Как сделать расчет уклона крыши – важные особенности

Как сделать расчет уклона крыши – важные особенности

Чтобы крыша здания могла в полной мере выполнять все возложенные на нее функции, необходимо при ее создании учесть ряд параметров. Одним из самых важных параметров крыши является ее уклон, который обеспечивает отвод атмосферных осадков с ее поверхности и влияет на способность выдерживать внешние нагрузки. О том, как посчитать наклон крыши, и пойдет речь в данной статье.

Зачем нужен минимальный уклон?

Многие специалисты стараются сделать проект дома с наименьшим уклоном кровли. На это есть свои причины:

  • Чем меньше уклон односкатной крыши, тем меньше расход пиломатериалов и кровельного покрытия;
  • Минимальный угол ската делает крышу устойчивой к ветровым нагрузкам;
  • Пологая крыша гораздо проще монтируется, что особенно важно для начинающих мастеров.

Однако не всегда климатические условия позволяют нам сэкономить на строительных материалах. Давайте рассмотрим существующие в нашей стране стандарты и условия выбора угла наклона односкатной крыши.

Угол наклона в зависимости от кровельного материала

Крыша на доме может иметь практически любой вид — может иметь низкие скаты, может — почти отвесные. Важно при этом правильно рассчитать ее параметры — сечение стропильных ног и шаг их установки. Если вы хотите уложить на крышу определенный вид кровельного материала, принимать во внимание надо такой показатель, как максимальный и минимальный угол наклона для данного материала.

Как видите, в графе «как делают» в большинстве случаев есть солидный диапазон. Так что имеется возможность варьировать внешний вид здания даже с одинаковой крышей. Ведь кроме практической роли крыша еще и украшение. И при выборе угла ее наклона немаловажную роль играет эстетическая составляющая. Сделать это проще в программах, дающих возможность отобразить объект в объемном изображении. Если воспользоваться этой методикой, то рассчитать угол наклона крыши в данном случае — выбрать его из определенного диапазона.

Плюсы покатой крыши

Простые конструкции, такие, как односкатные и двускатные крыши, вальмовые или мансардные, всегда были и остаются самыми качественными и надежными вариантами. Без сомнения, преимущество покатой крыши заключается именно в гармоничном сочетании отличного качества и простоты в исполнении.

Такая крыша состоит из базового элемента кровли, а также обрешетки и стропил.

Что касается кровли, она служит для защиты здания от воздействия природных явлений, снега и дождя. Стропила же, а также обрешетки, поддерживают всю конструкцию, передают нагрузку на стены.

Рис. 1 Рассчитываем угол наклона крыши

Следует заметить, что покатая крыша защищает здание от осадков за счет определенного наклона кровли.

Прежде, чем приступить к монтажу покатой (или, как ее еще называют, скатной) крыши, необходимо произвести точный расчет угла наклона крыши.

Даже для тех людей, которые не являются специалистами в области строительства крыш, совершенно очевидно: чем угол наклона меньше, тем больше возникнет впоследствии проблем с герметичностью.

И это абсолютно не зависит от того, какой строительный материал вы выбираете для покрытия вашей крыши.

Факторы, которые влияют на выбор угла наклона

Конечно же, вам следует знать при расчете угла уклона крыши, какие факторы необходимо принимать во внимание. Так, среди важнейших параметров можно назвать:

  • Ветер. Само собой разумеется, что крыша будет оказывать большее сопротивление ветру при большем наклоне. Однако слишком большой угол наклона является достаточно опасным для крыши. Так, например, при увеличении угла с минимального показателя (11 градусов) до 45 градусов, ветровая нагрузка возрастает в пять раз. Но с другой стороны, при выборе очень маленького угла наклона возникает другая проблема: при сильном порыве ветра кровлю может просто сорвать;
  • Снег и дождь. Совершенно очевидно, что снег лучше сходит с крыши, имеющей большой угол наклона. Так, если он составляет более 45 градусов, обеспечено полное скатывание снега. И чем выше угол наклона, тем более герметичной будет красивая кровля вашей крыши. Объяснить это легко: дело в том, что при воздействии на крышу ветер обычно загоняет под стыки кровли атмосферную воду. Но чем больше вы сделаете уклон крыши, тем меньше вероятность попадания воды под стыки кровельных материалов.

Исходя из этих факторов, необходимо производить расчет угла наклона крыши. Для районов с сильными показателями ветра специалисты рекомендуют наклон крыши в 15-20 градусов, а для районов с нормальными показателями – около 35-40 градусов.

Однако следует помнить, что расчет угла наклона крыши обязательно нужно производить индивидуально для каждого конкретного здания.

