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.
При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.
Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.
Единицы измерения угла наклона крыши
Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.
В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:
- градусы;
- соотношение сторон;
- проценты.
Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.
Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:
- 2,25 м / 5,60 м · 100 % = 40%
Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:
Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом
Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.
Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.
Чаще встречаются более сложные конфигурации.
Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.
Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):
Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.
Пример
Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.
Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.
Таблица 1
| Угол наклона крыши, в градусах | tg(a) | sin(a) |
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,50 |
| 35 | 0,70 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,00 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
| 65 | 2,14 | 0,91 |
| 70 | 2,75 | 0,94 |
| 75 | 3,73 | 0,96 |
| 80 | 5,67 | 0,98 |
| 85 | 11,43 | 0,99 |
| 90 | ∞ | 1 |
Для нашего примера:
- sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
- tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)
Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.
Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.
Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):
- S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м 2
Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:
- L к = W - 2 · MN = 9 м
Вычисляем площадь с учётом свесов:
- S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м 2
Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:
- S Σ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м 2
Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала
Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2-7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.
Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.
Варианты обустройства мансарды: 1-2. Двухскатная крыша классическая. 3. Крыша с переменным углом наклона. 4. Крыша с выносными консолями
Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.
Таблица 2
| Тип кровли | Диапазон допустимых углов монтажа, в градусах | Оптимальный наклон кровли, в градусах |
| Кровля из толя с посыпкой | 3-30 | 4-10 |
| Толевая кровля, двухслойная | 4-50 | 6-12 |
| Цинковая кровля с двойными стоячими фальцами (из цинковых лент) | 3-90 | 5-30 |
| Толевая кровля, простая | 8-15 | 10-12 |
| Пологая кровля, крытая кровельной сталью | 12-18 | 15 |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18-50 | 22-45 |
| Гонтовая кровля | 18-21 | 19-20 |
| Шпунтованная черепица, нормальная | 20-33 | 22 |
| Профнастил | 18-35 | 25 |
| Волнистый асбестоцементный лист | 5-90 | 30 |
| Искусственный шифер | 20-90 | 25-45 |
| Шиферная кровля, двухслойная | 25-90 | 30-50 |
| Шиферная кровля, нормальная | 30-90 | 45 |
| Стеклянная кровля | 30-45 | 33 |
| Черепица, двухслойная | 35-60 | 45 |
| Желобчатая голландская черепица | 40-60 | 45 |
Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32-56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.
Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона
Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.
Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.
Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.
Таблица 3
Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.
Таблица 4
Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.
Как рассчитать угол наклона крыши — таким вопросом задаются многие застройщики при строительстве не только собственного дома, но и различных построек хозяйственно-бытового назначения. Наклон крыши в большинстве сооружений будет зависеть от необходимости устройства чердачного помещения. Устройство чердачного помещения рекомендуется для зданий, стены которых должны «дышать». Такое образное выражение означает возможность устройства различных способов вентиляции стен с выходом в свободное чердачное пространство. Далее поступивший воздух выветривается в слуховые окна или другие конструкции и растворяется в окружающей атмосфере. В зависимости от конструкции чердачные помещения могут быть холодными, с температурой наружного воздуха и утепленными.
Наличие чердачных помещений позволяет проводить внутренний осмотр кровли, а при необходимости — ремонт. При отсутствии протечек кровли на чердаках всегда сухо, образующийся в небольших количествах конденсат быстро высыхает и выветривается в атмосферу. Наклон скатов на таких крышах может изменяться в больших пределах. Ограничения могут быть из-за погодных условий данного региона и максимально допустимого общего веса крыши.
Теплые чердачные помещения имеют гораздо больший удельный вес. С увеличением угла наклона возрастает общая площадь крыши, соответственно общий вес кровельного пирога. При выборе оптимального наклона крыши следует учитывать этот фактор.
Если необходимости в чердачном помещении нет, крышу можно сделать плоской. Выражение «плоская крыша» не означает отсутствие наклонов. На всех конструкциях должен быть устроен минимальный уклон крыши для стока дождевых вод.
