От качества строительства крыши зависит надежность здания и комфортность проживания в нем. Конструкция ее выбирается оптимальной для местных условий эксплуатации. Особое значение имеет такой параметр, как уклон кровли, о чем и пойдет далее речь.
Угол ската крыши зависит не только от ее дизайна и особенностей фасада дома, от выбранного кровельного материала, но и от других факторов. Необходимо, прежде всего, учитывать климатические условия местности, где возводится здание. Там, где количество выпадающих в зимнее время осадков велико, предпочтительнее большой угол наклона крыши (в пределах 45-60 градусов): это способствует лучшему сходу снега, а значит снижению нагрузки на кровлю. Также становится менее вероятным оледенение поверхности перекрытия из-за уплотнения снежных покровов.
Если здание возводится там, где преобладает погода с сильными ветрами, желательно выбирать минимальный угол ската крыши для снижения парусности конструкции. В противном случае конструкции грозит быстрое разрушение. Чаще всего диапазон наклона в данном случае – 9-20 градусов.
Чем больше угол уклона ската кровли – тем легче с нее сходит снежный покров
Но в основном оптимальный угол ската крыши выбирается в средних значениях, то есть от 20 до 45 градусов. Он является подходящим практически для любого вида кровельного материала, к примеру, для очень популярных сегодня профнастила или металлочерепицы.
В местности с теплым климатом, где солнечных дней гораздо больше, чем пасмурных, более приемлемыми будут плоские крыши: их площадь меньше, чем у конструкций других видов, а значит нагревание от солнечных лучей будет происходить в меньшей степени. Но и такая конструкция не должна быть абсолютно горизонтальной: уклон плоской кровли должен быть, как минимум, в пределах 3-5 градусов. Минимальный уклон плоской кровли обеспечит нормальный сход дождевой и талой влаги.
Хозяйственные и подсобные сооружения часто возводятся с односкатной крышей: она просто монтируется и не требует больших затрат. По сути, такая постройка имеет разной высоты стены с уложенным на них перекрытием. Наклон перекрытия выбирается в пределах 9-25 градусов, что хорошо подходит для профнастила и металлочерепицы. Такая конструкция требует устройства вентиляции подкровельного пространства.
Но наиболее популярной является двускатная: две плоскости, расположенные под наклоном, соединяются по линии конька. Другие (торцевые) плоскости являются вертикальными и называются фронтонами. В них могут быть двери для выхода на балкон или наружную лестницу.
Существует множество вариантов конструкций кровельного перекрытия
Вальмовые перекрытия, наиболее популярными представителями которых являются четырехскатные, эстетически очень привлекательны. В таких случаях, особенно у более сложных конструкций, наклоны могут быть любыми: это зависит от выбранного дизайна и личных предпочтений застройщиков. Достоинство вальмовых крыш – в отсутствии ограничений на использование кровельного материала.
Вариант вальмовой конструкции – мансардная: чердачное помещение используется как жилое, поэтому требования к утеплению очень высоки. Свободное пространство под перекрытием образуется за счет высокого угла наклона всех скатов, в которых следует предусмотреть наличие мансардных окон.
Прежде чем выбрать кровельный материал, следует изучить его технические характеристики: это поможет оптимально подойти к решению вопроса и подобрать наиболее надежный. Кроме того, существует правило, определяющее зависимость угла наклона скатов от применяемого кровельного материала.
Перечислим основные из них:
При выборе значения наклона следует учитывать прочностные характеристики кровельной конструкции: запаса прочности должно хватать не только на то, чтобы выдерживать собственный вес и массу кровельного материала, но также и на внешние нагрузки (порывы ветра, снег). Также от наклона ската зависит и тип обрешетки для укладки большинства материалов: при малых значениях этого параметра монтируют либо сплошную обрешетку, либо с небольшим шагом (350-450 мм). При возведении любой крыши, а тем более плоской, необходимо устройство системы уклонов и водоотведения. Если площадь особенно велика – потребуется дополнительный слив.
Конструкция должна отвечать таким требованиям: быть достаточно прочной, обеспечивать надежную защиту от атмосферных осадков, обладать хорошей термо- и звукоизоляцией. Важно также, чтобы был доступ для ремонта и эксплуатационного обслуживания. Как рассчитать угол наклона крыши, чтобы выполнялись все эти условия? Специалисты рекомендуют применять простые варианты ее устройства, к которым относятся односкатные, двускатные, вальмовые (и полувальмовые), мансардные.
Кровли могут иметь конструкцию любой сложности, с различными углами уклона
Односкатные наиболее удобны для веранд, пристроек и хозяйственных строений. Принцип создания односкатной – такой же, что и других видов: выполняется монтаж стропил, обрешетки, после чего – укладка кровельного материала. Последнее играет решающую роль: для профнастила требуется угол от 8-11 градусов (лучше делать 20), для металлочерепицы – минимум 25, для шифера и фальцевой кровли – 35 градусов.
