Как правильно рассчитать угол наклона односкатной крыши и чем опасен неверный расчет

Как рассчитать уклон самостоятельно?

Для вычисления угла наклона крыши не обязательно быть профессиональным строителем или владеть глубокими познаниями в области высшей математики. Для этого можно воспользоваться одним из перечисленных ниже способов:

  1. Узнать у соседей. Как правило, все жилые дома, построенные в одном районе, имеют одинаковый угол наклона кровли, величина которого была не раз рассчитана и проверена в данных климатических условиях.
  2. Воспользоваться уклономером. Этот инструмент из арсенала профессиональных строителей специально предназначен для определения угла наклона кровли.
  3. Вычислить самостоятельно. Для этого нужно воспользоваться формулой прямоугольного треугольника, знакомой всем еще со школьного курса. В случае с крышей, длина ее скоса будет представлять собой гипотенузу, а расстояния от центра перекрытия до конька и до карнизного ската – противолежащий и прилежащий катет соответственно. Значения катетов можно узнать путем непосредственных измерений, а значение гипотенузы вычислить при помощи теоремы Пифагора. Зная эти величины можно получить угол наклона или процентное соотношение при помощи тригонометрических функций, а также произвести расчеты высоты конька и площади кровли, зная угол ее наклона.

Какие силы воздействуют на стропилы и кровельное покрытие?

Перед тем, как приступать к расчету наклона кровли, необходимо понять степень воздействия на кровельное покрытие. Нагрузки бывают двух видов — динамичные и постоянные.

К постоянным нагрузкам относятся те, которые будут воздействовать на кровельное покрытие всегда, вне зависимости от времени года. Сюда относится дымоход, антенна, сам вес кровли и т.д.

Что касается динамичных нагрузок, то это непостоянные величины, т.е. вес, который воздействует на кровлю время от времени. Такое воздействие может оказывать вес человека, который периодически посещает кровлю для проведения каких-либо работ, вес снежных масс и града, воздействие ветра и т.д.

Нагрузка от снежной массы

Если наклон крыши будет составлять 30, то сила воздействия снега будет составлять 50 килограмм на каждый квадратный метр. Если увеличить угол односкатной крыши до 45, то вероятнее всего снег не будет задерживаться на кровле.

Именно поэтому, данное значение следует выбирать, исходя из региона проживания, т.е. ориентируясь на количество выпадаемых осадков.

При этом, если вы хотите, чтобы снег сходил с кровельного покрытия самостоятельно (хотя бы какая-то его часть), то минимальное значение наклона должен составлять 10. Максимальное значение — это 60.

Как бы то ни было, владельцы домов с односкатными крышами каждый год осуществляют самостоятельную уборку кровли от снега, чтобы снизить нагрузку на крышу.

Нагрузка от снега

Нагрузки от ветра

Конструкция односкатной крыши такова, что делают ее всегда низкой частью к подветренной стороне, чтобы снизить нагрузку от ветра.

Нагрузка от ветра

Нагрузки комбинированного типа

Многие люди игнорируют данное обстоятельство, что нередко приводит к неприятным ситуациям. Такой тип нагрузки представляет собой максимальное воздействие, которое оказывается на кровельное покрытие в какой-либо момент.

ВАЖНО!
Необходимо предусмотреть ту критическую нагрузку, состоящую из постоянных и динамических воздействий, которую сможет выдержать крыши.

Представим себе ситуацию, когда на улице снежная буря, т.е. на крышу воздействует одновременно и сильный ветер, и снежная масса

К тому же, человек вынужден лезть на крышу, чтобы поправить антенну или он должен забрать ящик с инструментами, не важно

Получается, что в дополнение к снегу и ветру прибавляется и вес человеческого тела. Если не учесть данный факт, то кровля может не выдержать.

Комбинированная нагрузка

Снеговая нагрузка, расчёт

Карта снеговой нагрузки России показывает вес снегового покрова на горизонтальной плоскости. Наибольшее количество снежного покрова приходится на горные районы и центральную часть России.

