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

Расчет угла наклона крыши закончен – чем и как будем крыть?

Зачастую требуется решить обратную задачу – не как рассчитать двухскатную крышу или иную новую конструкцию кровли, а как работать по уже построенному зданию с готовой стропильной системой. То есть требуемый угол наклон не просто посчитан, но и воплощен уже до нас, осталось выбрать материал для надежной и долговечной крыши. Для этого пригодятся следующие рекомендации:

• К конструкциям малых уклонов (обычно такие возводятся над вспомогательными и хозяйственными постройками) величиной от 3° до 10° лучше всего применить обыкновенный рубероид. Столь незначительный наклон наверняка потребует укрепления каркаса, причем вместо деревянных реек лучше сварить металлический каркас;
• При углах возвышения от 10° до 20° хорошую гидроизоляцию обеспечивает битумная заливка с засыпкой гравия или крупнозернистой крошки под рубероид. Такие пологие крыши редко утепляются рулонной пленкой изоляции, так как она требует дополнительной защиты – например, посредством регулярной окраски профнастила специальными защитными составами;
• Для вальмовых крыш с наклоном до 30° подойдет любая листовая кровля или черепица, однако понадобится герметизация всех стыков утеплителя и тщательный контроль за гидроизоляционным слоем, который тоже придется склеивать или сваривать. Обычно вальмовые крыши и сооружаются в столь привычном виде «остроконечного колпака» по причине сложности и дороговизны утепления и гидроизоляции пологих конструкций;
• Крышу с наклоном от 25° можно отделывать любым из известных кровельных материалов, такое возвышение обеспечивает хорошее скольжение снега и умеренную нагрузку ветра. Необходимо помнить, что герметизация стыков между листовыми элементами кровли (тем же профнастилом или металлочерепицей) обеспечивает минимальную нагрузку на внутреннюю гидроизоляцию – что означает долгую эксплуатацию без нежелательного и трудоемкого ремонта под крышей дома своего.

На фото — схема рекомендуемых уклонов скатных крыш, ukroem.ru

Фото расчета угла наклона кровли для разных материалов, 1metallocherepica.ru

На фото — схема видов кровли для скатных крыш, 1metallocherepica.ru

Фото таблицы расчета уклона крыши, megastroydom.ru

На фото — таблица расчета количества керамической черепицы, stroy-banya.com

Расчет угла кровли в зависимости от снеговых и ветровых нагрузок

Для определения вероятного действия от выпадения осадков на строение (угол наклона ) используется карта снеговых нагрузок Российской Федерации (сопредельных стран).

Карта снеговых нагрузок Российской Федерации

При этом для расчета угла ската кровли используется значение числителя (первая цифра дроби), то есть среднестатистический вес снежного покрова для горизонтальной плоскости. Планируемый угол уклона крыши учитывается коэффициентом µ, составляющим для крыш со скатом:

• менее 25о – 1;
• 25…60о – 0,7 (интерполируется согласно данным, приведенным выше);
• более 60о – не учитывается.

При постройке дома, например, в Подмосковье, здание попадает в третью зону со средней снеговой нагрузкой 180 кг/м.кв. При планируемой кровле с углом наклона в 30о цифру следует умножить на коэффициент 0,7 – итоговое значение составит 126 кг/м.кв.

Для расчета ветровых нагрузок используется аналогичная схема. По карте ветровых нагрузок определяется зона, по месту расположения строения (между зданий, на открытом месте) – тип воздействия ветрового потока. Эти параметры дают начальную формулу, как рассчитать угол наклона крыши.

Карта ветровых нагрузок России

Место расположения здания учитывается коэффициентами из таблицы.

*- Место размещения для дома высотой в 5 м включает область с радиусом 5х30 = 150 м. Таким образом, даже в крупном городе дом, выстроенный в частном районе, будет считаться находящимся в зоне с малоэтажной застройкой.

Упрощенный расчет нагрузки от действия ветра для здания в Подмосковье, распложенного на берегу водоема значительной площади, позволяет получить цифру:

• для зоны 1 (Москва и Подмосковье) среднестатистическая нагрузка составляет 32 кг/м.кв.;
• для ската в 30о, высоты 5…10 м и размещения на открытой местности принимаем коэффициент 1,0;
• конечный результат – 32х1,0 = 32 кг/м.кв.

