В современном частном строительстве двухскатные крыши пользуются большой популярностью, поскольку они просты в монтаже и экономичны по своей стоимости, а также их строительство может быть выполнено самостоятельно. Угол наклона двухскатных крыш является одним из показателей, как надежности, так и эстетической привлекательности будущего дома, поэтому ему отводится первостепенное значение.
Двухскатная крыша
Правильный выбор уклона скатов, выбранный с соблюдением строительных норм и технологических особенностей, позволит максимально обеспечить защиту строения от неблагоприятных погодных условий, а также оптимизировать финансовые затраты.
Углом двухскатной кровли в строительстве принято понимать наклон между линией стропильной ноги и горизонтальным уровнем, совпадающим со стеной здания. Измеряется он, в градусах. Реже встречается процентное измерение величины уклона ската, которое вычисляется по формулам на основании соотношения сторон треугольника в процентном исчислении.
Вариант пологих скатов двускатной кровли
По величине уклона ската все крыши можно разделить:
Считается, что стандартная или имеет уклон равный 45 градуса, однако такая конструкция требует более надёжного крепления, поскольку обладает повышенной парусностью и подходит не для каждой местности.
В практике строительства более распространены пологие кровли с углами, расположенными в диапазоне от 0 до 45 градусов. Исключение составляют лишь нижние части ломаной двухскатной крыши, в которой наклон составляет 60 более градусов.
Примеры крыш по разной величине уклона ската
Зачастую при строительстве владельцы выставляют уклон кровли, как говорится, «на глаз», руководствуясь исключительно эстетическими соображениями. Это является рискованным решением, поскольку не только увеличивает вероятность преждевременного износа, но и исключает возможность оптимизировать как полезную площадь подкровельного пространства, так и затраты на материалы.
Факторы, которые следует учесть при расчёте уклона скатов кровли
При проектировании общей конструкции двухскатного покрытия дома выбору оптимального уклона скатов необходимо уделить особое внимание, поскольку от этого будет зависеть как функциональность крыши, так и её надёжность.
Пример проект двускатной крыши
При этом нужно учитывать следующие факторы:
- .
Разные типы кровельного материала
Каждый тип кровельного покрытия отличается не только по технологии установки и весу, но и рекомендованными показателями минимального угла при установке, в том числе:
Пример металлического кровельного материала для крыши
Тип покрытия Минимальная величина угла в градусах Особенности Рубероид и другие рулонные материалы 4 Такой уклон допустим при укладке в три слоя. Для однослойного покрытия минимальное значение составляет 25 градусов. Мягкая битумная кровля 4 Верхнее ограничение составляет 15 градусов, поскольку при жаркой погоде есть вероятность сползания кровельного покрытия. Стальные фальцованные листы 5 Не рекомендуется делать такое покрытие на скаты с уклоном более 30 градусов. Ондулин 6 Для укладки на плоских крышах требуется сплошная обрешётка. Профлист 12 При минимальном показателе требуется дополнительная герметизация стыков Металлочерепица 14 Лучше укладывать на менее покатые скаты, чтобы исключить срыв покрытия ветром. Шифер 20 При меньшем наклоне возможно подтекание воды Натуральная черепица 22 Рекомендуется укладывать на более крутые скаты, чтобы снизить нагрузку на стропильную систему, поскольку черепица имеет значительный вес 
- Функциональное назначение подкровельного пространства.
При естественным является желание максимально использовать подкровельное пространство и, как правило, там обустраивают жилое помещение. При различном наклоне скатов полезная площадь может различаться по высоте и ширине.
Считается, что оптимальным решением для жилого помещение будет уклон, находящийся в диапазоне от 30 до 45 градусов.
Надо отметить, что даже при таком наклоне площадь мансарды будет невелика. Альтернативным вариантом будет сделанная двухскатная крыша ломаного типа, которая позволяет максимально использовать подкровельное пространство.
Чертеж крыши ломаного типа - Среднестатистическая снеговая нагрузка.
Этот фактор также имеет немаловажное значение, поскольку залежавшийся на крыше снег после снегопада существенно увеличивает давление,как на покрытие, так и на стропильную систему и повышает вероятность обрушения кровли.
