Рекомендуемый угол наклона кровли. Расчет угла наклона крыши. Выбор угла наклона кровли
Warning
: Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php
on line 2580
Warning
: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php
on line 1802
Построить любую крышу не так просто, как кажется. А если хочется, чтобы она была надежной, прочной и не боялась различных нагрузок, то предварительно, еще на этапе проектирования, нужно произвести немало расчетов. И они будут включать в себя не только количество материалов, используемых для монтажа, но и определение углов наклона, площади скатов и т. д. Как рассчитать угол наклона крыши правильно? Именно от этого значения во многом будут зависеть и остальные параметры этой конструкции.
Проектирование и строительство любой кровли – всегда очень важное и ответственное дело. Особенно, если речь идет о кровле жилого дома или сложной по форме крыше. Но даже обычная односкатная, устанавливаемая на невзрачном сарайчике или гараже, точно так же нуждается в проведении предварительных расчетов.
Если заранее не определить угол наклона кровли, не выяснить, какую оптимальную высоту должен иметь конек, то велик риск построить такую кровлю, которая рухнет после первого же снегопада, или все отделочное покрытие с нее будет сорвано даже умеренным по силе ветром.
Также угол наклона кровли будет значительно влиять на высоту конька, на площадь и габариты скатов. В зависимости от этого можно будет более точно рассчитать количество требуемых для создания стропильной системы и отделки материалов.
Цены на различные виды кровельных коньков
Конек кровельный
Единицы измерения
Вспоминая геометрию, которую каждый изучал в школе, можно с уверенностью заявить, что угол наклона крыши измеряется в градусах. Однако в книгах, посвященных строительству, а также в различных чертежах можно встретить и другой вариант – угол указан в процентах (тут имеется ввиду соотношение сторон).
В целом, углом наклона ската является угол, который образован двумя пересекающимися плоскостями – перекрытием и непосредственно скатом крыши. Он может быть только острым, то есть лежать в диапазоне 0-90 градусов.
На заметку! Очень крутые скаты, угол наклона которых составляет более 50 градусов, встречаются крайне редко в чистом виде. Обычно они используются только при декоративном оформлении крыш, могут присутствовать в мансардах.
Что касается измерения углов кровли в градусах, то тут все просто – эти знания есть у каждого, изучавшего в школе геометрию. Достаточно набросать схему кровли на бумаге и при помощи транспортира определить угол.
Что касается процентов, то тут необходимо знать высоту конька и ширину здания. Первый показатель делится на второй, а полученное значение умножается на 100%. Таким образом, можно вычислить процентное соотношение.
На заметку! При процентном соотношении 1 обычный градус наклона равен 2,22%. То есть скат с углом 45 обычных градусов равен 100%. А 1 процент – это 27 угловых минут.
Таблица значений — градусы, минуты, проценты
Какие факторы влияют на угол наклона?
На угол наклона любой кровли влияет очень большое число факторов, начиная от пожеланий будущего владельца дома и заканчивая регионом, где дом будет располагаться. При расчете важно учитывать все тонкости, даже те, что на первый взгляд кажутся незначительными. В один прекрасный момент они могут сыграть свою роль. Определять подходящий угол наклона крыши следует, зная:
- виды материалов, из которых будет строиться пирог кровли, начиная от стропильной системы и заканчивая внешней отделкой;
- условия климата в данной местности (ветровая нагрузка, преобладающее направление ветров, количество осадков и т. д.);
- форму будущего строения, его высоту, дизайн;
- назначение строения, варианты использования чердачного помещения.
