ВходРасчет угла кровли онлайн. Уклон кровли: почему так важен этот параметр и как его правильно рассчитать
При устройстве любой крыши необходимо правильно рассчитать максимальный и минимальный уклон кровли, так как от этого зависит безопасность и расход материалов для строительства. Значение уклона можно рассчитать в процентах, но лучше всего это делать в градусах, так как для вычислений очень удобна таблица Брадиса.
Для устройства кровли уклон – один из самых важных параметров, закладываемый в расчеты. Он зависит от используемого материала и климатических условий.
Уклон крыши зависит от выбранного материала, формы конструкции, предполагаемых ветровых и снеговых нагрузок. Сами расчеты рекомендуется доверять специалистам, хотя можно выполнить их и самостоятельно. Рассчитать в процентах либо градусах уклон можно, для этого понадобятся простейшие математические формулы и элементарные знания геометрии.
Зависимость уклона от типа крыши и кровельного материала
Чтобы рассчитать в процентах или градусах уклон, необходимо обратить внимание на тип конструкции. Все это тесно взаимосвязано с используемым материалом. Для , то есть вальмовых, многощипцовых используется металлочерепица, кровельное железо, разные типы мягкой кровли. А вот для простых крыш применяют обычную черепицу, шифер.
Угол наклона для таких конструкций может составлять 30-60 градусов, в противном случае организация стока воды не будет правильной. На крыше станут скапливаться лужи, а это приведет к повреждению всей конструкции. Кроме стока воды необходимо подумать и о схождении снеговых масс, накоплениях льда, которые также создают определенную нагрузку на стропила.
Значение минимальных углов наклона для крыш с различными видами кровельных покрытий. Здесь можно увидеть минимальный и максимальный угол уклона, при котором используется тот или иной вид кровельного покрытия.
Для мягкой кровли, то есть рубероида, битумной черепицы, допускается уклон от 8 до 18 градусов, для некоторых типов материала угол может быть и больше, но меньшим его делать нельзя, так как не будет требуемых условий для стока воды. Только в таком случае кровля будет надежной.
Для сложных скатных крыш применяется листовой материал. Но чтобы рассчитать в процентах или градусах уклон, необходимо учесть многие факторы, в том числе тип материала, глубину и ширину волны, метод монтажа обрешетки. В основном это значение колеблется от 14 до 16 градусов. Такие условия хороши для стока воды, схода снеговых масс.
При слишком маленьких уклонах, которые проще рассчитать в процентах, следует учесть необходимость герметизации стыков плит или швов, чтобы талая и дождевая вода не проникали сквозь покрытие. В таком случае для стока воды применяются специальные водосточные системы, часто внутреннего типа.
Как измерить уклон конструкции?
Таблица соотношения градус/процент уклона крыши. Уклон крыши можно узнать через высоту конька. Для этого определяется соотношение между высотой конька крыши и половиной заложения, полученный результат умножается на 100. По этому значению в процентах и узнается угол уклона крыши (см. таблицу).
Расчет уклона кровли — это один из важнейших процессов, от него зависит надежность конструкции, ее устойчивость к самым разнообразным нагрузкам. Оптимальный угол скатной кровли — от 11 до 45 градусов. При увеличении угла можно добиться снижения снеговых нагрузок, но вот ветровые от этого только усилятся, а это потребует усиления стропильной системы, обрешетки, контробрешетки, что в конечном итоге приведет к увеличению веса кровли, нагрузкам от ее собственного веса и просто к удорожанию строительства.
Важно помнить и то, что уклон зависит от типа кровельных материалов, их качества и количества. Немалое влияние оказывает и климатический регион.
Чтобы точно определить угол плоской либо скатной крыши, необходимо правильно учесть все нагрузки на конструкцию. К ним относят:
- общую массу возводимой конструкции;
- снегову нагрузку для конкретного региона.
Формулы расчета уклона кровли. Во внимание следует принимать не только расчетные значения, но и ветровую/снеговую нагрузку. В районах с сильными ветрами надо использовать минимальный уклон кровли.
Оптимальный угол рассчитывается таким образом: сначала требуется определить массу одного квадратного метра каждого слоя кровельного пирога, при этом учитываются стропила, обрешетка, утеплитель, гидроизоляция и прочее. Полученные значения складываются между собой, после чего результат умножается на специальный коэффициент 1,1. Для этого нам необходимо использовать такие математические данные, как длина стропил, тангенс для угла наклона крыши, половина длины пролета дома, высота конька.