Однако, помимо обычного воздействия ветра, необходимо учесть его аэродинамическую составляющую.

Иллюстрация – ветровые нагрузки на крышу

В зависимости от преобладающего направления ветрового потока, он будет стремиться сорвать кровлю или «прижать» ее к стропилам. Поэтому с учетом розы ветров рассчитывается усилие для наиболее нагруженных зон и полученное значение применяется для всей конструкции, чтобы унифицировать ее и не использовать в разных зонах стропила различного сечения. Так, с учетом приведенных выше расчетов и планируемой двускатной кровли, принимаем для ветра во фронтон (торец здания) коэффициент -1,4 и умножаем его на номинальное значение ветровой нагрузки: 32х(-1,4) = 44,8 кг/м.кв.

Полученные данные по ветровой и снеговой нагрузке суммируются, при этом знак коэффициента аэродинамического влияния ветра не учитывается. Для расчетного случая итог составит:

126+44,8 = 170,8 кг/м.кв.

Это не превышает допустимой нагрузки на стропильные системы обычной конструкции 300 кг/м.кв., соответственно, крыша с таким углом наклона вполне допустима для данной местности.

Разуклонка насыпными материалами

Разуклонку недорогими засыпными материалами делают следующим способом:

1. На железобетонное основание укладывают слой гидроизоляционного материала – стеклоизола. Данный материал отличается долгим сроком службы – до 30 лет.
2. На стеклоизол насыпают керамзит в соответствии с проектом. Крупные гранулы керамзита не дают возможность точно отмерять угол, поэтому их приходится насыпать «на глаз».
3. Керамзит накрывают полиэтиленовой пленкой, уложенной внахлест. После этого делают кровлю исходя из проекта, при этом при создании каждого нового слоя нужно контролировать угол уклона крыши.

Делать уклон плоской крыши таким способом неудобно по той причине, что угол наклона не получается точно рассчитать, к тому же смещение керамзита начинается еще при заливке стяжки. Этого можно избежать, если залить керамзит цементным молоком, но срок высыхания значительно увеличивается. Плюс к этому возникает нагрузка на перекрытие, так как вес плоской кровли значительно увеличивается.

Средние цены на материалы

Чтобы примерно рассчитать расходы на обустройство односкатной кровли, нужно ориентироваться в ценах на строительные материалы.

Средние цены по России:

• брус, доски естественной влажности – от 7000 до 8000 руб. за 1 кубометр;
• брус, доски, пропитанные антисептиком – от 9000 до 10000 руб. за 1 кубометр;
• брус, доски камерной сушки – от 11000 до 12000 руб. за 1 кубометр;
• клееные срощенные стропила – от 34000 руб. за 1 кубометр;
• металлочерепица – от 362 руб. за 1 кв. м;
• серый шифер – от 200 руб. за лист, цветной шифер – от 280 руб. за лист;
• гибкая черепица – от 360 руб. за 1 кв. м;
• стандартный сланцевый ондулин – от 350 руб. за лист, красный, зеленый ондулин – от 420 руб. за лист;
• композитная черепица – от 1008 руб. за лист;
• рубероид обычный – от 250 руб. за рулон, самоклеящийся рубероид – от 500 руб. за рулон.

Стоимость монтажных работ обычно равна стоимости материала. В отдельных случаях монтажные бригады берут за свои услуги 50% от стоимости материала.

Расчет угла наклона односкатной кровли

Для того, чтобы рассчитать параметры кровли, правильнее всего обратиться к СНиП, где имеются все необходимые данные, методики и формулы расчета. К удивлению, специализированного расчета угла наклона односкатной кровли не имеется. Указывается только, что допускается угол от 2° до 60°, после чего рассматриваются детали и размеры конструкций. Поэтому основным источником информации становятся инструкции к различным кровельным покрытиям, в которых указываются оптимальные параметры укладки, и в том числе – диапазон углов наклона.

