Расчет минимального и оптимального угла наклона крыши в процентах и градусах в зависимости от вида крыши и кровельного материала

Расчет минимального и оптимального угла наклона крыши в процентах и градусах в зависимости от вида крыши и кровельного материала

Крыша занимает важное место в проектировании любого типа зданий, поскольку она отвечает за обеспечение элементарных условий комфорта и не дает внешним факторам нанести вред убранству дома.

Разумеется, для качественного крова необходимо учитывать множество факторов в процессе проектирования. Одной из основных позиций в данном контексте является расчет угла наклона кровли.

Почему же он так важен и что нужно знать, чтобы расчет был правильным и в последствии не придется переделывать крышу частично, а то и вовсе полностью? Об этом и поговорим в данной статье.

Чем выше конек, тем больше полезная площадь подкровельного пространства.
Но одновременно увеличивается и площадь крыши

Способы вычисления склона в процентах

Единицей измерения крена, в зависимости от его величины, бывают градус, процент, промилле — тысячная доля целого числа: 1‰ = 1/10% = 1/1000 от 1. Физический смысл уклона — отношение перепада высот к длине участка, на котором это наблюдается. По сути — тангенс угла: превышение 12 метров на отрезке дороги в сто метров выражается величиной 0,12 (тангенс) = 12% = 120 ‰. То есть чтобы сделать расчёт уклона в промилле, надо умножить процентный показатель на десять.

При выполнении планировочных работ на земельном участке приходится прибегать к измерениям крутизны косогоров. Сделать это можно несколькими методами:

  1. С помощью нивелира выполняются все необходимые измерения, а потом несложными вычислениями формируется уклон в процентах. Как считать: перепад высот делится на расстояние между точками замеров, и результат умножается на сто процентов.
  2. По плану земельного участка, если на нём вынесены отметки рельефа местности. Разница высот между необходимыми точками считывается с рисунка, а расстояние замеряется масштабной линейкой. Дальнейшие вычисления аналогичны предыдущему способу.

Кровельщики часто сталкиваются с необходимостью определить фактический скат крыши, и знают, как рассчитать уклон с помощью специального инструмента, называемого уклономер. Конструкция приспособления несложная: на рейке закреплена рамка с закреплённым внутри транспортиром и маятником, имеющим груз и указатель. Основу прибора ставят на нижнюю поверхность измеряемого участка кровли, и стрелка обозначит угол.

Климатический фактор

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

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

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

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.

Далее рассмотрим детально для односкатной крыши

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.

Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, следует воспользоваться тригонометрической формулой.

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.

Некоторые особенности стропильной системы односкатной кровли

Односкатная крыша предусматривает два варианта монтажа стропильной системы: висячий и наслонный способ. Висячие стропила устанавливаются, когда в доме больше нет несущих перегородок, кроме внешних. В этом случае края стропилин устанавливаются на усиленный мауэрлат:

И еще пример строительства односкатной крыши с малым пролетом на каркасной бане:

Наслонные стропила можно устанавливать с дополнительной подпоркой в виде стоек, установленных строго перпендикулярно на лежни несущих внутренних стен. Кроме того, существует тип подвижного крепления стропил с помощью шарнирных крепежей. Этот способ необходим для кровли срубов и деревянных домов. Так, дерево, усыхая, не деформирует крышу здания.

Итак, можно сказать, что угол наклона односкатной крыши можно высчитывать самостоятельно. Нужно только вооружиться полезной информацией, опытными советами и статистическими данными по вашему региону. Желаем точных расчетов!

Читайте также  Примыкание кровли к стене

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.
  • Откровельного 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.

Три основных фактора, влияющих на кровельный уклон

У строителей принято эту величину (угол, под которым скат крыши расположен относительно горизонта) измерять в градусах или в процентах. Для получения точного результата пользуются геодезическим инструментом. Чтобы было ясно, то 0 градусов соответствует абсолютно плоской крыше, а большие значения угла – остроугольной кровле. Для скатных крыш он как правило колеблется в пределах от 11 0 до 45 0 . При строительстве надо просчитать, каким должен быть этот угол. А для этого необходимо обратить внимание на следующие вещи.

Ветровые нагрузки

Если в вашей местности преобладают сильные ветра, то не стоит задумываться о проекте с острой крышей. Из-за высокой парусности кровли с большим уклоном она больше подвержена разрушающему воздействию ветра. В этом случае лучше сделать крышу более пологую (чем меньше будет наклон ската, тем безопаснее), а стропила под нее соорудить прочные, усиленного типа. Хоть и значительно дороже обойдется строительство, зато крыша будет значительно лучше защищена от ветра.