Кроме математических формул будет полезна таблица Брадиса, где указаны требуемые значения. Из формул чаще всего надо будет пользоваться такими:
- вычисление длины стропил. Это высота конька, умноженная на угол в градусах между линией пролета и скатом;
- высота конька крыши, то есть вычисление средней линии треугольника, образованного пролетом и скатом крыши.
Пример расчетов
Рассмотрим случай, когда толщина укладываемой обрешетки составляет 2,5 см, а кв. м кровли весит 15 кг. При этом укладывается утеплитель с толщиной слоя в 10 см, вес которого на кв. м составляет 10 кг. При покрытии крыши используется ондулин, вес кв. м которого равен 3 кг.
Расчет нагрузки для уклона будет выполнен таким образом:
1,1х(15+10+3)=30,8 кг на кв. м
Также учитываем, что обычно нагрузка принимается за значение до 50 кг на кв. м, но цифра эта несколько завышена для того, что обеспечить некоторый запас. То есть полученное нами значение полностью соответствует норме.
Оптимальный угол скатной кровли рассчитывается при помощи математического инструмента, это таблица Брадиса, где приняты такие значения:
- угол наклона в градусах — 5, относительная величина — 0,8;
- угол — 10, относительная величина — 0,17;
- угол — 5, величина — 0,26 и так далее.
Зависимость площади мансарды от угла наклона крыши: если взять слишком большой угол наклона кровли, это сократит количество полезной площади мансарды. Слишком маленький угол наклона приведет к затруднению эксплуатации самой кровли: очищению от осадков, прочности.
При этом коэффициент зависит от угла уклона в градусах, если он не превышает 25 градусов, то коэффициент принимаем за единицу. При угле от 25 до 16 — коэффициент принимается за 1,25 и так далее.
Для расчета тоже может применяться таблица Брадиса, которая позволяет после этого узнать угол, который соответствует полученной цифре. Высота конька в данном случае определяется таким образом:
- сначала производятся подсчеты для ширины пролета;
- полученная ширина делится на два;
- значение умножается на величину, индивидуальную для угла наклона.
Так как посчитать уклон кровли? Все очень просто: при ширине здания в 8 м получаем значение половины пролета — 4 м. Теперь считаем высоту стропил для уклона в 25 градусов. Таблица дает нам значение коэффициента в 0,47. Теперь половину ширины умножаем на полученное число, то есть 4х0,47 и получаем, что стропила крыши надо поднимать на 1,88 метра.
Чтобы выбрать угол уклона, необходимо провести соответствующие расчеты. От этого зависит многое, в том числе и выбор материалов, высота конька. Такие расчеты нужны для организации правильного стока воды, устойчивости к снеговым, ветровым нагрузкам. В некоторых случаях требуется перевод в проценты полученного значения, но чаще всего для расчетов применяется таблица Брадиса. Кроме того, на все значения оказывает влияние материал кровельного пирога, то есть утеплитель, гидроизоляция, стропила, покрытие.
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.
В задаче «как определить угол наклона крыши», достаточно много неизвестных.
Найти решение для каждого из них можно будет в этой статье.
Она не для профессионалов. Она для тех, кто готов или уже взялся за освоение непростой профессии строителя.
Всё что ему потребуется так это возможность финансировать будущий проект и энтузиазм первопроходца в новом для себя деле.
Об остальном будет рассказано в дальнейшем.
Крыша – не только красивый элемент строящегося дома.
Это его долголетнее и комфортное существование.
Тёплое, уютное и сухое здание на долгие годы – главный девиз хорошей кровли.
Прежде чем остановить свой выбор на той или иной конструкции кровли, её будущий хозяин рассматривает множество .
Их много и все они имеют веские аргументы в пользу своего существования:
- Плоские кровли с углом уклона до3 0 . Широко применялись в типовом гражданском и промышленном строительстве. Требуют сложной, инженерной системы ливнёвой канализации. Необходима регулярная очистка от снега и мусора.
