- Что нужно учитывать при выборе угла наклона
- Зависимость уклона от используемого кровельного материала
- Как рассчитать угол наклона дома
- Выводы
Как рассчитать угол наклона крыши — важный вопрос, который встает при расчете стропильной системы и при выборе кровельного материала. Правильно выбранный угол обеспечивает надежность и функциональность всей конструкции, а допущенные ошибки могут привести к различным неблагоприятным последствиям: протечки и застаивание воды при слишком малом наклоне или опрокидывание из-за ветра при слишком большом.
Чтобы подобных неприятностей не произошло, давайте разберемся, как рассчитать угол наклона крыши в градусах.
Расчет постоянных и динамических нагрузок
Определяясь с уклоном односкатной крыши, вначале рассчитывают нагрузки, которые могут на нее приходиться. Бывают они постоянными и динамическими. К постоянным относят массу кровельного покрытия, дымоходы, антенны, тарелки и так далее – так как они всегда являются неотъемлемой частью крыши.
К динамическим или переменным нагрузкам относят такие, которые возникают с некоторой периодичностью. К ним можно отнести: снег, град, присутствие человека со всеми ремонтными инструментами и материалами. К этому еще можно добавить ветер, который способен срывать односкатные крыши из-за парусности кровельного покрытия.
Нагрузки, вызванные снеговыми осадками
Если представить, что угол односкатной крыши будет равняться 30º, в зимнее время на каждый квадратный метр покрытия будет прикладываться усилие в 50 кг. Это все равно, что на каждом квадратном метре будет сидеть по одному человеку.
Если же сделать уклон более чем на 45º, то, скорее всего, на такой крыше снег попросту не сможет задержаться (многое, конечно, зависит от шероховатости кровельного материала). Но для регионов России, расположенных на средней полосе со снегопадами средней интенсивности, достаточно уклона односкатной кровли в 30-35 градусов.
Допустимый минимальный уклон навеса для самостоятельного схождения снега равняется 10º. Максимальный же уклон равен 60º – сооружать крышу с более крутым углом нецелесообразно.
Владельцы односкатных крыш с недостаточным уклоном нередко берутся за лопату. Спасти может лишь площадь покрытия, так как с ее уменьшением, снижается и шанс прогиба кровельного материала.
Ветровые нагрузки
Все обстоит иначе в ветреных районах – с большими углами односкатные крыши из профнастила сооружать – категорически запрещается. К примеру, односкатной крыше с уклоном в 45 градусов приходится сопротивляться силе ветра, превышающей в 5 раз ту, которая действует на скат в 11 градусов. Исходя из этого, имейте в виду, что односкатную крышу сооружать нужно таким образом, чтобы ее низкая часть располагалась к подветренной стороне.
Смешанные нагрузки
Не забудьте дополнительно рассчитать для односкатной крыши и такие показатели, как сочетание кратковременных факторов с негативными непрекращающимися нагрузками. Имеются в виду критические величины, которые могут воздействовать на систему стропил. Многие, как ни странно, довольно часто не учитывают этот фактор, руководствуясь тем, что если крыша выдержит снег, значит, выдержит и любое воздействие ветра.
А представьте, что нескольким людям придется в сильный снегопад под порывами ветра взобраться на крышу. Сможет ли она одновременно выдержать нескольких человек, снежные осадки и сильный ветер? В такие-то моменты и случаются разного рода неприятные происшествия.
Какая бывает кровля
Хозяйственные и подсобные постройки чаще всего оснащаются односкатной кровлей. Особой дизайнерской оригинальности она не несет, подкупая своей дешевизной и скоростью монтажа. Все, что потребуется – соорудить две отличающиеся по высоте стены, и переложить их кровлей. Угол уклона подобных конструкций в основном находится в пределах 9-25 градусов, а для покрытия нередко используют профнастил. Так как чердак здесь отсутствует, может быть выбран минимальный скат крыши. Однако не стоит забывать о необходимости вентиляционного подкровельного пространства.