Для местности с обильными снегопадами рекомендуется устанавливать кровли с уклоном 35-40 градусов. Актуальным углом будет и наклон в 45 градусов, поскольку при таком расположении ветром сдувается снеговое покрытие, такие кровли называются самоочищающимися.
Связь угла наклонной крыши и количества снега на ней
- Ветровые метеоусловия.
в открытой местности с сильными ветрами требует снижения показателя угла, чтобы уменьшить парусность кровли и исключить срыв кровельного покрытия.
С другой стороны, чересчур маленький уклон повышает опасность отрыва всей стропильной системы от строения.
Поэтому рекомендованный наклон углов, для домов, строящихся в зонах повышенных ветров и ураганов, составляет 30-42 градуса.
Ветровая нагрузка на крышу
Надо отметить, что кровля с крутыми скатами по стоимости будет обходиться дороже, чем с пологими. Однако решающим значением при выборе уклона должны быть технические характеристики, поскольку именно они влияют на безопасность и долговечность строения.
Расчёт угла двухскатной кровли
Для того чтобы вычислить оптимальный угол наклона двухскатной крыши необходимо выполнить следующие действия:
Проанализировав все полученные данные, можно принять решение, какой будет оптимальный угол для двухскатной крыши конкретного дома. Видео-урок по нахождению высоты и наклона крыши.
Вычисление угла нестандартной двухскатной крыши
Виды двухскатных кровель не ограничиваются только классическим типом или тем, который с фронтона образует равнобедренный треугольник и скаты имеют одинаковый уклон.
Другими типами, имеющими более сложную конструкцию, но для которых также актуален расчёт угла наклона сторон, являются:
Для проектирования сложной крыши онлайн — калькулятор будет оптимальным способом рассчитать угол уклона каждого из скатов, поскольку позволяет быстро вычислить и оптимизировать этот показатель на основании вводимых данных, таких как:
В зависимости от типа кровли и программы данные, необходимые для ввода, могут отличаться наличием дополнительных параметров.
Достоинством применения онлайн — калькуляторов является то, что изменяя вводимые параметры можно выбрать оптимальный вариант для конкретного строения.
Если же делать расчёт сложной кровли вручную, то необходимо принимать во внимание следующие основные моменты:
- Ломаная кровля.
Основное предназначение кровли такого типа это увеличение полезной площади подкровельного пространства, которое обеспечивается более крутыми нижними скатами и пологой верхней частью.
Оптимальными углами для считается соотношение 30 градусов для верхней части и 60 градусов для нижних сторон. Такое сочетание наклонов делает двускатную ломаную кровлю эстетически привлекательной и функционально удобной.
Примеры двускатной ломаной крыши
- Крыша с разной длиной скатов.
Зачастую к такому варианту прибегают, когда необходимо разместить под одной крышей помещения разного функционального назначения, например, при этом уклон более длинного ската будет намного меньше, чем короткого.
В этом случае целесообразно выполнить расчёт короткого ската по стандартной методике, а угол второй из сторон вычислять математически на основании высоты конька и длины от точки, соответствующей проекции конька, до места окончания ската.
Крыша с разными углами требует внимательного подбора кровельного покрытия, чтобы оба угла наклона крыши находились в допустимом диапазоне конкретного материала. Если это не представляется возможным, то необходимо расположить постройку на местности так, чтобы более длинный скат был с подветренной стороны, при этом рекомендуется ориентироваться на данные метеослужбы о розе ветров на данной территории.
Примеры крыши с разной длинной скатов
- Разно уровневые. Такое строение двухскатной кровли в последнее время становится все более популярным, поскольку оно расширяет возможности организации внутреннего пространства, а также позволяет максимально задействовать технологии энергосбережения.
Пример крыш с разноуровневым скатом
Можно выделить два типа разно уровневых покрытий:- с одинаковым уклоном скатов;
- с разными углами наклона.
Принцип расчета для любого из типов является таким же, как и в предыдущих вариантах.
Многообразие вариантов конструкций двухскатных сложных крыш предполагает гибкий подход при вычислении уклонов скатов в каждом отдельном случае, но принципы расчетов должны оставаться неизменными.