Однако при строительстве крыши дома следует учитывать не только силу ветра, но и его направление. Так, для металлочерепицы желательно, чтобы ветер дул прямо в плоскость листов. Если же его порывы зайдут с торцов, то листы кровли будут с большей вероятностью гнуться и отрываться. Поэтому в зависимости от преобладающего направления ветра необходимо соответствующим образом поворачивать скаты крыши.

Количество осадков и снеговые нагрузки

Если вы проживаете в такой климатической где снежный покров зимой бывает достаточно солидным, то крышу делают с минимальным уклоном кровли 45 градусов (можно и больше, но не менее). Это необходимо для соскальзывания снега вниз, иначе он слежится на кровле, образуя слишком большой слой, способный продавить покрытие.

А вот если кровля имеет достаточный угол (около 45 градусов), можно и об усилении стропил не беспокоиться. Как, впрочем, и о системе задержания снега. Однако ветровые нагрузки для такой крыши усиливаются. Поэтому окончательный выбор делают, учитывая все климатические условия.

Надо заметить, что не только снег, но и дождь, и град, и палящие солнечные лучи периодически будут испытывать вашу крышу на прочность. Если местность солнечная, а дождей в году выпадает немного, то можно ограничится и плоской крышей с уклоном, близким к минимуму.

Важно: несмотря на то, что плоскую крышу называют именно плоской, уклон ей все же необходим. Минимальный уклон для плоской кровли составляет 1 градус или 1,7 %.

Материал кровельного покрытия

Материал, которым кроют крыши, может быть гладким или шершавым. В последнем случае вода стекать с крыши будет хуже, задерживаясь на ее поверхности (как и снег). А вот с гладенького покрытия вся влага стечет моментально. Существуют и другие конструкционные параметры от которых зависит минимальный и максимальный уклон.

Факторы влияющие на угол ската крыши

К примеру, угол наклона односкатной крыши может составлять 9-20 градусов – это будет зависеть от нескольких факторов:

  • материала кровли;
  • климатических условий;
  • назначения постройки.

Если же крыша имеет два и более скатов, то тут сыграет роль не только региональное расположение местности, в которой строится дом, но и то, для чего используется чердак. К примеру, если ваш чердак является нежилым, а служит для хранения редко используемых вещей, то необходимость в большом помещении (имеется в виду высота чердака) отпадает. А вот если из чердака устраивается полноценное жилое мансардное помещение – тут придется строить хорошую крышу с «хорошим» наклоном. Что это означает?

  • Во-первых — вид и дизайн фасада здания.
  • Во-вторых — выбор кровельного материала.
  • В-третьих — климатические условия.

Понятно, что для регионов, где дуют сильные ветра, лучше строить крышу с минимальным уклоном – чтобы материал не подвергался сильной ветровой нагрузке. То же можно сказать и о местности с большим количеством солнечных дней в году – там, где часто и ярко светит солнце, как правило, сводится к минимуму объем атмосферных осадков.

Итак, чтобы знать, как рассчитать угол наклона крыши, придется принимать во внимание все вышеописанные варианты, и потому величину уклона нужно рассчитывать, исходя из диапазона значений 9-60 градусов. Как правило, подобные расчеты приводят к тому, что оптимальный угол наклона крыши при этом обычно составляет от 20 до 45 градусов.При таких уклонах можно использовать практически любой кровельный материал – профнастил, металлочерепицу, шифер и т.д. Однако все эти материалы имеют свой «список требований», который и предъявляется при возведении кровельной конструкции.

Кровля из металлочерепицы

Как известно, металлочерепица обладает немалым весом по сравнению с тем же профнастилом. Вот почему важно предусмотреть все нюансы возведения кровли из металлочерепицы, и постараться построить кровлю с минимальным углом наклона скатов.

Особенно важно это учесть в тех регионах, где наблюдаются сильные ветра – ветровая нагрузка оказывает большое (и негативное) воздействие на всю кровельную конструкцию, и потому следует очень внимательно отнестись к расчетам кровли. Большое значение угла наклона может вызвать «вздутие» крыши, что, в свою очередь, приведет к увеличение нагрузки на несущую конструкцию кровли. А это чревато преждевременным разрушением кровли.

Вообще же, для кровель, покрываемых данным видом материала, значение минимального угла наклона должно составлять в среднем 22 градуса – согласно эмпирическим данным, именно этот расчет угла наклона крыши характерен тем, что предотвращается скапливание влаги на стыках кровли, следовательно, стыки будут защищены от просачивания внутрь дождевых и талых вод.

Кровля из профнастила

Профнастил является одним из самых «ходовых» кровельных материалов – он имеет малый вес, монтируется достаточно просто и быстро, крепить профилированные листы довольно просто.