В тех регионах, где отмечена сильная ветровая нагрузка, рекомендуется строить крышу с одним скатом и небольшим углом наклона. Тогда при сильном ветре у кровли больше шансов устоять и не быть сорванной. Если же для региона характерно большое количество осадков (снега или дождя), то скат лучше делать более крутым – это позволит осадкам скатываться/стекать с кровли и не создавать дополнительной нагрузки. Оптимальный уклон односкатной кровли в ветреных регионах варьируется в пределах 9-20 градусов, а там, где выпадает много осадков – до 60 градусов . Угол 45 градусов позволит не учитывать снеговую нагрузку в целом, но давление ветра в этом случае на крышу будет в 5 раз больше, чем на кровлю с наклоном всего 11 градусов.
На заметку! Чем больше параметры уклона крыши, тем большее количество материалов потребуется для ее создания. Стоимость увеличивается минимум на 20%.
Углы скатов и кровельные материалы
Не только климатические условия будут оказывать значительное влияние на форму и угол скатов. Немаловажную роль играют и используемые для строительства материалы, в частности – покрытие крыш.
Таблица. Оптимальные углы наклона скатов для кровель из различных материалов.
На заметку! Чем меньше показатель наклона кровли, тем меньший шаг используется при создании обрешетки.
Цены на металлочерепицу
Металлочерепица
Высота конька тоже зависит от угла ската
При расчетах любой кровли за ориентир всегда берется прямоугольный треугольник, где катеты – это высота ската в верхней точке, то есть в коньке или же переходе нижней части всей системы стропил в верхнюю (в случае с мансардными кровлями), а также проекция длины конкретного ската на горизонталь, которая представлена перекрытиями. Здесь есть только одна постоянная величина – это длина крыши между двумя стенами, то есть длина пролета. Высота коньковой части будет меняться в зависимости от угла наклона.
Спроектировать кровлю помогут знания формул из тригонометрии: tgA = H/L, sinA = H/S, H = LхtgA, S = H/sinA, где А – это угол ската, Н – высота кровли к области конька, L – ½ всей длины пролета кровли (при двухскатной крыше) либо вся длина (в случае односкатной кровли), S – длина самого ската. Например, если известно точное значение высоты коньковой части, то определяется угол наклона по первой формуле. Найти угол можно будет по таблице тангенсов. Если же в основе расчетов лежит угол кровли, то найти параметр высоты конька можно по третьей формуле. Длину стропил, имея значение угла наклона и параметров катетов, можно посчитать по четвертой формуле.
Уклон кровли является одним из важнейших параметров при проектировании крыши наряду с выбором и расчетом стропильной системы, расчетом утеплителя и кровельного покрытия.
От наклона крыши зависит ее эффективная работа, а рассчитывается параметр в зависимости от региона размещения строения, назначения чердачного пространства и типа кровельного материала.
Прежде чем начать составлять план будущей конструкции, нужно обязательно узнать о параметрах скатов все необходимое, чтобы провести грамотный монтаж и увеличить срок службы кровли.
Что нужно знать об уклоне скатов?
Уклон крыши – это величина наклона скатов относительно уровня горизонта. Этот показатель измеряется в градусах на практике, но в нормативных документах может указываться в процентах, как, например, в СНиПе II-26-76 «Кровли».
Уклон кровли в процентах сильно отличается от значений в градусах, например, 1 градус = 1,7 %, а 31 градус будет составлять уже 60 %, поэтому такие соотношения важно знать, чтобы не ошибиться при расчетах.
Для проектируемых крыш актуально вычисление величины наклона, но при оформлении готовой стропильной системы можно использовать специальный прибор – угломер, который поможет определить угол.
В случае готовой конструкции из стропил знание угла нужно для расчета материала покрытия.
Величина уклона скатов зависит от следующих параметров:
- возможность защиты здания от внешних негативных воздействий с помощью возводимой конструкции;
- дизайнерские решения и архитектурные особенности региона;
- используемый материал: каждый материал требует определенных допустимых показателей, при которых его можно устанавливать;
- ветровые нагрузки: чем выше угол, тем больше крыша будет играть роль паруса – крутые скаты будут ловить больше ветра;
- снеговые и дождевые нагрузки: крыши с большим углом наклона способны быстрее избавляться от выпавших осадков;
- функция будущего чердачного помещения: если планируется мансарда, для рационального использования пространства у двускатных крыш делаются не слишком крутые уклоны;
- финансовые возможности: у строений, угол уклона кровли которых составляет 45 градусов и более, вырастают затраты на стройматериалы.
Разуклонка скатов подразумевает собой работы по созданию наклона у плоских крыш, устройства на них коньков, ендов и обустройства дымоходов и фронтонов.
За счет таких действий односкатная крыша избавляется от проблем с осадками и мусора на поверхности.
Минимальным значением наклона для плоских скатов считается полтора процента. При таком показателе подойдут далеко не все виды кровельных материалов.
При этом скаты обязательно оборудуются системой водоотведения для эффективного удаления осадков.
Разуклонку лучше проверять до монтажа скатов на земле, выстроив нужный угол наклона у небольшого элемента ската.
Его поливают водой, и если жидкость эффективно пройдет к водосливу, то выбранный наклон можно считать достаточным.
Взаимосвязанность кровельного материала и угла уклона скатов
При разработке дизайна будущей крыши нужно четко представлять, как кровля будет выглядеть. Соответственно, уже на этом этапе нужно решить, какой кровельный материал будет использоваться.
Стоит отметить и связь уклона крыши с количеством изоляционных материалов. Например, чем меньше угол скатов, тем больше потребуется уложить слоев гидроизоляции, так как вода с пологой кровли будет уходить медленнее.
На крышах с крутым углом будет создаваться повышенная ветровая нагрузка, поэтому это тоже нужно учитывать при расчете стропильной системы и выборе кровельного материала.
По своим физическим, техническим и монтажным свойствам материалы для укладки конструкции можно разделить на следующие подгруппы:
- минимальный уклон кровли 1,5 – 10 градусов (до 10 %) – четырехслойные кровли из рулонных целлюлозно-битумных материалов;
- уклон от 6 градусов – применяется фальцевый профнастил;
- 11 градусов и более – применяется ондулин;
- уклон от 20 градусов – используется асбестоцементный шифер;
- 22 градуса и более – керамическая, цементно-песчаная и битумная черепица;
- от 12 градусов – применяются листы металлочерепицы;
- от 22 градусов – используется композитная и цементноволокнистая плитка.
Для скатов из битумных рулонных материалов необходимо выполнить определенные действия против сползания по основанию.
Укладывание шифера и керамической черепицы возможно при меньшем наклоне, но с обеспечением должной гидроизоляции.
- в районе ендовы величина наклона должна составлять не менее 1 %;
- у скатов, угол наклона которых не превышает 10 %, покрытие обязательно обрабатывается слоем гравия и мастикой. Ендовы и дымоходы обшиваются и обрабатываются теми же материалами;
- при выборе шифера или профнастила в качестве кровельного материала обязательно выполняется герметизация и защита стыков;
- угол наклона вычисляется для каждой крыши индивидуально, вне зависимости от близости построек;
- от показателя угла зависит конструкция системы водостоков крыши и канализации по периметру дома.
Расчет угла наклона кровли
Чтобы верно определить угол будущих скатов, нужно грамотно подойти к учету нагрузок на стропильную систему. К этим нагрузкам относятся вес возводимой конструкции и возможные нагрузки от ветра и осадков.
Расчет уклона кровли можно сделать как самостоятельно, так и с помощью калькулятора.
Для самостоятельного расчета в первую очередь необходимо знать высоту конькового прогона от карнизной части крыши и длину заложения.
Заложение – это расстояние нижней горизонтальной части ската от угла до проекции верхней точки кровли к карнизной части.
Наклон рассчитывается в градусах или процентах и обозначается латинской буквой «i». Расчет угла ската в виде формулы выглядит так:
i= H/L, где Н – это высота кровли, а L – длина заложения.
Этот расчет покажет, каким кровельным материалом можно воспользоваться при имеющемся значении уклона.
Расчет снеговых нагрузок определяется по карте и зависит от региона размещения. Основная задача такого расчета - учесть проектируемый наклон кровли.
Для учета показателя требуются поправочные коэффициенты:
- угол менее 25 градусов - коэффициент 1;
- от 25 до 60 градусов - 0,7;
- скаты более 60 градусов не предполагают расчет таких нагрузок.
Для определения снеговой нагрузки значение региона по карте умножается на коэффициент.
Например, при угле наклона кровли 45 градусов в Москве расчет будет выглядеть следующим образом: по карте это третья зона со средней нагрузкой 180 кг/м². Это значение умножается на 0,7, получается 126 кг/м².
Ветровая нагрузка более непредсказуемая, и для ее вычисления понадобится карта ветровых нагрузок.
К примеру, рассчитывая нагрузку для одноэтажного дома в частном секторе Московского региона, нужно умножить среднюю нагрузку по карте на корректирующий коэффициент для домов ниже 5 метров.
Это выглядит так: 32 кг/м² * 0,5 = 16 кг/м². К этому значению добавляется коэффициент аэродинамической составляющей ветра.
Общие нагрузки на стропильную систему не должны превышать 300 кг/м², в результате чего при необходимости уклон изменяют либо выбирают другой кровельный материал.
Можно сделать вывод, что расчет уклона крыши со всеми нагрузками – непростая задача, которая зачастую под силу только опытным мастерам.
Такой расчет повлияет на надежность крыши и безопасность нахождения под ней, поэтому к этому процессу нужно подойти с ответственностью и умом.
Дома с плоскими крышами бывают у многоэтажных зданий, у частных домов и коттеджей они чаще наклонные. Скат крыши — поверхность, имеющая некоторый уклон, играющий важную роль вместе со стропильной системой, обрешеткой стропил, правильно выбранными кровельными материалами.
В этой статье
От чего зависит уклон крыши
Показателем, характеризующим наклон по отношению к горизонту, является покатость. Он показывает в процентах, как высота кровли относится к ½ здания.
Однако значение уклона в процентах не такое, как в градусах, а это важно при проектировании крыш. Учитывая, что 1° равен 1,7%, эквивалент угла 30°, в отличие от математических расчетов, будет 57,7%.
Точный результат можно получить с помощью геодезического инструмента. Значение 0° соответствует плоской крыше, чаще оно бывает от 11° до 45°.
При выборе уклона определяющими факторами являются:
- влияние климатических нагрузок (давление ветра на крутые скаты выше, хотя атмосферные осадки сходят с них быстрее);
- назначение расположенного под кровлей помещения чердака (для жилого требуется больший угол наклона, тогда помещение будет просторным, потолки высокими);
- вид кровельного стройматериала (нужно учитывать допустимую величину покатости, которая существует для каждого покрытия);
- финансовые затраты (они увеличиваются даже при выполнении работ своими руками, если угол наклона превышает 45°);
- архитектурные решения, традиции местности.
Таблица: размерность уклона кровли
Данный параметр измеряется в процентах или градусах. Воспользовавшись специальной таблицей можно быстро переводить величины.
| Градусы, ° | Проценты, % | Градусы, ° | Проценты, % | Градусы, ° | Проценты, % |
| 1 | 1.7 | 16 | 28.7 | 31 | 60.0 |
| 2 | 3.5 | 17 | 30.5 | 32 | 62.4 |
| 3 | 5.2 | 18 | 32.5 | 33 | 64.9 |
| 4 | 7.0 | 19 | 34.4 | 34 | 67.4 |
| 5 | 8.7 | 20 | 36.4 | 35 | 70.0 |
| 6 | 10.5 | 21 | 38.4 | 36 | 72.6 |
| 7 | 12.3 | 22 | 40.4 | 37 | 75.4 |
| 8 | 14.1 | 23 | 42.4 | 38 | 78.9 |
| 9 | 15.8 | 24 | 44.5 | 39 | 80.9 |
| 10 | 17.6 | 25 | 46.6 | 40 | 83.9 |
| 11 | 19.3 | 26 | 48.7 | 41 | 86.0 |
| 12 | 21.1 | 27 | 50.9 | 42 | 90.0 |
| 13 | 23.0 | 28 | 53.1 | 43 | 93.0 |
| 14 | 24.9 | 29 | 55.4 | 44 | 96.5 |
| 15 | 26.8 | 30 | 57.7 | 45 | 100 |
Влияние природных факторов на уклон кровли
На выбор угла наклона влияют местные погодные условия. При понижении или повышении уклона может сказаться негативное действие стихии.
В случае преобладания сильных ветров не рекомендуется выбирать проект с острой крышей. Высокая парусность с сильным уклоном будет больше подвергаться разрушающему влиянию ветра. Лучше, если крыша окажется более пологой (меньший наклон ската дает большую безопасность) с усиленными стропилами.
Направление ветра также имеет значение. Для кровли из металлочерепицы предпочтительнее, чтобы сила ветра была направлена в плоскость листов. При порывах, заходящих с торцов, повышается вероятность, что листы будут загибаться и отрываться.
В климатической зоне с большим снежным покровом требуется минимальный уклон 45° (или больше). В таком случае снег станет соскальзывать с кровли, а не слеживаться на ней. В солнечной местности с небольшим количеством дождей крыша может быть плоской или с минимальным уклоном.
При регулярной очистке крыши, водосточной системы, козырьков от снега уменьшается нагрузка на кровельную конструкцию.
Увеличение угла наклона влечет увеличение естественного схождения с крыши снежного покрова. Допускается уменьшать расчетную снеговую нагрузку при незначительном наклоне (12-20%) на коэффициент сноса.
Взаимосвязь кровельного материала и уклона скатов
Кровельные материалы могут быть гладкими или шершавыми (в этом случае вода будет задерживаться на поверхности). Существуют и другие факторы, влияющие на уклон.
Минимальный угол наклона при использовании металлочерепицы должен равняться 15°. При малом уклоне не успевающая стекать с крыши вода при сильных ливнях оказывается под стыками.
Для кровли из профлиста минимальный уклон может достигать 12°, при монтаже внахлест должен составлять 20 см. Минимальный уклон для кровли из гибкой черепицы, ондулина не должен быть меньше 11°.
При уменьшении угла наклона необходимо увеличивать количество слоев кровли, т. к. плоским крышам требуется хорошая влагозащита. Существует зависимость, которую следует учитывать при выборе кровельных материалов: чем плотнее структура покрытия, тем меньше должен быть наклон.
Битумная черепица — наиболее ветроустойчивый материал, подходящий для зданий, имеющих сложную многоугольную конфигурацию (например, в форме трапеции). В местностях с преобладанием сильных и частых ветров рекомендуется мягкую черепицу сначала приклеивать, а затем крепить к основанию гвоздями.
Покрытия мастичные, штучные и рулонные, натуральная черепица имеют высокую надежность, но при ошибочно выбранном наклоне сильный ветер может срывать куски. У листовых покрытий недостатком считается большая парусность.
Зависимость высоты конька от уклона крыши
Произвести несложные расчеты можно, воспользовавшись математической формулой. Высота конька равняется ½ ширины здания, деленной на 2 и умноженной на 100.
Поскольку изменить ширину здания невозможно, приходится изменять высоту конька (при условии, что фундамент и стены здания надежные, имеют запас прочности).
Для определения высоты конька размечают 2 внешние стены (вдоль которых будет располагаться скат). Натирают шнур мелом, натягивают между отметками. Затем определяют центр у шнура, в получившейся точке ставят планку (перпендикулярно относительно плоскости перекрытия).
Путем изменения шнура добиваются нужного уклона. После получения необходимого результата на планке ставят отметку. Отпиливают получившийся кусок, делают шаблон, который требуется для опор конька.
Как правильно рассчитать угол наклона
Для расчета уклона крыши используется уклономер (существует множество видов устройства, начиная от аналоговых и заканчивая цифровыми). Механический прибор отличается простотой и удобством, его можно приложить к поверхности и снять показания. Точность у электронного угломера выше, значения отображаются на дисплее, который располагается на панели.
При нахождении угломера в горизонтальном положении деление указывает на нулевую отметку. Для определения угла наклона располагают прибор перпендикулярно относительно конька и фиксируют показания (они указаны в градусах).
Применять угломер следует лишь в случаях, когда можно приложить его к основанию (если стропильная система готова). В противном случае пользуются таблицей, которая представлена выше.
Для определения угла наклона требуется разделить высоту подкровельного пространства на ½ ширины здания (включая фронтонные и карнизные свесы).
Видео: универсальный угломер
На видео представлен угломер Семенова и принцип работы с ним.
Видео: как рассчитать угол наклона и высоту крыши
В данном видео-уроке показано, как выполняется расчет угла наклона и высоты крыши.
Расчет суммарной нагрузки на кровлю
При отсутствии знаний в сфере архитектуры и инженерии заказать расчет нагрузки можно у частных проектировщиков или в организации, которая предлагает такие услуги.
При определении суммарного воздействия на кровлю требуется учесть:
- снеговую нагрузку;
- ветровую нагрузку;
- вес кровельного материала;
- вес утеплителя;
- вес пленок (гидроизоляционная, полиэтиленовая, пароизоляционная);
- вес обрешетки;
- общую нагрузку на крышу.
Нагрузка на стропильную систему не должна превышать 300 кг/м² (иначе потребуется изменение угла наклона или придется производить замену покрытия).
Зная общую расчетную нагрузку, легче подбирать сечение пиломатериалов, предназначенных для стропильного каркаса.
Таблица: сечение стропил и шаг установки в зависимости от общей нагрузки на кровлю
Примечание: * указывает на соединенные между собой 2 доски.
Минимальный угол наклона для разных видов кровли
Наиболее устойчивая — шатровая (чаще встречается у зданий квадратной формы). Она отличается простотой сборки, однако если крыша дома наклонена незначительно, то это не позволяет сделать пространство, которое занимает мансарда, комфортным.
У 4-скатной кровли, особенно голландской полувальмовой, устойчивость к нагрузкам повышается в несколько раз за счет усеченных торцевых скатов.
При расположении 1-скатных поверхностей нужно учитывать направление ветра, чтобы сохранить прочность конструкции и решить проблему с атмосферными осадками. У плоских крыш имеют значение разуклонка и водосток, тогда кровля будет надежной, несмотря на минимальный уклон.
У всех видов кровельных покрытий есть такое значение, как минимальный уклон. О нем информируют производители, следует только изучить инструкцию к покрытию.
- в случае заниженного угла будет отмечаться скопление влаги в местах стыковки, с течением времени появятся протечки, деформации;
- в процессе укладки рулонных покрытий возникнет необходимость в уменьшении количество слоев изоляции или утеплителя, что, в свою очередь, повлечет увеличение затрат на обогрев;
- может потребоваться сплошная обрешетка взамен разреженной (в некоторых случаях — проклеивание швов);
- при повышении уклона увеличится площадь покрытия, вместе с тем вес кровли возрастет, повысится нагрузка на стропильную систему и увеличатся расходы;
- в случае превышения уклона могут образоваться вздутия, которые способны привести к разрушению стропильного каркаса.
Видео: минимальный уклон для плоской кровли, разуклонка
Разобраться с расчетом уклона нужно обязательно, т. к. от этого показателя зависит не только прочность постройки, но и безопасность людей.
При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.
Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.
Единицы измерения угла наклона крыши
Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.
В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:
- градусы;
- соотношение сторон;
- проценты.
Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.
Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:
- 2,25 м / 5,60 м · 100 % = 40%
Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:
Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом
Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.
Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.
Чаще встречаются более сложные конфигурации.
Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.
Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):
Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.
Пример
Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.
Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.
Таблица 1
| Угол наклона крыши, в градусах | tg(a) | sin(a) |
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,50 |
| 35 | 0,70 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,00 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
| 65 | 2,14 | 0,91 |
| 70 | 2,75 | 0,94 |
| 75 | 3,73 | 0,96 |
| 80 | 5,67 | 0,98 |
| 85 | 11,43 | 0,99 |
| 90 | ∞ | 1 |
Для нашего примера:
- sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
- tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)
Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.
Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.
Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):
- S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м 2
Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:
- L к = W - 2 · MN = 9 м
Вычисляем площадь с учётом свесов:
- S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м 2
Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:
- S Σ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м 2
Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала
Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2-7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.
Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.
Варианты обустройства мансарды: 1-2. Двухскатная крыша классическая. 3. Крыша с переменным углом наклона. 4. Крыша с выносными консолями
Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.
Таблица 2
| Тип кровли | Диапазон допустимых углов монтажа, в градусах | Оптимальный наклон кровли, в градусах |
| Кровля из толя с посыпкой | 3-30 | 4-10 |
| Толевая кровля, двухслойная | 4-50 | 6-12 |
| Цинковая кровля с двойными стоячими фальцами (из цинковых лент) | 3-90 | 5-30 |
| Толевая кровля, простая | 8-15 | 10-12 |
| Пологая кровля, крытая кровельной сталью | 12-18 | 15 |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18-50 | 22-45 |
| Гонтовая кровля | 18-21 | 19-20 |
| Шпунтованная черепица, нормальная | 20-33 | 22 |
| Профнастил | 18-35 | 25 |
| Волнистый асбестоцементный лист | 5-90 | 30 |
| Искусственный шифер | 20-90 | 25-45 |
| Шиферная кровля, двухслойная | 25-90 | 30-50 |
| Шиферная кровля, нормальная | 30-90 | 45 |
| Стеклянная кровля | 30-45 | 33 |
| Черепица, двухслойная | 35-60 | 45 |
| Желобчатая голландская черепица | 40-60 | 45 |
Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32-56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.
Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона
Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.
Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.
Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.
Таблица 3
Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.
Таблица 4
Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.
-
Выбирать уклон кровли только исходя из своих эстетических предпочтений было бы несколько опрометчиво. Поскольку надежность и прочность будущей конструкции во многом зависят от правильно рассчитанной величины угла наклона, учитывающей климатические особенности местности. То есть, уклон крыши должен быть оптимальным как с практической, так и с эстетической точки зрения.
То что идеально «плоских» крыш просто не может быть не подлежит сомнению. Ведь должна же дождевая вода каким-то образом отводиться с нее. Поэтому на них делают разуклонку, чтобы получить хотя бы минимальный уклон плоской кровли.
Она обеспечивает возможно эффективный сбор дождевой воды с поверхности кровельного покрытия и направляет ее либо к парапету, либо к внутренним воронкам.
минимальный угол наклона крыши
Минимальный уклон кровли зависит от многих параметров, включая материал гидроизоляционного покрытия, типа самой крыши (стандартная или инверсионная), количества гидроизоляционных слоев и другого.
Основные требования, определяющие уклон плоской кровли: СНИП
Каким будет минимальный уклон кровли, в зависимости различных факторов диктуют специальные строительные правила и нормы.