Минимальный угол уклона кровлиИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Нередко производители рекомендуют значения, отличные от требований ГОСТ, что объясняется развитием технологий и постоянными изменениями в технологии изготовления и химическом составе материалов

Практика вносит свои коррективы в рекомендуемые показатели, на которые следует обратить внимание

Рекомендованный угол уклонаИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Приступая к расчету кровли, следует прежде всего определиться со среднегодовым количеством снега в зимний период. Проще всего это выяснить по таблицам СНиП или из других источников:

Вес снегового покрова на горизонтальной плоскостиИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Необходимо учитывать, что минимальный угол наклона односкатной крыши наиболее экономичен с точки зрения расхода материалов и, соответственно, денег. При этом, возможность соскальзывания снега практически исчезает, он накапливается на крыше и создает значительную нагрузку на конструкции здания.

Чем выше угол наклона, тем больше потребуется кровельного материала. При этом, резко возрастает ветровая нагрузка, особенно опасная при фронтальном направлении на высокую сторону дома. Преобладающие ветра в разных регионах также можно изучить в таблицах СНиП:

Карта ветровых нагрузок в РФИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Немаловажный фактор – расположение дома. Если он находится в низине, прикрытый от ветра складками рельефа или другими зданиями, стоящими неподалеку, ветровые нагрузки существенно уменьшаются. И наоборот, если дом расположен на возвышении и открыт для воздействия ветра, нагрузки будут максимальными.

Это потребует выбрать минимальный наклон односкатной крыши, иначе риск ее потери становится слишком высоким. Рекомендуется учитывать все требования по ветровым нагрузкам при выборе, поскольку, в отличие от снеговых, они существуют в течение всего года и способны оказывать воздействие как в летний, так и в зимний период.

Окончательный выбор угла наклона производится исходя из сопоставления свойств кровельного покрытия и величины нагрузок. Не рекомендуется выбирать предельные значения, поскольку они создают слишком много рискованных ситуаций при появлении внешних воздействий экстремального характера. В любом регионе время от времени случаются обильные снегопады, образующие мокрые и очень тяжелые сугробы. Не исключение и ветра ураганной силы, которые случаются не часто, но последствия от них достаточно серьезные.

Последствия ветраИсточник izvestiy-kamen.ru

В видео можно увидеть строительство односкатной крыши:

Заключение

В заключение необходимо напомнить, что любой инженерный расчет – сложная задача, которая не должна выполняться неподготовленными людьми, в особенности, если речь идет о жилых или хозяйственных постройках. Вероятность появления ошибок почти стопроцентная, а следствием от них могут стать разрушения, потери имущества и травмы для людей. Поэтому выбор параметров кровли следует поручать опытным и грамотным специалистам, которые смогут принять оптимальные решения и исключат возможность появления ошибок.

Зачем измеряют угол уклона покрытия и от каких факторов зависит эта величина

Угол ската крыши — это геометрическое образование пересечения двух плоскостей. Под ними подразумевается горизонтальная плоскость и аналогичная поверхность ската.

Итак, зачем измерять угол крыши:

1. Измерение строительного азимута, в первую очередь, позволяет «прикинуть» целесообразность устройства крыши с учетом выбранного материала кровли, климатических особенностей, предназначения чердака и конструкции самого навеса.
2. К тому же, после проведения расчетов можно не только рационализировать предстоящие финансовые расходы, но и удостовериться в правильности и надежности проектирования, которое не повлечет за собой убытки из-за протеканий, обвалов, трещин стропил и прочих казусов.
3. Уклон крыши принимается в зависимости от двух параметров — первое касается погодных условий и объемов осадков, а второе характеризуется спецификой типа кровли. Соответственно, когда речь идет о северных и снежных районах, тогда будущей крыше придется бороться с приличными нагрузками. С подобными сложностями не по наслышке знакомы жители горных областей.
4. Некоторым крышам приходится выдерживать снежные покровы по 6-8 месяцев в году. В сложившихся условиях владельцам заснеженных домиков существенно упростили жизнь более крутая степень наклона. В свою очередь такие строительные пеленги позволяют вальме рационально бороться с осадками и их последствиями в виде талой воды. Также с таким подходом возрастают размеры полезной площади.