Кровля из рулонных «мягких» материалов

К ним относятся рубероид, ондулин, полимерные (мембранные) кровельные покрытия.

  • Угол наклона кровельной конструкции может составлять 2-15 градусов – значения зависят от количества покрывающих слоев.
  • К примеру, для двухслойного покрытия угол наклона следует принимать равным до 15 градусов, а вот для трехслойного достаточно значения в 2-5 градусов.
  • А вот мембранные покрытия, которые, как известно, можно использовать в кровельных работах для крыш практически любой, даже самой сложной конфигурации, можно накрывать с уклоном в 2-5 градусов.
Читайте также  Как посчитать квадратуру крыши

Как следует из вышесказанного, какой угол наклона крыши принимать – решать хозяину дома. Однако следует учитывать определенную зависимость: кровля должна выдерживать временную и постоянную нагрузку. К первой относятся атмосферные осадки, ветер и их вес, который оказывает давление на кровельное покрытие, ко второй – непосредственно вес кровельной конструкции и кровельного материала.

Кроме этого, тип обрешетки, шаг обрешетки и конструкция будут зависеть от величины наклона кровли. К примеру, чем ниже наклон, с тем более коротким шагом обрешетки должна выполняться конструкция кровли. Для минимальных величин шаг обрешетки должен составлять 35-45 см.

Ну, и не в последнюю очередь возникает вопрос о количестве кровельного материала, который необходимо приобрести. Соответственно, чем «круче» будет угол наклона кровли, тем больший расход материала понадобится.

И напоследок несколько полезных советов, которые можно применить при подборе кровельного материала:

  • Если уклон кровли небольшой (до 10 градусов), то покрывать крышу можно даже с использованием каменной крошки/гравия (из расчета 5 мм для крошки и 15 мм для гравия соответственно).
  • Если угол наклона крыши составляет 10 градусов и более, то следует применять базовую гидроизоляцию из битума. А вот для рулонного материала нужно использовать дополнительное защитное покрытие (как правило, это дополнительная окраска).
  • Покрывая крышу профнастилом/асбоцементными листами, нужно помнить о том, что необходима герметизация стыковых швов. Стыки при этом следует делать двойными.

Зависимость угла наклона ската и типа кровельного материала

Вышу уже говорилось о двух разновидностях кровель: плоские и наклонные. Но надо отметить, что у плоских кровель тоже есть свой угол, который варьируется в диапазоне 0-5°. Скатные крыши делятся на две подгруппы (деление условное):

  • с небольшим уклоном – от 6 до 30°;
  • с крутым уклоном – больше 30°.

У каждого вида кровельных конструкций есть свои преимущества и недостатки. К примеру, плоские – это небольшая площадь покрытия, что позволяет сэкономить на кровельном материале (его количестве). Но при этом такая конструкция потребует проведения усиленной гидроизоляции. Крутые скаты – это беспроблемное схождение атмосферных осадков, но высокая парусность конструкции, что потребует от ее сооружения усиления стропильной системы.

Учитывая это, необходимо строго подходить к выбору кровельного материала. Их производители обязательно информируют потребителей, при каком минимальном уклоне кровли их можно использовать. На фото ниже показана диаграмма распределения кровельных материалов по углам скатов.

Как видно из диаграммы, на плоских крышах обычно используют рулонные материалы в виде рубероида или толи. Хотя нет никаких противопоказания применения листовых или плитных изделий: шифер, профнастил, листовое железо, собираемое фальцовым способом. А вот штучный кровельный материал лучше на крышах крутизною меньше 15° не использовать. Есть высокая вероятность проникновения воды через стыки элементов покрытия.

Рекомендации по подбору угла крыши

Угол уклона крыши напрямую зависит от климатических условий в месте проведения строительства и материала кровли. Он может меняться в пределах от 11º до 45º и более. Чем теплее и суше, тем более пологую можно сделать крышу.

Обратите внимание

В местах с обильными осадками уклон ската крыши должен быть 45 — 60º. В таком случае снежный покров под своим весом сползает вниз.

В местах, где отмечаются сильные ветра наклон не должен превышать 20º. Это позволит снизить парусность.

Наиболее оптимальным является уклон крыши, который лежит в диапазоне 20 — 45º.

Соответственно, чем круче крыша, тем быстрее скатывается с нее снег и стекает вода, тем самым уменьшая нагрузку на фундамент. Если установить угол 45º, вес снега можно не учитывать, он будет незначительным. Разумеется, если этот угол начать увеличивать, нагрузка начнет резко возрастать.

Если произвести минимальный уклон кровли (11º) — это увеличит силу давления ветра в пять раз. Данное изменение нагрузки вызывает необходимость усиления обрешетки и стропил.