Профессионалы строители знают, что процесс постройки кровли иногда может притормаживаться из-за того, что необходимо выбрать «правильный материал» и произвести точный расчет угла наклона крыши. Эти два вопроса являются тесно взаимосвязанными, ведь от угла наклона кровли зависит и выбор материала для ее покрытия.
Напоминаем, что крыши бывают одно-, двух- и четырехскатными, это зависит от того, сколько скатов для своей крыши вы выбираете, а величина наклона угла скатов будет определяться.
Какие факторы влияют на расчет уклона крыши
Например, угол наклона стандартной кровли с одним скатом составляет от 9 до 60 градусов – это зависит от следующих факторов:
- Материал, выбранный для крыши;
- Климатические и атмосферные условия;
- Назначение строения.
Если у крыши два, или более скатов, то тут значение имеет не только регион, в котором находится здание, но и то, зачем нужен чердак. Например, если вы используете чердак не как жилое помещение, а как хранилище для старых вещей, то потребность строить его широким и высоким отпадает. А вот если вы желаете, чтобы чердак стал полноценным жилым мансардным помещением, то тут нужно делать плотную кровлю и знать, как рассчитать угол наклона крыши. В данном случае расчёт угла наклона крыши зависит от таких факторов:
- Первый – дизайн самого здания и помещения.
- Второй – выбор материалов для крыши.
- Третий – условия климата региона.
Выбираем материал для кровли в зависимости от ее уклона
В регионах с сильными ветрами желательнее строить крышу с минимальным уклоном – материал не должен подвергать сильной ветровой нагрузке. Тоже самое говорят и о солнечной местности, где больше всего жарких дней в году – в солнечных регионах как раз меньше всего осадков.
В тех регионах, где осадков много (включая дожди, грады и снегопады), угол наклона кровли следует делать большой до 60 градусов, ведь только такой наклон снизит нагрузку от снега, талых вод и разного рода мусора.
Итак, давайте разберемся, как посчитать угол наклона крыши. Нам нужно принять во внимание все факторы, которые были описаны выше, поэтому расчет уклона кровли осуществляется в диапазоне от 9 до 60 градусов. Интересно, что подобный расчет обычно приводит к одному оптимальному решению — 20 — 35 градусов.
При таком уклоне используют любой материал для кровли – профильный настил, металлочерепицу, куски шифера и т.д.
У всех материалов есть определенный список требований, который к ним предъявляются во время возведения конструкции.
Если кровлю покрывают металлочерепицей
Известно, что у металлочерепицы немалый вес, по сравнению с иными материалами. Вот из-за чего важно сделать правильный расчет уклона кровли с металлочерепицей, который должен быть оптимально низким.
Важно учитывать данное требование в регионе с большим количество ветров и ураганов. Следовательно, угол наклона должен быть максимально низким. Из-за большого значения угла наклона крыша может вздуться, из-за чего, в свою очередь, увеличится давление на несущую конструкцию кровли. А увеличенное давление преждевременно разрушит кровлю.
В среднем, для крыш, которые будут покрываться данным материалом, среднее оптимальное значение угла наклона – это 27 градусов. Следовательно, ваш дом будет защищен от просачивания дождевой воды и снега.
Минимальный же угол наклона кровли – это всего 14 градусов. Если будет использована мягкая черепица, то угол наклона может быть 11 градусов, но крыша должна быть обязательно подрешечена дополнительно.
Крыша из профнастила
Профнастил – это самый ходовой материал для кровли – у него маленький вес, он прочен, крепится и монтируется довольно легко.
Уклон крыши с профнастилом и нагрузки.
Если кровля покрывается различным мягким материалом
К такому материалу отнесем рубероид, ондулин, полимерное (мембранное) кровельные покрытие.
У такой кровельной конструкции нужно делать угол наклона от 6 до 15 градусов – значение меняется от количества слоев мягкого материала.
Например, если покрытие двуслойное, то угол наклона принимаем равным до 15 градусов, а вот, если трехслойный, то значение можно уменьшить до 3-5 градусов.
А вот мембранное покрытие можно использовать на любых крышах, любого состояния, в любых условиях, тут уже угол наклона можно убавить до 2- 5 градусов.
Из всего вышесказанного делаем вывод — то как посчитать уклон кровли, решает сам хозяин постройки. Однако, учитываем определенную зависимость: крыша должна выдерживать не только временные, но и постоянные нагрузки. К «временным» относятся — дождь, ветер и вес, который они оказывают на покрытие кровли, постоянная нагрузка – это вес кровельного покрытия и материала.
Уклона для кровли из мягких материалов
Величина наклона крыши определяет тип обрешетки, шаг. У кровли с низким наклоном шаг обрешетки должен быть максимально коротким. Для кровли с минимальной величиной шаг обрешетки составляет 35-45 см.
Также всех занимает один вопрос – сколько кровельного материала нужно приобретать.
Чем больше угол наклона кровли вы делаете, тем больше материала нужно будет израсходовать.
Чем больше угол наклона кровли вы делаете, тем больше материала нужно будет израсходовать.