Карта с зонами снеговой нагрузки РФИсточник dom-krovly.ru

Гарантированно нельзя вычислить минимальный угол наклона крыши из профнастила для схода снега, однако, наклон в 30° и более позволит крыше оставаться чистой уже при среднеинтенсивных осадках.

Взяв для расчёта тверскую область, количество снегового покрова примем 240 кг/м². Данная величина должна быть умножена на поправочный коэффициент µ, учитывающий предполагаемый наклон крыши.

  1. Коэффициент µ равен 1 при наклоне менее 25 градусов.
  2. Коэффициент высчитывается по формуле (60 – α)*35, если предполагаемый угол от 25 до 60 градусов.
  3. Угол крыши в 60 градусов, коэффициент равен 0, давление создаваемое снегом не учитывается ввиду отсутствия задержки снега на поверхности профнастила.

Определившись с углом установки кровли в 30°, давление снежного покрова будет составлять 205 кг/м².

Заключительной частью расчёта угла ската крыши из профнастила является сравнение предельной нагрузки металлического листа профнастила Н60-845-0,8 к суммарной нагрузке создаваемой ветровой и снежной нагрузкой.

Предельная нагрузка, кг/м²Удельный вес кровельного пирога, кг/м²Ветровая нагрузка, кг/м²Снеговая нагрузка, кг/м²Суммарно, кг/м²
3245825,8205288,8

Данный расчёт допускает при соблюдении всех выбранных условиях возможность установки профнастила под углом в 30 градусов.

Обобщённо, для большинства территорий Российской Федерации наиболее рациональным может быть постройка крыш с углами скатов от 25 до 40 градусов. Скаты крыш, расположенные в зонах сильных ветров не стоит сооружать с углами более 25 градусов. Оптимальный диапазон начинается от 15 до 25 градусов. Установка скатов с минимальным наклоном крыши из профнастила в зонах сильных ветров может создать подъёмную силу и содрать металлический настил.

Выбор конструкции кровли будет зависеть от уклона крышиИсточник zen.yandex.ru

В видео можно увидеть кровлю из профлиста с уклоном:

Заключение

Постройка крыши собственного дома затратная часть строительства, однако, понимание основных требований и характеристик, связанных с углом наклона скатов крыши, покрываемой кровлей из профнастила, поможет вам точно оценить рациональность предлагаемых услуги, придаст уверенности в выборе и, возможно, сэкономит некоторое количество денег при сохранении качества.

Расчет количества материалов для кровли

К проекту крыши, разработанной профессионалами, прилагаются чертежи и смета расходов. Порядок расчета количества кровельного материала несложен. Нужно разделить площадь скатов на площадь одного профлиста.

При этом не следует забывать про нахлесты. Поскольку минимальный допустимый уклон кровли из профнастила согласно СНиП составляет 8 – 15 градусов, величина данного параметра будет равна 20 сантиметрам. Тогда от площади листа нужно вычесть размер нахлеста.

В любом случае укладывать кровельное покрытие на пологую кровлю сложнее, чем на крышу с крутыми скатами, поскольку помимо монтажных работ предстоит использовать герметики и уплотнители.

Выбор угла наклона кровли

Угол уклона кровли определяется по совокупности показателей — ветровой и снеговой нагрузки и типа кровельного материала. Сначала определяются с углом по климатическим условиям (в зависимости от количества осадков и ветровых нагрузок). После смотрят на минимальный рекомендованный уклон для выбранного типа кровельного материала (в таблице ниже).

Наименование кровельного материалаМинимальный угол наклона (в градусах)
Асбоцементный шифер и ондулин6­°
Цементно-песчаная и керамическая черепица10°
Гибкая битумная черепица12°
Металлочерепица
Асбо-цементные или сланцевые плиты27°
Стальные оцинкованные, медные, цинк-титановые листы17°
Профнастил

Если желаемый угол больше, все нормально, если меньше (что  бывает очень редко) — его увеличиваете до рекомендованного. Делать крышу с углом, меньшим чем минимальный угол, рекомендованный производителем кровельного покрытия, не стоит однозначно — будет течь на стыках. Чтобы проще было ориентироваться, скажем, что для Средней полосы России рекомендованный уклон односкатной кровли — 20°. Но цифру желательно считать для каждого региона, и даже для разного расположения постройки на участке.