При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:

• Значительно увеличиваются расходы на кровельные материалы — возрастает площадь скатов.
• На большие скаты сильнее воздействует ветровая нагрузка. Если сравнивать нагрузку на одном и том же доме с углом в 11° и в 45°, во втором случае она окажется больше почти в 5 раз. Чтобы кровля могла противостоять таким нагрузкам, стропильную систему делают усиленную — ставят балки и стропила большего сечения с меньшим шагом. А это — увеличение ее стоимости.
• Если угол наклона ската больше 60°, снеговые нагрузки не учитываются — осадки скатываются и не задерживаются. Но при устройстве ломанной мансардной крыши снеговые нагрузки учитываются при расчете верхней ее части — там плоскости имеют уклон менее 60°.
• Не все кровельные материалы могут использоваться на крутых скатах, так что внимательно сморите на максимальный угол наклона, с которым могут данные крыши использоваться.

Угол наклона отображен через отношение высоты конька и половины ширины здания

Это не значит, что крыши с малым уклоном лучше. Они обходятся по материалам дешевле — меньше площадь кровли, но имеют свои нюансы:

• Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
• Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и водосточной системы — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
• При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.

Так что кровли с малым уклоном — тоже не подарок. Вывод: рассчитать угол наклона крыши надо так, чтобы найти компромисс между эстетической составляющей (дом должен смотреться гармонично), практической (при жилом подкровлельном пространстве) и материальной (расходы необходимо оптимизировать).

Оптимальные значения

Четко минимальный уклон кровли из металлочерепицы не регламентируется СНиП, есть только общие рекомендации – так, при длине ската от 6 м он не должен быть менее 14°. В остальном следует руководствоваться рекомендациями конкретного производителя, поскольку данный параметр напрямую зависит от технико-эксплуатационных характеристик кровельных листов.

Основные параметры:

• Допустимый угол наклона составляет от 14 до 55°.
• Оптимальный уклон для двускатных конструкций – 20-45°.
• Оптимальный уклон для односкатных конструкций – 20-30°.

Рисунок 2. Минимальные углы наклона для разных кровельных покрытий

Также важно учесть, что при уклоне менее 30°, на поверхности кровельного покрытия будет скапливаться снег и создавать значительные нагрузки на стропильную систему и другие несущие конструкции здания. Беспрепятственное спадание снега с крыши (без создания дополнительных нагрузок) обеспечивает угол 50°.

Рисунок 3. Снеговая нагрузка в зависимости от угла наклона ската

Расчёт уклона кровли

На возводящихся строениях углу уклона кровли придается повышенное значение, поскольку от этого показателя будет во многом зависеть выбор и расход кровельных материалов, а также эстетичность объекта.

Все кровли делятся на две большие группы: плоские и скатные, и поэтому для их покрытия используются различные материалы.

Плоская кровля

Для обустройства плоской кровли широко применяются мягкие и наплавляемые рулонные материалы на основе битумных соединений. Поскольку абсолютно плоские крыши полностью не могут выполнять функцию водоотвода, на их поверхности создается эффективный уклон — разуклонка кровли. Разуклонка создается рядом технологических мероприятий (созданием специальной стяжки, организацией ендов и др.).

Разуклонка крыши, имеющей плоскую поверхность, может быть протестирована несложным способом. После возведения кровли и укладки кровельного материала на его поверхность, в разных местах выливается по ведру воды, которая должна в полном объеме достичь водоприемных воронок, размещенных на кровле. Застаивание воды в определенных точках свидетельствует о недостаточной разуклонке, поэтому все дефекты необходимо устранить, наложив еще один слой кровельного материала.

Скатная кровля

На угол наклона скатной кровли влияет несколько факторов:

• ветровая нагрузка,
• снеговая нагрузка,
• выпадение осадков.

Ветровая нагрузка. При значительной величине уклона кровли создается дополнительная «парусность», то есть кровля в большей степени сопротивляется порывам ветра. Это приводит к увеличению напряжений на стропильные конструкции и необходимости их большего укрепления.

Если угол наклона кровли небольшой, то при порывах ветра может создаться «эффект крыла». Ветер может оторвать элементы кровельного материала, а при достаточной интенсивности — полностью разрушить конструкцию.

Специалисты рекомендуют при возведении объектов в местности со слабой скоростью ветра выбирать угол наклона кровли в переделах 28 – 38 градусов, а в местности, где порывы ветра могут достигать критических значений, снизить величину угла уклона кровли до 15 – 25 градусов.

Выпадение осадков. Еще одним важным фактором, влияющим на уклон кровли, является максимальный уровень выпадения осадков, характерный для определённой местности.