Если же придерживаться всех указанных требований, то можно сделать крышу, которая прослужит не один десяток лет! Все приведенные требования и факторы помогают понять, как рассчитать уклон кровли. Однако, напоминаем, что для каждого дома расчет производится индивидуально.
Напоследок дадим вам несколько полезных советов, которые помогут вам выбрать кровельный материал:
Итак, если уклон кровли у вас маленький, до 10 градусов, то крыть крышу можно даже каменной крошкой, гравием (рассчитываем 5 мм для крыши и 15 мм для гравия).
Если угол наклона вашей крыши составляет 10 и более градусов, то применяем базовую битумную гидроизоляцию. Применяя рулонный материал, не забываем о дополнительном защитном покрытии, которым может быть обычная покраска.
Если вы задумали покрыть кровлю профнастилом, нужно герметизировать стыковые швы. Стыки обязательно должны быть двойными.
Как рассчитать угол наклона крыши ?
Как правило, чтобы знать, как посчитать уклон крыши, нужно знать, на какую высоту вы задерете конек (а высота крыши с коньком зависит напрямую от того, для чего предназначен чердак). Итак, если из чердака вы делает жилую мансарду, то считаем действительными следующие расчёты.
Определяем ширину фронтона – кровельного торца, к примеру, пусть 6 м. Разделяем ширину пополам: 6:2= 3 м, а по стандарту высота крыши в коньке составляет 1,8 метра.
tg A=a:b=3:1,8=1,67
Берем таблицу Брадиса и находим примерное значение – если tg A=1,67 , то угол наклона будет приблизительно 58-59 градусов. Мы можем принять максимальное значение угла – 60 градусов. Это и будет наш искомый угол наклона кровли.
Уклон любой крыше придается в соответствии с климатическими условиями и структурой здания. Обилие атмосферных осадков заставляет делать наклон крыши крутым и наоборот. В целом, надо помнить, что до того как вычислить угол наклона крыши, учтите, что наклон кровли может колебаться от 10 до 60°. Чем круче кровля, тем больше материала вы потратите.
Уклон стропил, либо высоту конька определяют математическим путем, либо мерилами.
Известно, что крыши с наклоном в 35-45 градусов не делают, поскольку такой диапазон создаст все условия для накопления снега в зимнее время, да и ветры такие кровли плохо переносят. Монолитной крышу сделать невозможно, поэтому материал укладывается со стыками. Стык – это место с повышенной коррозийной опасностью, поэтому им уделяется особое внимание во время расчетов. Также во время ураганы в щели могут забиться листья и ветки, которые потом разбухнут, а крыша испортится. Создаются отверстия для проникновения дождя и снега, крыша рушится.
Во время подсчета наклона кровли, помните не только об экономии (стоимость стропил, материала, работы), но и об эксплуатационных качествах. Если кровлю установить по всем правилам, она обойдется дороже, зато дома вам будут обеспечены тепло и сухость, что в итоге помогает сберегать значительные суммы денег на ремонтах. Тут как раз играет роль правильно подобранный угол наклона кровли!
Угол наклона крыши зависит от многих показателей, но самый главный из них – это конструкция кровельного покрытия и его материал. Так, у плоских крыш угол наклона небольшой, а вот кровли, выполненные с использованием стропильных конструкций, – это отдельная тема. Здесь особенно важно правильно вычислить требуемый угол наклона, поскольку от этого зависит степень удаления осадков с кровли. Обычно данный показатель выражается в градусах, процентах или соотношении катетов. В нашей статье мы научимся определять требуемый угол наклона крыши.
Градусная мера наклона крыши показывает нам угол, образующийся кровлей по отношению к горизонту. Крыши с большим углом наклона называются крутыми, с маленьким – пологими.
Определение угла наклона в разных величинах измерения
Как вы уже поняли, для определения угла наклона крыши, нужно точно знать, какое кровельное покрытие будет использоваться.
Как правило, в качестве покрытия скатных крыш могут использоваться следующие материалы:
- шифер;
- гибкие рулонные кровельные материалы
- металлочерепица;
- рубероид;
- натуральная черепица;
- профнастил и др.
Если представить прямоугольный треугольник, то можно понять, что его гипотенуза будет в любом случае больше катетов, поэтому оптимальным углом наклона той или иной крыши будем считать наименьший допустимый показатель. Как же определить угол наклона крыши? Прежде всего, этот показатель зависит от плотности кровельного покрытия и герметичности всей конструкции кровли в целом. Это связано с тем, что крыши с большим углом наклона имеют большую парусность, поэтому требуется хорошая герметичность. А на крышах с небольшим углом скатов будут задерживаться осадки, тем самым создавая повышенные нагрузки на покрытие.
На представленной ниже таблице вы видите график, помогающий определить угол наклона крыши в процентах и соотношении катетов. Также можно связать данные показатели с градусным определением меры угла. Чтобы понять, как пользоваться графиком взгляните на угол наклона в 50%. При этом видно, что высота конька (Н) укладывается два раза в катет в основании треугольника (L/2), отсюда получается соотношение 1:2.