Кстати, имейте в виду, что разные производители одного и того же вида кровельного материала могут требовать разный минимальный уклон. Например, укладка металлочерепицы одной марки может производится на кровли с минимальным уклоном в 14°, другой — в 16°. И это при том, что ГОСТ определяет минимальный уклон в 6°.

Также стоит помнить, что при скате до 12° чтобы обеспечить герметичность любого кровельного материала, необходимо промазывать все стыки материала жидким гидроизоляционным составом (обычно — битумной мастикой, реже — кровельным герметиком).

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.

Какой угол наклона должен быть в том или ином случае

По своей функциональности односкатные крыши разделяют на три главных разновидности: вентилируемые, невентилируемые и смешанные. Каждый из них стоит рассмотреть более подробно.

Конструкция вентилируемого типа

Такими крышами обустраивают закрытые сооружения. В роли вентиляции выступают продухи и специально отведенные просветы между слоями изоляции, через которые воздух уносит капельки влаги за пределы утеплителя.

Без такого вентилирования влага начнет накапливаться внутри утеплительного материала, от чего он начнет отсыревать и разрушаться. Спустя некоторое время придет в негодность весь кровельный пирог. У односкатной крыши вентилируемого типа есть ряд ограничений. Угол наклона такой кровли может находиться лишь в диапазоне от 5 до 20 %, в противном случае, воздушные потоки не смогут достаточно хорошо циркулировать сквозь продухи.

Невентилируемая конструкция

Чтобы понять, какой скат должен быть у односкатной крыши, нужно рассмотреть крышу без вентиляции. Как правило, такие постройки возводят на трассах и хозяйственных сооружениях. Зачастую у таких крыш угол находится в пределах от 3 до 6%, однако, каких-либо жестких ограничений по уклону нет.

Таким крышам вентиляция по большому счету не нужна, так как воздушные массы в помещениях, в которых нет стен или в них широко раскрыты двери, и так довольно хорошо циркулируют, выводя на улицу любые водяные испарения. Хотя, в таких постройках, влага и так сама по себе практически не собирается.

Конструкция смешанного типа

Такие крыши комбинируют характеристики двух предыдущих типов конструкции. В данном случае уклон кровли придается теплоизоляцией. Выходит довольно экономично, но в зимний период потребуется довольно часто чистить кровлю от снега.

Конструкция у такой односкатной крыши несколько иная: кроме профнастила, дополнительно укладывают утеплитель в два слоя и делают качественную гидроизоляцию.

Кроме того, угол определяется типом соединения стропил с мауэрлатом или стенами.

Как определяется наклон крыши из металлочерепицы

Раньше наклон определялся только в градусах, всем строителям было понятно это значение и они могли представить внешний вид кровли без рисунка. В последнее время в строительные нормы было введено еще одно определение величины уклона – в процентах, путаницы стало больше, с чем связаны изменения мало кому известно. Если кровельщики легко понимают, как располагаются скаты кровли под углом 30°, то мало кто из них может нарисовать примерный эскиз крыши с уклоном скатов 57,7%. Хотя это те же 30°.

Алгоритм расчета уклона

Уклон – отношения высоты крыши в зоне конька к половине ширины здания, рассчитывается по формуле

I% = H×0,5L×100, где

  • I – уклон ската кровли в процентах. Чем меньше процент – тем меньше уклон, угол в 1° равняется уклону в 1,8%, а угол в 45° равняется уклону в 100%.
  • H – Высота стропильной системы. Замеряется высота конька или конькового прогона.
  • L – ширина стропильной системы. При расчете берется половина ширины для определения разницы в размерах между двумя катетами треугольника.