Снеговая нагрузка. Снеговая нагрузка также оказывает воздействие на кровлю. При значительном объеме выпадающего снега угол ската кровли должен повышаться.

Оптимальный уклон крыши выбирается, исходя из этих факторов, и влияет на выбор кровельного материала, необходимого для создания эффективной и эстетичной конструкции.

Ветровая и снеговая нагрузки

СНиП 2.01.07-85

В регионах со средними ветровыми нагрузками наклон ската без проблем поднимают до 35-45°, с сильными – ограничиваются в пределах 15-25 °.

Делать крышу пологой, с широкими свесами при сильных ветровых нагрузках тоже не рекомендуется. Вне зависимости от региона проживания при возведении дома с односкатной крышей высокую стену по возможности располагают навстречу постоянным однонаправленным потокам. При этом влияние ветровой нагрузки усиливается при большой площади крыши, и наоборот.

Подобранная по карте снеговая нагрузка всегда прибавляется в общей весовой при уклоне менее 40-45°. Параметр варьируется от 56 до 560 кг/м2 и обязательно учитывается при проектировании и выборе марки профлиста.

Несложно заметить, что в регионах с сильными ветровыми и снеговыми нагрузками у владельцев возникает дилемма – требования к оптимальному углу противоречат друг другу. В этом случае подбор этого параметра и проектирование кровли однозначно доверяют специалистам.

Стропильная система односкатной крыши

Такие крыши особенно популярны при строительстве дворовых построек — сараев, гаражей. Просто размеры строений позволяют использовать не очень мощные балки, причем балки требуются в небольшом количестве. При ширине строения до 6 метров, стропильная система односкатной крыши почти не содержит дополнительных усиливающих элементов (подпорок и прогонов), что выгодно. Также привлекает отсутствие сложных узлов.

Для Средней полосы России для пролета до 5,5 метров берут балки 50-150 мм, до 4 метров достаточно 50-100 мм, хотя по-хорошему, надо считать снеговую и ветровую нагрузку конкретно в вашем регионе, и, исходя из этого, определяться с параметрами балок.

Стропильная система односкатной кровли с малой величиной пролета (до 6 метров)

При расстоянии между стенами до 4,5 метров, односкатная крыша состоит из двух брусков мауэрлата, закрепленных на стенах, и стропильных ног, которые на мауэрлат опираются. Действительно очень простая конструкция.

При ширине пролета от 4,5 метров до 6 метров, требуется еще лежень, закрепленный на более высокой стене на уровне перекрытия и подстропильная нога, которая упирается в балку почти в середине. Угол уклона этой балки зависит от расстояния между стенами и уровня установки лежня.

Более сложные стропильные системы в односкатной крыше при ширине зданий более 6 метров. В этом случае оптимально, если дом спроектирован так, что внутри имеется еще она несущая стена, на которую опираются стойки. При ширине дома до 12 метров, фермы все еще простые, расходы на устройство кровли минимальные.

Устройство ферм односкатных крыш при ширине зданий более 6 метров

Для зданий шириной более 12 метров система становится сложнее — подстропильных ног становится больше. Кроме того, изготовление балок длиной более 6 метров — дорогое удовольствие. Если требуется увеличение только на ширину свесов кровли, балки доращиваются по краям кобылками. Это куски балок такого же сечения, соединенные с балкой и закрепленные по бокам двумя деревянными накладками длиной не менее 60 см, скрепленных болтами или гвоздями, допускают использование монтажных пластин.

Вариант сращивания стропил

Если общая длина балки получается более 8 метров, их обычно сращивают. Места стыка дополнительно усиливают, прибив доски или монтажные пластины.

Варианты крепления стропил к мауэрлату: скользящее слава вверху и жесткое вверху справа. Внизу справа вариант врезки без свесов (применяется очень редко)

Еще могут быть вопросы по способам крепления стропил односкатных крыш к мауэрлату. Принципиальных отличий нет. Все также в стропильной ноге делают вырез, которым брус упирается в мауэрлат. Чтобы не мучатся с каждой стропильной ногой, выравнивая ее посадку, выпилив первую, из куска доски, толстой фанеры или бруса делают шаблон, точно повторяющий полученный «выпил». Все последующие стропила запиливаются перед установкой. К ним в нужном месте прикладывается шаблон, обводится и выпиливается выемка требуемой формы и размера.