Типичные конструкции крыш
По форме конструкции крыш можно разделить на несколько типов:
Схема расчета уклона односкатной крыши.
- односкатные;
- двухскатные;
- ломанные;
- вальмовые.
Односкатные крыши в основном используются на различных помещениях хозяйственного назначения — гаражах, сараях, для устройства навесов различного назначения. В качестве кровли возможно использование шифера, профлиста, любого другого материала.
Двухскатные крыши устраиваются на жилых зданиях, банях и других строениях с чердачными помещениями. Форма крыш обычно представляет равнобедренный треугольник, основанием которого служит стена, а сторонами скаты. В некоторых конструкциях используется крыша со скатами различной длины. Расчет уклона кровли такого сооружения проводится в зависимости от размера ската от конька до нижнего края. Чем больше расстояние, тем меньше угол ската крыши. Крыши с такой формой устраивают с целью направить большую часть дождевой воды в определенную сторону.
Ломаные крыши могут иметь различные формы. Наиболее часто используется форма, имеющая 4 ската, по 2 с каждой стороны. Основным ее достоинством является возможность устройства мансардного этажа, что значительно увеличивает жилую площадь дома. Недостаток — более сложный расчет и устройство конструкции, увеличенное количество материалов. Но большинство недостатков вполне компенсируется дополнительными квадратными метрами и количеством жилых помещений.
Скатная крыша с 4 и более скатами называется вальмовой. Фантазия заказчиков и исполнителей не имеет ограничений, разнообразие крыш часто вызывает вполне обоснованное удивление. Кроме классической вальмовой крыши разработаны другие конструкции:
- бубновая;
- сводчатая;
- многощипцовая;
- полувальмовая;
- шатровая.
Устройство сложных конструкций требует точного расчета уклонов крыши, большого опыта и терпения. Определять уклон нужно для 4-х и более поверхностей с формой, отличающейся от прямоугольной крыши. Ошибки проектирования могут привести к значительным материальным затратам и дополнительным работам по переделке ошибок. При недостаточном опыте выполнения подобных работ желательно обратится за помощью к специалистам.
Вернуться к оглавлению
Условия, влияющие на выбор угла наклона крыши
Оптимальный угол наклона крыши следует выбирать по климатическим условиям данного региона. Основными факторами, влияющими на высоту крыш, являются:
- средняя высота снежного покрова;
- скорость ветра и количество ветреных дней в году;
- выбор материала для устройства кровли.
Для регионов со значительным количеством выпадающего зимой снега минимальный уклон кровли составляет не менее 45° (размер не критический, можно увеличить). Такой размер обеспечивает соскальзывание снега со скатов самопроизвольно, под своим весом. Величину нагрузки от снежного покрова при выполнении расчетов можно не учитывать. Отпадает надобность в устройстве дополнительных элементов, усиливающих прочность конструкции и системе снегозадержания. Большой угол увеличивает высоту крыши, на более высокую крышу сильнее воздействуют ветровые нагрузки. Если для данного региона характерны частые и сильные ветра, от высокой крыши лучше отказаться. Разрушающее воздействие ветра рано или поздно приведет к плачевному результату. Начнется расшатывание конструкции, разрушение стен. При сильных порывах возможно смещение крыши со всеми сопутствующими последствиями. У шиферной крыши довольно часто под воздействием ветра срываются целые листы.
Для таких климатических условий крыши нужно изготавливать с небольшим уклоном. Расчет должен выполняться на повышенные нагрузки с учетом воздействия всех погодных факторов. Для повышения надежности следует использовать усиленные стропильные балки и дополнительные элементы, повышающие прочность конструкции.
Поверхность кровли в зависимости от используемого материала будет иметь различный коэффициент скольжения. По материалу с большой шероховатостью поверхности снег будет скользить с трудом, вода стекать с более малой скоростью. С гладких поверхностей удаление влаги и снега будет происходить значительно быстрее. Этот фактор также следует принимать во внимание. Для различных кровельных материалов установлены следующие минимальные углы наклона:
- металлочерепица — 15°, производители рекомендуют при малых углах наклона герметизировать стыки специальным составом;
- профнастил — 12°, при малых углах наклона необходимо увеличивать напуск листов;
- для мягкой черепицы — 11° допустимый минимальный угол наклона;
- рубероид — материал на битумной основе, используется для устройства мягкой кровли с минимальным углом 2° для стока воды;
- шифер, керамическая черепица — угол наклона должен быть не менее 22°.
Минимальный допустимый уклон является важным параметром для всех кровельных материалов. При несоблюдении этого условия надежность кровельного покрытия будет значительно снижена.
Вернуться к оглавлению
Для определения угла наклона используются две единицы — стандартное отображение в градусах и строительное определение в процентах. Размер в процентах определяется из соотношения высоты крыши и размера проекции ската на горизонтальную поверхность. Полученный от деления результат необходимо умножить на 100%.
При использовании процентного соотношения следует не забывать, что угол наклона крыши в 45° принимается равным 100%. Такая цифра образуется из-за равных размеров высоты и проекции, в результате деления получится единица. Разработана специальная таблица (рис. 1) для перевода одних единиц в другие. Если известны два параметра — длина стены и угол наклона кровли, можно при помощи таблицы определить высоту конька. Для примера можно взять следующие данные:
- размер стены 8 м, угол наклона 25°;
- при расположении конька посередине крыши проекция ската будет равна половине размера стены;
- 8: 2 = 4 м;
- Высота конька будет равна 4 х 0,466 = 3,728 м.
Если возникает необходимость определить угол наклона при известных размерах, расчет нужно выполнить в обратном порядке. По полученному результату в таблице выбрать ближайшее значение.
Для всех расчетов можно использовать формулы из школьного курса геометрии. Крышу можно представить в виде прямоугольных треугольников различных размеров. Основным выражением для определения длины катетов и гипотенузы будет теорема Пифагора:
где: a и b — катеты треугольника, c — гипотенуза.
При наличии двух значений простым преобразованием выражения можно рассчитать недостающий размер.
Еще одним вариантом расчета размеров крыши и углов наклона является использование таблиц Брадиса. В таблицах представлены все соотношения сторон прямоугольного треугольника с различными углами с шагом в 1°. При их помощи можно определить угол наклона из соотношения различных сторон и выполнить обратную операцию.
При невозможности выполнить расчеты можно воспользоваться специальным устройством для измерения углов. Торговые организации предлагают несколько моделей приспособлений для измерения уклонов при строительных работах.
Большинство моделей поможет не только узнать величину угла, но и установить детали под нужным углом.
Уклон скатов крыши - от чего зависит и в чём он измеряется.
Такой немаловажный для крыши факт - её уклон. Уклон крыши - это угол наклона кровли относительно горизонтального уровня. По углу наклона скатов крыши бывают малоуклонные (пологие), средней наклонности и крыши с крутыми (сильноуклонными) скатами .
Малоуклонная крыша та крыша , монтаж которой осуществляется из расчёта наименьшего, рекомендованного угла наклона скатов. Так для каждого кровельного покрытия есть свой рекомендуемый минимальный уклон.
От чего зависит уклон кровли
- От способности крыши защищать строение от внешних факторов и воздействий.
- От ветра - чем больше уклон крыши, тем больше значение приходящихся ветровых нагрузок. При крутых уклонах уменьшается сопротивляемость ветру, повышается парусность. В регионах и местах с сильными ветрами рекомендуется применять минимальный уклон крыши, чтоб уменьшить нагрузки на несущие конструкции крыши.
- От кровельного покрытия (материала) - Для каждого кровельного материала существует свой минимальный угол наклона, при котором можно использовать данный материал.
- От архитектурных задумок, решений, местных традиций - так в разных регионах отдаётся предпочтение для той или иной конструкции крыши.
- От атмосферных осадков : снеговых нагрузок и дождей в регионе. На крышах с большим уклоном не будет скапливаться в огромных количествах снег, грязь и листья.
В чем измеряется угол уклона крыши
Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i .
В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах (%). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.
Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты (%). Их соотношение указаны ниже в таблице.
Уклон крыши соотношение градусы-проценты
| градусы | % | градусы | % | градусы | % | ||
| 1° | 1,75% | 16° | 28,68% | 31° | 60,09% | ||
| 2° | 3,50% | 17° | 30,58% | 32° | 62,48% | ||
| 3° | 5,24% | 18° | 32,50% | 33° | 64,93% | ||
| 4° | 7,00% | 19° | 34,43% | 34° | 67,45% | ||
| 5° | 8,75% | 20° | 36,39% | 35° | 70,01% | ||
| 6° | 10,51% | 21° | 38,38% | 36° | 72,65% | ||
| 7° | 12,28% | 22° | 40,40% | 37° | 75,35% | ||
| 8° | 14,05% | 23° | 42,45% | 38° | 78,13% | ||
| 9° | 15,84% | 24° | 44,52% | 39° | 80,98% | ||
| 10° | 17,64% | 25° | 46,64% | 40° | 83,90% | ||
| 11° | 19,44% | 26° | 48,78% | 41° | 86,92% | ||
| 12° | 21,25% | 27° | 50,95% | 42° | 90,04% | ||
| 13° | 23,09% | 28° | 53,18% | 43° | 93,25% | ||
| 14° | 24,94% | 29° | 55,42% | 44° | 96,58% | ||
| 15° | 26,80% | 30° | 57,73% | 45° | 100% |
Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:
Замер уклона крыши
Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.
Уклономер - это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.
Математический расчёт уклона
- Вертикальная высота (H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
- Заложение ( L ) - горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней
При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:
Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L
i = Н : L
Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.
Чтобы было понятней рассмотрим на примере:
Пусть будет:
Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.
Уклон равен: i = 2.0: 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем - 24°.
Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)
| Вид кровли | Минимальный уклон крыши | ||
|---|---|---|---|
| в градусах | в % | в соотношении высоты ската к заложению | |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 3-х и 4-х слойные (наплавляемая кровля) | 0-3° | до 5% | до 1:20 |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 2-х слойные (наплавляемая кровля) | от | 15 | |
| Фальцевая кровля | от 4° | ||
| Ондулин | 5° | 1:11 | |
| Волнистые асбоцементные листы (шифер) | 9° | 16 | 1:6 |
| Керамическая черепица | 11° | 1:6 | |
| Битумная черепица | 11° | 1:5 | |
| Металлочерепица | 14° | ||
| Цементно-песчанная черепица | 34° | 67% | |
| Деревянная кровля | 39° | 80% | 1:1.125 |
Важным этапом проектирования строительства домов является расчет крыши и выбор материала покрытия. Основной параметр, влияющий на функциональность кровли и целостность всего сооружения – угол наклона ската. Причем имеется взаимосвязь между характеристиками материала кровли и этой величины.
Что такое крыша и кровля?
Конструкция здания немыслима без возведения крыши. Она состоит из стропил и кровли. Стропильная система выполняет несущую функцию, а кровля играет роль ограждения и придает привлекательность зданию. Кровля – верхний элемент крыши, который воспринимает воздействие внешних факторов.
Требования, предъявляемые к крыше
Крыша очень важна для правильного строенияКрыша – важная деталь, поэтому конструкция должна обладать следующими характеристиками:
- Уровень прочности, устойчивость к нагрузкам, которые возникают вследствие воздействия атмосферных явлений и под влиянием других факторов.
- Устойчивость к постоянным колебаниям температурного режима и влиянию ультрафиолета.
- Водоотталкивающие свойства. Для снижения влияния атмосферной влаги применяются технические способы защиты от воздействия воды: сооружается водоотвод и предусматривается наклон конструкции кровли. Значение имеет пористость кровельных материалов. Материалы, обладающие высокой пористостью, имеют лучшие показатели гидроизоляционных свойств. С уменьшением пористости снижаются эксплуатационные характеристики кровельного материала, что случае промерзания станет причиной разрушения.
- Долговечность конструкции. Минимальный срок службы, в случае правильного монтажа и нормальной эксплуатации, составляет до 30 лет.
- Привлекательный вид. Гармоничное сочетание всех элементов дома, соответствие архитектурному стилю.
- Безопасность материалов в экологическом плане.
- Способность сохранять первоначальный вид и цвет при воздействии солнечных лучей.
Классификация конструкций крыши
Конструкции крыш отличаются разнообразием, что влияет на расчет угла наклона конструкции. Планировка дома и принятое архитектурное решение определяют форму крыши.
Односкатная. Простейший вариант конструкции. Стропила и ферма опираются на несущие стены, расположенные в разных уровнях. Она применяется при сооружении пристроек к дому и строений хозяйственного назначения, надежна и экономична.
Двускатная. Подобное сооружение – классическое решение при строительстве крыш. Опора на стены, несущие нагрузки. В торце крыша образует треугольник, поэтому второе название – щипцовая.
Шатровая. Представляет собой четыре ската, представляющие равные треугольники со сходящимися в одной точке вершинами. Такой крышей покрывают строения с квадратной формой или представляющей собой многоугольник.
Куполообразная. Подобная крыша выглядит как шар, который разрезали пополам. Эта полусфера имеет цилиндрическую опору. Четыре арочных свода составляют купол.
Вальмовая. Два трапецеидальных и два треугольных ската в торцах составляют конструкцию крыши.
Полувальмовая. Два треугольника со срезанными над торцами вершинами.
Складчатая. Трапецеидальные элементы со складчатым соединением.
Сводчатая. Дугообразная, представляющая собой разрезанный пополам цилиндр. Этот вариант конструкции – альтернатива плоской крыши.
Многощипцовая. Сложное конструктивное решение крыши, которое характеризуется сочетанием нескольких видов сооружений.
Виды крыш
Факторы, влияющие на угол наклона крыши
При расчете угла наклона крыши важен материал покрытия и условия эксплуатации здания.
Устройство кровли невозможно без определения материала покрытия и вычисления угла наклона. Эти два параметра связаны друг с другом. Угол определяют с использованием строительных матриц и графиков.
Возможно вычисление этого параметра с применением школьного угольника.
При определении угла наклона при строительстве крыши с одним скатом, учитывают влияние:
- свойств материала кровельного покрытия;
- климат;
- эксплуатационные особенности сооружения.
При устройстве крыши с несколькими скатами учитываются перечисленные выше факторы и район строительной площадки. Принимается во внимание и функциональное назначение чердака. Если его не планируют как жилое помещение, то высоту потолка не нужно увеличивать. В случае обустройства мансарды надо учитывать это обстоятельство при проектировании крыши, обеспечив нужный угол наклона.
В местности, где преобладают ветра, сооружают крышу с минимальным наклоном. Это мероприятие позволит снизить нагрузку на верхний элемент здания. При этом не желательно совсем отказываться от уклона. Такая конструкция допускается, если в регионе преобладают солнечные дни с минимальным количеством осадков.
Угол наклона крыш важен для воздействия осадков
Высокая крыша способна сопротивляться потоку ветра больше, чем низкая. С другой стороны малый угол наклона часто становится причиной срывания ветром кровельного покрытия. Таким образом, опасность повреждения крыши остается и при большом угле наклона крыши, и при его незначительной величине.
- в случае умеренной ветровой нагрузки – 35-40 градусов;
- при наличии сильных порывов ветра – 15-25 градусов.
Если в местности эксплуатации здания преобладают осадки, то допускается увеличение угла наклона до значения в 60 градусов. Такое решение позволит обеспечить беспрепятственный сход снега и воды с крыши.
Угол наклона покажут приборы
Учитывая описанные обстоятельства, диапазон значения угла наклона кровли находится в пределах 9-60 градусов. При проведении расчетов при проектировании здания он сужается до 20-45 градусов. Это связано с тем, что при таком значении угла наклона имеется возможность использования любого кровельного материала.
В случае применения рулонных материалов, величина угла меняется следующим образом:
- укладка в два слоя требует создание наклона, не превышающего 15 градусов;
- при трехслойной укладке – 2-5 градусов.
Шифер применяют при уклоне до 28%.
Использование черепицы возможно при значении уклона не менее 33%.
Покрытие из стали применяется при устройстве крыши с уклоном не более 29%.
Величина наклона ската влияет на потребность в материале кровли. С ее увеличением расход увеличивается.
Таким образом, плоская крыша дешевле, чем при сооружении уклона в 45 градусов.
Кровля из металлочерепицы
Больший вес маталлочерепицы по сравнению с другими кровельными материалами обуславливает необходимость при проектировании предусматривать минимально возможный угол наклона кровли.
При ведении строительства в ветреной местности, принимают во внимание негативное воздействие увеличения ветровой нагрузки на конструкцию крыши в целом. Превышение величины угла наклона конструкции может стать причиной возникновения явления “вздутия” кровли, что приводит к росту величины действующих нагрузок. Если оно носит постоянный характер, то приводит к деформации и разрушению конструктивных элементов крыши.
Из данных, полученных эмпирическим путем, видно, что минимально допустимое значение – 22 градуса. Эта величина оптимальна для сохранения эксплуатационных свойств конструкции и не допускает скапливания осадков.
Если существует необходимость создания пологой крыши, то минимальное значение наклона не должно быть менее 14 градусов. При использовании черепицы из мягких материалов, которая монтируется на обрешетку, угол уменьшается до 11 градусов.
Кровля из профнастила
Профнастил относится к популярным кровельным материалам. Он легкий массой, уложить его не сложно и отличается быстрым монтажом.
Сооружение кровли из этого материала происходит с учетом, что минимально допустимый угол наклона находится около 12 градусов. Точные рекомендации дает производитель в сопроводительной документации.
Кровля из рулонных «мягких» материалов
Мягкие покрытия на строительном рынке представлены рубероидом, ондулином, полимерными материалами.
В зависимости от числа слоев покрытия наклон конструкции крыши может составлять 2-15 градусов. С ростом толщины покрытия величина угла снижается. Полимерные покрытия позволяют создавать кровлю сложной конфигурации с малым уклоном, составляющим 2-5 градусов.
При определении значения угла наклона крыши учтите, что она должна обладать прочностью, обеспечивающей целостность конструкции при постоянной и кратковременной нагрузке: выдерживать массу всей крыши и вес атмосферных осадков.
Как рассчитать угол наклона кровли?
Для определения угла ската крыши пользуются тригонометрическими функциями или прибегают к использованию уклономера – прибора, определяющего искомую величину. Значение угла выражается в градусах или процентах.
Математический метод состоит в вычислении сторон прямоугольного треугольника. Гипотенуза – это длина линии ската. Противолежащий катет представляет собой длину отрезка от перекрытия до вершины.
Прилежащий катет равен расстоянию от средней части перекрытия до карнизного свеса.
Как рассчитать угол наклона крыши?
Если вычислить две стороны прямоугольного треугольника, можно получить значение угла наклона крыши. По одной из тригонометрических функций без труда определяется требуемое значение угла.
При использовании другого метода определяют соотношение высоты перекрытия к половине его ширины. Величина выражается в процентах, поэтому результат деления указанных величин умножают на 100. После этого величина определяется из специальной таблицы.
При устройстве подобных конструкций уделите должное внимание водостоку. В случае организации внутренней системы сбора воды предусматривается создание уклона крыши по направлению к приемным воронкам. Если используется наружный водосбор, то уклон направляется к желобам.
Крышу, угол наклона которой не превышает 10 градусов, согласно рекомендациям специалистов, следует выполнять при помощи мембранного покрытия. Это даст возможность создания надежной защиты от проникновения воды.
Обязательно выполнить вентиляцию в подкровельном пространстве. Это требование касается всех скатов. Причем с уменьшением угла наклона зазор для вентиляции увеличивают.
При выборе битумной черепицы и величине уклона меньше 6 градусов, гидроизоляция сооружается из полимерных материалов.