Примерны оформления мансардного этажа разных типов двухскатной крыши
Таким образом, угол двухскатной крыши является немаловажным показателем при проектировании кровли, поскольку от этого будет зависеть долговечность и безопасность постройки.
Корректно просчитанная крыша своими руками будет гарантией будущего комфорта, а также оптимальных финансовых затрат на строительство.
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.
От качества строительства крыши зависит надежность здания и комфортность проживания в нем. Конструкция ее выбирается оптимальной для местных условий эксплуатации. Особое значение имеет такой параметр, как уклон кровли, о чем и пойдет далее речь.
Угол ската крыши зависит не только от ее дизайна и особенностей фасада дома, от выбранного кровельного материала, но и от других факторов. Необходимо, прежде всего, учитывать климатические условия местности, где возводится здание. Там, где количество выпадающих в зимнее время осадков велико, предпочтительнее большой угол наклона крыши (в пределах 45-60 градусов): это способствует лучшему сходу снега, а значит снижению нагрузки на кровлю. Также становится менее вероятным оледенение поверхности перекрытия из-за уплотнения снежных покровов.
Если здание возводится там, где преобладает погода с сильными ветрами, желательно выбирать минимальный угол ската крыши для снижения парусности конструкции. В противном случае конструкции грозит быстрое разрушение. Чаще всего диапазон наклона в данном случае – 9-20 градусов.
Чем больше угол уклона ската кровли – тем легче с нее сходит снежный покров
Но в основном оптимальный угол ската крыши выбирается в средних значениях, то есть от 20 до 45 градусов. Он является подходящим практически для любого вида кровельного материала, к примеру, для очень популярных сегодня профнастила или металлочерепицы.
В местности с теплым климатом, где солнечных дней гораздо больше, чем пасмурных, более приемлемыми будут плоские крыши: их площадь меньше, чем у конструкций других видов, а значит нагревание от солнечных лучей будет происходить в меньшей степени. Но и такая конструкция не должна быть абсолютно горизонтальной: уклон плоской кровли должен быть, как минимум, в пределах 3-5 градусов. Минимальный уклон плоской кровли обеспечит нормальный сход дождевой и талой влаги.
Виды кровельных конструкций
Хозяйственные и подсобные сооружения часто возводятся с односкатной крышей: она просто монтируется и не требует больших затрат. По сути, такая постройка имеет разной высоты стены с уложенным на них перекрытием. Наклон перекрытия выбирается в пределах 9-25 градусов, что хорошо подходит для профнастила и металлочерепицы. Такая конструкция требует устройства вентиляции подкровельного пространства.
Но наиболее популярной является двускатная: две плоскости, расположенные под наклоном, соединяются по линии конька. Другие (торцевые) плоскости являются вертикальными и называются фронтонами. В них могут быть двери для выхода на балкон или наружную лестницу.
Существует множество вариантов конструкций кровельного перекрытия
Вальмовые перекрытия, наиболее популярными представителями которых являются четырехскатные, эстетически очень привлекательны. В таких случаях, особенно у более сложных конструкций, наклоны могут быть любыми: это зависит от выбранного дизайна и личных предпочтений застройщиков. Достоинство вальмовых крыш – в отсутствии ограничений на использование кровельного материала.
Вариант вальмовой конструкции – мансардная: чердачное помещение используется как жилое, поэтому требования к утеплению очень высоки. Свободное пространство под перекрытием образуется за счет высокого угла наклона всех скатов, в которых следует предусмотреть наличие мансардных окон.
Зависимость конструкции крыши от материала перекрытия
Прежде чем выбрать кровельный материал, следует изучить его технические характеристики: это поможет оптимально подойти к решению вопроса и подобрать наиболее надежный. Кроме того, существует правило, определяющее зависимость угла наклона скатов от применяемого кровельного материала.
Перечислим основные из них:
При выборе значения наклона следует учитывать прочностные характеристики кровельной конструкции: запаса прочности должно хватать не только на то, чтобы выдерживать собственный вес и массу кровельного материала, но также и на внешние нагрузки (порывы ветра, снег). Также от наклона ската зависит и тип обрешетки для укладки большинства материалов: при малых значениях этого параметра монтируют либо сплошную обрешетку, либо с небольшим шагом (350-450 мм). При возведении любой крыши, а тем более плоской, необходимо устройство системы уклонов и водоотведения. Если площадь особенно велика – потребуется дополнительный слив.