Самым удобным способом исчисления угла наклона кровли является безразмерный показатель (соотношение катетов). Например, показатель угла ската в виде соотношения 1/3 говорит о том, что для определения высоты конька нужно найти среднюю точку пролёта и отложить вверх третью часть его длины.
Тип кровельного покрытия и угол наклона кровли
Чтобы вы имели представление о верхних и нижних допустимых пределах угла наклона крыши с использованием того или иного кровельного покрытия, мы разработали специальную таблицу. Изучение различных нормативных документов, а также наблюдения в ходе строительных работ позволили нам сделать выводы об условиях использования различных кровельных материалов.
Однако стоит помнить, что строительный рынок стремительно наполняется новыми материалами, а эксплуатационные качества уже существующих кровельных покрытий могут улучшаться в ходе развития современных технологий. Поэтому с течением времени прочность некоторых материалов может увеличиваться, как следствие угол наклона крыши может меняться.
Нижний предел угла наклона крыши
| Вид кровельного покрытия | Вес 1 м.кв,кг | Безразмерный уклон крыши | Процентная мера уклона | Величина уклона в градусах |
| Шифер (среднего профиля/усиленного профиля) | 11/13 | 1:10 / 1:5 | 10% / 20% | 6° / 11,5° |
| Целлюлозно-битумные листы | 6 | 1:10 | 10% | 6° |
| Профнастил (однофальцевый) | 3-6,5 | 1:4 | 25% | 14° |
| Мягкая рулонная кровля | 9-15 | 1:10 | 10% | 6° |
| Профнастил (двухфальцевый) | 3-6,5 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Металлочерепица | 5 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Керамическая черепица | 50-60 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Цементная черепица | 45-70 | 1:5 | 20% | 11,5° |
Что же касается максимального угла наклона крыши, то для таких лёгких кровельных материалов, как целлюлозно-битумные покрытия, мягкая кровля, металлочерепица и профнастил, он может быть даже больше чем 1:1. Максимальный уклон всех остальных кровельных покрытий вы можете посмотреть в ниже предложенной таблице.
Верхний предел угла наклона крыши
Чтобы вы могли легко и быстро перевести градусную меру угла в процентное соотношение, можете воспользоваться предложенной таблицей.
| Градус | Процент |
| 1 | 1,8 |
| 2 | 3,4 |
| 3 | 5,2 |
| 4 | 7,0 |
| 5 | 8,8 |
| 6 | 10,5 |
| 7 | 12,3 |
| 8 | 14,1 |
| 9 | 15,8 |
| 10 | 17,6 |
| 11 | 19,4 |
| 12 | 21,2 |
| 13 | 23,0 |
| 14 | 24,9 |
| 15 | 26,8 |
| 16 | 28,7 |
| 17 | 30,5 |
| 18 | 32,5 |
| 19 | 34,4 |
| 20 | 36,4 |
| 21 | 38,4 |
| 22 | 40,4 |
| 23 | 42,4 |
| 24 | 44,5 |
| 25 | 46,6 |
| 26 | 48,7 |
| 27 | 50,9 |
| 28 | 53,1 |
| 29 | 55,4 |
| 30 | 57,7 |
| 31 | 60,0 |
| 32 | 62,4 |
| 33 | 64,9 |
| 34 | 67,4 |
| 35 | 70,0 |
| 36 | 72,6 |
| 37 | 75,4 |
| 38 | 78,9 |
| 39 | 80,9 |
| 40 | 83,9 |
| 41 | 86,0 |
| 42 | 90,0 |
| 43 | 93,0 |
| 44 | 96,5 |
| 45 | 100,0 |
Определение высоты конька
Зная угол наклона крыши, вы легко сможете высчитать высоту стояния конька. Для облегчения данного вычисления вы можете воспользоваться предложенной ниже таблицей, где каждому углу кровли в градусах соответствует определённая относительная величина, которая и поможет высчитать высоту конькового бруса. Для этого нужно ½ длины пролёта крыши умножить на показатель из крайней правой колонки таблицы.
| Угол наклона кровли, град | Относительная величина |
| 5 | 0,8 |
| 10 | 0,17 |
| 15 | 0,26 |
| 20 | 0,36 |
| 25 | 0,47 |
| 30 | 0,59 |
| 35 | 0,79 |
| 40 | 0,86 |
| 45 | 1,0 |
| 50 | 1,22 |
| 55 | 1,45 |
| 60 | 1,78 |
Например, длина пролёта в вашем здании составляет 16 метров, а проектируемый угол наклона ската равен 30 градусам. Находим высоту конька следующим образом: 16:2х0,59=4,72. В данном случае число 0,59 взято из таблицы из учёта, что угол наклона кровли составляет 30 градусов.
Теперь вы знаете, как правильно находить угол наклона крыши, от каких показателей зависит эта величина. Надеемся, что наши таблицы помогут вам без труда ориентироваться в значениях уклона ската кровли.