Следует также подчеркнуть, что при расчете обязательно следует учесть особенности не только климата местности, но и конструкции самого строения.

Рис. 2 Формы скатных крыш

Способы произведения расчетов

Следует помнить, что подбор правильного угла – это очень важный этап конструирования будущей крыши здания. Обычно угол наклона крыши составляет от 11 и до 45 градусов, конечно же, бывают и исключения.

В том случае, если увеличить угол наклона, уменьшается, соответственно, снеговая нагрузка на крышу.

Но вместе с тем, чем больше будет показатель, тем воздействие ветра окажется сильнее. Это приводит к тому, что при возведении крыши требуются более прочные строительные материалы, стропила и обрешетки. А это значит, что будущая крыша обойдется вам дороже.
расчет уклона крыши

Помните: угол наклона влияет напрямую не только на качество, но и на количество материала для обустройства кровли.

Чем больше угол, тем, соответственно, больших денег будет стоить кровля.

Определенный угол уклона придается крыше в зависимости от выбранного материала, а также от климатических условий. В случае, если в районе в большом количестве наблюдаются атмосферные осадки, уклон крыши должен быть круче.

Соответствующий угол наклона будущей крыши можно определить, учитывая предполагаемую нагрузку. Как же рассчитать нагрузку? Для этого вам нужно принимать во внимание два показателя:

  • Вес будущей конструкции;
  • Нагрузку снега для данной местности.

Первым делом, нужно взять вес квадратного метра каждого слоя кровли, а затем сложить показатели для всех слоев. Следующий шаг: умножение получившегося результата на показатель 1,1.

Наглядный пример подобных расчетов

Предположим, толщина вашей обрешетки составляет 2,5 сантиметра, и 1 квадратный метр будет весить 15 килограммов. Вы планируете класть утеплитель толщиной 10 сантиметров: вес этого материала составляет около 10 килограммов на квадратный метр.

Также вам предстоит использовать Ондулин, весом 3 килограмма на квадратный метр.

Итак, наш расчет: 15+10+3 * 1,1 = 30,8 килограммов на квадратный метр. По усредненным показателям, для жилых домов нагрузка на кровлю обычно не превышает 50 килограммов на один квадратный метр.

Следует заметить, что для ряда покрытий сильно завышена допустимая нагрузка, однако, вам не нужно этим пренебрегать.

Предположим, вы решите лет через двадцать сменить кровлю, и кровельный ковер будет тяжелее, чем раньше. В данном случае и требуется тот самый коэффициент надежности 1,1 – его обязательно нужно учитывать, как коэффициент запаса.

Читайте также  Направляющие для электролобзика

Наконец, сделаем расчет нагрузки от собственной массы крыши. Назовем ее для простоты Н1. Она будет равна:

Н1 = 50кг/кв.м*1.1 = 55 кг/кв.м.

И непременно помните: когда вы начнете считать сечение стропильной ноги, прибавьте вес стропила к весу будущего кровельного ковра.

Учимся пользоваться таблицей Брадиса

Что касается снеговой нагрузки, коэффициент будет зависеть от того, какой угол наклона вы выбрали для вашей крыши. Итак, если наклон составляет менее 25 градусов, коэффициент составляет 1, а если от 25 до 60 градусов, то принимается во внимание коэффициент, составляющий 1,25.

А вот в том случае, если вы выбираете угол наклона более 60 градусов, учитывать нагрузку от снега не нужно.

Если вам необходимо найти угол наклона кровли, воспользуйтесь математической таблицей Брадиса (таблицей тангенсов).

Высоту в коньке следует разделить на ? длины фронтона, и по соответствующему значению в таблице найти угол наклона.

А вот для того чтобы математическим способом вычислить высоту конька, следует рассчитать ширину пролета дома, разделить этот показатель на два, а затем умножить на относительную величину, которая будет индивидуальной для определенного угла наклона.

Также для определения угла наклона и высоты конька можно воспользоваться угольником.
расчет наклона крыши.

Попробуем разобраться на конкретном примере. Ширина будущего здания составляет 8 метров. Делим это значение на два, получаем 4 метра.

Рис.3 Зависимость угла наклона крыши от материала для кровли

Нам нужно определить высоту поднятия стропил в случае, если уклон кровли составляет 25 градусов. Итак, находим в соответствующей таблице показатель, соответствующий данному углу наклона: он составляет 0,47.

Умножаем половину ширины нашего здания на данную относительную величину. Получаем следующий расчет: 4*0,47=1,88. Соответственно, при таком раскладе нам нужно будет поднять стропила на высоту, составляющую 1,88 метра.