Расчет угла наклона
Конструкция должна отвечать таким требованиям: быть достаточно прочной, обеспечивать надежную защиту от атмосферных осадков, обладать хорошей термо- и звукоизоляцией. Важно также, чтобы был доступ для ремонта и эксплуатационного обслуживания. Как рассчитать угол наклона крыши, чтобы выполнялись все эти условия? Специалисты рекомендуют применять простые варианты ее устройства, к которым относятся односкатные, двускатные, вальмовые (и полувальмовые), мансардные.
Кровли могут иметь конструкцию любой сложности, с различными углами уклона
Односкатные наиболее удобны для веранд, пристроек и хозяйственных строений. Принцип создания односкатной – такой же, что и других видов: выполняется монтаж стропил, обрешетки, после чего – укладка кровельного материала. Последнее играет решающую роль: для профнастила требуется угол от 8-11 градусов (лучше делать 20), для металлочерепицы – минимум 25, для шифера и фальцевой кровли – 35 градусов.
Если климатические условия позволяют, лучше делать кровлю с уклоном в 45 градусов: это позволит пренебречь расчетами, связанными с массой снега. Это практически идеальная односкатная крыша: угол наклона не затруднит ее монтаж и облегчит обслуживание (снег не будет накапливаться на ее поверхности). Но в данном случае придется усилить стропила и обрешетку, так как давление ветра на конструкцию увеличивается в 5 раз. Следует также учитывать, что это потребует больших расходов на материалы – примерно в 1,5 раза.
Кровельный материал необходимо выбирать в зависимости от уклона крыши
Как видно из графика, каждому наклону соответствует определенная группа кровельных гидроизоляционных материалов. Всего их – 11, при этом наклонные линии соответствуют углу наклона ската. Жирной линией обозначается, как относится высота конька к ½ ее заложения. Видно, что отрезок h равен половине горизонтального отрезка, обозначенного дробью ½. Цифры в вершинах полукруглых шкал соответствуют углу наклона (в градусах), вертикальная шкала тоже обозначает в процентах. Выбирая какую-либо конфигурацию крыши, следует придерживаться данных рекомендаций и приобретать подходящие для облюбованного варианта кровельные материалы.
Для того чтобы было ясно, как производится расчет угла наклона крыши, приведем пример вычисления наименьшего угла уклона перекрытия с гидроизоляцией из черепицы. На графике находим полукруглую кривую, соответствующую данному покрытию: это будет кривая, обозначенная цифрой 2. Отслеживая ее до места пересечения с вертикальной шкалой, обнаруживаем, что минимальный уклон такой кровли равен 50%.
Учитывая тот факт, что уклон ската – это отношение высоты конька к ½ его заложения, вычисляем уклон. То есть, при высоте конька h = 4 м и заложении, равном L = 15 м, уклон будет определяться, как h:(L/2) = 4:(15/2) = 0,53. Для отображения в процентах умножаем полученный результат на 100 и получаем 53%. Такое значение этого параметра гарантирует хорошее отведение дождевой воды. Минимальный уклон в ендове – 1%.
Особенности расчета двускатной кровли
Двускатная кровля является наиболее удачной и распространенной конструкцией. Причин тому несколько: высокая надежность, относительная простота, дешевизна конструкции. При сооружении кровли далеко не все правильно выбирают оптимальный угол наклона двухскатной крыши.
В районах сильных ветров, надо производить расчет двухскатной крыши так, чтобы ее наклон не стал причиной слишком сильных ветровых нагрузок. Чем больше угол наклона конструкции, тем выше ее парусность.
Нельзя уменьшать его до значений, меньших 25 градусов: осадки будут хуже удаляться с крыши, и в подкровельном пространстве может появиться сырость. Делать его большим 60 градусов также не рекомендуется: сильный порыв вера может разрушить кровлю. Крыша не обязательно должна иметь симметричные скаты: если ориентировать строение более пологим скатом в южную сторону – крыша будет лучше сохнуть после дождя.