Проекты возводимых загородных особняков могут учитывать множество требований, пожеланий и даже причуд или «капризов» их владельцев владельца. Но всегда их «роднит» общая особенность — без надежной крыши никогда не обходится ни одно их зданий. И в этом вопросе на первый план должны выходить не столько архитектурные изыски заказчика, сколько специфические требования к этому элементу строения. Это надежность и устойчивость всей стропильной системы и кровельного покрытия, полноценное выполнение крышей своего прямого предназначения - защиты от проникновения влаги (а в ряде случаев, кроме того, еще и термо- и звукоизоляции), при необходимости - функциональность расположенных непосредственно под кровлей помещений.
Проектирование конструкции крыши - дело чрезвычайно ответственное и достаточно непростое, особенно при сложных ее конфигурациях. Разумнее всего будет доверить это дело профессионалам, которое владеют методикой проведения необходимых расчетов и соответствующим программным обеспечение для этого. Однако, владельцу дома тоже могут быть интересны некоторые теоретические моменты. Например, немаловажно знать, как рассчитать угол наклона крыши самостоятельно, хотя бы приблизительно — для начала. Это даст возможность сразу прикинуть возможность реализации своих «авторских прикидок» — по соответствию задуманного реальным условиям региона, по «архитектуре» самой крыши, по планируемому кровельному материалу, по использованию чердачного помещения. В определенной степени рассчитанный угол ската кровли поможет провести предварительный подсчет параметров и количества пиломатериалов для стропильной системы, общей площади кровельного покрытия.
В каких величинах удобнее измерять угол ската крыши?
Казалось бы - совершенно излишний вопрос, так как все со школьной скамьи знают, что угол измеряется в градусах. Но ясность здесь все же нужна, потому что и в технической литературе, и в справочных таблицах, и в привычном обиходе некоторых опытных мастеров нередко встречаются и иные единицы измерения - проценты или же относительные соотношения сторон.
И еще одно необходимое уточнение — что принимается за угол наклона крыши?
Угол наклона - это угол, образованный пересечением двух плоскостей: горизонтальной и плоскостью ската кровли. На рисунке он показан буквой греческого алфавита α.
Интересующие нас острые углы (тупоугольных скатов не может быть просто по определению), лежит в диапазоне от 0 до 90°. Скаты круче 50 ÷ 60 ° в «чистом» виде встречаются чрезвычайно редко и то, как правило, для декоративного оформления крыш - при строительстве остроконечных башенок в готическом стиле. Однако есть и исключение - такими крутыми могут быть скаты нижнего ряда стропил крыши мансардного типа.
И все же чаще всего приходится иметь дело со скатами, лежащим в диапазоне от 0 до 45°
С градусами понятно - все, наверное, представляют транспортир с его делениями. А ка быть с другими единицами измерения?
Тоже ничего сложного.
Относительное соотношение сторон - это максимально упрощенная дробь, показывающая отношение высоты подъёма ската (на рисунке выше обозначена латинской Н) к проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (на схеме - L).
L - это может быть, в зависимости от конструкции крыши, половина пролета (при симметричной двускатной крыше), пролет полностью (если крыша односкатная), либо, при сложных конфигурациях кровли, действительно линейный участок, определяемый проведенной к горизонтальной плоскости проекцией. Например, на схеме мансардной крыши такой участок хорошо показан - по горизонтальной балке от самого угла до вертикальной стойки, проходящей от верхней точки нижнего стропила.
Угол уклона так и записывается, дробью, например «1: 3».
Однако, на практике нередко случается так, что использовать величину угла уклона в таком представлении будет чрезвычайно неудобен, если, скажем, числа в дроби получаются некруглые и несокращаемые. Например, мало что скажет неопытному строителю соотношение 3: 11. На этот случай есть возможность воспользоваться еще одной величиной измерения уклона крыши - процентами.
Находится эта величина чрезвычайно просто - необходимо просто найти результат деления уже упомянутой дроби, а затем умножить его на 100. Например, в приведенном выше примере 3: 11
3: 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %
Итак, получена величина уклона ската кровли, выраженная в процентах.
А что делать, если требуется перейти от градусов к процентам или наоборот?
Можно запомнить такое соотношение. 100 % — это угол 45 градусов, когда катеты прямоугольного треугольника равны между собой, то есть в нашем случае высота ската равна длине его горизонтальной проекции.
В таком случае, 45° / 100 = 0,45° = 27´. Один процент уклона равен 27 угловым минутам.
Если подойти с другой стороны, то 100 / 45° = 2,22 %. То есть получаем, что один градус - это 2, 22% уклона.
Для простоты перевода величин из одних в другие можно воспользоваться таблицей:
.jpg)
Для наглядности будет полезным привести графическую схему, которая очень доступно показывает взаимосвязь всех упомянутых линейных параметров с углом ската и величинами его измерения.
К этому рисунку еще предстоит вернуться, когда будут рассматриваться виды кровельных покрытий.