- Скатные конструкции – практичны и функциональны. В зависимости от выбранного угла наклона являются самоочищающимися. Предоставляют возможность использовать подкровельное пространство в различных целях. Вместе с тем, они сложны и дороже в изготовлении. Велики затраты при их ремонте.
В свою очередь скатные крыши могут быть как бесчердачными (мансардными) так и чердачными:
- Для чердачного варианта очень важным является их дальнейшее предназначение – с эксплуатацией или без.
- Для мансардного – будет она ломанная или простая. При ломаном варианте появляется необходимость, каким то образом, «обыгрывать» внутренние подпорки.
Эти же конструкции могут быть односкатными и двухскатными. Зная, как определить угол наклона крыши в градусах, удастся применить современные . А также, самым оптимальным образом использовать подкровельное пространство, без ухудшения несущих характеристик конструкции:
- Вальмовый вариант – один из наиболее практичных и устойчивых. В этом случае 2-е трапеции и 2-а фронтонных треугольника соединены в один конёк. При возведении потребуется профессиональный опыт и достаточный плотницкий навык.
- Полувальмовый вариант – когда фронтонные треугольники двухскатной крыши разбиваются на 2-е части. Каждая из этих частей находится под определённым углом к друг другу. При усложнённом монтаже и увеличении расходов дополнительных выгод, кроме эстетического впечатления, нет.
- Шатровый вариант вальмовой крыши – все скаты сходятся в одной, самой верхней, точке. Скорее дизайнерский, чем функциональный вариант. Хорош для домов, имеющих в плане квадрат или правильный, красивый многоугольник. Он эстетичен и обладает хорошими прочностными характеристиками.
- Многощипцовая конструкция крыши – чаще всего применяется для строений с формой сложного многоугольника в плане. Характерна сложной системой стропил и высокой стоимостью. Точный расчёт и хороший проект подчеркнут индивидуальность постройки.
- Купольная и конусная кровли – редко используемые виды крыш. Возможно их применение в виде дизайнерских решений при возведении сложных композиций.
Ими перекрывают только некоторые части строящегося здания – арки, въезды в , башенки.
Комбинированные варианты всех перечисленных конструкций. Это самая сложная, красивая и дорогая крыша. Обладая сложной системой водослива, она непрактична при эксплуатации и трудна при ремонте.
Что такое хорошая кровля? Это, прежде всего, прочная конструкция, высокая теплозащита и надёжное противостояние атмосферным осадкам. Если она при этом ещё и красива – значит, работа выполнена на славу.
Угол ската величина зависимая
Большинство вновь возводимых строений имеют свои, только им присущие, особенности. Это может быть уникальный , современный дизайн всего дачного ансамбля, великолепные погодные условия.
В соответствии с ними разрабатывается архитектурный проект основного здания. При этом крыша играет немаловажную роль при формировании общего впечатления от возводимого комплекса.
Вводные понятия для начинающего специалиста по кровлям
При проектировании крышного ансамбля отправным моментом всех прочностных расчётов является угол наклона «α» его скатов.
Этот угол принято измерять в градусах при проектировании и в процентах – при .
Он расположен между самим скатом и его горизонтальной проекцией.
Для плоской кровли он близок к 0 0 , при конусной – превышает 45 0 .
Процентный показатель угла α – это отношение высоты фронтона к горизонтальной проекции ската и умноженной на 100.
Этим показателем удобно пользоваться непосредственно при строительстве, практически на глаз. Без таблиц Брадиса, калькуляторов или смартфонов.
Поскольку ширина дома величина известная, то умножив её половину на процент уклона, получим фронтона. Теорема Пифагора позволит рассчитать величину стропил.
При этом нет необходимости пользоваться тригонометрическими формулами, как при градусных показателях. Хорошо запоминается и некоторые соотношение между процентами и углами – 45 0 это 100%, а 30 0 – 57,7 0 .
Иными словами 1% это 27′. Высота фронтона (катет) против угла 30 0 равен половине стропил (гипотенузы).
На практике, строители редко пользуются такими расчётами. Чаще применяют обычную бечёвку.
На середине фронтона прибивают (строго перпендикулярно) длинную рейку. Один конец бечёвки закрепляют на краю фронтона, а свободный конец поднимают на необходимую высоту по установленной рейке.
Выбранный таким образом угол измеряют угломером или изготавливают шаблон. Сделав засечку на рейке, получают для подпорных стоек конька.