Условия применения кровельных материалов в зависимости от угла уклона
Полезная площадь мансарды и система водоотведения
Полезная площадь мансардного помещения зависит от конструкции кровли: чем больше угол уклона, тем больше будет площадь и наоборот (на рисунке 2 это наглядно показано). Сооружая мансарду, приходится искать компромисс между площадью, которую можно будет легко использовать, расходами на строительство крыши и прочностью конструкции.
Способ отвода атмосферных осадков также может быть различным. Различают наружный или внутренний организованный и неорганизованный – только наружный. Последний предполагает установку водосточных труб и желобов, при этом настенные и подвесные системы монтируют на кровлях с уклоном, большим, чем 15%. Желоба крепятся с минимальным уклоном в 3 градуса, их борта изготавливают высотой около 120 мм.
От угла наклона кровли зависит полезная площадь мансарды
Между трубами должно быть расстояние не больше 23 м. Сечение трубы должно обеспечивать нормальное отведение воды и выбирается в зависимости от площади ската. Наружные водостоки организованного типа более пригодны для местности с теплым климатом. Внутренние водостоки применяются для холодных климатических условий. Состоят такие системы из воронки для приема воды, стояка, выпуска и отводной трубы. Главное условие – отвод воды должен обеспечиваться при любой температуре воздуха.
Устройство кровли – очень ответственное дело, требующее участия работников высокой квалификации. Ошибки монтажа могут дорого стоить хозяевам дома. Чтобы избежать неприятностей, работы по сооружению кровли следует поручить специалистам, обладающим достаточным опытом: это будет гарантией надежности здания и уюта в нем.
При создании кровли уклон является одним из важнейших параметров, который учитывается в расчетах. Зависит он от материала для кровли, а также местного климата.
Угол наклона крыши является важнейшим параметром при возведении стропильной системы и расчете расхода кровельных материалов частного дома. Проектирование крыши – мероприятие весьма ответственное, которое следует доверить исключительно профессионалам, имеющим разрешение на проведение подобных работ.
Угол наклона крыши
- На что влияет уклон крыши
- Снеговые и ветровые нагрузки
- Примеры расчета
Однако в некоторых случаях, все предварительные расчеты можно сделать и самостоятельно, хотя бы для того, чтобы иметь представление о предполагаемом количестве материала и возможности реализации своих архитектурных идей. Из этой публикации вы узнаете, от чего зависит и как своими силами рассчитать угол наклона крыши, не прибегая к услугам дорогостоящих специалистов.
На что влияет уклон крыши
При самостоятельном возведении каркаса крыши большинство застройщиков руководствуется ее дизайном и назначением подкровельного пространства, что в корне неверно. На каркас крутых крыш практически не воздействует снеговая нагрузка, а это значит, что чисто теоретически можно сэкономить на сечении и шаге стропил. Однако ветер, оказывает наибольшее воздействие именно на кровли с крутыми скатами из-за их большой парусности, что уже на практике требует создания прочной стропильной системы.
Все это совершенно не значит, что пологие крыши лучше. На кровлях с малым уклоном снег будет задерживаться дольше, что создает внушительную нагрузку на стропильную систему. К тому же, угол ската крыши влияет на габариты чердачного помещения. Чем круче крыша – тем больше возможности у застройщика для обустройства жилой мансарды. Тем не менее не следует забывать о высокой стоимости конструкций с крутыми скатами, особенно в сравнении с пологими крышами. Сохранить объем чердачного пространства, не увеличивая высоту конька, поможет создание ломаной крыши.
Помимо снеговой и ветровой нагрузки на каркас оказывает влияние и вес кровельного пирога совместно с собственной массой стропильной системы. Если в кровле используются теплоизоляционные материалы, то и их вес учитывается при определении оптимального угла крыши.
В чем измеряется угол наклона крыши
Прежде всего, следует внести ясность в само понятие угол наклона. Данная величина – это угол, который образуется при пересечении горизонтальной плоскости (заложение) с плоскостью кровли. «Заложение» – это не что иное, как проекция ската крыши в горизонтальной плоскости.
В справочной литературе и специализированных таблицах в качестве единицы измерения угла наклона крыши используются проценты. Уклон кровли в процентах показывает отношение высоты подъема кровли (Н) к заложению (L).