Это речь шла о жестком креплении стропильных ног к мауэрлату. Оно используется на всех зданиях, которые дают малую усадку. На деревянных домах такой способ крепления использовать нельзя — дом все время оседает или немного приподнимается, из-за чего может появиться перекос. Если кровля будет закреплена жестко, ее может порвать. Потому при устройстве односкатной или любой другой кровли на деревянных домах используют скользящее соединение стропил и мауэрлата. Для этого есть так называемые «скользячки». Это пластины, состояние из уголков, которые крепятся к мауэрлату и подвижно связанных с ними металлических полос, которые крепятся к стропильной ноге. Таких скользячек ставится по две на каждую стропилу.

Значения ветровой нагрузки

Так как ветер может менять направление движения, выявить ветровую нагрузку будет гораздо сложнее, чем снеговую. Кровля благодаря ему может прижиматься к основанию, но также может подвергаться действию определенной силы, которая будет стремиться сорвать ее с дома. Также ветер действует на все строение неравномерно.

Для проведения нужных расчетов придется использовать только превалирующее направление ветра в данном регионе, которое определяется по «розе ветров». Также при расчетах требуется учитывать наличие вблизи зданий, гор, лесов и других элементов, которые могут не только менять направление ветра, но и в некоторой степени регулировать его силу, защищая строение от шквалов.

Распределение зон по ветровой нагрузке

Согласно карте можно выявить основные ветровые характеристики, превалирующие в определенной зоне страны. Далее определяется ветровое давление Рвт (кг/м2). Оно будет меняться в зависимости от зоны:

• Ia – 24;
• I – 32;
• II – 42;
• III – 53;
• IV – 67;
• V – 84;
• VI – 100;
• VII – 120.

Затем используется формула Рв = Рвт х К х С, где К – значение коэффициента, зависящего от высоты строения и особенностей местности, а С – коэффициент, зависящий от угла наклона ската и направления ветра.

Таблица. Определение коэффициента К.

Высота строения, м	А	Б	В
Менее 5	0,75	0,5	0,4
5-10	1	0,65	0,4
10-20	1,25	0,85	0,55
20-40	1,5	1,1	0,8

Ветровая нагрузка

А, Б, В – это определенные типы зон, А – открытая голая местность, где ветровая нагрузка будет максимальной, зона Б относится к небольшим жилым поселкам с высотой препятствий до 10 м, пересеченной местности или окруженной лесами территории, а В – это зона плотной застройки в городах, где высота зданий составляет 25 и более метров.

Распределение крыши здания на зоны при подсчете ветровой нагрузки

Согласно приведенному выше рисунку, большое значение при определении воздействия ветра на определенный участок кровли имеет показатель е. Он будет равен 2хН или b (выбирается тот, что меньше). Коэффициент с определяется по таблице с учетом угла наклона кровельных скатов.

Таблица. Значение С (фронтон).

Угол ската	G	F	I	H
-1,3	-1,8	-0,5	-0,7
15	-1,3	-1,3	-0,5	-0,6
30	-1,4	-1,1	-0,5	-0,8
45	-1,4	-1,1	-0,5	-0,9
60	-1,2	-1,1	-0,5	-0,8

Таблица. Значение С (скат).

Угол ската	G	F	I	H	J
15	-0,8 или 0,2	-0,9 или 0,2	-0,4	-0,3 или 0,2	-1
30	-0,5 или 0,7	-0,5 или 0,7	-0,4	-0,2 или 0,4	-0,5
45	0,7	0,7	-0,2	0,6	-0,3
60	0,7	0,7	-0,2	0,7	-0,3

Суммарное силовое воздействие на каждый участок кровли вычисляется по формуле: Рсум = Рсн + Рв. Этот показатель станет исходным для расчета стропил.

Расчет уклона кровли из профнастила

При расчете уклона крыши из профнастила, необходимо учитывать четыре составляющие:

• Вес утеплителя, обрешетки, контробрешетки и других слоев кровельного пирога;
• Вес самого кровельного покрытия;
• Снеговую нагрузку для вашего региона;
• Ветровую нагрузку для вашего региона.