Влияние внешних факторов
Ничего не будут стоить знания о том, как определить угол наклона крыши на глаз, если не иметь представления об условиях работы строящейся крыши. Любое их изменение немедленно приведёт к пересчёту «α». Самыми основными из них являются:
- Функциональное назначение подкровельной зоны. Если эта зона будет использоваться как жилое помещение, то угол наклона выбирают наибольший из допустимых вариантов, исходя из прочностных расчётов. В противном случае используют вариант с ломаной конструкцией. Если же это будет обычный чердак, то не следует «α» делать больше 25 0 .
- Ветровая нагрузка. При преобладающих умеренных ветрах (до 15 м/сек) уклон до 45 0 будет вполне уместен. Если же возможны шквальные порывы ветра большой силы (более 20 м/сек), то не следует выходить за рамки 25 0 . В любом случае надо использовать для информации карту зон ветрового давления. В зависимости от зоны (от 1а до 5) расположения будущей постройки, следует выбирать и конструкцию кровли.
- Атмосферные осадки. Воспользовавшись картой зон снегового давления (8 зон с нагрузкой от 120 до 480 кг/м 2) следует сопоставить соответствие угла наклона выбранной нагрузке с учётом поправочного коэффициента. При «α» до 25 0 зонная снеговая нагрузка остаётся без изменений (коэффициент – 1). При его значениях от 25 0 и до 60 0 – коэффициент 0,7. Если же «α» более 60 0 , то снеговая нагрузка в расчёт не принимается.
- Материалы верхнего слоя кровельного «пирога». При угле уклона «α» до 15 0 хорошо работает наплавляемый рулонный материал, уложенный в 2-а слоя. При «α» до 5 0 количество слоёв должно быть увеличено до 3-х. Черепица и обыкновенный шифер хорошо работают в диапазоне от 20 0 до 45 0 .
Правильно выбранный угол не только оптимизирует все перечисленные нагрузки, но и в сочетании с кровельным материалом обеспечит надёжную защиту дома.
Основы расчёта угла наклона
Однажды закончатся все процедуры по выявлению вредоносных факторов влияющих на долговечность, устойчивость и водонепроницаемость будущей кровли.
Нагрузки определены, выбран, назначено будущее предназначение подкровельного пространства. Осталось рассчитать угол «α» наклона скатов:
- Ветровая нагрузка, в соответствии с картой зон ветрового давления для района строительства, с порывами не более 15 м/сек, позволяет использовать угол «α» до 45 0
- Снеговое давление, в 5-ой климатической зоне, составляет 320 кг/м 2 . Для угла наклона до 45 0 действует понижающий коэффициент 0,75, что даёт результат удельной нагрузки 240 кг/м 2 . Подобная нагрузка будет в дальнейшем использована для расчёта шага и сечения стропил.
Угол «α» = 45 0 , при ширине дома 9 м. и высоте потолков 2 м, позволяет получить вертикальное сечение свободного пространства, под двускатной , равной 5,5 м 2 . При этом высота конька получается близкой к 5 м.
Уменьшив угол «α» до 35 0 , полезная площадь снизится до 3,5 м 2 , что вполне приемлемо. Но при этом снизится высота конька до 3,5 м. и значительно – парусность конструкции, стоимость , затраты на обслуживание.
В качестве покровного материала, для кровли с наклоном 35 0 , наиболее демократичным будет шифер, крашеный в соответствии со вкусом хозяина.
Вместе с тем следует отметить, что при таком угле наклона можно с успехом использовать и более современные материалы. К примеру, металлочерепицу можно укладывать, начиная с α = 10 0 , вот только стыки при этом необходимо герметизировать. Потребуется и увеличенный нахлёст.
Черепицу различных составов начинают применять при угле больше 20 0 . Единственное что следует при этом учитывать – ее не малый вес. Последнее замечание несколько ограничивает её применение. Но срок службы заслуживает восхищения – более 60 лет.
Гибкая битумная мало кого оставит равнодушным. Как по форме, так и цветовому оформлению она подходит для кровли любой конструкции. При угле α ≥ 18 0 не требует дополнительной гидроизоляции в виде подкладочного слоя.
А вот рулонный битумный материал мало подходит для выбранного угла. Особенно это касается южной стороны ската. При высоких температурах она может попросту сползти.