В двускатных крышах (L) – это величина, равная длине половины пролета. L в односкатных крышах равняется длине пролета.
Правила расчета угла наклона кровли
Допустим, L = 3 м, а Н = 1 м. В таком случае отношение будет выглядеть, как Н к L или 1:3. Это простейший пример, показывающий большие неудобства в определении угла уклона таким способом.
Для простоты вычислений применяется специальная формула расчета угла наклона крыши, которая выглядит следующим образом.
I = H/L где:
- I – тангенс уклона ската;
- Н – высота подъема кровли;
- L – значение заложения.
Используем данные из примера выше. L = 3 м и Н = 1 м. Тогда, формула расчета выглядит, как I = 1/3 = 0,33. Теперь, для перевода значения тангенса острого угла в проценты необходимо полученное значение умножить на 100. Исходя из этого, получаем: 0,33 х 100 = 33%
Как определить угол наклона крыши в градусах? Перевести проценты в градусы можно двумя простыми способами:
- воспользоваться онлайн-конвертором;
- воспользоваться таблицами, опубликованными в специализированной справочной литературе.
Первый способ весьма прост, но требует подключения к интернету. В сети представлено огромное количество ресурсов, предоставляющих возможность воспользоваться онлайн-конвертором.
Таблицы уклона крыши в градусах и процентах найти значительно сложнее, однако они проще в применении. Публикуем таблицу соотношения проценты-градусы.
Определяем минимальный угол ската крыши в зависимости от кровельного материала
Исходя из крутизны скатов, все крыши условно делятся на четыре типа:
- Высокие, с уклоном от 45 до 60°.
- Скатные, с углом наклона кровли от 30 до 45°.
- Пологие. Угол наклона скатов в таких конструкциях варьируется от 10 до 30°.
- Плоские с уклоном до 10°.
Подходя к возведению крыши, застройщик планирует использование определенного кровельного материала. Следует учитывать, что далеко не каждый материал может быть использован на крышах с различным уклоном.
- Асбоцементный шифер - 9° или 16%. Соотношение высоты подъема кровли к заложению 1:6.
- Ондулин - 5°. Соотношение сторон 1:11.
- Минимальный угол наклона односкатной крыши из металлочерепицы составляет 14°.
- Керамическая черепица - 11°. Соотношение 1:6.
- Цементно-песчаная черепица - 34° или 67%. Соотношение высоты кровли к заложению 1:1,5.
- Битумная черепица - 11°. Соотношение сторон 1:5.
- Профнастил - 12° При меньшем уклоне необходимо провести обработку стыков герметизирующим средством.
- Оцинковка и стальные листы требуют минимального уклона 17°.
- Рулонные битумные материалы - 3°.
- Наплавляемая кровля может быть использована в качестве покрытия крыши с уклоном 15%.
В проектировании крыш существует понятие – максимальный угол наклона скатов. Данное значение является критическим для использования конкретного материала. На рисунке ниже показаны минимальные и максимальные значения угла наклона крыши для некоторых распространенных кровельных материалов. Кроме этого, в последней колонке собраны данные о том, какой уклон ската чаще всего используется для данных материалов отечественными застройщиками.
Как видно из приведенной таблицы, между минимальным и максимальным углом наклона крыши весьма солидный разрыв.
Выбирая уклон из диапазона допустимых значений, следует руководствоваться исключительно эстетическими соображениями и расходом материала.
Снеговые и ветровые нагрузки
При проектировании кровли всегда учитываются снеговые и ветровые нагрузки на стропильную систему. Чем круче скаты, тем меньше снега на них задержится.
Для правильного вычисления необходимой прочности конструкции вводится поправочный коэффициент:
- Для крыш с уклоном менее 25° применяется коэффициент равный 1.
- Стропильные конструкции со скатами от 25 до 60° требуют применения коэффициента 0,7.
- Кровли, выполненные с углом наклона скатов более 60°, не требуют применения коэффициента, так как снег на них практически не задерживается.
Для простоты вычислений используют карты, в которых отмечены средние значения снеговой нагрузки по регионам РФ.
Примеры расчета
Правила проведения расчетов просты: находим свой регион, определяем снеговую нагрузку, выделенную своим цветом, принимаем в расчет первое значение, умножаем на поправочный коэффициент исходя из предполагаемого угла уклона крыши. В качестве наглядного примера рассчитаем снеговую нагрузку для крыши дома в Норильске углом наклона скатов 35°. Итак, 560 кг/м2 умножаем на коэффициент 0,7. Получаем снеговую нагрузку для данного региона и конкретной конструкции кровли 392 кг/м2.
Для определения ветровых нагрузок также используются карты, в которых отмечены расчетные значения ветровых нагрузок по регионам.
Кроме этого, в расчетах следует учитывать:
- Розу ветров, а конкретно – расположение дома на местности и относительно других строений.
- Высоту постройки.
По типу расположения дома на местности, все строения можно разделить на три группы:
- А – постройки, расположенные не открытой местности.
- Б – Строения, расположенные в населенных пунктах с ветровой преградой не выше 10 м.
- В – здания, находящиеся в населенных пунктах с ветровой преградой от 25 м.
В зависимости от зоны размещения и высоты строения при проектировании крыши вводятся поправочные коэффициенты, учитывающие ветровую нагрузку. Все факторы, влияющие на ветровую нагрузку, сведены в таблицу, по которой легко сделать расчет.
Например: для одноэтажного дома в Норильске ветровая нагрузка составит: 84 кг/м2 умноженная на коэффициент 0,5, соответствующий зоне «В», что составляет 42 кг/м2.
Помимо этого, учитываются аэродинамические нагрузки, воздействующие на стропильную систему и кровельный материал. В зависимости от направления ветра, нагрузку условно делят на зоны, которые предполагают различные поправочные коэффициенты. Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .
Металлочерепица считается одним из самых удобных и популярных кровельных материалов. Отличаясь высокой несущей способностью, прочностью, простотой монтажа, металлочерепица мало подвержена механическим воздействиям. Планируя выкладку материала, следует высчитать правильный уклон для металлочерепицы и соблюсти технологические тонкости монтажа. Тогда крыша будет служить долго и не потребует скорого подновления.
Уклон кровли – важная определяющая конструкции, образовываемая углом, обрезанным плоскостью перекрытия и кровельным скатом. Выражается показатель в процентах или градусах, вычисляется путем деления высоты конька на 1/2 ширины строения. Угол наклона кровли из металлочерепицы регламентируется СНиП и инструкцией поставщика. От показателя зависят такие факторы, как:
- Применение кровельного покрытия на крыше.
- Способность крыши эффективно отводить природные осадки, противостоять ветрам и другим климатическим явлениям.
- Цена кровельных работ.
- Масса кровельного пирога.
Достаточно новое покрытие, металлочерепица, не так жестко регламентируется стандартами. Поэтому производитель часто сам советует показатель минимального угла, опираясь на технические характеристики продукции. Расчет производится по толщине листа, несущей способности основы и метода выкладки кровельного покрытия. Однако существуют оптимальные значения, на которые следует опираться:
- При скате в 6 метров длины минимальный уклон по СНиП должен быть не менее 14°.
- Допустимый уклон кровли из металлочерепицы должен находиться в пределах 14-45°.
- Оптимальная величина угла 22°, этого показателя достаточно для нормального отведения осадков при площади скатов менее 6 метров.
Выбор уклона кровли не всегда отличается простотой, потому опираясь на показатели СНиП, следует принять во внимание такие рекомендации по обустраиваемой крутизне ската:
- Уровень снеговой нагрузки в регионе строительства. Для определения показателя нужно взять информацию из справочника и высчитать среднегодовое количество в зимний период. Чем толще снеговой покров, тем больше уровень наклона, в противном случае снеговая масса будет задерживаться на крыше, что приведет к деформации листов.
- Ветровая нагрузка – показатель также зависит от особенностей региона. При максимальной интенсивности ветровых потоков угол наклона обустраивается небольшой, что снижает парусность скатов.
Совет! В расчет принимается также количество ураганов, смерчей и других природных катаклизмов. Информация берется из справочников.