Рис. 4 Схема кровельной системы

Выбор кровельного материала в зависимости от угла наклона

Следует подчеркнуть, что все материалы для обустройства кровли объединяются в отдельные группы: по их физическим свойствам, техническим характеристикам, а также ценовым параметрам.

Приведем некоторые рекомендации, которые помогут вам подобрать наиболее подходящий материал для обустройства крыши:

  • В том случае, если наклон кровли совсем небольшой, и составляет где-то от 2,5 до 10 градусов, обычно применяются покрытия из каменной крошки (крупнозернистой), а также из гравия. Слой верхнего покрытия составляет для гравия – 10-15 миллиметров, для каменной крошки – 3-5 миллиметров.
  • Если уклон кровли составляет от 10 градусов, и при этом была использована базовая битумная водоизоляция, необходимо выполнить верхний слой из крупнозернистого материала. В том случае, если показатель такой же, а материал выбран пленочный рулонный, то необходимо будет использовать специальный окрасочный слой для защиты.
  • В том случае, если угол кровли составляет до 20 градусов, а само покрытие выполняется из металлического профнастила, или же асбестоцементных листов, следует непременно провести герметизацию всех стыков. Стоит ли выбирать металлочерепицу.

При углах до 60 градусов нужно обязательно проводить герметизацию стыков листов кровли из меди или стали. При этом стыки непременно должны быть двойными.

Учитывая все перечисленные параметры и делая правильные расчеты, можно сконструировать надежную крышу, которая прослужит ни один год или десяток лет.

Влияние угла наклона на объем помещения мансарды

Если дом возводится с мансардой, то угол наклона скатов приобретает прикладное значение. И здесь соотношение прямое, то есть чем больше угол, тем больше объем мансарды. Чтобы было понятно, на фото ниже это хорошо видно.

Приведем пример, основанный на верхнем рисунке. Здесь четко видно, что высота помещения зависит от параметров наклона крыши. При этом надо учитывать, что оптимальная высота не должна быть меньше 2,5 м. А значит, угол наклона скатов мансарды минимально должна быть 25°. Но обратите внимание, что при таком расположении элементов кровли не учтен объем помещения. То есть ширина комнаты не будет больше 3 м. Это притом, что ширина дома – 10 м. Получается, что используется всего лишь 30% от пространства.

А значит, надо увеличивать значение угла. И чем больше он, тем больше полезная площадь мансарды. Но здесь есть обратная сторона медали. Увеличивая угол, увеличивается высота конька. А это расходы стройматериалов на возведение крыши, плюс увеличение парусности конструкции. Поэтому очень важно найти золотую середину. К примеру, 40° практически решают все проблемы.

Чтобы отойти от этих проблем раз и навсегда, строители давно применяют совершенно другую конструкцию. Она сложна и в сооружении, и в проведении расчетов, но этот вариант решает проблему полезной площади помещения, не увеличивая высоту крыши.

Определяем минимальный угол ската крыши в зависимости от кровельного материала

Исходя из крутизны скатов, все крыши условно делятся на четыре типа:

  1. Высокие, с уклоном от 45 до 60°.
  2. Скатные, с углом наклона кровли от 30 до 45°.
  3. Пологие. Угол наклона скатов в таких конструкциях варьируется от 10 до 30°.
  4. Плоские с уклоном до 10°.

Подходя к возведению крыши, застройщик планирует использование определенного кровельного материала. Следует учитывать, что далеко не каждый материал может быть использован на крышах с различным уклоном.

Далее рассмотрим зависимость между наиболее распространенными кровельными материалами и минимально допустимым углом ската крыши:

  1. Асбоцементный шифер — 9° или 16%. Соотношение высоты подъема кровли к заложению 1:6.
  2. Ондулин — 5°. Соотношение сторон 1:11.
  3. Минимальный угол наклона односкатной крыши из металлочерепицы составляет 14°.
  4. Керамическая черепица — 11°. Соотношение 1:6.
  5. Цементно-песчаная черепица — 34° или 67%. Соотношение высоты кровли к заложению 1:1,5.
  6. Битумная черепица — 11°. Соотношение сторон 1:5.
  7. Профнастил — 12° При меньшем уклоне необходимо провести обработку стыков герметизирующим средством.
  8. Оцинковка и стальные листы требуют минимального уклона 17°.
  9. Рулонные битумные материалы — 3°.
  10. Наплавляемая кровля может быть использована в качестве покрытия крыши с уклоном 15%.

В проектировании крыш существует понятие – максимальный угол наклона скатов. Данное значение является критическим для использования конкретного материала. На рисунке ниже показаны минимальные и максимальные значения угла наклона крыши для некоторых распространенных кровельных материалов. Кроме этого, в последней колонке собраны данные о том, какой уклон ската чаще всего используется для данных материалов отечественными застройщиками.

Как видно из приведенной таблицы, между минимальным и максимальным углом наклона крыши весьма солидный разрыв.

Выбирая уклон из диапазона допустимых значений, следует руководствоваться исключительно эстетическими соображениями и расходом материала.

Что влияет на уклон крыши?

В конструкции жилых домов обычно сооружается скатная кровля, которая в зависимости от наклона может быть таких видов:

  • пологая – от 12 до 30°;
  • традиционная – 30-45°;
  • крутая – от 45 до 60°.

Выбор угла наклона осуществляется в зависимости от природных факторов (ветровых и снеговых факторов) в определенном регионе и разновидности кровельного покрытия.

Ветровая нагрузка

Для регионов с большими ветровыми нагрузками оптимальное значение угла ската кровли находится в диапазоне от 25 до 30°. На другие кровельные конструкции сильные порывы ветра воздействуют следующим образом:

  • Крутые кровли – характеризуются большой площадью скатов, что способствует высокой парусности. Т.е. сильный ветер стремится опрокинуть такие крыши.
  • Чрезмерно пологие – ветровые нагрузки воздействуют преимущественно на нижнюю часть, стремясь приподнять такие конструкции.
Читайте также  Темный пол светлые стены

Рисунок 1. Воздействие ветра на крутые и пологие кровли

Однако наличия данных только по среднестатистической ветровой нагрузке в конкретной местности недостаточно. При проектировании кровельных конструкций требуется учитывать множество других факторов – преобладающее направление ветра, наличия препятствий для его распространения (здания, естественные или искусственные барьеры и т.д.), высота дома.

Нагрузка снеговая

На угол наклона кровли оказывает влияние среднегодовое количество осадков в зимний период. Чем больше снежный покров зимой, тем круче должна быть кровельная система. В этом случае снег будет беспрепятственно сползать со скатов.

Рисунок 2. Образование снежного покрова на разных участках крыши

На пологих крышах скапливаются снеговые массы, что создает значительные весовые нагрузки на стропильную конструкцию и само покрытие.

Рисунок 3. Снеговые нагрузки для скатов с разным наклоном

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.

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.

Как рассчитать угол наклона крыши?

Как правило, чтобы знать, как посчитать уклон крыши, нужно знать, на какую высоту вы задерете конек (а высота крыши с коньком зависит напрямую от того, для чего предназначен чердак). Итак, если из чердака вы делает жилую мансарду, то считаем действительными следующие расчёты.

Определяем ширину фронтона – кровельного торца, к примеру, пусть 6 м. Разделяем ширину пополам: 6_2= 3 м, а по стандарту высота крыши в коньке составляет 1,8 метра.

Далее, вспоминаем общий курс геометрии – отношение прилежащего катета к противолежащему в треугольнике – это ни что иное, как тангенс угла. Составляем формулу и находим значение тангенса:

Берем таблицу Брадиса и находим примерное значение – если tg A=1,67 , то угол наклона будет приблизительно 58-59 градусов. Мы можем принять максимальное значение угла – 60 градусов. Это и будет наш искомый угол наклона кровли.

Пример для расчета угла наклона крыши

Уклон любой крыше придается в соответствии с климатическими условиями и структурой здания. Обилие атмосферных осадков заставляет делать наклон крыши крутым и наоборот. В целом, надо помнить, что до того как вычислить угол наклона крыши, учтите, что наклон кровли может колебаться от 10 до 60°. Чем круче кровля, тем больше материала вы потратите.

Читайте также  Розетки с юсб

Уклон стропил, либо высоту конька определяют математическим путем, либо мерилами.

Известно, что крыши с наклоном в 35-45 градусов не делают, поскольку такой диапазон создаст все условия для накопления снега в зимнее время, да и ветры такие кровли плохо переносят. Монолитной крышу сделать невозможно, поэтому материал укладывается со стыками. Стык – это место с повышенной коррозийной опасностью, поэтому им уделяется особое внимание во время расчетов. Также во время ураганы в щели могут забиться листья и ветки, которые потом разбухнут, а крыша испортится. Создаются отверстия для проникновения дождя и снега, крыша рушится.

Во время подсчета наклона кровли, помните не только об экономии (стоимость стропил, материала, работы), но и об эксплуатационных качествах. Если кровлю установить по всем правилам, она обойдется дороже, зато дома вам будут обеспечены тепло и сухость, что в итоге помогает сберегать значительные суммы денег на ремонтах. Тут как раз играет роль правильно подобранный угол наклона кровли!