Зависимость типа кровельного покрытия от крутизны ската
Планируя постройку собственного дома, хозяин участка наверняка уже проводит «прикидку» и своей голове, и с членами семьи - как будет выглядеть их будущее жилье. Кровля в этом вопросе, безусловно, занимает одно из первостепенных значений. И вот здесь необходимо учитывать то, что далеко не всякий кровельный материал может использоваться на различных по крутизне скатах крыш. Чтобы не возникало недоразумений позднее, необходим заранее предусматривать эту взаимосвязь.
Крыши по углу наклона ската можно условно разделит на плоские (уклон до 5°), с малым уклоном (от 6 до 30°) и крутоуклонные, соответственно, с углом ската более 30°.
У каждого из типов крыш есть свои достоинства и недостатки. Например, плоские крыши имеют минимальную площадь, но потребуют особых мер гидроизоляции. На крутых крышах не задерживаются снежные массы, однако они больше подвержены ветровой нагрузке из-за своей «парусности». Так и кровельный материал - в силу собственных технологических или эксплуатационных особенностей имеет определенные ограничения на применения с разными уклонами скатов.
Обратимся к уже рассматриваемому ранее рисунку (схема A). Черными кружками с дугообразными стрелками и синими цифрами обозначены области применения различных кровельных покрытий (острие стрелки указывает на минимально допустимое значение крутизны ската):
1 - это дранка, щепа, натуральный гонт. В этой же области лежит и применение до сих пор используемых в южных краях камышовых кровель.
2 - натуральное штучное черепичное покрытие, битумно-полимерные плитки, сланцевые плитки.
3 - рулонные материалы на битумной основе, не менее четырёх слоев, с внешней гравийной посыпкой, утопленной в слой расплавленной мастики.
4 - аналогично пункту 3, но для надёжности кровли достаточно трех слоев рулонного материала.
5 - аналогичные вышеописанным рулонные материалы (не менее трех слоев), но без наружной защитной гравийной посыпки.
6 - рулонные кровельные материалы, наклеиваемые на горячую мастику не менее, чем в два слоя. Металлочерепица, профнастил.
7 - волнистые асбестоцементные листы (шифер) унифицированного профиля.
8 - черепичное глиняное покрытие.
9 - асбестоцементные листы усиленного профиля.
10 - кровельная листовая сталь с развальцовкой соединений.
11 - шиферное покрытие обычного профиля.
Таким образом, если есть желание покрыть крышу кровельным материалом определенного типа, угол уклона ската должен планироваться в указанных рамках.
Зависимость высоты конька от угла наклона крыши
Для тех читателей, которые хорошо помнят курс тригонометрии средней школы, этот раздел может показаться неинтересным. Они могут сразу его пропустить и перейти дальше. А вот подзабывшим это нужно освежить знания о взаимозависимости углов и сторон в прямоугольном треугольнике.
Для чего это надо? В рассматриваемом случае возведения крыши всегда в расчетах отталкиваются от прямоугольного треугольника. Два его катета - это длина проекции ската на горизонтальную плоскость (длина пролета, половины пролета и т.п. - в зависимости от типа крыши) и высота ската в высшей точке (на коньке или при переходе на верхние стропила - при расчете нижних стропил мансардной крыши). Понятно, что постоянная величина здесь одна - это длина пролета. А вот высоту можно изменять, варьируя угол наклона крыши.
В таблице приведены две основные зависимости, выраженные через тангенс и синус угла наклона ската. Существуют и иные зависимости (через косинус или котангенс) но в данном случае нам достаточно этих двух тригонометрических функций.
.jpg)
Зная эти тригонометрические тождества, можно решить практически все задачи по предварительному проектированию стропильной конструкции.
Так, если необходимо «плясать» от четко установленной высоты подъёма конька, то отношением tg α = H / L несложно будет определить угол.
По полученному делением числу в таблице тангенсов находят угол в градусах. Тригонометрические функции часто бывают заложены в инженерные калькуляторы, они есть в обязательном порядке в таблицах Exel (для тех, кто умеет работать с этим удобным приложением. Правда, там расчет ведется не в градусах, а в радианах). Но чтобы нашему читателю не приходилось отвлекаться на поиски нужных таблиц, приведем значение тангенсов в диапазоне от 1 до 80°.
.jpg)
В случае, наоборот, когда за основу берется угол наклона кровли, высота расположения конька определяется по обратной формуле:
Теперь, имея значения двух катетов и угла наклона кровли, очень просто вычислить и требуемую длину стропила от конька до карнизного свеса. Можно применить теорему Пифагора
S = √ (L² + H²)
Или же, что, наверное, проще, так как уже известна величина угла, применить тригонометрическую зависимость:
Значение синусов углов — в таблице ниже.
.jpg)
Умелое использование тригонометрических формул позволяет, при нормальном пространственном воображении и при умении выполнять несложные чертежи, провести расчеты и более сложным по конструкции крыш.
Например, даже кажущуюся такой «навороченной» вальмовую или мансардную крышу можно разбить на совокупности треугольников, а затем последовательно просчитать все необходимые размеры.
Зависимость размеров помещения мансарды от угла наклона скатов крыши
Если хозяевами будущего дома планируется использовать чердак в качестве функционального помещения, иначе говоря - сделать мансарду, то определение угла ската крыши приобретает вполне прикладное значение.