Выполняем расчёт стропильной ноги
В соответствии с курсом начальной школы, гипотенуза (стропильная нога) равна катету (половина ширины фронтона) умноженная на cos α.
Или в математическом виде – L = l/2: cos α.
Подставляя имеющиеся данные, получаем L = 9/2: cos 35 0 = 4,5: 0,819152044 = 5,5 м.
Аналогичным образом или по теореме Пифагора можно определить и высоту коньковых стоек.
Это . С его помощью можно проектировать надёжные и долговечные конструкции.
Но это прерогатива опытных конструкторов. Для начинающих же строителей важно иметь о нём представление и умение им пользоваться.
Венцом строительства дома всегда является кровля, и какой она будет, зависит не только от пожелания домовладельца, но и от того, как рассчитать угол наклона крыши.
Что нужно перед тем, как рассчитать угол наклона крыши?
Установка стропильных ног обычно не вызывает трудностей, если есть необходимые крепежные элементы, однако, выверяя угол, под которым будут уложены скаты, можно ошибиться, если не знать некоторых тонкостей. Например, очень высокая кровля в местности с сильными ветрами будет постоянно подвергаться большим нагрузкам и в итоге с большой долей вероятности будет разрушена. Следовательно, чтобы этого избежать, иногда стоит отдать предпочтение не слишком эффектной, но устойчивой низкой крыше. Таких примеров можно привести множество, но рассмотрим сами факторы, влияющие на высоту кровли. От чего она может зависеть?
Как уже стало ясно, перед тем, как рассчитать угол наклона крыши, в первую очередь необходимо принять во внимание климатические особенности региона. Так, например, чем острее двускатная крыша, тем хуже на ней удерживается снег и легче стекает с нее дождевая вода. Однако, чем чреват такой крутой уклон, при сильном ветре, мы уже знаем. В тех местах, где жаркое солнце, лучше возводить скаты с минимальным уклоном или вообще обойтись без них, то есть сделать плоской поверхность кровли, которая тем сильнее получает и передает вниз тепло, чем больше ее площадь. Последняя увеличивается пропорционально крутизне уклона.
Чем более полога крыша, тем выше вероятность того, что сильными порывами ветра с дождем влага будет загоняться под края кровельного покрытия.
Помимо прочего, следует учитывать, каким образом будет использоваться пространство под стропильной системой – как чердак или в качестве жилой мансарды. В первом случае допускается расстояние до конька меньше среднего роста человека. Во втором случае необходимо, чтобы было достаточно комфортного пространства для передвижения, то есть просвет в центре помещения должен составлять не менее 2.5 метров и, желательно, не менее полутора метров в самой нижней точке потолка. Немалое воздействие на угол ската крыши может оказать материал покрытия, который можно укладывать только при определенной степени крутизны наклона.
Расчет необходимой величины пологости скатов мансарды
Самое важное в любом помещении – его полезная площадь, то есть та, которую можно будет использовать для расстановки мебели и передвижения, а также для хранения вещей. В мансарде иногда бывает сложно использовать некоторые участки пространства, где располагается самая низкая точка потолочной обшивки. Впрочем, такие места как раз можно отвести под хранение вещей, сделав там встроенные шкафчики и тумбы. Другое дело – зона свободного передвижения, ее площадь напрямую зависит от высоты конька, а значит – и угла крыши.
Рассмотрим на примере. Допустим, ширина дома – 9.5 метров. Если хочется простора над головой в пределах 3 метров хотя бы по центру комнаты, то угол между скатами должен быть не менее 35 градусов, поскольку уже при 30 высота конька окажется чуть больше 2.5 метров. Однако следует учитывать, что тогда ширина пространства, доступного для свободного передвижения (до двухметрового уровня потолка), окажется немногим больше 3.5 метров. Если придерживаться той же высоты в самых низких точках наклонного потолка, и при этом сделать угол кровли 30 градусов, то ширина комнаты сократится до 2.4 метров. Наиболее комфортно будет в мансарде под крышей с углом более 40 градусов, однако следует учитывать, что у такой конструкции, в сравнении с пологим скатом (около 10 градусов), ветровая нагрузка увеличивается почти в 5 раз.
В целом, зависимость угла наклона кровли от высоты конька только облегчает расчеты стропильной системы.