Если климатические условия позволяют, лучше делать кровлю с уклоном в 45 градусов: это позволит пренебречь расчетами, связанными с массой снега. Это практически идеальная односкатная крыша: угол наклона не затруднит ее монтаж и облегчит обслуживание (снег не будет накапливаться на ее поверхности). Но в данном случае придется усилить стропила и обрешетку, так как давление ветра на конструкцию увеличивается в 5 раз. Следует также учитывать, что это потребует больших расходов на материалы – примерно в 1,5 раза.
Кровельный материал необходимо выбирать в зависимости от уклона крыши
Как видно из графика, каждому наклону соответствует определенная группа кровельных гидроизоляционных материалов. Всего их – 11, при этом наклонные линии соответствуют углу наклона ската. Жирной линией обозначается, как относится высота конька к ½ ее заложения. Видно, что отрезок h равен половине горизонтального отрезка, обозначенного дробью ½. Цифры в вершинах полукруглых шкал соответствуют углу наклона (в градусах), вертикальная шкала тоже обозначает в процентах. Выбирая какую-либо конфигурацию крыши, следует придерживаться данных рекомендаций и приобретать подходящие для облюбованного варианта кровельные материалы.
Для того чтобы было ясно, как производится расчет угла наклона крыши, приведем пример вычисления наименьшего угла уклона перекрытия с гидроизоляцией из черепицы. На графике находим полукруглую кривую, соответствующую данному покрытию: это будет кривая, обозначенная цифрой 2. Отслеживая ее до места пересечения с вертикальной шкалой, обнаруживаем, что минимальный уклон такой кровли равен 50%.
Учитывая тот факт, что уклон ската – это отношение высоты конька к ½ его заложения, вычисляем уклон. То есть, при высоте конька h = 4 м и заложении, равном L = 15 м, уклон будет определяться, как h:(L/2) = 4:(15/2) = 0,53. Для отображения в процентах умножаем полученный результат на 100 и получаем 53%. Такое значение этого параметра гарантирует хорошее отведение дождевой воды. Минимальный уклон в ендове – 1%.
Двускатная кровля является наиболее удачной и распространенной конструкцией. Причин тому несколько: высокая надежность, относительная простота, дешевизна конструкции. При сооружении кровли далеко не все правильно выбирают оптимальный угол наклона двухскатной крыши.
В районах сильных ветров, надо производить расчет двухскатной крыши так, чтобы ее наклон не стал причиной слишком сильных ветровых нагрузок. Чем больше угол наклона конструкции, тем выше ее парусность.
Нельзя уменьшать его до значений, меньших 25 градусов: осадки будут хуже удаляться с крыши, и в подкровельном пространстве может появиться сырость. Делать его большим 60 градусов также не рекомендуется: сильный порыв вера может разрушить кровлю. Крыша не обязательно должна иметь симметричные скаты: если ориентировать строение более пологим скатом в южную сторону – крыша будет лучше сохнуть после дождя.
Полезная площадь мансардного помещения зависит от конструкции кровли: чем больше угол уклона, тем больше будет площадь и наоборот (на рисунке 2 это наглядно показано). Сооружая мансарду, приходится искать компромисс между площадью, которую можно будет легко использовать, расходами на строительство крыши и прочностью конструкции.
Способ отвода атмосферных осадков также может быть различным. Различают наружный или внутренний организованный и неорганизованный – только наружный. Последний предполагает установку водосточных труб и желобов, при этом настенные и подвесные системы монтируют на кровлях с уклоном, большим, чем 15%. Желоба крепятся с минимальным уклоном в 3 градуса, их борта изготавливают высотой около 120 мм.
От угла наклона кровли зависит полезная площадь мансарды
Между трубами должно быть расстояние не больше 23 м. Сечение трубы должно обеспечивать нормальное отведение воды и выбирается в зависимости от площади ската. Наружные водостоки организованного типа более пригодны для местности с теплым климатом. Внутренние водостоки применяются для холодных климатических условий. Состоят такие системы из воронки для приема воды, стояка, выпуска и отводной трубы. Главное условие – отвод воды должен обеспечиваться при любой температуре воздуха.
Устройство кровли – очень ответственное дело, требующее участия работников высокой квалификации. Ошибки монтажа могут дорого стоить хозяевам дома. Чтобы избежать неприятностей, работы по сооружению кровли следует поручить специалистам, обладающим достаточным опытом: это будет гарантией надежности здания и уюта в нем.
Вопрос как рассчитать угол наклона крыши с односкатной конструкцией является сложной задачей, для тех мастеров, которые только начинают осваивать азы кровельного мастерства. Это связано с подбором параметров, обуславливающих различие в конструкции кровли. Рассмотрим ее основные компоненты :
Нужно учитывать, что большой угол наклона потребует применения значительно большего количества строительных материалов, тем самым увеличивая стоимость возведения кровли до 20 %. При строительстве в регионах с большой ветровой нагрузкой, используют конструкцию односкатной крыши с небольшим углом наклона, который в большинстве случаев располагается к наветренной стороне. Это обеспечивает значительную стойкость к ветровым нагрузкам. По этой причине грамотный расчет угла наклона способствует высокому уровню экономии кровельных материалов при соблюдении всех строительных норм и правил. Определяющими факторами при этом являются :
При выборе кровельного материала следует учитывать, что он оказывает непосредственное влияние на возводимую конструкцию и её стоимость. Расчет угла наклона скатов следует выполнять с учетом вида кровельного материала. Для этого рекомендуется использовать нижеприведенную таблицу.
