кусочками ЭППС или монтажной пеной.
Монтаж полипропиленовых труб. Начать стоит с разметки и обозначения направленности контуров. При помощи маркера нужно отметить путь прокладки трубопровода. Для правильного монтажа магистрали необходимо брать во внимание ширину шага, углы поворотов и диаметр труб.
На следующем этапе обычно крепится шкаф для коллекторного узла и подготавливается защитную гофру, надевающаяся на трубки на участках подсоединения к узлу и бетонной стяжке, а также при переходах из одного помещения в другое или на границе двух контуров.
Крепление демпферной ленты по периметру. Амортизационное полотно предназначено для компенсации теплового расширения стяжки. Крепится лента по периметру стен, у основания на полу которых будут проложены трубы теплого контура. Демпферная лента представляет собой вспененный полиэтилен шириной 10 см. Может быть на клейкой основе и без нее. Если есть клей, то нужно просто приклеить ленту к оштукатуренной стене, если лента без клейкой основы, то можно закрепить еще скотчем или чем-то другим.
Укладка пароизоляции с фольгой. Данный этап у многих вызывает споры, но фольга стоит не дорого, поэтому можно сделать с ее помощью дополнительную гидроизоляцию поверх контура. В качестве защиты от пара используется обычный или фольгированный полиэтилен, который помещается на пенополистирол. Такая изоляция также защищает контур от проникновения агрессивной среды стяжки, что продлевает срок его эксплуатации.
Процесс установки арматурной сетки. На этом этапе можно применять и металлическую, и пластиковую сетку с размерами ячейки 10 см х 10 см. Сетка из пластмассы более дешевая и безопасная для трубопровода. Отдельные фрагменты кладутся с небольшим нахлестом друг на друга и фиксируются хомутами. Стоит отметить, что рифленую арматуру для этого использовать запрещено, так как высокая вероятность, что она повредит полипропиленовые трубы.
Монтаж распределительной гребенки. Устанавливать коллекторно-смесительный узел в идеале следует поближе к центру этажа. Тогда и контуры по длине будут примерно одинаковы. К тому же, такое размещение упростит процесс настройки полов в дальнейшем.
Подсоединение магистрали и гидравлические испытания. Чтобы проверить систему на герметичность, к одному входу коллектора подключается водопровод, к другому – опрессовочный насос. Контуры проверяются поочередно, по одному, остальные во время процедуры перекрыты. После подачи воды нужно диагностировать наличие воздуха в системе и чистоту теплоносителя. Испытание необходимо осуществлять до тех пор, пока жидкость не станет чистой. Отток воды из трубопровода выполняется обратно в коллектор, откуда — в канализацию по шлангу. Если обнаружена протечка, то ее нужно ликвидировать.
Заливка песчано-цементной смеси. Используя строительный уровень, требуется поставить маяки, ориентируясь на высоту чистого пола. Вместо маяков можно использовать обычный потолочный профиль для монтажа гипсокартона. Затем необходимо залить стяжку бетонной смесью, усиленной фиброй и пластификаторами. Пластификатор повышает степень подвижность раствора при засыхании, а фибра делает стяжку более прочной.

Читайте также:

Как сделать ванну устойчивой

Спустя 2-3 дня поверхность стяжки нужно зачистить – подрезать демпферную ленту, убрать лишний мусор. В течение двух недель бетонное основание необходимо увлажнять и накрывать полиэтиленовой пленкой.

Чем лучше отделать теплый водяной пол?

Лучшим напольным покрытием для теплого водяного пола является керамическая плитка. Этот материал отличается высоким запасом прочности и при нагревании не выделяет вредных веществ. Но у кафельных плиток есть недостаток – на ощупь она холодная, поэтому керамическое покрытие лучше выполнять над системой обогрева на кухне, в санузле или на балконе.

Если выбирать ковролин или линолеум, то нужно обращать внимание на маркировку. Для теплых полов подходят только специальные изделия, помеченные соответствующим знаком.

Еще один красивый, недорогой и практичный вариант – отделка финишного напольного покрытия ламинатом, который имитирует деревянный паркет. Ламинат обладает прекрасной теплопроводностью, на вид и ощупь – теплый.

Срок службы водяного обогревающего контура составляет около 50 лет. Но добиться этого можно только если придерживаться всех правил, когда монтируется теплый пол из полипропиленовых труб своими руками. Также стоит выбрать оптимальный шаг прокладки магистрали, чтобы сэкономить значительную сумму на закупке материалов, и снизить траты на отопление в процессе эксплуатации.

Теплые полы из полипропиленовых труб

Т еплый пол из полипропиленовых труб своими руками считается хорошей альтернативой и дополнением радиаторной схемы обогрева. Монтаж своими руками задача интересная. В данной статье будут подробно рассмотрены положительные и отрицательные стороны полипропилена и поэтапный монтаж труб теплого пола в комнате.

Характеристики полипропиленовых труб
Расчет количества полипропиленовых труб
Подготовительный этап укладки полипропиленовых труб
Укладка полипропиленовых труб
Монтаж контуров коллектора

Характеристики полипропиленовых труб

Примененные полипропиленовые трубы в системе теплового пола позволяют достичь следующих положительных моментов:

Продолжительный период эксплуатации без аварий, труба для теплых полов может прослужить без проявления дефектов более пятидесяти лет.
Полипропилен химически инертный материал, поэтому в агрессивной среде долгое время остается абсолютно целым.
Данная труба не накапливает внутри себя никаких отложений, так же не подвергается коррозийным процессам.
Выполненный трубопровод из полипропиленовых труб обладает низким уровнем распространения шума.
По завершению укладки образуется монолитная сеть, которая полностью исключает утечку теплоносителя, а это, в свою очередь, значительно повышает срок службы схемы.
Работу по сварке полипропиленовых труб может выполнить любой начинающий специалист.
Комплектующие и сама труба имеют довольно привлекательные ценники.
За счет своей значительной прочности изделие способно выдержать большое давление.
Благодаря небольшому весу, монтаж теплового пола протекает без значительных трудностей.
В случае замерзания теплоносителя труба не разрушается, потому что полипропилен способен расширяться. А при оттаивании успешно принимать первоначальную форму.
Тёплый пол, выполненный из полипропиленовых труб, является экологически безопасным изделием, так как в процессе эксплуатации не происходит выделения отравляющих веществ.

К недостаткам можно отнести, что труба для теплых полов из пропилена чувствительна к высоким температурам. Именно поэтому в пожароопасных помещениях недопустимо применять такой пол. Так же запрещено, чтобы теплоноситель имел температуру 95 градусов.

Расчет количества полипропиленовых труб

Перед тем как укладывать т еплый пол из полипропиленовых труб своими руками, необходимо все тщательно рассчитать. Перед осуществлением расчета на миллиметровой бумаге выполните чертеж пола в масштабе. Монтировать теплый пол из труб можно с помощью двух методов:

Змеевидный.
Спиралевидный.

Наиболее простым в исполнении считается первый вариант. Но он имеет соответствующий недостаток. Теплоноситель теряет температуру по мере прохождения по трубе и в дальней точке будет плохо прогревать пол. Такой метод применяют, когда нужно в одной части комнаты сделать пол теплее, чем в другой.

Спиральная схема установки лишена такого недостатка. Происходит чередование горячей и холодной трубы. Этот метод является наиболее популярным.

Выбрав желаемую схему, нужно нанести ее на чертеж. Допустимый интервал между трубами равен 35 сантиметрам. Считается, что труба для теплых полов с диаметром в 16 мм прогревает толщу стяжки во всех направлениях на 15 см. А это значит, что шаг трубы меньше 15 см нецелесообразен.

От стен трубы должны монтироваться на расстоянии более 20 см. Длина одного контура не должна быть больше 80 м, приемлемой длиной считается показатель в 50 м.

Обязательно выберите и укажите место установки коллектора на схеме. Так как труба контура стартует и финиширует именно в нем. Для определения метража, измерьте получившийся трубопровод на чертеже с помощью линейки и умножьте на масштаб. К конечной цифре прибавьте десяти процентный запас на подрезку.

Распределение контура теплового пола

Подготовительный этап укладки полипропиленовых труб

Для того чтобы сделать теплый пол из полипропиленовых труб своими руками нужно правильно выполнить все подготовительные мероприятия. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

Нужно удалить старое напольное покрытие, а так же выполнить демонтаж стяжки.
Осуществить осмотр основы и, если это нужно, то отремонтировать трещины и выбоины. Для этого трещины очищаются от крошки бетона до твердой части, затем грунтуются и заделываются раствором.
Затем выполняется монтаж гидроизоляционного слоя. В этой роли применяется плотная полипропиленовая пленка. Если невозможно уложить всю площадь пола единым куском, то на стыках пленки нужно выполнять нахлест минимум 15 сантиметров, а скреплять пленку нужно скотчем. На стенки она должна заползать на 20 см.
Далее выполняется монтаж теплоизоляционного слоя. Можно применять различные материалы как рулонного, так и плиточного исполнения. Если был выбран пенополистирол экструдированный, то важно соблюсти полное отсутствие зазоров между плитами. Чтобы избежать щелей рекомендуется монтировать утеплитель в два слоя, таким образом, чтобы верхние плитки перекрывали стыки нижнего ряда. Так же оставшиеся щели можно заполнить строительной пеной.
Затем выполняется укладка подложки с фольгированным слоем. Данное покрытие отражает тепловые лучи вверх, тем самым лучше прогревая стяжку и соответственно воздух в комнате. Это покрытие соединяется специальным фольгированным скотчем.

Строгое следование и тщательное выполнение всех подготовительных действий позволяет значительно снизить финансовые затраты на энергоносители и сделать теплые полы в однотрубной системе отопления, которые прослужат долгое время.

Укладка полипропиленовых труб

Для плавного обогрева всей площади комнаты рекомендуется применять схему укладки “змейка”.

Для укладки труб можно приобрести маты с бобышками, либо применять армированную сеть с крупным размером ячейки.

Сетка так же осуществит армирование стяжки, что увеличит срок ее эксплуатации. Труба прикрепляется к сетке по ранее расчерченному плану с применением вязальной проволоки или пластиковых хомутов. Не рекомендуется сильно затягивать крепеж, так как можно повредить трубу. Расстояние между хомутами не должно быть больше 80 сантиметров.

Затем выполняется установка коллектора. В него сходятся начало и конец всех контуров теплового пола.

Монтаж контуров коллектора

Перед тем как смонтировать теплый пол из полипропиленовых труб своими руками, убедитесь, чтобы укладка труб соответствовала вашей схеме.

На завершающем шаге производится подключение и настройка контуров в коллекторе согласно сопроводительным документам изделия. Основной алгоритм выглядит следующим образом:

Закрепление начала трубопровода в подающем коллекторе, а его конца в обратном.
Далее проверяется система на работоспособность. Для этого заполняется каждый контур теплоносителем в отдельности. Для вытравливания воздуха все клапана в распределителе открываются.
Нужно установить давление в трубах в полтора раза выше рабочего, но он не должен быть меньше 6 бар.
Спустя четверть часа уровень давления снизился, его нужно повысить вновь. Этот этап проводится трижды.
Затем схема остается нагруженной ровно на сутки. Монтаж признается исполненным грамотно, если давление упало всего на 2 бара.

Затем производится заливка стяжки с обязательным использованием специализированных присадок, в виде микрофибры. Раствор должен высохнуть полностью, в период его просушки категорически запрещено использовать тепловой пол.

В вышеописанном материале был полностью освещен вопрос, как выполнить тепловой пол из полипропиленовых труб самостоятельно. Изучив его, вы сможете выполнить данный вид ремонта самостоятельно.