Наибольшей популярностью пользуются двухскатные крыши, состоящие из пары плоскостей (скатов), соединенных по одной линии. Фронтоны (торцы конструкции) могут оформляться дверями, для входа на чердак или проведения ремонтных мероприятий. Там же могут располагаться вентиляционные отверстия (продухи). В настоящее время набирают популярность вальмовые крыши, обладающие значительным эстетическим потенциалом. Показатели уклона кровли здесь могут быть самыми разнообразными: все зависит от личного вкуса и выбранного проекта.
Чаще других используют четырехскатную разновидность вальмовой конструкции, где два ската имеют треугольную форму. При возведении вальмовых крыш допускается использование практически любого кровельного материала. Хотя приходится иметь дело с конструкцией высокой сложности, однако потраченные усилия с лихвой окупаются красотой и эффектностью.
Мансардная крыша является усложненной разновидностью вальмовой: в данном случае за цель ставится создание оптимальных условий для использования чердачного пространства для обустройства жилой комнаты. Это предусматривает проведение работ по надежному утеплению и пароизоляции. Мансардное помещение формируется системой ломанных скатов, с довольно значительными углами наклона. Чаще всего здесь имеются слуховые окна, несущие как практическую, так и эстетическую функции. В обязательном порядке осуществляется инсоляция пространства.
Определяемся с минимальным уклоном односкатной крыши
Определяясь с тем, какой уклон должен быть у односкатной крыши, стоит отметить, что здесь присутствуют довольно широкие границы: от 6 до 60 градусов. Все определяется регионом, в котором планируется сооружать дом. Если вы не желаете из года в год страдать от тонн снега, обрушивающихся на вашу крышу, тогда сооружайте кровлю со скатом покруче. А если вы планируете защититься от ветра, то стройте крышу с более пологим уклоном. Многое, конечно же, будет зависеть и от эстетических предпочтений хозяина.
Односкатные крыши с большим уклоном
Чем выше угол такой крыши, тем меньше нужно времени для отвода воды в желоба. На ней не будут скапливаться ни листья, ни различный мусор, а значит, кровельный материал сможет прослужить намного дольше. К тому же, такая крыша внешне будет выглядеть намного эстетичнее, что для многих хозяев будет значить очень много.
Крыши односкатного типа с небольшим уклоном
Естественно, что с крыш с небольшим уклоном дождевая и талая вода уходит медленнее, в итоге она может начинать застаиваться, лед станет застревать в стоках, а также будет скапливаться грязь. Такие крыши быстро покрываются мхом, на них налипает листва. Хуже всего, если кровельный материал имеет шероховатое покрытие.
Определяясь с тем, какой угол должен быть у односкатной крыши, нужно предусмотреть такую конструкцию, чтобы осадки и талая вода на ней не задерживались, а с легкостью скатывались. При низком уклоне вода станет собираться во всех изъянах кровли. И с течением времени она сможет проникать внутрь кровли, порождая немало проблем, таких как сырость, порча утеплителя, а также ржавление металлических узлов каркаса крыши.
Но в данном случае присутствует и положительная сторона: при меньшем уклоне геометрия внутренних комнат становится все ближе к «привычному» кубу. Для многих она легче воспринимается, при этом ее можно использовать с большей отдачей. Это значит, что с меньшим углом наклона крыше потребуется больше гидроизоляции, предотвращающей попадание воды в систему стропил. Здесь нужно будет приобретать защитные покрытия, такие как мембраны, изоляция в рулонах или листах.
При минимальном угле крыши с одним скатом
Довольно часто односкатные крыши с уклоном всего в 3-5 % сооружают инверсионными. Это значит, что такая крыша сможет выдерживать дополнительные усиленные нагрузки: по ней безопасно ходить, на ней можно выращивать сад, или даже применять в виде открытой террасы. Стоит отметить, что есть определенный угол, при котором односкатная крыша может перенаправлять поток воздуха, отводя скопившиеся осадки в нужном направлении.
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.
Соотношение угла наклона скатов к объему мансардного помещения Источник legkovmeste.ru
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.
Конструкция мансардной крыши Источник ok.ru
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.
Рассчитываем его величину
Для односкатной
Поскольку односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то формирование заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд, берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную дину.
В итоге образуется прямоугольный треугольник.
Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, надо воспользоваться тригонометрической формулой.
Если длина стены L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Для двускатной
Принцип расчета для двускатной крыши похож на предыдущий принцип.
Рассмотрим пример
Катет С – это половина ширины здания.
Катет а – это высота от перекрытия до конька.
Гипотенуза является длиной ската.
Если нам известны любые два параметра, то величину угла наклона можно легко рассчитать с использованием калькулятора.
Если ширина равна 8, а высота – 10 метров, то следует пользоваться формулой:
cos A = c+b
Ширина с = 8/2 = 4 метра.
В итоге формула выглядит так:
cos A = 4/10 = 0.4
По таблицам Брадиса находим значение угла, которому соответствует данная величина косинуса.
Он равняется 66 градусов.
Определяемся с кровельным покрытием
Перед тем как рассчитать угол односкатной крыши, стоит иметь в виду, что современные кровельные покрытия также предъявляют свои требования к допустимым границам уклона односкатной крыши.
У разных кровельных материалов свои допустимые границы:
- профнастил – 8º-20º;
- фальцевое покрытие — 18º-30º;
- шифер — 20º-50º;
- мягкий тип кровельного покрытия — 5º-20º;
- металлочерепица — 30º-35º.
Для меньших уклонов вам потребуются бюджетные материалы: рубероид, профнастил и схожие с ними.
Удивительно, но даже для крыш с малым уклоном на сегодняшний день производят все те же кровельные материалы, что и для кровель с уклоном в 30 градусов.
Замер
Измерения уклона осуществляется посредством математического расчета либо уклономера. Последний вариант представляет собой рейку с рамкой, между ее планками имеется шкала деления, ось и закрепленный маятник. Рейка расположена по горизонтали, она показывает на шкале ноль градусов.
Для осуществления замера уклона ската кровельной конструкции рейку уклономера следует держать перпендикулярно коньку (в вертикальном положении). Маятник по шкале прибора покажет имеющийся уклон данного ската кровли в градусах.
Подобная техника замера является уже менее востребованной, поскольку сегодня имеются современные геодезические приборы. С помощью них определение уклона стало намного доступнее.
Справка. Существуют еще электронные и капельные уровни с уклономерами.
Какую систему стропил выбрать
Тип закрепления стропил на стенах определяется величиной уклона крыши, а также нагрузками, которые будут на нее приходиться.
На сегодняшний день существуют такие виды стропил:
- Висячие. Самый лучший вариант, если требуется получить максимально жесткое соединение, но отсутствует возможность установить дополнительный упор под боковыми опорами.
Говоря иными словами, присутствуют лишь наружные несущие стены, а перегородки отсутствуют. Можно сказать, что такая система стропил получается весьма сложной, поэтому ее изготовление должно осуществляться с достаточной ответственностью. Нюансы возникают из-за длинных пролетов и распирающего усилия, которое давит на стены.
- Наслонные. В данном случае вся кровля осуществляет давление, как минимум, на три опоры: две наружные стены и одну, расположенную внутри. Стропила при этом должны быть, как можно плотнее, сечением, как минимум, 5×5 см – для брусков, и 5×15 см – для стропильных ног.
- Скользящие. Такая конструкция предполагает, что одной из опор под стропила будет служить коньковая балка. А для состыковки ее со стропилами применяются специальные металлические крепежи – «скользячки». Они дают возможность стропильной системе в случае усадки стен перемещаться вперед на очень небольшое расстояние, во избежание появления трещин. Это помогает крыше с легкостью выдерживать даже значительную усадку сруба, без появления повреждений.
О чем гласит СНиП?
Требования, которые касаются уклона кровли, указаны в СНиП-II-26-76. В случае минимизации параметров угла следует учитывать дополнительные мероприятия, обеспечивающие водонепроницаемость кровли.
Требуемый показатель обеспечивает наклон несущих конструкций:
- балок;
- стропил;
- верхнего пояса ферм.
Также он влияет на наклон поверхности стяжки (выравнивающего слоя), монолитной либо выполненной из минеральных плит теплоизоляции, всевозможной подсыпки (песок, иной мелкофракционный материал), сделанной под нее.
Высчитываем высоту крыши с одним скатом
Для определения высоты возводимой крыши можно воспользоваться одним из трех известных способов:
- геометрическим;
- тригонометрическим;
- онлайн-калькулятором.
Самым простым способом, как рассчитать уклон односкатной крыши, считаются онлайн-калькуляторы. Как правило, они настроены на соответствие СНиПам – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Однако стоит учесть, что такой способ лучше использовать лишь в качестве вспомогательного.
Вот мы и разобрались с тем, как определиться с минимальным уклоном односкатной крыши. Надеемся, что вы сделаете правильные подсчеты, и ваша кровля прослужит больше запланированного срока!
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.
Формирование разуклонки дома
Разуклонку нужно делать на кровлях с углом наклона ≤10°. Полностью горизонтальными скаты быть не могут, т.к. для стока воды нужны уклоны. Для скатных крыш это не критично, а для плоских отсутствие разуклонки может стать причиной застоя воды и появления протечек, нарушения герметичности, преждевременному выходу из строя несущих узлов и т.д.
Разуклонка таких крыш может делаться несколькими методами, рассмотрим наиболее простой способ.
Поднимите на дом строительные инструменты, оборудование и материалы. Приготовьте электрический щиток, к которому придется подключать разные потребители тока.
Щиток следует размещать с учетом ПУЭ, с соблюдением ПТБ.- Возьмите проект, найдите, где и как располагаются ливнеприемные воронки. Разметьте и просверлите отверстия посредством специальной алмазной коронки, имеющей постоянное водяное охлаждение.
Размер воронки зависит от максимального расчетного потока воды. Согласно полученным данным приобретайте требуемые элементы воронки. - Используя лазерный нивелир, на параметрах кровли нужно поставить метки расположения поверхности бетонного слоя. Он станет условным «нулем», от которого вверх нужно выполнить метки всех остальных кровельных слоев. Работать необходимо внимательно, скрупулезно выставляя оборудование, замеры делайте, учитывая каждый миллиметр.
- Произведите заливку места полистиролбетоном. Раствор нужно готовить на крыше и замешивать своими силами либо использовать специальное смесительное устройство (оборудование, под давлением шлангами подающее готовую рабочую смесь с земли наверх).
Прежде чем приступит к работе на каждом участке нужно выставить отдельную опалубку и свои маячки, учитывая при этом величину и направление уклона скатов. - На другой день нужно убрать пленку. При выполнении работ по технологии прочность бетона даст возможность уже смело ходить по поверхности крыши. Не забудьте проверить значение разуклонки, поскольку еще на данном этапе работ можно исправить имеющиеся ошибки.
Важно! Когда стоит теплая и ветреная погода, то готовые зоны после заливки бетонной смесью обязательно нужно закрыть полиэтиленовым материалом, чтобы избежать быстрого испарения влаги.
Такое явление не даст полноценно пройти всем необходимым химическим реакциям из-за отсутствия жидкости. Следствием этого процесса станет снижение прочности стяжки.
Последствия несоблюдения нормативов
Крыши, имеющие незначительный угол наклона, требуют сооружения наиболее сложной стропильной системы, способной выдерживать большие нагрузки снега. Чем меньше будет наклон кровли, тем больше требуется дополнительно устанавливать элементов-подпорок.
Если на этапе проектирования кровли были нарушены положения СНиП, которые касаются допустимого минимального наклона конструкции для профлиста, владельцев здания ожидают серьезные испытания: протечки на фоне обильных атмосферных осадков. Они могут проникать под саморезы через отверстия.