К примеру, если высота конька 1 м, а ширина здания 10 м, то для двускатной крыши наклон равняется 1:0,5×10×100=20%.

Эта формула используется для двускатных кровельных систем. В нашем случае она требует корректировки. Дело в том, что нет двускатных кровель с минимальным углом наклона, это варианты только односкатных стропильных систем. Значит, делить ширину здания на два не нужно, формула изменяется. Для плоских односкатных крыш наклон определяется по формуле:

I% = H×L×100. 

То есть, в рассматриваемом выше примере расчет выполняется следующим образом: 1:10×100=10%.

Для того чтобы на основании процента наклона рассчитывать длину ската, надо пользоваться специальными таблицами или геометрическими формулами. Если известна одна из сторон прямоугольного треугольника, то процент уклона позволяет вычислить второй катет, потом при помощи тригонометрических формул рассчитывается угол, и только после этого вычисляется длина гипотенузы прямоугольного треугольника. Длина ската – главный параметр во время проектирования стропильной системы и определения количества материалов для покрытия крыши. Без этого значения невозможно купить нужное количество металлической черепицы, выбрать оптимальный вариант кровельного покрытия, определиться с архитектурным стилем здания.

В градусах угол наклона определяется значительное проще, все существующие строительные инструменты в своей работе используют принцип обыкновенного школьного транспортира.

Виды крыш и их зависимость от угла наклона

В зависимости от устройства кровли выделяют несколько видов крыш:

  1. Односкатная крыша. Крыша представляет собой  наклонную плоскость, которая лежит на стенах разной высоты. Для такой крыши подойдет любой материал.
  2. Двускатная крыша. Это достаточно надежная и простая по своему монтажу крыша. Состоит из двух скатов. Материал для кровли также можно подобрать абсолютно любой.
  3. Шатровое перекрытие. Крыша представляет собой конструкцию, в которой несколько равнобедренных треугольников вершинами замыкаются в одной точке. Стропильная система у такой крыши довольно сложная, но зато расходных материалов на нее понадобится минимум.
  4. Вальмовая крыша. Имеет четыре ската (два треугольных и два трапециевидных). Вершины крыши срезаны. По своей конструкции крыши очень сложные, но очень экономичны по расходу материала.
  5. Сводчатое перекрытие.  Подобные крыши делаются только из кирпича или камня. И так, как  являются очень тяжелыми, сегодня в индивидуальном строительстве почти не используются
  6. Многощипцовые крыши.  Очень сложная, но красивая конфигурация из множеств премыканий и ребер.

Итак, крыша считается скатной, если угол наклона кровли превышает 10 градусов.

Выделяют эксплуатируемую и неэксплуатируемую кровлю.

Неэксплуатируемая кровля – это когда между самой кровлей и верхним перекрытием почти нет пространства, или предназначено это пространство для технических целей. Такими крышами могут быть плоские крыши с углом уклона от 2 до 7 градусов. В таких крышах  высота пространства между крышей и перекрытием не более полутора метров.

Строить плоские крыши выгодно. Минимум затрат на материалы, работу. Ветер не сорвет. Опять же можно оборудовать дополнительное место для отдыха. В последнее время очень популярно настилать на подобные крыши  зеленую кровлю.  Но вот  осадки такую крышу могут попортить. Поэтому полностью плоские крыши  делать невыгодно. Осадки лужами будут скапливаться на поверхности крыши и разрушать ее.

Скатные же крыши позволяют использовать пространство под крышей под хозйственные нужды – чердак, мансарда или даже оборудовать  в них при  тщательном утеплении и жилые комнаты.

Расчет паро- и гидроизоляции

Паро— и гидроизоляционный материал считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

Если один такой рулон содержит 80 кв. м, то даже с вычетом нахлестов и подобных отклонений, получим как минимум 65-70 кв. м, что для рассчитанной поверхности более чем достаточно. Вот и все, с чем нам хотелось поделиться на эту тему.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий