Оптимальная высота конька двухскатной крыши одноэтажного дома. Как рассчитать высоту крыши? Порядок расчета, инструкция и рекомендации. Как осуществить расчет высоты крыши
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.
Необходимость проведения расчетов высоты крыши
Домовладение будет выглядеть гармонично при условии, что внешний вид кровли дополняет его архитектурное оформление. Для этого требуется грамотно вычислить высоту крыши по отношению к ширине дома.
В соответствии с принятой терминологией высотой конька – это расстояние между серединой основания кровельной конструкции и ее высшей точкой.
От величины данного параметра зависят такие характеристики:
- Угол наклона скатов. Чем больше высота конька, тем круче получается уклон кровли домовладения. В регионах, где зимой выпадает большое количество снега или в течение года часто идут проливные дожди, угол наклона скатов должен составлять 20 – 50 градусов.
- Площадь кровельной поверхности. Чем крыша выше, тем большая у скатов площадь, а значит увеличиваются затраты на проведение монтажа. Это связано с большим количеством стройматериалов, требуемых для возведения стропильной системы.
- Несущая способность кровельного каркаса. С увеличением высоты вес конструкции возрастает, как и нагрузка от слоев «пирога». По этой причине возникает потребность в усилении каркаса путем монтажа дополнительных элементов.
Имеется 2 методики, как узнать высоту крыши:
- рассчитать искомую величину в зависимости от размера желаемого уклона,
- сначала определиться с данным параметром, а потом только вычислять, какой при этом должен быть наклон скатов.
Выбор высоты конструкции
При проектировании необходимо знать высоту кровли, поскольку эта величина оказывает существенное влияние на ее эксплуатационные характеристики.
Владение информацией, как определить высоту крыши дома, поможет просчитать и создать ее проект, который будет отвечать климату региона и назначению постройки. В результате кровля прослужит гораздо дольше и ей реже потребуется обслуживание.
При проектировании конструкции крыши нужно учесть следующее:
- Среднегодовое количество осадков. Чем больше этот показатель, тем выше следует делать конек.
- Ветровую нагрузку. На местности с сильными ветрами обычно строят малоэтажные постройки с покатой невысокой кровлей.
- Назначение строения. Если проектом дома предусмотрено обустройство жилого мансардного помещения, тогда высоту конька нужно делать не меньше2,5 метра.
Как правильно рассчитать и определить высоту крыши, по отношению к ширине дома
Методика, как посчитать высоту крыши и конька, несложная. При проведении вычислений принято считать, что вертикальный срез кровли представляет собой равнобедренный треугольник, у которого основание равно ширине фронтона. При этом применяют математические формулы.
- Ширину конструкции делят на 2.
- Для определения уклона нужно выбрать угол между основанием и поверхностью кровельного ската.
- Далее по таблице Брадиса определяют тангенс этого угла.
- Половину значения ширины умножают на тангенс угла и получают высоту конька.
Обычно этот параметр выбирают так, чтобы наклон кровли составлял 25-45 градусов.
Классическая крыша русской избушки – двухскатная. Стропильная система для неё достаточно проста, и это обеспечило большую популярность такому виду крыши. Вальмовая крыша (четырёхскатная), например, геометрически сложнее. Её труднее рассчитать и построить, поэтому возьмёмся за расчёт симметричной крыши с двумя скатами.
Расчёт её заключается в определении длины стропил, которые образуют пары. Каждая из этих пар присоединяется к соседним стропильным фермам при помощи обрешётки. Торцы крыши – это треугольные фронтоны. Длина стропил, как и высота крыши, будет определяться её углом. Как его выбрать правильно? Это подскажет преобладающая в местности погода.
Выбор высоты конька
Кто бывал в странах Балтии или в Скандинавии, смог заметить, что крыши деревенских домов там островерхие. Это связано с большим количеством осадков, которое, в свою очередь, объясняется преобладанием морского и умеренного климата. С такой крыши моментально стекает вода, а снег – и вовсе не задерживается. Однако соседство с холмами, поросшими лесом, надёжно защищает эти населённые пункты от сильного ветра, поэтому большая парусность таких крыш не имеет большого значения.
В арабских домах крыши были плоскими, потому что количество осадков в пустынной местности – минимальное. Зато сильные сухие ветры в таких краях случаются.
Там же, где свирепствуют ветры в средней полосе, можно встретить дома с совершенно другими крышами – почти плоскими или дугообразными, потому что большую роль играет как раз отсутствие парусности или хорошая обтекаемость.
И если раньше такие дома строили интуитивно, основываясь на опыте поколений, сегодня для разных регионов России созданы своды правил, в которых описаны ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. В частности, это СП20.13330.2011, разработанный на основе СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». В центральном регионе страны, к примеру, рекомендовано выбирать высоту конька так, чтобы угол наклона скатов был равен приблизительно 30–45°. Именно этот угол даст возможность рассчитать и высоту конька крыши, и длину стропил.
Расчёт высоты крыши
Обратимся к школьной геометрии. Нашу крышу надо представить в виде треугольника, собственно которым и является каждый из её фронтонов. Такой треугольник будет тупоугольным. Разделим его по оси симметрии на два прямоугольных треугольника. Мы получили два катета, один из которых (a) нам известен – это половина ширины дома. Второй катет (b), который пока не известен – это высота нашей крыши.
b = a * tg α, где:
α – угол крыши, взятый из свода правил.
Тангенс этого угла можно вычислить на инженерном калькуляторе или воспользоваться математическими таблицами. Полученный катет b – это и есть высота крыши.
Зная оба катета, мы можем вычислить величину гипотенузы. Это приблизительная длина стропил. Однако, поскольку крыша часто выходит за пределы стен дома, нависая над ними, длину стропил можно увеличить. Здесь вся зависит от архитектуры конкретной постройки.
Зная длину стропил и длину самой крыши, которая и в этом измерении тоже может выступать за края дома, нависая козырьком над фронтонами, мы уже можем рассчитывать её площадь, а следовательно – и количество кровельного материала.
Пример расчёта
Допустим, дом имеет ширину 6 м. Делим её пополам и получаем 3 м. Это наш катет a. Угол ската, рекомендованный для постройки дома в данной местности, составляет 45°.
b = 3 * tg 45° = 3 * 1
Но и без применения этой формулы можно догадаться, что при угле наклона 45° наш прямоугольный треугольник получится равносторонним. То есть даже без таблиц и калькулятора станет ясным, что высота крыши будет равна 3 м, то есть – половине ширины дома.
Точный расчет высоты двухскатной крыши
Для классической двухскатной крыши русской избушки расчёт заключается в определении длины стропил, которые образуют пары. Каждая из этих пар присоединяется при помощи обрешётки.
Как рассчитать высоту крыши: расчет высоты конька дома
Кровля является первым защитным барьером дома, который препятствует проникновению в жилое помещение холодного воздуха, талой или дождевой влаги. Если грамотно рассчитать, а затем правильно определить высоту конька кровли, она будет самостоятельно отводить атмосферную влагу, снеговую массу с поверхности ската, не допуская увеличения нагрузки на стропильную систему. В этой статье мы расскажем, как просто рассчитать высоту крыши дома, а также как этот параметр влияет на качества кровельной конструкции.
Определение и функции
Чтобы внешний вид крыши был гармоничным и органично дополнял архитектурный замысел дома, необходимо правильно рассчитать соотношение ширины и длины здания. Согласно строительной терминологии высотой конька называют расстояние от середины основания кровли до ее высшей точки. От этого параметра зависят следующие качества конструкции:
- Угол наклона скатов крыши. Чем выше конёк, тем круче должен быть уклон крыши дома. На территории средней полосы России, которая славится большим количеством зимних осадков, затяжными ливнями осенью, рекомендуется выбирать угол наклона скатов в пределах 20-50 градусов.
- Площадь скатов. Чем выше кровля, тем большую площадь имеют скаты, за счет чего увеличиваются расходы на кровельное покрытие, а также материал для изготовления стропильного каркаса.
- Несущая способность каркаса. С увеличением высоты крыши возрастает вес, а, следовательно, и нагрузка от кровельного пирога, из-за чего приходится усиливать каркас конструкции дополнительными элементами.
Важно! Существует 2 метода расчета высоты крыши: можно рассчитать этот параметр, исходя из величины желаемого уклона, или, наоборот, определиться с высотой кровли, а затем рассчитать, какой для этого нужно сделать угол наклона скатов.
Факторы, влияющие на выбор
Высота крыши дома оказывает значительное влияние на технические характеристики, эксплуатационные характеристики конструкции. Если правильно рассчитать, а затем сделать проект кровли, отвечающий климатическим условиям, характеру использования сооружения, то она прослужит дольше, будет нуждаться в меньшем уходе и обслуживании. При проектировании крыши дома учитывают следующие факторы:
- Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.
- Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.
- Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.
Обратите внимание! Высота и уклон крыши рассчитываются до составления проекта, так как эти показатели оказывают сильное влияние на конструкцию стропильного каркаса и выбор кровельного покрытия.
Порядок расчета
Выполнить расчет высоты кровли достаточно просто, даже если не иметь под рукой специальной программы-калькулятора. В основу вычислений принимается, что вертикальный срез крыши представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого соответствует ширине фронтона. Зная геометрические формулы, мы можем найти высоту конька по формуле вычисления, справедливой для треугольника:
- Сначала нам необходимо измерить ширину сооружения, а затем разделить эту величину на 2.
- Затем нужно определить уклон ската, то есть вычислить угол между основание кровли и поверхностью ската.
- Следующим действием мы по таблице Брадиса или с помощью инженерного калькулятора определяем тангенс угла, образованного основание крыши и скатом.
- Затем мы умножаем половину ширины перекрываемого сооружения на тангенс угла между скатом и основание крыши, получая высоту конька.
Как рассчитать высоту крыши - 3 фактора влияния и ходовая формула
Основой любого строительства всегда был, есть и будет грамотный расчет. Без него в лучшем случае хозяин заплатит лишние деньги, а в худшем строение просто рухнет. Рассчитать высоту конька для какой-либо стропильной системы относительно просто, но одной формулы мало, здесь нужно учитывать целый ряд факторов и далее мы разберем 3 основных фактора, плюс вы получите ту самую формулу расчета.
Конфигурации разных видов крыш.
Три фактора влияющие на высоту кровли
Прежде всего, разберемся с терминологией. Коньком кровли принято называть верхнюю линию соединения скатов этой самой кровли. Причем, конек - это именно горизонтальная линия. Если же, к примеру, у четырехскатной шатровой крыши горизонтальной линии нет, то рассчитывается высота верхней точки соединения скатов.
Большинство видов крыш можно разложить на прямоугольные треугольники.
Расчет двухскатной крыши здания считается самым простым, там мы имеем треугольник. Если от конька провести вертикаль к основе, то получаем 2 прямоугольных треугольника, которые и выступают главными действующими лицами в расчетах.
Но практически все сложные виды конструкций при близком рассмотрении можно разложить на такие же прямоугольные треугольники.
Двускатная конструкция наиболее проста в плане расчета.
Исключение составляют разве что сводчатые конструкции, но возведение такого сооружения своими руками и без подготовки маловероятно, поэтому сводчатую крышу мы оставим в покое и займемся факторами, влияющими на высоту треугольных крыш.
Фактор №1: с природой не поспоришь
В данном случае речь идет только об атмосферных явлениях то бишь - ветер, дождь и снег. Потому как устойчивость дома во время землетрясений к высоте конька не имеет отношения.
Тягаться со стихией, по меньшей мере, глупо, поэтому под нее нужно подстраиваться:
- в районах характеризующихся частыми ураганными ветрами рекомендуют делать уклон крыши не более 10º, максимум 15º, но к счастью у нас таких мест немного. В степных и умеренно-ветреных районах максимум составляет порядка 40 градусов,Атмосферные явления считаются одними из наиболее важных факторов при расчетах.
Все вышеуказанные данные можно найти в региональной метеослужбе или воспользоваться двумя профильными документами. Первый документ - СниП 23-01-99, а вторым выступает сборник синоптических карт по районам СП 20.13330.2011.
Фактор №2: кровельный материал
Угол наклона скатов напрямую влияет на выбор материала, которым вы планируете крыть крышу. Зачастую на большинстве материалов пишется рекомендованный диапазон угла наклона, но эту информацию еще нужно найти, поэтому проще запомнить несколько общих рекомендаций.
Высота конька и вид кровли связаны.
- Если материал штучный, к примеру, керамическая или битумная черепица, то угол наклона должен быть как можно больше, ведь на такой плоскости слишком много зацепок, соответственно осадкам будет за что держаться,
- На пологих скатах в приоритете стоят гладкие и крупные листы. Если раньше это был шифер, то сейчас по характеристикам скольжения его значительно обогнали, металлочерепица и профнастил. Есть еще фальцевая кровля, но она обходится дороже, поэтому используется реже,
- Тяжелые материалы, такие как керамическая черепица, любят крутые склоны, потому как на пологих склонах под них нужно монтировать гораздо более мощную стропильную систему.
Угол наклона влияет на вид кровельного материала.
Угол наклона ската еще влияет на количество кровельного материала и соответственно затраты на него. Чем круче кровля, тем дороже она обойдется. Так кровля с наклоном в 10º выйдет в 2 раза дешевле кровли с наклоном в 60º.
Фактор №3: чердак
Конструкции крыш бывают чердачные и без чердачные. В первом случае чердачное помещение отделено от нижнего этажа, а во втором, они составляют единое целое. Без чердачная крыша удобней для ветреных районов, в то время как с чердаком есть возможность обустройства дополнительной жилой площади.
Существуют чердачные и без чердачные крыши.
Чердачные конструкции бывают с жилым и не жилым чердаком. Так вот, если чердак не жилой, то пожарный минимум по высоте внутреннего помещения под коньком составляет 1,6 м.
Расчет полезного пространства по двускатной мансарде.
В ветреных районах высота жилых чердаков может быть увеличена за счет боковых «аттиковых» стен, что считается отличным выходом.
Полезную площадь чердака можно увеличить за счет аттиковых стен.
В эстетическом плане, если дом одноэтажный, то оптимальное соотношение высоты конька к высоте первого этажа составляет 1:1. Если сделать больше, то дом будет похож на гриб, а если меньше, то он визуально врастет в землю.
Формула расчета высоты крыши
Первый и едва ли не самый простой способ - это воспользоваться программой-калькулятором. Под статьей (в «подвале» сайта) вы найдете раздел «строительные калькуляторы», там есть такие программы.
Ширину дома вы знаете, желаемые параметры вам также известны, остальное подскажет программа и служба техподдержки сайта.
Как было упомянуто, большинство крыш можно разложить на простые прямоугольные треугольники, где один катет - это вертикаль от конька до основы, а вторым катетом выступает горизонталь по основанию, гипотенузой у нас является скат крыши.
Чтобы узнать высоту катета по вертикали нам нужно умножить катет по горизонтали на тангенс угла наклона кровли (тангенс берем из таблицы Брадиса).
Суть математического метода.
Кстати, угол наклона ската можно обозначать градусами, процентами или в виде десятичной дроби. В числителе такой дроби размер высоты конька, а в знаменателе горизонтальный катет нашего треугольника. Так вот строители обычно пользуются именно дробным определением угла наклона, так намного удобней.
Дробное определение угла наклона крыши считается более практичным.
Важно знать, что угол ее наклона и площадь тоже имеют значение. На вычисление высоты оказывают влияние такие факторы, как климатические условия региона проживания, материал кровли и обрешетки, личные пожелания и т. д.
Например, на скатах с низким углом наклона скапливается много снега зимой, что может повлечь за собой пролом кровли.
Однако при высоком коньке крыша становится более уязвима к сильному ветру. От размеров зависят не только практические показатели конструкции (прочность, долговечность), но и эстетические.
Особенности проектирования и основные параметры
Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту.
- углы и количество скатов;
- как планируется использоваться чердачное помещение;
- климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
- личные предпочтения;
- характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.
Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.
К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.
Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.
Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.
Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).
На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.
Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.
Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.
В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.
Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.
Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.
Расчеты для разных типов
При односкатной крыше легче всего произвести расчеты и монтаж, для этого не требуется большого опыта в строительстве.
Для начала необходимо измерить ширину всего здания в сантиметрах. Используйте для замеров строительный уровень и рулетку.
После этого действия необходимо поделить полученное значение на второе число планируемого соотношения сторон.
Например, если вы планируете возводить конструкцию с соотношением 1:4, то ширину дома (в см) нужно разделить на 4, в итоге получается оптимальный вариант высоты с небольшой погрешностью.
Также нужно учесть отношение высоты крыши к высоте дома.
С двухскатной крышей может быть немного сложнее, т. к. необходимо точно знать размер угла наклона.
Для этого случая применима следующая формула: половина значения от ширины здания делится на тангенс угла наклона.
Например, тангенс угла 40 градусов равен 0.8, следовательно, половина ширины здания делится на 0.8.
Четырехскатная крыша сегодня набирает популярность благодаря своей прочности, привлекательному виду и возможности легко устанавливать двери и окна.
Есть два вида таких крыш:
- шатровые четырехскатные. Они имеют одинаковую площадь, форму и длину для всех скатов в конструкции. Они отлично противостоят сильному ветру и способны выдержать высокую нагрузку;
- вальмовые четырехскатные. Имеют сложную конструкцию, состоящую из двух трапециевидных и двух треугольных скатов (вальмов). Расходы на закупку материалов и постройку высоки, но данная конструкция позволяет соорудить мансарду с окнами под крышей. Такой тип очень уязвим перед ветрами, поэтому в регионах с преобладающими ветрами потребуются расходы на дополнительную защиту.
Для расчета оптимальной высоты четырехскатной крыши можно использовать формулу для двускатной. Только ширина дома должна делиться не на 2, а на 4.
Сложность расчетов обусловлена более массивной конструкцией, под которую требуется установить опоры. Стандартная высота для таких крыш составляет около 2.5 м, с погрешностью 0.5 м.
Самой сложной для расчетов является мансардная кровля или вальмовая крыша (в народе ее называют «ломаной»). В конструкции предусмотрены два ската с изломами.
Как правило, такие крыши используются в случае, если из чердака планируется сделать мансарду.
Изначально необходимо вычислить все углы наклона. Можно воспользоваться формулой для двускатной крыши.
Важно придерживаться следующего правила: нижний угол должен быть более 40 градусов, а верхней в районе от 15 до 40.
Правильно рассчитанный конек и высота крыши напрямую влияют на ее внешний вид, долговечность и прочность.
Если вы не уверены, что можете самостоятельно произвести правильные расчеты, то обратитесь за помощью к специалисту.
Процесс подбора наилучших параметров двухскатной крыши — это всегда поиск компромисса между желаемой формой каркаса, стремлением получить красивую высокую конструкцию и требованиями по обеспечению прочности и устойчивости кровли. Кроме того,размеры двухскатной крыши придется увязывать с погодными «фокусами» местного климата и собственными финансовыми возможностями.
От чего зависит высота конька двухскатной крыши
Чтобы получить долговечную и красивую конструкцию, прежде всего,необходимо выбрать оптимальный угол наклона двухскатной крыши. Это базовый параметр, его нужно подобрать, исходя из следующих критериев:
- Прочности стропильной системы, чем выше угол, тем меньше нагрузка на каркас от снега, быстрее и эффективнее удаляются осадки;
- Наличие сильных ветров, правильно подобранный угол помогает снизить давление на скат кровли;
- Высота и размеры чердачного пространства. Чем больше объем воздушной подушки чердака, тем теплее получится двухскатная крыша. Если правильно рассчитать и спланировать высоту коньковой балки, чердак вполне можно превратить в дополнительную жилую комнату.
Важно! Кроме перечисленных условий, необходимо учитывать вес конструкции, чем длиннее стропила и свесы двухскатной крыши, тем больше ее вес, нагружающий стены дома, и выше стоимость постройки.
На какой угол для двухскатной крыши приходится оптимальная высота конька
В отличие от процесса проектирования, при непосредственном строительстве достаточно сложно работать с угловыми величинами. Чтобы непосредственно определить и точно выставить угол наклона ската, потребуется точная измерительная техника. Вместо угла наклона стропильных балок проще использовать линейные величины, например, длину стропил, размер пролета или высоту конька. Искомый угол наклона в таком случае легко рассчитать по тригонометрическим формулам, измерив высоту конька и расстояние между опорами стропил на мауэрлате.
Климатические и технологические ограничения на высоту конька двухскатной крыши
Для местности, где главным фактором является открытое пространство, соответственно, сильные ветровые нагрузки, высоту конька чаще всего рассчитывают, исходя из рекомендаций производителя кровельного материала.
В таких условиях основным фактором, определяющим устойчивость двухскатной крыши, является ветровая нагрузка. Дождевая вода и мокрый снег не представляют особой угрозы из-за сметающего эффекта горизонтальных воздушных потоков, поэтому в увеличении угла наклона кровельной конструкции нет необходимости. Мало того, при значительной высоте конька резко увеличивается парусность двухскатной крыши и давление на стены здания.
Уменьшать высоту коньковой балки до минимума специалисты не рекомендуют. Во-первых, это значительно снижает теплоизоляционные качества двухскатной крыши и уменьшает объем полезного пространства на чердаке.
Во-вторых, крышу с уменьшенной высотой конька воздушные потоки уже не придавливают к коробке здания, а стремятся опрокинуть или оторвать от опорной поверхности. Такая ситуация значительно хуже ситуации с парусностью, так как двухскатная кровля не рассчитана на избыточное внутреннее давление. В третьих, отдельные виды кровельного материала нельзя укладывать на скатах кровли с предельно малой высотой конька. Если возникает такая ситуация, то лучше обратиться за консультацией к специалистам по конкретному виду кровельного материала, которые помогут рассчитать запас прочности и способ укладки.
Если на местности фиксируется большое количество осадков в виде мокрого снега, высоту подъема конька двухскатной крыши и, соответственно, крутизну скатов рассчитывают по следующей схеме:
- Определяется максимальное количество мокрого снега, выпадавшего в данной местности в течение последних десятков лет;
- Исходя из будущих размеров коробки дома и финансовых возможностей, определяют максимальный размер стропил и несущую способность каркаса кровли при установленной толщине снежного покрова. Количество стропил, высота подъема и шаг рассчитываются на основании методики, изложенной в СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия» ;
- Если размер бруса под стропила получается непомерно большим, необходимо увеличивать высоту конька, но так, чтобы угол наклона двухскатной крыши не превысил оптимальные значения для выбранного кровельного материала.
При расчете нагрузки на стропила принимают, что при высоте конька, обеспечивающей угол наклона более 60 о, вес снежной массы на поверхности двухскатной крыши можно не учитывать. При соотношении высоты конька над горизонтом мауэрлата к расстоянию между нижними опорами стропил меньше, чем ¼, давление снега на кровлю учитывается в полном объеме. В промежуточном положении при увеличении угла наклона двухскатной крыши от 20 о до 60 о поправочный уменьшающий коэффициент меняется монотонно от 0,7 до 0,1.
Оптимальная высота конька двухскатной крыши
Зачастую решение об увеличении высоты конька принимается не для снижения нагрузки на кровлю, а для увеличения полезного пространства чердачного помещения. Польза от такой модификации, на первый взгляд, очевидна. Можно увеличить объем полезного пространства и обустроить, например, мансарду и даже балкон. Оценить изменения формы и размеров подкрышного пространства относительно просто по приведенной на рисунке диаграмме.
Прежде чем принимать решение, попробуйте рассчитать геометрию последствий увеличения высоты конька. Рассмотрим в качестве примера изменение характеристик высоты и размеров двухскатной крыши для самого небольшого здания размером 6х4м и высотой стен 2,5м. Эскиз конструкции крыши приведен на рисунке.
При оптимальной высоте конька над плитой перекрытия в 2 м длина стропильной балки составит 2,9 м. При этом полезное пространство под двухскатной крышей составит всего 4х1,8х0,5 м . Этого достаточно для вентиляции и проведения работ по утеплению кровли. Ширина используемого полезного пространства при желании может быть увеличена до 1,5 м. На этой площади можно организовать спальню или комнату отдыха, для чего, собственно, и используется мансарда.
Угол наклона в 45 о при высоте конька в 2 м обеспечивает оптимальную прочность конструкции, если правильно подобрать материал и рассчитать расход балки на постройку стропил, то можно получить очень умеренную стоимость стропильной системы, прежде всего, за счет отсутствия подкосов и распорок.
Можно попытаться увеличить ширину комфортной зоны мансарды с 0,5 м до 1,5 м. В этом случае высота конька и угол наклона двухскатной крыши увеличится до 3,6 м и 60 о соответственно. Доступное к использованию пространство увеличилось с 1,5 м до 2,5 м, зона комфорта, или площадь, в пределах которой можно ходить, не нагибаясь, составляет 1,5 м, что вполне соответствует средним параметрам мансарды для дачного дома.
Длина стропил увеличилась с 2,9 м до 4,2 м. Предполагается увеличение стоимости бруса для каркаса двухскатной крыши на 30% за счет необходимости установки дополнительных силовых элементов - ригелей и подкосов. Если правильно рассчитать нагрузки и способ крепления, конструкция будет такой же прочной, как и в предыдущем варианте.
Альтернативный вариант
Даже беглое сравнение двух вариантов, без попыток рассчитать точные характеристики, позволяет сделать определенные выводы.
Размер полезной площади мансарды в ломаном варианте крыши больше, чем у двухскатной схемы с увеличенной высотой конька на 15%, количество бруса и кровельных материалов затрачено больше на 19% и 7% соответственно. Стоимость работ у ломаной схемы на 30-33% выше. Двухскатная конструкция кровли получается выше на 0.8 м, но при этом центр тяжести каркаса находится ниже центра давления, что позволяет ей быть устойчивее при сильном ветре, несмотря на то, что угол наклона стропил в 60 о выше, чем угол верхнего ряда ломаной кровли.
Кроме того, большие воздушные «мешки» над потолком и в боковых стенах мансарды двухскатного варианта хорошо утепляют и звукоизолируют помещение. Для длительного пребывания в помещении мансарды больше подойдет ломаная схема из-за увеличенного комфорта. Тогда как для дачного домика или бани вполне реально использовать конструкцию классической двухскатной крыши с увеличенной высотой коньковой балки.
Приведенное сравнение справедливо только для малоразмерных двухскатных и ломаных схем. По мере увеличения размеров дома двускатный вариант крыши с увеличенной высотой коньковой балки становится значительно дороже, чем стоимость аналогичной по размерам ломаной схемы.
Заключение
Надо отметить, что расчет потребной высоты конька в огромной степени зависит от типа кровельного материала. На скате с углом наклона в 60 о прекрасно укладывается подавляющее большинство кровельных материалов, от черепицы до ондулина. Из-за того, что скат крыши представляет собой единую плоскость, уложенная кровля обладает значительно более высокой стойкостью к любым формам осадков. Ломаные конструкции зачастую страдают протеканиями дождевой воды при сильном дожде с ветром именно на линии излома.
Ни один дом невозможно представить без крыши. Такая конструкция необходима, ведь благодаря ей обеспечивается защита всего здания от воздействия окружающей среды, а также правильное устройство крыши дает возможность соорудить чердак или мансарду.
Крыша подвергается воздействию различного рада атмосферных явлений . Если неверно подобрать угол наклона ската, а, соответственно и высоту, то есть риск, что порывистый ветер или обильное выпадение осадков смогут нарушить целостность конструкции. В лучшем случае придется проводить небольшой ремонт, в худшем – сооружать конструкцию заново.
При проектировании строительства какого-либо объекта нельзя пренебрегать ни одним параметром, в том числе и значением высоты крыши. Следующий ряд аргументов подтвердит значимость правильного определения такого параметра:
- Длительность срока эксплуатации и надежность . Самая важная характеристика, которая интересует каждого владельца дома. Оптимально подобранная высота крова позволит конструкции быть устойчивой к имеющимся нагрузкам, оказываемым материалами кровельного покрытия и иных сооружений, сезонной нагрузке, такой как масса снега.
- Эстетика внешнего вида . Немаловажно при строительстве дома позаботиться о его внешнем виде. Неправильные параметры, применяемые в проектировке, не смогут позволить дому выглядеть завершено и эстетично.
- Удобство . За счет высоты крыши можно соорудить в доме чердачное помещение и приспособить его для жизни или склада, что обеспечивает определенные удобства и увеличивает жилое пространство дома.
Верхняя точка крыши называется коньком. Иначе говоря, это место соединения наклонных плоскостей крыши, расположенное в горизонтальной плоскости.
Если высота уровня кровли высчитана неправильно и имеет значение ниже необходимого или выше, то это сулит не только дисбалансом в архитектуре, но и проблемами в течение срока пользования. Параметр высоты должен соответствовать технологическим процессам.
Атмосферные нагрузки
От чего зависит
Очень важным параметром, от которого придется отталкиваться в расчетах и от которого зависит надежность конструкции, является угол наклона.
Существует ряд факторов, от которых зависит этот параметр, как и значение высоты конструкции.
Атмосферные явления
К такому фактору необходимо подстраиваться, ведь противостоять таким явлениям бессмысленно.
Из атмосферных факторов, которые влияют на кровлю, имеются следующие:
- Ветер . Угол ската выбирается в зависимости от погодных условий, которые присущи зоне, в которой располагается дом. Если в основном в регионе преобладают порывистые ветра, то угол выбирается не больше 10-20 градусов. В остальных случаях ветер не влияет на угол ската крыши.
- Осадки . Регион, в котором наблюдается обильное выпадение осадков, угол ската рекомендуется выбирать больше 45 градусов . Такая конструкция крыши позволяет быстро осадкам стекать.
- Масса снега . Аналогично предыдущему фактору, выбор высоты зависит от обильности выпасаемых снежных осадков в зимний период. Угол ската желательно выбирать в 45 градусов и больше, если снег в регионе выпадает часто и в больших количествах.
Всю информацию о характеристиках вышеуказанных параметров можно узнать из СНиПа 2301-99 .
Необходимость создания чердака
Без чердака обычно возводят постройки нежилого типа и достаточно легкие, например, гаражи и сараи. Для жилого дома всегда необходимо предусмотреть наличие чердачного помещения. Использовать его или нет – это уже личное дело каждого.
Необходимость сооружать чердачное помещение – фактор, который влияет на значение высоты крыши исходя из комфорта передвижения по будущему помещению. А именно, есть необходимость передвигаться по чердаку и эксплуатировать его как жилое или складское помещение.
Если же помещение предусматривается нежилое, то существует ряд правил и для такой конструкции:
- в расчет высоты крыши берутся противопожарные требования к дому;
- размер помещения не должен быть помехой техническому обслуживанию;
- обязательно наличие сквозного прохода, высотой 1,6 м и длиной 1,2 м.
Тип кровли
Существуют особые правила, отталкиваясь от которых определяют параметр высоты крыши относительно материала для ее покрытия:
- Если в кровельном материале много штучных элементов , то угол наклона выбирается как можно больше.
- Если крыша выбрана низкой , то стыки в кровельном материале должны быть сведены к минимуму.
- Для материала большой массы избирается максимально большой угол для того, чтобы общий вес материала равномерно распределялся по поверхности.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Эти параметры следует учитывать в совокупности , чтобы обеспечить надежный и долгий срок эксплуатации крыши.
Высота крыши по отношению к ширине дома
С такого ракурса определение высоты крыши определяется на основании 
теоремы Пифагора
. Для этого поперечное сечение конструкции представляется как равносторонний треугольник.
Параметр, которые необходимы для расчетов – это угол наклона крыши . Высота конструкции – это катет прямоугольного треугольника .
Расчет проводят следующим образом:
- Необходимо определить тангенс выбранного значения для угла ската.
- Зная ширину дома , одну сторону, прилегающую к углу, можно вычислить, поделив значение на 2.
- Далее имеющиеся значения нужно подставить под известную формулу a = b * tg a.
- По такому принципу и можно понять зависимость высоты конька от ширины дома. Чем больше ширина дома, тем больше будет угол ската.
Соотношение ширины дома к высоте конька
Высота конька двухскатной крыши
Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши и не наделать ошибок? Выше указан самый простой способ определить высоту крыши для двускатной ее разновидности. Используется для этого математическая формула. Но существует еще один способ расчета – графический. Изначально делается чертеж на бумаге, после чего измеряются полученные величины.
Принцип такого метода – перенести в точном пропорциональном соотношении в меньшем масштабе реальные параметры конструкции крыши.
Несмотря на то, что способ считают не таким точным, как математический, многим он удобен и также позволяет узнать необходимые результаты.
Алгоритм действий такой:
- Чертится равнобедренный треугольник и проводится меридиану – это и будет высота конька.
- Чертить треугольник необходимо, отталкиваясь от выбранного ранее угла наклона в зависимости от индивидуальных параметров дома и его месторасположения.
- Для того чтобы начертить точно угол наклона крыши, следует воспользоваться транспортиром.
- После того, как треугольник будет начерчен, проводиться измерение получившейся меридианы , т.е. высоты конька.
Такой способ особенно удобен для тех, кто собирается оборудовать чердак под помещение жилого типа. В этой ситуации есть возможность наглядно определить и обозначить все необходимые параметры.
Высота двухскатной крыши
Расчет высоты крыши четырехскатного типа
Несмотря на то, что четырехскатная разновидность крыши намного сложнее по конструкции, в расчетах можно воспользоваться параметрами и формулами по принципу расчета высоты двухскатной разновидности.
У четырехскатной крыши имеются две разновидности:
- Шатровая. В такой конструкции все скаты крыши имеют одинаковые значения длины, площади и идентичны по форме. Такая разновидность используется в регионах с сильными ветрами . Она способна выдерживать сильные порывистые ветры и высокую степень нагрузки.
- Вальмовая. Скаты представлены двумя треугольниками и трапециями. Такая разновидность требует значительных затрат на материалы для ее сооружения, однако – это идеальный вариант для устройства мансардного этажа . Однако, такая конструкция не подойдет для регионов, где в основанном сильные порывисты ветры. В таких условиях конструкция нуждается в дополнительном укреплении.
В любой из перечисленных разновидностей крыш для расчетов необходимо найти в конструкции фигуру прямоугольного треугольника . Это позволит определить искомые значения.
Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:
- В конструкции можно найти прямоугольный треугольник.
- В найденной фигуре обозначить гипотенузу, которой будут стропила, второй стороной – ширина дома, разделенная на 2.
- Отталкиваясь от параметра угла наклона(tg угла), вычисляется третья сторона фигуры, которая и представляет высоту.
Высота вальмовой крыши
Полезное видео
Как определить высоту и угол крыши вы можете узнать из видео урока:
Заключение
Определять высоту самостоятельно для будущего дома – занятие хоть и простое, но ответственное. Учитывая, что это достаточно важный параметр, от которого зависит надежность всей конструкции, то лучше доверить такую работу специалистам. Особенно, если есть сомнения в определении угла наклона ската. Специальные программы для проектирования также помогут в этом вопросе.
Вконтакте
Двухскатная крыша является наиболее популярной кровельной конструкцией, которой оборудуют частные жилые дома, бани, гаражи и другие постройки. Строительство кровли такого типа – рациональное решение вопроса защиты внутренних помещений от проникновения атмосферных осадков, ветра и холода. В процессе проектирования двухскатной крыши центральное место занимает расчет высоты конька, определение уклона и площади скатов. От этих трех параметров зависит срок эксплуатации и эффективность перекрытия, поэтому в этой статье мы расскажем, как самостоятельно рассчитать основные параметры и технические характеристики кровли, не используя программу-калькулятор.
Коньком называют высшую точку двухскатной крыши, горизонтальное ребро, которое находится в месте соединения плоскостей скатов. Он монтируется на заключительном этапе кровельных работ, но до установки обрешетки на стропильные ноги. Длина конька двускатной кровли соответствует длине ската. Этот элемент стропильного каркаса решает следующие задачи:
- Главная функция конька – быть опорой для верхней части стропильных ног крыши. Он связывает между собой все пары стропил, придавая конструкции жесткость, равномерно распределяя вес кровельного материала двускатной кровли.
- Обеспечение циркуляции воздуха. Воздушный зазор, образующийся в месте оборудования конька предохраняет стропильный каркас от застоя воздуха и загнивания, обеспечивает проветривание все деревянных элементов, благодаря чему срок эксплуатации двускатной крыши увеличивается.
Важно! В процессе проектирования крыши нужно выбрать и правильно рассчитать высоту расположения конька. Если помещение, расположенное под сводом крыши, используется как жилое, то выбор делают, исходя их желаемой высоты потолка, в остальных случаях расчет выполняют, опираясь на рекомендуемый угол наклона скатов.
Проще всего произвести вычисления, используя специальную программу калькулятор, введя исходные данные в которую, можно определить высоту конька, площадь скатов и подкровельного помещения.
Методы вычисления высоты и площади крыши
Выполнить расчет высоты конька и площади двускатной кровли и остальных сопутствующих параметров можно, не используя программу-калькулятор. Для этого требуется знание элементарных геометрических формул, которые, надеемся, вы не успели забыть с школьных времен. Самостоятельно рассчитать конек можно двумя простыми методами:
Важно! Самый надежный способ выполнить расчет высоты конька и площади ската – специальный онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, нужно ввести исходные данные: длину и ширину дома, уклон ската.
Определение высоты крыши
Наиболее важные факторы, влияющие на выбор высоты расположения конькового соединения, относятся к природным условиям зоны, в которой происходит строительство. Согласно строительным нормам этот параметр выбирают, исходя из следующих условий:
Обратите внимание! Высота расположения конькового соединения влияет на полезную площадь мансардного помещения. Чтобы оборудовать жилую комнату под крышей, следует поднять крышу на высоту не менее 2,5 м, однако, это негативно отразится на полезной площади из-за низких боковин.
Видео-инструкция