Зависимость угла наклона крыши от гидроизоляции регулирует п. 4.3 СП 17.13330 за 2011 год, согласно которому уклон плоской кровли изменяется в интервале 1,5–10%. Большие углы (до 24%) выполняют крайне редко, поскольку выбор материала для гидроизоляции, который не сползал бы к основанию покатой кровли при повышении температуры, очень затруднителен.
На заметку
Наименьший уклон для плоской кровли равен 1.5% или 1°.
Как правило, кровля с малым уклоном имеет довольно большую площадь поверхности и добиться его идеального значения весьма проблематично. Наверняка останутся участки, где будет застаиваться вода, что может стать причиной износа кровельного материала или протечек. Относительно точно можно выполнить геометрию уклона при помощи стяжки. Возможно также использовать заливку из полистиролбетона или пенобетона. Для повышения прочности поверх уложенного слоя делают уже тонкий слой прочной бетонной стяжки.
В свою очередь, существует конкретная связь между крутизной кровельной конструкции и количеством слоев гидроизоляции. Чем больше она будет, тем вода, естественно, уходит быстрее, а значит, гидроизоляционных слоев потребуется меньше (п. 5.5).
Разуклонку можно легко проверить при помощи ведра с водой. Воду выливают на выбранный участок, если вода практически без остатка отойдет к воронке, значить уклон у плоской крыши достаточный. Аналогичную проверку можно провести на всей поверхности крыши.
На стадии проектирования расчетным путем определяется сколько для данной крыши требуется водоприемных воронок, а уже во время строительства при помощи разуклонок необходимо обеспечить для воды беспрепятственный отток в воронку из любой точки крыши.
Как рассчитать уклон кровли: какой способ лучше
Как известно, помимо плоских (пологих) конструкций существуют также скатные и высокие, а материалов для кровельного покрытия еще больше. Для того чтобы правильно сориентироваться в этом многообразии, согласно СНиП разработаны специальные таблицы и диаграммы, в которых отражается взаимосвязь между крутизной ската и видом крыши.
Уклон крыши определяют следующие параметры:
- тип и количество материала, предназначенного для покрытия крыши;
- необходимая защита от ветра и влаги;
- высота конька для случая ремонта уже существующей кровли.
Как вычислить угол наклона в градусах и процентах
Калькулятор для расчета уклона кровли
Пользоваться данным калькулятором предельно просто. По сути любую кровлю можно разделить на обычные двухскатные, в основе расчета которых лежит треугольник. Именно на этом положении и базируется работа калькулятора. Используются следующие параметры:
- H – высота конька, то есть катет прямоугольного треугольника;
- W – второй катет, равный половине ширины основания;
- L – длина стропил, она же – гипотенуза.
Подставив два известных параметра, можно практически сразу определить угол покатости крыши с подобными характеристиками. Кстати, третий параметр вычисляется автоматически. Программное обеспечение калькулятора использует свойства равнобедренного треугольника и простейшие тригонометрические формулы.
Использование угломера
Этот прибор, который называют еще уклономером, имеет незамысловатую конструкцию: несколько реек с нанесенными делениями и маятник. При расчетах главную рейку располагают перпендикулярно к коньку. На необходимый угол на шкале делений показывает указатель маятника. Как видите, ничего сложного.
Формула расчета уклона кровли
И, наконец, требуемую крутизну ската можно рассчитать самому без использования приборов замера ската, математически. Для этого потребуются знать величину
- вертикальной высоты (H), отмеренной от наивысшей точки ската, обычно это конек, до самой нижней – карниза;
- заложения – горизонтального расстояния от нижней до проекции верхней точки ската.
Рассчитывают угол наклона кровли в градусах или процентах и обозначают на чертеже буквой «i».
Математически расчет величины крутизны крыши в процентах проводят следующим образом.
i = Н: L, т. е. угол уклона крыши находят из отношения высоты кровли к заложению.
После чего, чтобы получить искомую величину в процентах, значение полученного отношения умножают на 100. Выразить значение наклона в градусах помогает специальная таблица соотношений.
