Минимальный наклон кровли. Как рассчитать угол наклона крыши — учимся самостоятельному проектированию! Методика проведения расчетов

В гражданском малоэтажном строительстве наиболее распространённым, рациональным и экономически целесообразным видом крыши опытные строители называют скатные конструкции. Они могут состоять из одного, двух, трех или даже четырех скатов, плоскостей, смыкающихся в одной точке, называемой коньком. От плоских кровель скатные отличает угол наклона, который согласно строительным нормам должен превышать 2,5 градуса. Выбор уклона – важный этап создания проекта, от которого зависит прочность, несущая способность и долговечность конструкции. В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать угол наклона, чтобы облегчить сход снега в зимний период.

Угол наклона крыши – параметр инженерного расчета кровельных конструкций, отражающий отношение высоты конька к ширине основания ската. Скатные кровли могут иметь уклон 2,5-80 градусов, однако, оптимальный диапазон значений угла наклона составляет 20-450. От этого параметра зависит площадь скатов, ветроустойчивость и снеговая нагрузка. В специальной литературе встречаются следующие термины:

• Минимальный уклон. Минимальный угол наклона в целом для составляет 2,5 градуса, но в зависимости от используемого гидроизоляционного материала этот параметр может увеличиваться. Меньше всего минимальный угол у рулонных битумных и мембранных покрытий, он составляет 2-4 градуса. Минимально допустимое значение для металлочерепицы и профнастила составляет 11-12 0 , для керамической черепицы – 22 0 .
• Оптимальный. Оптимальным называют наиболее подходящий уклон крыши в данных климатических условиях при использовании определенного гидроизоляционного материала. Оптимальный угол наклона обеспечивает самостоятельный сход снега, облегчая обслуживание кровли.

Важно! Уклон крыши может выражаться в градусах, в процентах или в виде соотношения сторон. Чтобы вычислить этот параметр кровельной конструкции, необходимо разделить половину ширины фасада на высоту, а затем умножить на 100 процентов.

Критерии выбора

Выбор уклонности основывается на инженерном расчете, учитывающем климатические условия зоны, где ведется строительство, характеристики кровельного покрытия и несущую способность стропильного каркаса. Чтобы конструкция получилась надежной, необходимо принимать во внимание следующие критерии:

1. Ветровая нагрузка. Чем круче кровля, тем сильнее ее парусная способность. Поэтому в регионах с сильным, порывистым ветром предпочтительнее более пологие кровельные конструкции. Хотя с другой стороны, с низкоуклонных скатов ветром может срывать гидроизоляционный материал.
2. Снеговая нагрузка. Чем больше снеговая нагрузка, тем более крытыми делают скаты. Угол наклона кровли 40-45 градусов обеспечивает самостоятельный сход снега с поверхности кровельного материала.
3. Характеристики финишного покрытия. У каждого покрытия для возведения кровли существует оптимальный уклон, который необходимо учитывать при проектировании конструкции.
4. Несущая способность каркаса. Чем меньше сечение элементов каркаса и больше расстояние между ними, тем выше круче должен быть скат, чтобы выдержать снеговую нагрузку.

Оптимальный показатель для облегчения схода снега

Лимитирующим фактором при выборе угла наклона кровельных скатов в средней полосе России является высокая снеговая нагрузка, характерная для этой местности. Большое количество снега, выпадающее в зимний период, повышают давление на стропильную систему, приводя к деформациям каркаса и кровельного материала конструкции. Опытные мастера считают, что существует устойчивая корреляция между уклоном и сопротивлением снеговой нагрузке:

1. Если он меньше 30 градусов, то происходи накапливание снега на поверхности скатов. Снежные наносы и наледь имеет значительную массу, из-за которой повышается нагрузка на стропильный каркас, достигая критических показаний. Однако, часть снега сдувается с поверхности ветром. Если угол наклона кровли находится в этом диапазоне, то снегозадержатели на нее не устанавливают, особенно если кровельный материал имеет шероховатую поверхность.
2. При значении, равном 0 градусов (т.е. для плоских крыш), снеговая нагрузка на поверхность достигает максимальных значений. Снег на таких конструкциях скапливается в большие сугробы, которые приводят к обрушению каркаса, если крышу периодически не чистить.
3. Если он кровли составляет 45 градусов и выше, то в расчетах нагрузки на стропильный каркас весом снега можно пренебречь, так как снег со скатов соскальзывает самостоятельно, не задерживаясь на скате. Чтобы обезопасить эксплуатацию кровли, имеющей большой угол наклона, на нее устанавливают снегорезы, разрезающие пласт снега при сходе на более тонкие пластины, имеющие меньшую скорость и энергию падения.