Из таблицы видно, что кровельный материал является определяющим фактором при осуществлении расчетов.
При использовании мягкой кровли, угол наклона значительно меньше по сравнению с шифером.
Расчет должен учитывать и атмосферные особенности района, где происходит строительство. Одной из особенностей крыш с углом наклона 300 является накопление снега с подветренной стороны и увеличение нагрузки на кровельные материалы, и стропильную систему.
Поскольку односкатная крыша опирается на стены с разной высотой, то угол наклона формируется при строительстве стен с различным уровнем высоты. В строительной документации допускается принимать угол наклона в диапазоне от 5 до 60°. Для районов с увеличенным уровнем осадков в зимний период года расчетное значение лежит в диапазоне от 45 до 60°. При расчете угла наклона скатов учитывают нагрузку атмосферных осадков, что связано с особенностями конструкции односкатных крыш и механической прочностью кровельных материалов. В общем случае формула имеет следующий вид
:
где L стены – высота фронтона стены;
L длина – длина стены дома;
А – угол наклона.
Для строительства односкатной кровли следует рассчитать длину стропил, которая определяется по следующей формуле :
Для нахождения sinA и tgA используют специальные таблицы, приведенные ниже:
Длина стены дома: L длина =5 метров;
Угол наклона крыши: А=25°;
Определим высоту стены: L стены =5×tg25°=5×0,47=2,35 метра;
Определим длину стропил: L стропил =2,35÷sin25°=2,35÷0,42=5,6 метра.
Для получения достоверных результатов расчета следует к длине стропильной ноги добавить длину переднего и заднего свеса. Они будут служить оптимальной защитой дома от атмосферных осадков.
Грамотный расчет кровли связан с эстетичным видом, который она будет иметь в результате окончания строительства. Большинство владельцев современных домов отдают предпочтение высоким крышам, придающим строению стройный классический вид. Еще одним их преимуществом является возможность обустройства просторной мансарды. Но, с финансовой точки зрения строительство пологой кровли обходится значительно дешевле, чем её островерхих аналогов.
Односкатная крыша имеет много преимуществ, которые делают её самым популярным вариантом при обустройстве помещений и сооружений бытового назначения. К ее основным достоинствам относятся :
Кроме преимуществ, односкатной крыше присущи следующие недостатки :
Расчет угла уклона кровли позволяет еще на предварительном подготовительном этапе получить достоверные данные о количестве материалов, необходимых для строительства односкатной крыши. Применение правильной методики получения расчетных данных обеспечивает оптимальное соотношение между стоимостью возведения крыши и её эксплуатационными характеристиками. Для экономии финансовых ресурсов при строительстве совсем не обязательно снижать надежность кровли или отказываться от использования высококачественных материалов. Важно своевременно осуществить грамотный и правильный расчет, который отразит истинную стоимость строительства.
Крыши с одним скатом входят в моду. Причин этому немало, в том числе их практичность, невысокая стоимость и характерный облик. Уклон односкатных крыш в большинстве случаев отличается от двускатных и вальмовых: он меньше. Рассмотрим, от чего зависит оптимальный и чем ограничен минимальный уклон односкатной крыши.
В актуализированной редакции СНиП II-26-76 «Кровли», обновленной в рамках СП 17.13330.2011, указывается, что уклон плоской крыши должен составлять от 2° до 12°. Логично предположить, что нормы предполагают значение для скатной крыши свыше 12°. Однако никакой информации об уклоне скатной крыши СНиП не содержит. Значение в 12 градусов не является обязательным. На самом деле граница между плоской и скатной крышей не зафиксирована нормативно и чаще определяется «на глазок».
Один из факторов, указывающих на то, что кровля односкатная - применение на ней кровельного материала, предназначенного для скатных кровель (все виды черепицы, листовые материалы, профнастил и т.д.). Плоские кровли в среднем имеют уклон в 3° и накрываются за редким исключением рулонными битумными материалами. Рулонная битумная кровля успешно может устраиваться и на скатных крышах.
Оптимальный уклон односкатной крыши диктуют архитектурно-планировочные особенности здания. При одинаковом с двухскатной крышей уклоне конек односкатной получится в два раза выше, поэтому односкатные крыши более пологие. Для сарая, гаража, веранды в большинстве случаев будет достаточно 10-15°. Односкатная крыша экономична, особенно в отношении небольших строений. Как правило, достаточно уклона в 10-15°.
Односкатная крыша малопригодна для организации мансарды в классическом виде: одна часть помещения получится слишком низкой, другая слишком высокой, такой объем сложно использовать рационально. Даже при устройстве чердачного этажа вряд ли стоит делать уклон свыше 30°. Бесчердачная односкатная крыша, относительно пологая, (10-20°) позволяет обустраивать на этаже помещения с разной высотой потолка. В более высокую часть выносятся жилые комнаты, в низкую - санузлы, хозяйственные помещения, лестницы.