Чтобы стало несколько понятнее, лучше выполнить подобную схему в определенном масштабе. Вот, например, как будет выглядеть мансардное помещение в доме с шириной фронтонной части 10 метров. Следует учитывать, что высота потолка никак не может быть ниже 2 метров. (Откровенно говоря, и двух метров маловато для жилого помещения- потолок будет неизбежно «давить» на человека. Обычно исходят из высоты хотя-бы 2.5 метра).
Можно привести уже подсчитанные средние значения получаемой в мансарде комнаты, в зависимости от угла наклона обычной двускатной крыши. кроме того, в таблице приведены величины длины стропил и площади кровельного материала с учетом 0,5 метров карнизного свеса кровли.
.jpg)
Итак, чем круче наклон скатов, тем просторнее помещение. Однако, это сразу отзывается резким увеличением высоты стропильной конструкции, возрастанием размеров, а стало быть - и массы деталей для ее монтажа. Гораздо больше потребуется и кровельного материала - площадь покрытия также быстро растет. Плюс к этому, нельзя забывать и о возрастании эффекта «парусности» — большей подверженности ветровой нагрузке. Видам внешних нагрузок будет посвящена последняя глава настоящей публикации.
Чтобы в определенной степени нивелировать подобные негативные последствия, проектировщики и строители часто применяют особую конструкцию мансардной крыши - о ней уже упоминалось в настоящей статье. Она сложнее в расчетах и изготовлении, но дает существенный выигрыш в получаемой полезной площади мансардного помещения с уменьшением общей высоты здания.
Зависимость величины внешних нагрузок от угла наклона крыши
Еще одно важнейшее прикладное применение рассчитанного значения угла наклона кровли - это определение степени его влияния на уровень внешних нагрузок, выпадающих на конструкцию крыши.
Здесь прослеживается интересная взаимосвязь. Можно заранее рассчитать все параметры - углы и линейные размеры, но всегда в итоге приходят к деталировке. То есть необходимо определить, из какого материала будут изготавливаться детали и узлы стропильной системы, какова должна быть их площадь сечения, шаг расположения, максимальная длина между соседними точками опоры, способы крепления элементов между собой и к несущим стенам здания и многое другое.
Вот здесь на первый план выходят нагрузки, которые испытывает конструкция крыши. Помимо собственного веса, огромное значение имеют внешние воздействия. Если не брать в расчет несвойственные для наших краев сейсмические нагрузки, то главным образом надо сосредоточится на снеговой и ветровой. Величина обеих - напрямую связана с углом расположения кровли к горизонту.
Итак, трудно преуменьшить значение правильного расчета угла наклона крыши, влияние этого параметра на целый ряд важнейших характеристик стропильной системы, да и всего здания в целом. Хотя проведение настоящих архитектурных расчетов, конечно, является в большей мере прерогативой специалистов, умение ориентироваться в основных понятиях и проводить несложные базовые вычисления - будет очень полезным для каждого грамотного владельца дома.
И в завершение статьи - видео-урок по расчету стропильной системы обычной двускатной крыши:
Надежность любого здания, а также комфортность проживания в нем, зависят, главным образом, от того, насколько качественно устроена его крыша.
А одним из критериев качества кровли является ее наклон.
Поскольку от его величины зависит и количество кровельного материала, то выбор угла наклона и его предварительные расчеты производят до начала закупки выбранного кровельного материала.
Что на него влияет
В зависимости от величины уклона скатов крыши зависит особенность ее эксплуатации.
Принято выделять 4 типа крыш:
- высокие, с углом в 45-60 градусов;
- скатные, с наклоном от 30 до 45 градусов;
- пологие, угол уклона у которых 10-30 градусов;
- плоские. Уклон в 10 градусов и меньше.
На выбор величины этого параметра оказывают влияние, в первую очередь, природные факторы, которые характерны для данной местности.
Сильный ветер самое большое давление оказывает на кровли высокие.
Потому что такие кровли из-за большого угла наклона имеют очень большую площадь.
У большой площади поверхности очень высока парусность.
Соответственно, очень велика нагрузка на всю конструкцию стропильной системы.
И если вы решили устраивать именно высокую кровлю с очень большим уклоном, то следует позаботиться и об очень прочном основании.
Однако в районах, где преобладают сильные ветра, небезопасно устраивать и крыши плоские.
При таком типе кровли на нижнюю часть ската будет оказываться повышенное давление при сильном ветре.
И если крепление кровли будет ослабленным, может произойти срыв всей конструкции.
Поэтому в районах, где сильные ветра бывают часто, рекомендуется устраивать скатные кровли с величиной наклона 25 — 30 градусов.
Если же сила ветра невелика, то величина уклона крыши может равняться 30-45 градусов.
Если в той местности, где строится дом, в холодное время года снегопад обильный, то следует строить кровлю с большим углом уклона.
В этом случае высокая крыша вне конкуренции.
На кровлях с большим уклоном снег не задерживается.