Однако для вычислений нужно достаточно хорошо знать азы геометрии. Чаще всего, сечение конструкции крыши со стороны фронтонов представляет собой треугольник, равносторонний, равнобедренный или иного типа. Соответственно, пользуясь простейшими формулами, можно вычислить длину любой стороны и сопредельный с ней угол, зная основание и высоту. При этом нам, помимо измерительной рулетки, понадобится таблица Брадиса, поскольку придется столкнуться с тангенсами.
Итак, смотрим на фронтон и видим равносторонний треугольник, состоящий из двух прямоугольных, один из катетов для которых является общим. Существует формула, согласно которой тангенс угла А при основании равен отношению противолежащего катета к прилежащему, то есть, Tg A = H/(L/2). Иными словами, в нашем случае это высота H , деленная на половину основания L . Возьмем ту же ширину фронтона 9.5 метров, половина его будет соответствовать 4.75, на это значение делим высоту конька, которую сочтем комфортной, например, 4 метра. В итоге получаем 4/4.75 = 0.84, заглядываем в таблицу Брадиса, ищем соответствующую позицию в таблице тангенсов и видим, что нам нужен угол 40°.
Как материал может повлиять на наклон крыши?
Любая кровля – это своего рода слоеный пирог из гидро- и пароизоляции, утеплителя, обрешетки и внешнего покрытия. Все это уложено на стропильную систему под определенным углом, который ограничивает использование того или иного материала. Главным образом следует ориентироваться на инструкции, предложенные изготовителем, которые касаются и требований к уклону скатов. Кровельные материалы бывают рулонные, наборные (черепица и шифер), листовые, а также гибкие штучные, и для каждого типа предусмотрен минимальный угол крыши.
Для рулонных покрытий оптимальным считается уклон не более 15 градусов при условии, что материал укладывается в 2 слоя. Если же кровля делается трехслойной, она должна быть еще более пологой, около 5 градусов, при этом требуется дополнительная обрешетка для повышения прочности на случай увеличения временной нагрузки (снег, дождь). Но есть и исключение – мембранное покрытие, которое можно использовать при любом наклоне крыши.
Наборные материалы также не терпят крутых скатов, по той простой причине, что могут съехать под собственной тяжестью при малейшей предпосылке к этому, вроде штормового порыва ветра. Однако и слишком маленьким угол делать нельзя, поскольку в этом случае масса кровельного материала будет излишне нагружать опорные конструкции, то есть стропила, обрешетку и прочие элементы. Оптимальным считается угол 22 градуса, достаточной для того, чтобы во время дождя влага свободно стекала и не задувалась ветром под стыки.
В отношении профнастила и металлочерепицы минимальный уклон – 12 и 14 градусов соответственно, достаточно пологий, чтобы осадки стекали с крыши, и при этом не нарушалась ее герметичность на стыках. В большую сторону крутизна может увеличиваться без ограничений, однако с учетом того, что большая площадь кровли имеет солидную массу. Также не следует забывать про ветровую нагрузку и высокую парусность крыш с углом, близким к 45 градусам. Оптимальный наклон – порядка 27-30 градусов.
А вот у мягкой черепицы, которая состоит из отдельных кусков материала типового размера, угол кровли связан с плотностью обрешетки. Если скаты очень пологие, то расстояние между планками следует сделать как можно меньше. Это обусловлено тем, что снеговые массы могут стать непосильной нагрузкой для покрытия. В том случае, когда крутизна скатов выдержана в пределах 30-40 градусов, шаг обрешетки допускается больший, до 45 сантиметров.
Любой дом венчается крышей – одной из главных конструкций здания, защищающей его внутренние помещения от дождя и снега. Одним из главных критериев любой кровли является крутизна скатов. Так как плоская крыша распространена преимущественно только в многоэтажном жилом и промышленном строительстве, то этот вопрос особо актуален для владельцев частных домов и коттеджей.
От величины наклона крыши зависит количество кровельного материала, поэтому выбор угла наклона и его предварительные расчеты следует производить до начала покупки кровельного материала.
Рассмотрим, как определить угол наклона скатной крыши и его связь с проектированием всей кровельной конструкции.
В этой статье
От чего зависит крутизна крыши?
Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:
- Крутые с уклоном 45-60°;
- Скатные – 30-45°;
- Пологие – 10-30°;
- Плоские с уклоном менее 10°.
Определение данной величины зависит от ряда факторов:
- Воздействие ветра. Наибольшее давление ветер оказывает на крутые кровли, так как они имеют наибольшую парусность из-за своей большой площади поверхности. При обустройстве подобной конструкции важно особое внимание уделить прочности стропильной системы.
В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.
В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.
- Кровельный материал. Каждый тип кровли имеет свои ограничения по углу наклона скатов. Если планируется использовать какой-то определенный кровельный материал, то важно еще на этапе проектирования соотнести желаемый наклон кровли с его техническими характеристиками.
- Размер мансарды. Угол крыши прямым образом влияет на размер комнаты под ней. Чем круче крыша и выше конек – тем просторнее мансарда и наоборот . Планируя комнату под кровлей нельзя забывать о рисках, неизбежно связанных с крутой конструкцией, и ее дороговизной по сравнению с возведением более пологих кровель. На помощь в данной ситуации может прийти ломаный тип, который позволяет сохранить максимальный объем для обустройства комнаты, сэкономив на высоте конька.
Минимальный угол наклона
Такое понятие, как минимальный угол наклона крыши, находится во взаимосвязи с используемым кровельным материалом. Все кровли снабжены техническими характеристиками, в которых, помимо прочего, четко указаны пределы скатности для использования. Нарушать эти правила нельзя, так как в этом случае кровельный материал не сохранит своих изначальных функций и преимуществ.
Рассмотрим основные кровельные покрытия и минимальные углы для них:
- Штучные кровельные материалы (шифер, черепица) укладываются на кровли с уклоном от 22°. Такой показатель связан с тем, что в этом случае на стыках кровельных элементов не скапливается вода и, соответственно, не может просочиться под них;
- В работе с рулонными материалами типа рубероид важно заранее определить с числом слоев. Если планируется настелить 2 слоя, то угол кровли должен быть не менее 15°, при укладке 3 слоев эта величина может быть снижена до 2-5°;
- Профнастил монтируется при уклоне от 12°. Меньшее значение потребует обработку всех стыков герметиком;
- Металлочерепица стелется при значении от 14°;
- Ондулин – от 6°;
- Мягкая черепица может быть настелена на кровлю уклона 11° при наличии сплошной обрешетки;
- Мембранные кровельные материалы – единственные, минимальный порог для которых не обозначен. Они с успехом могут применяться на плоских крышах.
Следование вышеизложенным правилам чрезвычайно важно, так как даже незначительное их нарушение обернется разрушением кровли и, возможно, повреждением стропильной системы.
Расчет угла наклона
Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:
- В областях с частыми осадками в виде дождя и снега оптимально строить кровлю крутизной 45-60°, так как она быстрее избавляется от осадков, что минимизирует нагрузку на стропильную систему;
- Если крыша возводится в ветреном регионе, то хорошо будет разместить угол ее наклона в промежуток 9-20°. Она не будет играть роль паруса, ловя пролетающий ветер, но и не опрокинется его резкими порывами;
- В областях, где и ветер, и снег бывают регулярно, обращаются к средним значениям в 20-45°. Этот диапазон можно назвать универсальным для скатных конструкций.
Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.
Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:
- Известна высота крыши . Если возникает желание обустроить под кровлей просторную жилую комнату с приемлемой высотой потолка, то высота конька может быть определена заранее. Имея известные два катета, несложно узнать величину искомого угла.
Примем следующие обозначения:
- H – высота конька;
- L – ширина половины дома;
- α – искомый угол.
Находим тангенс нужного угла по формуле:
tg α = H / L
Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.
- Заранее определен угол наклона . При желании использовать определенный кровельный материал или в связи с погодными условиями в регионе уклон кровли может быть определен заранее. По его значению можно определить высоту конька дома и проверить – возможно ли создание под этой кровлей жилой комнаты. Для обустройства помещения высота конька должна быть не менее 2,5 м.
Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:
H = L * tg α
Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.
В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.
Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Заключение
В проектировании кровли нахождение оптимального угла наклона имеет важное значение. Данный параметр зависит от верной оценки погодных условий, выбора кровельного материала, желания создать жилое помещение. Его верное определение - залог долгой и успешной службы крыши в любых погодных условиях.