Если же планировка предусматривает смещенные по отметкам уровни этажей, рациональной будет крутая односкатная крыша с уклоном в 20-35°.
Ограничивающим фактором минимального и максимального уклона являются рекомендации производителя для конкретных видов кровельных материалов. Односкатные крыши довольно пологи, нас более будут интересовать минимальные значения.
Рулонная наплавляемая битумная кровля позволяет накрывать любые крыши, в том числе плоские. Ограничен только максимальный угол в 25°, хотя лучше не выходить за пределы 15°, чтобы не усложнять монтаж. Наиболее долговечны и надежны битумно-полимерные материалы, верхний слой имеет посыпку каменной крошкой. Рулонные материалы клеятся на битумную мастику горячим способом.
Асбестоцементные волнистые листы (шифер) требуют довольно большого уклона. Для листов усиленного профиля он должен быть не менее 25°, обычного - 35°. Следует обратить внимание на то, что величина нахлеста листов верхнего ряда принимается в зависимости от этого значения. Чем оно выше, тем больше нахлест.
Так называемый «еврошифер» менее требователен к крутизне поверхности, допускается минимум в 6°. При монтаже битумных волнистых листов от уклона зависит не только величина нахлеста, но и конструкция обрешетки: при 6-10° она должна быть сплошной, при 10-15° принимается шаг брусков или досок 45 см по осям, при большем значении достаточно 60 см.
Металлочерепица теоретически может укладываться с уклоном от 10°. Но при параметре в 10-20° придется герметизировать все стыки листов, а это дело непростое. Рациональным решением будет применение металлочерепицы для крыш с уклоном свыше 20° без дополнительной герметизации.
Профнастил может служить кровельным покрытием для крыш с уклоном от 5°. При 10° нахлест увеличивают, в стыки закладывают уплотнительную ленту.
Фальцевая кровля, как из типовых элементов с заводским фальцем, так и при изготовлении фальца на листах оцинкованной стали непосредственно на стройплощадке, применяется для оснований с уклоном от 8°. При условии герметизации фальцевых стыков значение допускается уменьшить до 3°.
Битумная гибкая черепица применяется при уклонах не менее 11°. При значении до 18° подкладочный слой должен быть сплошным, при большем достаточно раскатать рулоны лишь по внешним контурам каждой из плоскостей кровли и дополнительно изолировать отверстия.
Керамическая и бетонная черепица требует уклона от 22°. Его можно уменьшить до 10°, если под черепицей устроить дополнительный гидроизолирующий слой. Черепица достаточно тяжела и нечасто применяется для односкатных крыш.
Приведенные данные не являются абсолютно точными. Каждый производитель кровельных материалов устанавливает свои требования, они могут немного отличаться. К тому же уклон в значительной степени зависит от снеговой нагрузки для конкретной местности. Чем меньше снега, тем более пологой может быть крыша. Существуют территориальные нормативы, которые устанавливают минимальные в зависимости от климатических особенностей местности.
Мы выяснили, что угол наклона односкатной крыши определяется архитектурой здания и ограничивается техническими требованиями. Расчет стропильной системы для обеспечения необходимой прочности при рациональном расходе материалов стоит поручить специалистам.
Вычисляем минимальный угол наклона односкатной крыши для оптимального результата
Односкатная крыша обрела немалую популярность в связи с относительной легкостью установки и финансовой выгодностью. Такой тип кровли стает частым выбором при возведении загородных домов. С помощью односкатной крыши можно надежно защитить здание от ветра и негативного влияния других погодных явлений, если будет грамотно рассчитан угол наклона односкатной крыши по отношению к ветреной стороне.
Односкатная крыша прослужит дольше и будет надежнее защищать здание от воздействия погодных условий, если ее стропила будут опираться на различные по высоте стены, и на них меньше будут воздействовать порывы ветра.
По мнению специалистов, установить односкатную крышу может даже человек без особых навыков. Они утверждают, что достаточно соблюдать все необходимые меры безопасности и теоретически ознакомиться с особенностями хода выполнения работ. Такая легкость установки и минимальный объем используемых материалов являются первостепенными преимуществами, привлекающими многих потребителей, которые сегодня строят загородные дома.
Для обеспечения максимальной безопасности при выполнении установки односкатной крыши следует пользоваться наиболее надежными лестницами и не забывать надевать спасательные пояса.
Особенности конструкции односкатной кровли позволяют стопроцентно избежать
Пример расчета угла наклона односкатной крыши
нерационального использования пространства в помещении. Односкатная кровля не предусматривает наличие чердака и мало комфортных мансард.
Кроме дачных помещений односкатными крышами оборудуют гаражи, навесы, хозяйственные постройки различного предназначения и довольно-таки часто жилые дома. В жилых домах кровля такого плана помогает создать более уникальный дизайн помещения. Также часто оборудование односкатной кровли в жилом доме требуют характеристики местности. Так, можно минимизировать количество стекающей дождевой воды и талого снега на проезжую часть.