Учтите! Согласно строительной климатологии территория России разделяется на 8 климатических зон, каждой из которых соответствует своя среднегодовая снеговая нагрузка. Это справочное значение используют для расчета уклона крыши, толщины сечения элементов стропильного каркаса и выбора кровельного покрытия.

Влияние на конструкцию

Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:

• Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
• Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
• Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
• Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.

Опытные мастера отмечают, что правильный выбор помогает увеличить срок службы кровельных конструкций, облегчить эксплуатацию и обслуживание крыши в условиях снежных российских зим. Ошибки в проекте, связанные с неправильным выбором оптимального угла приводят к деформациям стропил, обвалу обрешетки, заливанию атмосферной влаги в межшовное пространство во время косого дождя или при оттепелях.

Видео-инструкция

Правильно обустроенная крыша является залогом надежности и комфорта всего здания. Особое значение имеет угол уклона кровельных скатов, расчет которого проводится на этапе проектирования. Давайте рассмотрим, как определить угол наклона крыши в градусах , не прибегая к сложным вычислениям и громоздким приборам.

Влияние различных факторов на выбор угла наклона

На степень уклона кровли влияет дизайн конструкции всего дома. Кроме того, это зависит также от кровельного материала. Некоторое значение имеют также климатические условия данного региона. К примеру, если строительство ведется в местности с частыми дождями и снегопадами, минимальный уклон крыши рекомендуется, как 45-60 градусов. Таким образом достигается уменьшение нагрузки снежного покрова на кровельную конструкцию: снежные массы просто не смогут там скапливаться, сползая вниз под собственным весом.

Если же местность характеризуется сильными ветрами, то оптимальным вариантом в таком случае будет малоуклонная кровля с низкой парусностью. Обычно речь идет об углах 9-20 градусов. Что касается универсального показателя, то он находится где-то между двумя указанными параметрами, и соответствует 20-45 градусов. Такой угол уклона дает возможность широкого выбора кровельного материала.

Какая бывает кровля

Хозяйственные и подсобные постройки чаще всего оснащаются односкатной кровлей. Особой дизайнерской оригинальности она не несет, подкупая своей дешевизной и скоростью монтажа. Все, что потребуется – соорудить две отличающиеся по высоте стены, и переложить их кровлей. Угол уклона подобных конструкций в основном находится в пределах 9-25 градусов, а для покрытия нередко используют профнастил. Так как чердак здесь отсутствует, может быть выбран минимальный скат крыши. Однако не стоит забывать о необходимости вентиляционного подкровельного пространства.

Наибольшей популярностью пользуются двухскатные крыши, состоящие из пары плоскостей (скатов), соединенных по одной линии. Фронтоны (торцы конструкции) могут оформляться дверями, для входа на чердак или проведения ремонтных мероприятий. Там же могут располагаться вентиляционные отверстия (продухи). В настоящее время набирают популярность вальмовые крыши, обладающие значительным эстетическим потенциалом. Показатели уклона кровли здесь могут быть самыми разнообразными: все зависит от личного вкуса и выбранного проекта.

Чаще других используют четырехскатную разновидность вальмовой конструкции, где два ската имеют треугольную форму. При возведении вальмовых крыш допускается использование практически любого кровельного материала. Хотя приходится иметь дело с конструкцией высокой сложности, однако потраченные усилия с лихвой окупаются красотой и эффектностью.

Мансардная крыша является усложненной разновидностью вальмовой: в данном случае за цель ставится создание оптимальных условий для использования чердачного пространства для обустройства жилой комнаты. Это предусматривает проведение работ по надежному утеплению и пароизоляции. Мансардное помещение формируется системой ломанных скатов, с довольно значительными углами наклона. Чаще всего здесь имеются слуховые окна, несущие как практическую, так и эстетическую функции. В обязательном порядке осуществляется инсоляция пространства.

Климатический фактор

Выбирая оптимальный угол уклона, в учет нужно взять климатические особенности местности. Если в регионе случаются частые сильные ветры, то оптимальнее использовать крышу с небольшим уклоном. Если этого не сделать, то из-за повышенной парусности конструкция может повредится и даже разрушиться. Что касается возможности усиления крыши с крутыми скатами, то это обычно сопровождается значительными финансовыми вложениями.

Если в регионе случаются сильные снегопады, крыша с маленьким уклоном будет не эффективной. Наклон скатов следует увеличить, что обеспечит снеговым массам быстрое сползание вниз под собственным весом. Таким образом удается избежать значительного увеличения нагрузок на кровельную конструкцию.

Для местностей с обильными солнечными периодами рекомендуются минимальный уклон кровли из шифера, что позволит максимально уменьшить нагреваемую поверхность. Нередко в таких случаях для защиты от перегрева темных рулонных материалов на плоские скаты насыпается слой гравия. Лучше всего для такой крыши выбрать угол уклона не более 5 градусов, грамотно расположив сточные отверстия.

Минимальный уклон для некоторых кровельных материалов

Выбирая кровельный материал, следует внимательно ознакомиться с его эксплуатационными характеристиками и рекомендациями к использованию.

• Штучные материалы (шифер, черепица). Минимальный уклон шиферной кровли - 22 градуса. В таком случае влага не будет иметь возможности скапливаться в области стыков, что грозит последующим просачиванием внутрь.
• Рулонные материалы. Здесь большое значение имеет число слоев укладки. Если используется три слоя, наклон выбирается в пределах 2-5 градусов. Двухслойная укладка потребует увеличения угла до 15 градусов.
• Профнастил. Уклон металлической кровли должен быть не меньшим, чем 12 градусов. Малые углы предусматривают необходимость дополнительной герметизации стыковочных участков.
• Металлочерепица. Наклон скатов - не менее 14 градусов.
• Ондулин. От 6 градусов.
• Мягкая черепица. От 11 градусов, при чем обустройство сплошной обрешетки является обязательным.
• Мембраны. Универсальное покрытие, применяемой на самых различных кровлях. Минимальный скат кровли – 2 градуса.

Определяя, какой должен быть минимальный уклон крыши, следует учесть несущие способности кровельной конструкции. Важно, чтобы она могла эффективно противостоять всем внешним нагрузкам, характерным для данного региона. Различают постоянные (вес кровли и ее оснащения) и временные (атмосферные воздействия) нагрузки.

Угол уклона оказывает непосредственное влияние на сооружение обрешетки. Минимально наклонные скаты рекомендуется оснащать сплошной обрешеткой, или использовать шаг 350-450 мм. Кроме того, плоская кровля потребует дополнительного времени на обустройство отвода воды с ее поверхности. Для этих целей используется система уклонов. На крышах большой площади нередко монтируют систему аварийного слива воды, на случай превышения водными потоками возможностей основных стоков.

Так как кровельные материалы довольно дорогие, выбирать их нужно очень тщательно, учитывая все достоинства и недостатки. Важно из всего разнообразия представленных в продаже вариантов выбрать наиболее оптимальное покрытие для своего дома. Процесс возведения кровли также должен быть организован максимально ответственно, так как даже минимальные погрешности в процессе расчета угла наклона может иметь самые плачевные последствия. Хорошо еще, если удастся отделать небольшим ремонтом или переделкой. Нередко бывает так, что неправильно рассчитанная кровля во время сильного ветра или снега претерпевает значительные повреждения и разрушения. Это может привести не только к серьезными финансовым потерям, но и к травмам живущих в таком доме людей.

Пример расчета ската крыши

Приступая к расчету уклона кровельных скатов, следует внимательным образом изучить климатические особенности местности, где планируется сооружение дома. Во время сбора информации можно обратится к опыту соседей, взяв на вооружение их конструктивные изыскания. Чем больше в регионе осадков, тем угол уклона делают большим; чем более сильные ветра – меньшим. Если говорить об экономических соображениях, то наименьший расход материала наблюдается при сооружении крыш с наклоном 10-60 градусов.

Чтобы определить высоту конька кровли и расположение стропилин, используют или угольник, или специальную формулу расчета. Здесь величину, равную половине ширины пролета, следует умножить на специальный коэффициент. К примеру, если дом имеет ширину 10 м, а угол наклона его кровли – 25 градусов, для расчета высоты поднятия стропил половина ширины (5) умножают на соответствующий коэффициент (0,47). В результате получается 2,35: именно это является рекомендуемой высотой поднятия стропил. Список коэффициентов, в зависимости от угла наклона, содержит специальная литература.

Древняя поговорка «семь раз отмерь – один раз отрежь» вполне справедлива и для организации кровли. Особое значение имеет правильность расчетов наклона ее скатов. Если угол наклона кровли будет высчитан неправильно, последствия могут быть самыми печальными. Самый распространенный дефект - протекание кровли в местах стыков отдельных элементов укладки. Обычно это случается во время сильного дождя и весеннего таяния скопившегося на крыше снега. Более серьезными последствиями ошибок в расчете угла наклона является повреждение или разрушения крыши под воздействием ветровой или снеговой нагрузки.

Если принимается решение возвести дом своими силами, но уверенности в проведении расчетов по организации кровли нет, лучше всего обратится к опытным специалистам, которые смогут составить оптимальный проект. В дальнейшем строительные работы можно осуществлять самостоятельно, используя точные расчеты.

Крыша дома должна быть надежной и красивой, а возможно это при правильном определении ее угла наклона для данного вида кровельного материала. Как рассчитать угол наклона крыши — в статье.

Назначение подкровельного пространства

Перед расчетом угла наклона крыши надо определиться с тем, как будет использоваться чердачное помещение. Если вы планируете сделать его жилым, угол наклона придется делать большим — чтобы помещение было просторнее, а потолки выше. Второй выход — делать ломанную, . Чаще всего такую крышу делают из двухскатной, но может она иметь и четыре ската. Просто во втором варианте очень уж сложной получается стропильная система и без опытного проектировщика просто не обойтись, а большинство предпочитает делать все самостоятельно, своими руками.

При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:

Это не значит, что крыши с малым уклоном лучше. Они обходятся по материалам дешевле — меньше площадь кровли, но имеют свои нюансы:

• Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
• Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
• При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.

Так что кровли с малым уклоном — тоже не подарок. Вывод: рассчитать угол наклона крыши надо так, чтобы найти компромисс между эстетической составляющей (дом должен смотреться гармонично), практической (при жилом подкровлельном пространстве) и материальной (расходы необходимо оптимизировать).

Угол наклона в зависимости от кровельного материала

Крыша на доме может иметь практически любой вид — может иметь низкие скаты, может — почти отвесные. Важно при этом правильно рассчитать ее параметры — сечение стропильных ног и шаг их установки. Если вы хотите уложить на крышу определенный вид кровельного материала, принимать во внимание надо такой показатель, как максимальный и минимальный угол наклона для данного материала.

Минимальные углы прописаны в ГОСТе (смотрите таблицу выше), но часто производители дают свои рекомендации, так что желательно определиться с конкретной маркой еще на стадии проектирования.

Чаще угол ската крыши часто определяют исходя из того, как сделаны они у соседей. С практической точки зрения это правильно — условия у близлежащих домов аналогичны, и, если соседские крыши стоят хорошо, не текут, можно взять за основу их параметры. Если же по соседству нет крыш с тем кровельным материалом, который вы планируете использовать, можно начать расчеты со средних значений. Они приведены в следующей таблице.

Как видите, в графе «как делают» в большинстве случаев есть солидный диапазон. Так что имеется возможность варьировать внешний вид здания даже с одинаковой крышей. Ведь кроме практической роли крыша еще и украшение. И при выборе угла ее наклона немаловажную роль играет эстетическая составляющая. Сделать это проще в программах, дающих возможность отобразить объект в объемном изображении. Если воспользоваться этой методикой, то рассчитать угол наклона крыши в данном случае — выбрать его из определенного диапазона.

Влияние климатических факторов

На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.

Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.

Расчет снеговых нагрузок

На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.

Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:

• угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
• от 25° до 60° — 0,7;
• на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.

Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.

Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м 2 . Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м 2 * 0,7 = 167 кг/м 2 . Это — только часть расчета угла наклона крыши.

Расчет ветровых нагрузок

Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.

Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:

• Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
• Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
• Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.

Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).

В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания (приведены в таблице). Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.

Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м 2 . В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м 2 * 0,5 = 16 кг/м 2 .

Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).

Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.

Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м 2 . Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.

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

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

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.

Крыша дома

Крыша – это конструктивный элемент здания, который отвечает за его защиту от воздействия внешних факторов. Она должна успешно противостоять атмосферным осадкам в виде дождя, града, снега, шквальных ветров и разрушающих ураганов. Правильный уклон кровли играет большую роль в быстром удалении с крыши воды и снежного покрова. В сочетании с качественно выполненной гидроизоляцией он обеспечивает отличную защиту всего сооружения, включая внутренние помещения.

От грамотного уклона крыши будут зависеть не только эти показатели, но и ее продолжительная работа и прочность. Как правильно сделать расчет, какие учесть факторы, как рассчитать его для крыш с разным покрытием – все эти вопросы будут освящаться в этой статье.

О факторах, влияющих на расчет угла ската крыши

Крыши, как уже писалось на нашем сайте, имеют разную форму и количество скатов. Они бывают одно-, двух- и четырехскатными. Угол наклона крыши зависит от количества скатов на вашем доме.

Строительные работы по монтажу кровли могут приостановиться, если заранее не решить, из какого материала вы собираетесь делать финишное покрытие и какой угол наклона кровли. Необходимо помнить, что эти два понятия тесно переплетаются, поскольку вид предлагаемого кровельного материала будет приниматься во внимание при расчете угла наклона любой скатной крыши.

Остановимся на факторах, которые принимаются во внимание, когда делают расчет угла наклона крыши.

К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как

• материал финишного покрытия;
• существующие климатические условия;
• функциональное назначение постройки.

В случае, когда крыша будет иметь два и более ската, то во внимание будут приниматься не только вышеперечисленные факторы и район, в котором будет вестись строительство дома. Нужно будет учесть, для каких целей устраивается чердачное помещение. Если оно предусмотрено не для жилья, а должно использоваться для хранения временно неиспользуемых вещей и предметов, то не стоит устраивать для этих целей большое помещение (речь идет о высоте потолка). Когда же хозяева планируют сделать из чердака жилое помещение в виде мансарды, то возникает необходимость в устройстве хорошей крыши со значительным уклоном.

В тех регионах, где не редкость сильные ветра, делают минимальный уклон кровли. Поэтому на нее приходится не такое сильное воздействие ветра. Делать крыши без уклона также не рекомендуется. Такие покрытия можно устраивать в регионах с большим числом солнечных дней и маленькой вероятностью осадков.

Сопротивление ветру при высокой крыше значительно больше, чем при низкой. Однако при очень маленьком уклоне существует вероятность, что ветер может сорвать финишное покрытие. Получается, что при сильно крутых кровлях существует такая же опасность, что и при кровлях совсем не имеющих наклона. Рекомендуется поэтому выбирать следующие наклоны кровель – при несильных ветрах он может иметь величину от 35 до 40 градусов, при сильных ветрах оптимальный угол ската крыши составляет 15-25 градусов.

В той местности, где осадки выпадают в большом количестве (речь идет о снегопадах, граде и дожде), угол наклона можно увеличить до 60 градусов. Он является наиболее подходящим, поскольку позволяет максимально снизить нагрузку на кровлю от снежного покрова, а также талой воды и большого количества влаги во время дождя.

Принимая во внимание все вышеописанное, величина угла наклона крыши рассчитывается, ориентируясь на диапазон от 9 до 60 градусов. Проектировщики, как правило, производят соответствующие расчеты и обычно останавливаются на значениях, которые составляют от 20 градусов до 45.

Чем привлекателен такой угол наклона крыши? Тем, что можно пользоваться любым кровельным материалом – металлочерепицей, профнастилом, шифером и т.д. Тем не менее, каждый материал для финишного покрытия отличается своими требованиями, которые учитываются при устройстве конструкции крыши.

1. Использование наплавляемых материалов наиболее подходит, когда кровля имеет уклон 0-25% . Когда уклон составляет 0-10%, то материал необходимо укладывать в три слоя. Если значение угла наклона находится в пределах 10-25%, можно обойтись одним слоем, но материал должен иметь посыпку.
2. Асбоцементными волнистыми листами (шифером) покрывают крыши, имеющие уклон кровли до 28%.
3. Черепица применяется, когда крыша имеет уклон не меньше 33%.
4. Стальное покрытие укладывают на кровле с углом наклона менее 29%.

Расход материала напрямую зависит от уклона крыши. Чем он больше, тем больше расход финишного материала. Как следствие, плоская крыша в этом отношении будет стоить дешевле, чем кровля, имеющая угол наклона в 45 градусов.

Если вам известна величина уклона крыши, то рассчитать количество необходимого материала не составляет труда. То же можно сказать и о высоте кровельной конструкции.

Остановимся на каждом конкретном виде кровельного покрытия.

Кровля из металлочерепицы

Если сравнивать с другими кровельными материалами металлочерепица имеет немалый вес. Поэтому при сооружении кровельной конструкции с применением такого финишного покрытия следует учесть все нюансы и постараться соорудить ее так, чтобы она имела минимальный угол ската крыши.