Именно по этой причине во всех северных странах кровли на зданиях очень высокие (Швеция, Финляндия, Норвегия и пр.).
Чем меньше угол уклона кровли, тем дольше выпавший снег будет находиться на скатах.
Тем больший вес будет воздействовать на всю конструкцию.
Если конструкция стропильной системы сделана с большим запасом прочности, то некоторый слой снега на крыше - это неплохо.
Он обеспечивает небольшую дополнительную теплоизоляцию.
Однако, если конструкция стропильной системы сооружения на большую нагрузку не рассчитана, то могут быть большие проблемы.
Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала
Прошли те времена, когда для покрытия использовали всего два вида кровельных материалов: черепицу и шифер.
Сегодня кровельных материалов огромное количество!
Каждый материал имеет свои индивидуальные технические характеристики и это при расчете необходимого значения угла наклона обязательно следует учитывать.
Ведь может произойти так, что понравившийся вам материал по своим параметрам просто не подойдет.
Минимальный угол наклона
Существует понятие минимального значения этого параметра.
Для каждого из материалов этот параметр свой.
И если угол наклона, полученный в результате ваших расчетов, окажется меньше, чем минимальная величина для выбранного вами кровельного материала, то использовать его для устройства кровли нельзя.
В дальнейшем может возникнуть очень много проблем, если нарушить это правило:
- для любых штучных наборных кровельных материалов, таких как черепица или шифер, минимальная величина уклона составляет 22 градуса. Именно при таком значении на стыках не скапливается влага и внутрь крыши влага не просачивается;
- угол наклона для рулонных материалов (рубероид, бикрост и пр.) зависит от того, какое вы планируете укладывать количество слоев. Если три слоя, то уклон может составлять 2-5 градусов. Если же два слоя, то его требуется увеличить до 15 градусов;
- производители профнастила рекомендуют при устройстве кровли из этого материала устраивать угол уклона 12 градусов. Профнастил можно использовать и при меньших значениях, но в таком случае необходимо выполнить проклейку стыков листов герметиком;
- для металлической черепицы значение этого параметра равняется 14;
- для ондулина - это величина в 6 градусов;
- минимальный уклон для мягкой черепицы равняется 11 градусам. Но при этом обязательное условие - сплошная обрешетка;
- для мембранных кровельных покрытий не существует жестких требований по минимальному значению этого параметра.
Это о минимальных величинах.
Дам совет - придерживайтесь этих правил.
Чтобы посреди зимы не пришлось всю кровлю перестилать.
Теперь об оптимальных значениях
Если в регионе дожди и снега случаются часто, то оптимальной будет крыша, угол наклона скатов у которой будет составлять 45 — 60 градусов.Ведь с кровли необходимо как можно скорее снимать нагрузку от воды и снега.
Потому что прочность стропильной системы не беспредельна.
А благодаря большому уклону кровли дождь и снег будут сходить максимально быстро.
Если в регионе, где построен дом, постоянно сильные ветра, то с крышей поступают иначе.
При меньшем наклоне снижается ее парусность.
И не возникает запредельных нагрузок на кровельный материал и стропила.
Также не произойдет срывания крыши при резких порывах ветра.
При этом оптимальный угол уклона кровли равняется 9 — 20 градусов.
Очень часто в регионе есть и снега, и ветер.
Например, Оренбургская область.
В таком случае выбирают среднее значение угла наклона.
Как правило, его величина находится в диапазоне 20 — 45 градусов.
Если вы обратите внимание, большинство скатных крыш имеют именно такое его значение.
Рассчитываем его величину
Для односкатной
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд, берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную дину.
В итоге образуется прямоугольный треугольник.
Если длина стены L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Для двускатной
Принцип расчета для двускатной крыши похож на предыдущий принцип.
Рассмотрим пример
Катет С - это половина ширины здания.
Катет а - это высота от перекрытия до конька.
Гипотенуза является длиной ската.
Если нам известны любые два параметра, то величину угла наклона можно легко рассчитать с использованием калькулятора.
Если ширина равна 8, а высота - 10 метров, то следует пользоваться формулой:
cos A = c+b
Ширина с = 8/2 = 4 метра.
В итоге формула выглядит так:
cos A = 4/10 = 0.4
По таблицам Брадиса находим значение угла, которому соответствует данная величина косинуса.
Он равняется 66 градусов.
Для четырехскатной
И снова не обойтись без рулетки и таблиц Брадиса.
Зная несколько параметров, можно без проблем вычислить другие.
В том числе и угол наклона четырехскатной крыши.
Следует помнить о том, что все размеры необходимо снимать максимально точно.
А измерить уклон уже построенной крыши поможет специальный инструмент — уклономер.
Ведь если вы ошибетесь, то углы наклона, длины и площади могут быть не верны.
А значит, вы ошибетесь в количестве требуемого материала или прочность кровли окажется ниже запланированной.
Посмотрите видео об уклоне скатов.
Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.