В зависимости от того, предусмотрена ли в помещении вентиляция кровли, различают два типа односкатных крыш:
При установке односкатной кровли с предусмотренной системой вентилировании необходимо делать по бокам здания на уровне крыши отверстия. Это обеспечит постоянный воздухообмен вне зависимости от направления ветра.
Существует и совмещенный вариант односкатных крыш с вентиляцией и без нее. В таком случае теплоизоляцией обеспечивается небольшой уклон односкатной крыши. При этом наблюдается существенная экономия в создании конструкции, но создают определенные неудобства при эксплуатации. Так, в зимнюю пору при большом количестве выпавшего снега необходимо постоянно очищать крышу, уменьшая нагрузку на нее.
Кроме минимального объема используемых материалов и легкости установки, как упоминалось ранее, можно выделить ряд других преимуществ, благодаря которым при строительстве зданий разного предназначения выбирают односкатную кровлю.
Чтобы устранить возможность повреждения кровли порывами сильного ветра, необходимо установить на сточной стороне специальный бордюр, укрепленный с помощью оцинкованного железа или черепицы.
Стропильная система крыши – это, по сути, ее скелет. Именно поэтому ее первостепенной задачей является равномерное распределение массы материала самой кровли на опоры, на которых она крепится. Также при формировании стропильной системы следует учитывать силу воздействия ветров и осадков в данной местности.
Обязательно необходимо увеличить показатель предполагаемой нагрузки на стропильную систему, рассчитывая ее, как говорится, с запасом.
Разрабатывая односкатную крышу, следует учитывать план стен, выступающих в роли опоры, характеристики перекрытия чердачного помещения и межкомнатных перегородок, внешние параметры здания, а также расстояние самого большого пролета.
Угол крыши и легкость ее установки зависит от типа присоединения стропильной системы к опорам. Итак, существует три типа крепления:
Не стоит забывать о повороте наклона крыши относительно ветреной стороны.
Задаваясь вопросом, как определить угол наклона крыши, в первую очередь необходимо учитывать материал, из которого планируется создание кровли. Так, существуют определенные границы допустимого наклона для разных типов материала кровли:
Не пытайтесь сделать угол наклона меньше восьми градусов, поскольку такая кровля сможет провалиться даже под тяжестью снега при большом уровне осадков.
После того, как наиболее подходящий для конкретного здания угол крыши определен, необходимо будет поднять фасадную стену здания так, чтобы ее высота в соотношении с задней стеной образовывала установленный наклон. При подобных расчетах просто не обойтись без использования определенных тригонометрических формул, поэтому часто для правильных расчетов следует обратиться к опытным специалистам по составлению проектов подобного плана.
Угол наклона односкатной крыши: минимальный и оптимальный уклон кровли - как рассчитать?
Во всем земном шаре существуют тысячи и тысячи архитектурных традиций в плане внешнего вида крыш. Но современные архитекторы полностью изменили представление о культуре загородного строительства, введя односкатные формы крыш как идеально сочетающиеся с ландшафтным дизайном и многообразные в исполнении. Конечно, задали это новый модный тон жители Австралии, где отсутствие снегов вообще как природного явления позволяет им творить с архитектурой жилых домов все, что фантазия продиктует. Но в снежных регионах России такую крышу строить можно, но с соответствующим уклоном и в правильном направлении. Одним словом, главный параметр функциональности – угол наклона односкатной крыши, высчитывать который мы сейчас научим вас.
Первым делом рассчитайте нагрузки на односкатную крышу. Их принято делить на постоянные и динамические. Первые – это вес кровельного покрытия, которые всегда находится на крыше, такие установки, как антенны и тарелки, дымоход и прочее. Т.е. все то, что будет на кровле и днем, и ночью.
А динамические нагрузки, или, как их еще называют, переменные, – это те, что бывают время от времени: снег, град, человек, ремонтные материалы и инструменты. А еще ветер, который ну очень любит срывать односкатные крыши ввиду их парусности.
Снеговые нагрузки
Так, если сделать уклон односкатной крыши в 30°, зимой снег будет давить на нее с силой по 50 кг на каждый квадратный метр. Просто представьте, что на вашей крыше будет сидеть по одному человеку на каждый метр! Вот такая нагрузка.
А если поднять крышу до выше 45°, снег с большой вероятностью и вовсе не сможет задержаться (еще это зависит от шероховатости кровельного покрытия). Но для средней полосы России, где снегопады умеренные, односкатную крышу достаточно делать и в пределах 35-30°:
Минимальный угол, который должен быть, чтобы снег смог сходить с односкатной крыши сам – это 10°. А максимальный – 60°, ведь делать крышу более крутой уже нет смысла. То же самое касается и снега, который еще больше цепляется за такую крышу.
Вот почему владельцы односкатных хозяйственных построек зимой часто берутся за лопату. Спасает только площадь покрытия: чем она меньше, тем меньше вероятность того, что снег сможет прогнуть материал.
Ветровые нагрузки
А вот в ветреных регионах строить крыши с крутыми скатами нельзя вообще. Для сравнения: уклон односкатной крыши в 11° испытывает ровно в 5 раз больше силу ветра, чем скат в 45°. Ввиду этого учтите, что односкатную крышу всегда делают низкой частью к подветренной стороне.
Комбинированные нагрузки
А еще обязательно рассчитайте для односкатной крыши такой значение, как сочетание максимально неблагоприятных постоянных и временных нагрузок. Т.е. ту критическую точку, которую должна уметь выдерживать стропильная система. Об этом, кстати, нередко забывают! Думают, вот, снег крыша выдержит, ветер тоже…
А что, если вам с другом придется в сильную бурю и снегопад вылезти на крышу? Рассчитана ли конструкция одновременно и на снег, и на ветер, и на ноги хотя бы двух человек? Вот так и случаются неприятности.
Уклон односкатной крыши – в довольно широком диапазоне: от 6° до 60°. Все зависит от местности, в которой вы собрались строиться: если вам нужно успешно сбрасывать тонны снега каждую зиму, тогда делайте скат покруче, если планируете защититься от ветра – тогда более пологой. А еще от многих других факторов, в том числе и эстетических.
Крутые односкатные крыши
Чем больше угол у такой крыши, тем быстрее по ней стекает вода в желоба. Здесь не будут задерживаться ни листья, ни грязь, а потому само кровельное покрытие прослужит намного дольше. Кроме того, на такой кровле больше видна визуальная эстетика выбранной гибкой черепицы или металлопрофиля, что часто играет большую роль для хозяев.
Малоуклонные односкатные крыши
Скорость стекающей дождевой и талой воды на малоуклонных скатах намного ниже, а потому здесь есть риск застаивания воды, собирания грязи и застревания льда. На таких кровлях быстро развивается мох и налипает листва. Особенно, если кровельное покрытие шероховато.
Что же касается дождевой воды, то главное требование к кровле, чтобы вода на ней при таянии снега или после дождя на оставалась на поверхности кровельного материала, а легко скатывалась. Если же она имеет слишком низкий уклон (для определенной местности), то жидкость будет подолгу стоять во всех неровностях и швах. И чем дольше – тем больше у нее шансов проникнуть внутрь и создать много проблем в виде сырости, испортившегося утеплителя и коррозии металлических элементов крыши:
Но, если над такой постройкой возвышается большая крыша дома, то ничего страшного:
Но здесь все равно есть свой плюс: чем меньше угол наклона односкатной крыши, тем более близка геометрия внутренних помещений к традиционному кубу. А, значит, воспринимается легче и используется с большей пользой.
Поэтому, чем ниже угол наклона такой крыши, тем больше нужно заботиться о ее гидроизоляции, чтобы талые и дождевые воды не смогли проникнуть в стропильную систему. А потому здесь уже нужные такие кровельные покрытия, как мембраны, рулонная изоляция или цельные листы.
Со стандартным углом наклона односкатная кровля строится так:
Минимальный угол односкатной крыши
Односкатную крышу, угол которой всего 3-5%, нередко делают инверсионной. Т.е. подвергают ее определенным дополнительным нагрузкам: ходят по ней, выращивают на ней сад или даже используют как открытую террасу. Как здесь:
Кроме того, при определенном угле односкатная крыша направляет поток воздуха в нужном направлении, захватывая осадки и отводя их. Помните об этом!
В функциональном плане односкатные крыши делят на три основных типа: вентилируемые, невентилируемые и комбинированные. Рассмотрим каждый вариант подробнее.
Вентилируемая конструкция
Такие обустраивают в строениях закрытого типа. В качестве вентиляции служат продухи и специальные пустоты между изоляционными слоями, через которые воздух, проходя, захватывает капельки влаги из утеплителя и выносит их наружу.
Если такой вентиляции не обеспечить, тогда влага будет оставаться внутри утеплителя (а она все равно в него попадает, хоть и понемногу), и утеплитель начнет отсыревать, портиться. И в итоге разрушаться будет постепенно весь кровельный пирог.
Но у вентилируемой односкатной кровли есть свои ограничения. Так, угол наклона у нее может быть только в пределах от 5% до 20%, иначе воздух не сможет эффективно проходить через продухи.
Невентилируемая конструкция
Этот тип односкатной крыши преимущество строят на террасах и хозпостройках. Обычно угол такой крыши находится в интервале всего 3-6%, хотя никаких ограничений к нему нет.
Вентиляция в таких крышах не нужна потому, что воздух в помещении без стен или с часто открытыми широкими дверьми (как в случае с гаражом) и сам хорошо вентилирует, унося на улицу любые водяные пары. Которые, к слову, и сами по себе особо не образовываются в подобных постройках:
Комбинированная конструкция
Такие крыши совмещают устройство обоих предыдущих видов. Здесь нужный уклон крыши придается за счет теплоизоляции. Получается экономно, но зимой придется постоянно счищать снег.
Но и устройство такой односкатной крыши уже другое, ведь к переменным и статическим нагрузкам теперь добавляются еще и динамические. И обычно все выглядит так: снизу профнастил, на нем – два слоя утеплителя и хорошая гидроизоляция.
Зависит угол односкатной крыши также от таких параметров, как типа соединения стропил к мауэрлату или стенам. Давайте разберемся подробнее.
Углом односкатной крыши принято называть угол, под которым стропила и скат крыши наклонены к горизонтальной плоскости потолка. Причем отнеситесь серьезно к этой схеме, если вы хотите обеспечить вашей крыше правильную механическую прочность:
Угол наклона скатов измеряется в процентах и градусах. Но, если с градусами еще более-менее понятно (спасибо школьному курсу геометрии), то что такое проценты? Проценты – это отношение разницы высоты конька и карниза к горизонтали ската, умноженное на 100.
Есть еще один интересный момент: многие архитекторы специально рассчитывают угол односкатной кровли так, чтобы он был равен углу возвышения солнца в данной местности в середине весны. Тогда можно до миллиметра рассчитать, когда и какая будет тень, что важно для планирования террас перед домом и других мест отдыха.
Свои требования к минимальному и максимальному углу наклона односкатной кровли имеют и современные кровельные материалы:
Конечно, чем меньше угол, тем более дешевые материалы вы можете применять: рубероид, профнастил и подобные им.
Вы удивитесь, но специально для малоуклонных кровель сегодня разрабатывают те же виды кровельного покрытия, что обычно используются при наклоне не менее 30°. Зачем? Такова мода в Германии, которая дошла и до нас: односкатная крыша почти пологая, а кровля – стильная. Но как? Просто производители улучшают качество замков, делают больше область нахлеста и тщательнее продумывают защиту от грязи. Вот и все хитрости.
А от выбранного угла наклона крыши и планируемых на ее нагрузок определяемся с видом крепления стропил к стенам. Так, всего таких видов три: висячие стропила, наслонные и скользящие.
Висячие стропила
Висячие стропила – единственный вариант, когда соединение должно быть жестким, но для стропил между боковыми опорами нет возможности сделать опору.
Проще говоря, у вас есть только внешние несущие стены, и никаких перегородок внутри. Скажем, это довольно сложная стропильная система, и к ее строительству нужно подходить с ответственностью. Вся проблема в больших пролетов и в давлении, которое оказывается на стены:
Или как в этом проекте:
Наслонные стропила
Здесь уже вся крыша давит минимум на три опоры: две внешние стены и одну внутреннюю. А сами стропила здесь используются плотные, с сечением не менее 5х5 см брусков и 5х15 см стропильных ног.
Скользящие стропила
В этой стропильной системе в качестве одной из опор служит бревно в коньке. И для соединения с ним стропил используются такие специальные элементы, как «скользячки». Это металлические элементы, которые помогают стропилу при усадке стен немного двигаться вперед, чтобы избежать трещин. Совсем немного! И благодаря этому устройству крыша легко переносит даже достаточно ощутимую усадку сруба, без каких-либо повреждений.
Суть проста: чем больше в стропильной системе узлов, тем она гибче и прочнее. Тем больше односкатная крыша способна выдерживать давление веса кровельного покрытия и снега, и при этом не ломаться. Но есть стропильные системы, где соединение вообще статично:
Вот три самых популярных способа точно вычислить нужную высоту будущей крыши.
Способ №1. Геометрический
Односкатная крыша имеет вид прямоугольного треугольника. Длина стропильной ноги в этом треугольнике – гипотенуза. А, как вы помните из школьного курса геометрии, длина гипотенузы равна корню из суммы квадратов катетов.
Способ №2. Тригометрический
Еще один вариант расчета длины стропильных ног такой:
В этом случае Б = А * tgY, где Y – это угол наклона крыши, а длина ската высчитывается так:
На самом деле все это не сложно – просто подставьте нужные значения, и вы получите все параметры будущей крыши.
Способ №3. Онлайн-калькуляторы
Кстати, рассчитать нужный угол односкатной крыши помогут также современные онлайн-калькуляторы. Обычно их настраивают под действующие СНиПы – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Но этот метод можно использовать только как дополнительный.
Вычислили? А теперь переходим к строительству самой крыши:
Надеемся, что вы во всем разобрались легко!
Угол наклона, высота и уклон односкатной крыши: как выполнить расчет
а — одна из наиболее часто используемых конструкций кровли, имеющая две наклонные плоскости, разделенные ребром — коньком.
Скаты могут быть как одинаковые, создающие в поперечном сечении равнобедренный треугольник, так и разные, имеющие различные углы наклона и площадь.
Кроме того, распространена мансардная конструкция двухскатной крыши, когда скаты состоят из двух плоскостей с разным углом наклона.
Такая конструкция позволяет более эффективно использовать чердачное пространство в хозяйственных или жилых целях.
Основным преимуществом двухскатных крыш считается простота сооружения и надежность в эксплуатации , отсутствие или малое число ендов или разжелобков, способствующих скоплению воды или снега.