Этот вопрос заслуживает особого внимания в районах с очень сильными ветрами. Как известно, нагрузка от ветра оказывает на крышу сильное и негативное воздействие. Расчет кровельной конструкции в таком случае нужно сделать особенно тщательно. Когда угол наклона крыши большой, может произойти «вздутие» кровли, которое повлечет за собой увеличение нагрузки, что скажется на всей конструкции. В свою очередь, это может повлечь преждевременное разрушение крыши.

Кровли, которые покрываются металлочерепицей, должны иметь минимальное значение угла наклона в пределах 22 градусов. Эмпирические данные говорят, что благодаря этому показателю происходит предотвращение скапливания влаги в местах стыков кровельного покрытия. Происходит их защита от нежелательного просачивания воды в виде талого снега или дождя.

Важно! Минимальный уклон кровли, когда существует такая необходимость, может составлять не меньше 14 градусов. Если в качестве покрытия применяется мягкая черепица, то минимальное значение уменьшается до 11 градусов. В этом случае было бы правильно устроить дополнительную сплошную обрешетку.

Кровля из профнастила

О профнастиле известно, что он занимает место одного из самых популярных кровельных материалов. Все знают его достоинства в виде малого веса и легкости в монтаже. Производить крепление профилированных листов на кровле не составляет особого труда.

Важно! Следует учесть, что при устройстве такой кровли требования к минимальному углу уклона кровли такие – более 12 градусов (следует смотреть рекомендации производителей).

Кровля с применением рулонных «мягких» материалов

Когда крышу устраивают из мягких видов кровельного покрытия, то речь идет о рубероиде, ондулине, полимерных (мембранных) кровельных покрытиях. Решая, как рассчитать угол наклона крыши, учитывается следующее:

1. Количество покрывающих слоев. В зависимости от них угол наклона кровельной конструкции может составлять от 2 до 15 градусов.
2. При покрытии в 2 слоя было бы хорошо остановиться на угле наклона кровли в 15 градусов. Для трехслойного вполне достаточно иметь наклон в пределах 2-5 градусов.
3. Мембранные покрытия, которые являются оптимальными для любого вида кровли, включая самую сложную по своей геометрии, кладут на крыши, имеющие уклон в 2-5 градусов.

Без сомнения, угол наклона крыши будет выбираться хозяином постройки. Он должен учитывать, что кровля рассчитана на временные и постоянные нагрузки. К временным относятся атмосферные осадки и их вес. К ним можно причислить ветер, оказывающий давление на кровельную конструкцию и непосредственно финишное покрытие. Когда упоминают постоянные нагрузки, то речь идет о весе самой кровельной конструкции и материале финишного покрытия.

От наклона кровли зависит такой конструктивный элемент кровли, как обрешетка — ее тип, шаг и конструкция. Например, чем ниже будет угол наклона, тем короче должен быть шаг обрешетки в кровельной системе. Минимальный уклон кровли предусматривает шаг обрешетки, который составляет 35-45 сантиметров.

Одним из основных вопросов считается вопрос о количестве материала для финишного покрытия, которое нужно рассчитать и приобрести. Здесь просматривается такая тенденция – больший уклон кровли требует большего расхода материала.

Хотелось бы предложить несколько практичных советов, которые будут полезны при подборе материала для кровли:

• при небольшом уклоне кровли (менее 10 градусов) крышу можно покрыть материалом, имеющим в составе каменную крошку или гравий (толщина 5 мм – для крошки и 15 мм для гравия).
• когда угол ската крыши составляет более 10 градусов, то потребуется устройство базовой гидроизоляции из битума. В случае использования рулонных материалов необходимо применять дополнительную защиту. Такое покрытие, как правило, представляет собой окраску.
• покрытие кровли таким кровельным материалом, как профнастил или асбоцементные листы, предусматривает герметизацию стыковых швов. Стыки в этом случае делаются двойными.

Рассчитываем угол наклона кровли

Расчет угла наклона крыши зависит от высоты подъема конька. Какой высоты будет крыша в коньке, зависит от функционального назначения чердачного пространства.

Когда из чердака делается полноценное мансардное помещение, то угол наклона рассчитывается следующим образом:

К примеру, торец кровли (ширина фронтона) составляет 6 метров. Эту цифру делят пополам (6:2=3). Высоту крыши в коньке всегда стандартно принимают 1,8 метра.

Sin A=a/b=3/1,8=1,67

С помощью таблицы Брадиса находится приближенное значение, которое имеет угол наклона крыши при значении Sin A=1,67 – это значение находится в пределах 58-59 градусов. Можно остановиться на максимальном значении в 60 градусов, который станет нашим искомым углом наклона кровельного ската.