Крыша — венец каждого здания, поскольку она влияет не только на внешность фасада, но и придает ему особенный и завершенный вид. Поэтому, определяясь с правильным сочетанием размеров сооружения, каждый человек сталкивается с необходимостью произвести расчет ската крыши.
Конечно, лучше всего поручить решение этого вопроса специалистам, однако если вы желаете выполнить все это самостоятельно, вам следует ознакомиться с несколькими подходами, каждый из которых базируется на определенном приоритете.
Факторы, которые определяют угол ската крыши:
- климатические условия данного района;
- кровельный стройматериал;
- скорость ветра;
- проект крыши;
- дизайн фасада.
Виды кровли и расчетный угол наклона:
1. Односкатная
Является наиболее распространенной формой для строительства подсобных сооружений. Главным ее преимуществом считается экономичность. Рекомендуемый угол ската данного типа крыши варьируется от 9° до 25°.
2. Двухскатная
Такая крыша образуется путем соединения по одной линии 2-х площадей, которые создают скаты в разные стороны. Оптимальный угол ската двухскатной крыши варьируется от 5°-60° и зависит от типа кровельного стройматериала и снеговой нагрузки. Если планируется большая снеговая нагрузка, то скат крыши и его угол наклона увеличиваю от 45°-60°.
3. Вальмовая
Сегодня данный вид крыши — самый востребованный способ строительства. Уклон в этом случае варьируется от минимума к максимуму - все зависит вашего воображения.
4. Мансардная
Представляет собой один из вариантов вальмовой крыши, которая несколько усложнена. Она задействует чердачное пространство, поэтому подразумевает создание паро- и теплоизоляции. При этом имеет увеличенный угол наклона и ломаную систему ската.
Таким образом, существует огромное множество форм и видов крыш, так что, начиная строительство, постарайтесь предусмотреть все факторы, влияющие на нее и оправданные в данном регионе.
Как рассчитать скат крыши
Чаще всего угол наклона крыши варьируется в пределах от 11° до 45°.
К примеру, при повышении угла, можно существенно уменьшить давление снежного покрова на крышу, однако при слишком большом угле, может повыситься нагрузка от бокового ветра, поэтому придется покупать дорогостоящие прочные кровельные стройматериалы, обрешетки, стропила и т.п.
Даже минимальный угол ската крыши требует определенного количества материалов, а при большом наклоне, придется позаботиться о расходовании огромной суммы финансовых средств.
Расчет ската крыши
Для того чтобы определить данный показатель нам понадобится уточнить 2 параметра:
- параметр нагрузки снега в данном регионе и местности;
- общую массу конструкции.
Первоначально следует определить вес 1 м.кв. покрытия кровли, затем полученные данные сложить для всех слоев кровли и далее произвести умножение этого показателя на 1,1.
Какой скат крыши должен быть?
Угол кровли в зависимости от климатических условий
В тех регионах, где зимой идет обильный снегопад, нагрузка на кровлю увеличивается, поэтому угол ската выбирают от 45°-60°. Такой угол обеспечивает сход больших снежных масс, тем самым снижая нагрузку на кровельные элементы.
В том случае, если проект жилого дома создается для местности с сильными ветрами, то сооружению следует обеспечить минимальную парусность, то есть ветровую нагрузку на конструкцию кровельных элементов. В данных проектах расчет угла наклона ската крыши выбирают от 9°-20°.
К сожалению, на практике достаточно редко встречаются одни лишь погодные условия, чаще всего специалистам приходится учитывать и другие факторы, поэтому значение угла выбирается среднее от 20°-45°. Именно по этой причине большинство кровельных стройматериалов предназначено для использования с данным углом крыши.
Угол наклона кровли в зависимости от используемого стройматериала
Для каждого вида кровельного стройматериала существует собственный минимальный угол ската крыши:
- для металлочерепицы минимальный угол наклона 14°;
- для ондулина — 6°;
- для профнастила — 12°;
- для наборных элементов (черепица, шифер и т.п.) — 20°;
- для рулонного типа покрытий угол зависит от численности слоев — чем их больше, тем меньше минимальный угол. К примеру, при трехслойном покрытии, угол варьируется от 2° до 4°, при двухслойном — от 10°-15°.
После как рассчитан угол ската крыши, следует произвести подсчет несущей способности каркасных элементов. Они вместе с крышей должны выдержать различного типа нагрузку, образующуюся в процессе эксплуатации. Что касается шага обрешетки, то она зависит от типа используемого стройматериала и от наклона кровли.
Угол уклона крыши односкатного типа в зависимости от используемого кровельного стройматериала:
- шифер — 20°-35°;
- фальцевая кровля — 18°-30°;
- рубероид — 5°;
- профнастил — 8°;
- металлочерепица — 30°.
Если наклон достаточно легких кровельных стройматериалов, таких как оцинкованный металл или профнастил, сделать меньше, то под тяжестью снежного покрова кровля может прогнуться. Поэтому, в том регионе, где снега довольно много и он долго лежит на крышах, лучше не рисковать.
Также важно не снижать угол ската для крыши из металлочерепицы и шифера, потому что в этом случае в стыковочные узлы может просочиться вода.