Конструкция в целом обеспечивает оптимальное распределение веса стропил и кровли на стены, способствуя максимальному сроку службы крыши.
Подробно о том, как сделать двускатную крышу самому вы прочитаете .
В течение срока эксплуатации крыша постоянно испытывает нагрузки разного рода. Проблема состоит не в их наличии — этот вопрос легко решается усилением . Дело в разнообразии и в неравномерности этих нагрузок.
Постоянная и неизменная — вес кровельного пирога и собственно кровли, они создают непрерывное давление на элементы за счет своего веса. К дополнительным относится ветровая нагрузка и вес выпадающих осадков.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Эти факторы опасны своей непредсказуемостью и большим разбросом значений.
Если в регионе преобладают умеренные ветра определенного направления, то разовый порыв ураганной силы может причинить значительный урон или вовсе сорвать крышу. В зимнее время при аномально большом количестве выпавшего снега нагрузка на кровлю может превысить допустимые значения , что чревато деформациями или нарушением целостности покрытия и образованием протечек.
Бороться с такими природными проявлениями можно только профилактическими мерами:
Выбор правильного угла наклона скатов — один из самых действенных приемов нейтрализации вредных воздействий на стропильную систему. Он позволяет снизить давление снега за счет исключения его скапливания, отрегулировать ветровую нагрузку за счет уменьшения парусности кровли и обеспечить сток дождевой воды, исключая ее замерзание в ночное время в осенний период.
Ветровые нагрузки на стропильные системы
С точки зрения экономии материала и снижения парусности кровли, 
угол наклона скатов должен быть минимален
.
При этом, слишком пологая крыша будет удерживать большие массы снега или препятствовать эффективному оттоку воды.
Но самым главным критерием выбора угла наклона является .
Его характеристики определяют оптимум, основываясь на таких показателях:
Исходя из этих параметров, для каждого типа кровельного материала существуют свои пределы наклона скатов . Несколько упрощая, можно сказать, что материалы с более гладкой и водонепроницаемой поверхностью допускают наименьший угол наклона, а более шероховатые и впитывающие воду — требуют более крутого наклона. В основном, преобладают значения от 20° до 45°.
Зависимость угла от угла и кровельного материала
Прежде всего, следует определиться, что такое угол наклона. Это угол между плоскостью ската и горизонталью.
Наклон скатов принято измерять в градусах или в процентах . Если с градусами все понятно, то проценты получаются из отношения высоты конька над перекрытием верхнего этажа к половине ширины здания.
Использование процентов введено для простоты — сложные тригонометрические расчеты чреваты ошибками , а разделить одну величину на другую проще и точнее. Тем не менее, часто прибегают к помощи таблиц Брадиса, чтобы узнать точное значение в градусах.
При расчетах угла наклона ломаного ската используются значения, относящиеся к определяемым участкам. Это относится как к ширине — учитывается та часть, которая накрывается участком кровли, так и к высоте над перекрытием.
Все последующие расчеты производятся для каждого участка отдельно, выводить и использовать какое-то среднее значение нельзя.
Это касается как определения нагрузок и мощности несущих элементов, так и расчета необходимого количества материала.
Как измерить угол двускатной крыши
Необходимо сразу определиться с правильным пониманием термина «минимальный». Имеется в виду наименьшее допустимое значение угла наклона кровли с учетом ветровой и снеговой нагрузки.
Именно в этом моменте кроются многие сложности: указанные величины в разных регионах сильно отличаются друг от друга, поэтому необходимо знать среднегодовое количество осадков , объемы снега и его качественный состав (мокрый снег гораздо тяжелее сухого и может стать причиной разрушения неправильно рассчитанной крыши).
Кроме того, следует иметь представление о преобладающих ветрах, их силе и направлении и, что особенно важно, о наличии в регионе периодических порывов ветра ураганной силы.
ОСТОРОЖНО!
Игнорировать такие экстремальные погодные проявления из соображений «авось пронесет» ни в коем случае нельзя , поскольку один единственный случай способен уничтожить всю крышу.
Учитывая эти обстоятельства, минимальный угол может быть определен как наименьшее значение, заявленное в СНИПах с поправкой на климатические условия. Специалисты однозначно рассматривают для скатных крыш минимум в 20° , который применяется лишь для нежилых или неиспользуемых чердаков.
Поиск минимального угла
Угол правильной двускатной крыши лежит в пределах 20°-45°
, что соответствует разбросу значений свойств материала и усредненных климатических параметров.
Угол наклона двухскатной крыши — важный показатель , влияющий на долговечность и целостность всей постройки, и относиться к нему как ко второстепенному фактору нельзя.
Учет всех возможных нагрузок, как постоянных, так и разовых экстремальных, поможет обеспечить сохранность и комфорт вашего дома .
Более точные значения выбираются исходя из таких факторов, как::
Оптимальный угол наклона двускатной крыши
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.
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:
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:
Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:
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.
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:
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):
Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:
Вычисляем площадь с учётом свесов:
Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:
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.
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.