Предположим, что мы будем крыть крышу профлистом С21-1000-0,6. Вес квадратного метра профнастила этой марки составляет 5,4 кг. В качестве теплоизоляции будем использовать базальтовые плиты толщиной 100 мм и удельной плотностью 150 кг/м³. Следовательно, масса 1 м² утеплителя составит 15 кг. Для обрешетки применяем брус 200×200 мм из сосны с шагом 650 мм, поэтому масса 1 м² обрешетки составит 28,3 кг. Массу остальных составляющих берем равной 3 кг/м².

Таким образом, масса всего кровельного пирога равна: 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м². Полученное значение умножаем на коэффициент 1,1 для того, чтобы обеспечить возможность изменения некоторых материалов кровельного пирога. Итого, общая масса 1 м² кровли равна 56,87 кг/м².

Теперь необходимо вычислить допустимый уклон, исходя из существующих снеговых и ветровых нагрузок. Предположим, что дом построен в Новгородской области. Она относится к III снеговому району, что можно определить с помощью карты, представленной выше.

Итак, наша снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Однако учитывать ее необходимо с поправочным коэффициентом µ, который зависит от угла наклона кровли:

• Если наклон минимальный — угол кровли из профлиста меньше 25°, то значение поправочного коэффициента берется равным 1;
• Если угол наклона кровли из профнастила находится от 25° до 60°, то µ=(60°-α)·(60°-25°), где α — искомый уклон крыши;
• Если угол наклона крыши из профнастила больше 60°, то µ равен 0, то есть снеговая нагрузка при расчете кровли не учитывается.

Ветровую нагрузку необходимо учитывать при расчете угла наклона. Новгородская область относится к Iа ветровому району, где, как видно из карты ниже, нормальная нагрузка равна 23 кг/м².

Нагрузка, действующая непосредственно на кровлю, вычисляется по следующей формуле:

W=Wn·Kh·C

Здесь Wn — нормальная нагрузка для выбранного региона, Kh — коэффициент, учитывающий высоту здания, и С — аэродинамический коэффициент, который может находится в пределах от -1,8 до 0,8, в зависимости от уклона крыши. Поскольку рассчитать его довольно сложно, для нашей формулы возьмем наибольший — 0,8, что позволит упростить подсчеты в сторону большей прочности кровли.

Итак, предположим, что наш дом находится на открытой местности и имеет высоту выше 5 метров, тогда Kh будет равен 1, а ветровая нагрузка — 23·1·0,8=18,4 кг/м².

Величина высотного коэффициента для расчета ветровой нагрузки

Высота объекта, м	Открытая территория (берега водоемов, степь, лесостепь, пустыня, тундра)	Небольшие города, лесные массивы другие пространства с регулярными препятствиями выше 10 метров	Средние и крупные города с высотой зданий от 25 метров
до 5	0,75	0,5	0,4
от 5 до 10	1	0,65	0,4
от 10 до 20	1,25	0,85	0,53

Таким образом, с учетом массы кровельного пирога и влияния ветра, нагрузка на кровлю будет равна 56,87+18,4=75,27 кг/м². Так как предельная несущая способность профлиста С21-1000-0,6 при шаге опор 1,8 м и использовании второй схемы опирания равна 253 кг/м², необходимо выбрать такой уклон кровли из профлиста, чтобы посчитанная нами нагрузка, с учетом снеговой, была меньше этого значения.

Поскольку 75,27+180=255,27 кг/м², что очевидно, больше, чем 253 кг/м², уклон крыши из профнастила в нашем случае не может быть меньше 25°. Так как делать угол больше 60° тоже нецелесообразно, получаем, что необходимое нам значение находится в пределах от 25° до 60° — то есть µ нужно вычислить по формуле.

Вычисляем минимальный уклон для профнастила кровельного С21 при наших условиях:

180·(60-α)·(60-25)+75,27=253

Решив это простое уравнение, получаем, что α=25,441°. Таким образом, допустимый минимальный уклон кровли из профлиста при заданных нами параметрах будет равен 26°. Для большей надежности здание, расположенное в данных условиях и имеющее указанный кровельный пирог, лучше снабдить кровлей с наклоном в 30°. Хотя можно остановится и на минимальном значении, учитывая то, что на предыдущих шагах расчета уклона кровли из профнастила были несколько раз использованы повышающие коэффициенты.

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.