Особенности металлочерепичных крыш с малым уклоном
Самый низкий показатель угла наклона ската 14°, но опытные кровельщики укладывают материалы и при расчетах угла в 10-14°. А для обеспечения надежности кровельного ковра и снижения риска протечек выполняются следующие действия:
- Увеличивается частота реек в обрешетке за счет снижения межстропильного шага.
- Усиливается система стропил посредством частой или сплошной обрешетки.
- Значительно повысить количество нахлестов! Несмотря на рекомендации производителей по горизонтальному нахлесту в 8 см, вертикальному в 10-15, нахлест увеличивается на ширину волны. Благодаря такому способу повышается прочность кровельного ковра и исключается риск протечек на крыше малого ската.
- Тщательно изолировать места стыков герметиком на силиконовой основе.
Совет! Все предпринимаемые меры имеют временный характер, поэтому визуальный осмотр крыши раз в год не повредит.
Определение уклона кровли по геометрическим размерам или в градусах
Формула расчета крутизны ската для крыши из металлочерепицы по размерам, например, для двускатной крыши рассчитывается по следующей формуле: I = H/(1/2L), где:
- I - нужный угол для металлочерепицы;
- H – расстояние от границы перекрытия до конька, то есть показатель высоты стропильной конструкции;
- L – размеры ширины строения.
Чтобы найти процентное соотношение, полученный показатель i умножается на 100. А для выражения в градусах следует воспользоваться тригонометрической функцией или найти значение в соответствующей таблице:
| градусы | % | градусы | % | градусы | % |
| 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 |
Важно! Данный тип расчета подходит для одно-, двухскатных крыш. Для односкатной берется во внимание вся длина пролета. В случае обустройства кровельного ковра с наличием нессиметричного ската, угол крыши рассчитывается по расстоянию от точки проекции конькового элемента до перекрытия для каждого ската по отдельности.
Оптимальный угол для кровли с наличием сложных конструктивных элементов принимается в расчет поправочный коэффициент для проекции по горизонтальному направлению:
- Угол кровли 1: 12 (7°) – К = 1,014;
- 1:10 (8°) = 1,020;
- 1:8 (10°) = 1,031;
- 1:6 (13°) = 1,054;
- 1:5 (15°) = 1,077;
- 1:4 (18°) = 1,118;
- 1:3 (22°) = 1,202;
- 1:2 (30°) = 1,410.
Критерии выбора угла наклона
Высчитывая угол наклона крыши для металлочерепицы, нужно знать, что малая крутизна имеет свои достоинства:
- экономичность расхода материалов;
- снижение весовой массы кровельного ковра, показателя парусности листов, что минимизирует риск появления дефектов при шквальных ветрах;
- удобство и простоту обустройства систем водоотведения.
Но есть и недостатки, если наклон крыши минимальный, то:
- необходимо максимально герметизировать стыки, так как практически полное отсутствие слива повышает возможность проникновения влаги через точки крепления;
- придется чаще убирать снеговые завалы на крыше, чтобы металлочерепица не подвергалась повышенной нагрузке;
- необходимость обустройства мощной обрешетки потребует просчета несущей способности основания и усложнит крепление кровельных элементов;
- под плоской крышей не всегда есть возможность обустройства просторных жилых/нежилых помещений.
Но если уклон крыши большой, например в 45°, то, несмотря на свободный сход снегового покрова, увеличена масса покрытия, из-за чего листы попросту сползают. Выход – упрочнение крепежа и неукоснительное соблюдение технологии монтажа кровельного ковра. Кроме того, когда угол наклона крыши из металлочерепицы слишком крутой, увеличивается расход кровельного материала, как и при обустройстве фигурных скатов.
Чтобы не просчитывать, какой угол будет лучше, берите за основу рекомендации опытных кровельщиков: для односкатных крыш составляет 20-30°, для двухскатных – 25-45°. И небольшой совет: при обустройстве обрешетки с частым шагом получается некая амортизационная подушка, упрочняющая кровельный ковер. Зная формулу расчета, легко просчитать разные варианты крутизны скатов и решить, какому углу отдать предпочтение, в зависимости от погодных, климатических условий и финансовой составляющей: как ни крути, на крыши с минимальным уклоном расход материала меньше.
