Расчет угла наклона крыши
Крыша дома должна быть надежной и красивой, а возможно это при правильном определении ее угла наклона для данного вида кровельного материала. Как рассчитать угол наклона крыши — в статье.
Назначение подкровельного пространства
Перед расчетом угла наклона крыши надо определиться с тем, как будет использоваться чердачное помещение. Если вы планируете сделать его жилым, угол наклона придется делать большим — чтобы помещение было просторнее, а потолки выше. Второй выход — делать ломанную, мансардную кровлю. Чаще всего такую крышу делают из двухскатной, но может она иметь и четыре ската. Просто во втором варианте очень уж сложной получается стропильная система и без опытного проектировщика просто не обойтись, а большинство предпочитает делать все самостоятельно, своими руками.
Чем выше конек, тем больше полезная площадь подкровельного пространства. Но одновременно увеличивается и площадь крыши
При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:
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:
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).
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.
| Наименование кровельного материала | Минимальный угол наклона (в градусах) |
|---|---|
| Асбоцементный шифер и ондулин | 6° |
| Цементно-песчаная и керамическая черепица | 10° |
| Гибкая битумная черепица | 12° |
| Металлочерепица | 6° |
| Асбо-цементные или сланцевые плиты | 27° |
| Стальные оцинкованные, медные, цинк-титановые листы | 17° |
| Профнастил | 6° |
Минимальные углы прописаны в ГОСТе (смотрите таблицу выше), но часто производители дают свои рекомендации, так что желательно определиться с конкретной маркой еще на стадии проектирования.
Чаще угол ската крыши часто определяют исходя из того, как сделаны они у соседей. С практической точки зрения это правильно — условия у близлежащих домов аналогичны, и, если соседские крыши стоят хорошо, не текут, можно взять за основу их параметры. Если же по соседству нет крыш с тем кровельным материалом, который вы планируете использовать, можно начать расчеты со средних значений. Они приведены в следующей таблице.
| Тип кровлеьного материала | Рекомендуемый угол наклона минимальный/максимальный | Какой наклон ската делают чаще всего |
|---|---|---|
| Кровля из толя с посыпкой | 3°/30° | 4°-10° |
| Двухслойная толевая | 4°/50° | 6°-12° |
| Цинковая с двойными стоячими фальцами | 3°/90° | 5°-30° |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18°/50° | 22°-45° |
| Голландская черепица | 40°/60° | 45° |
| Обычная керамическая черепица | 20°/33° | 22° |
| Профнастил и металлочерепица | 18°/35° | 25° |
| Асбоцементный шифер | 5°/90° | 30° |
| Искусственный шифер | 20°/90° | 25°-45° |
| Солома или камыш | 45°/80° | 60°-70° |
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.
Влияние климатических факторов
На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.
Карта снеговых нагрузок РФ
Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.
Расчет снеговых нагрузок
На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.
Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:
Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.
И все это крыша должна выдержать
Расчет ветровых нагрузок
Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.
Карта ветровых нагрузок РФ
Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:
Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).
В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания (приведены в таблице). Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.
| Высота здания | Зона «А» | Зона «Б» | Зона «В» |
|---|---|---|---|
| менее 5 метров | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| от 5 м до 10 м | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| от 10 м до 20 м | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).
Коэффициенты для учета аэродинамической составляющей ветровой нагрузки
Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.
Итак, выводы. Рассчитать угол наклона крыши — это, Скорее, выбрать один из возможных вариантов. Важно только чтобы выбор этот оказался правильным.
Каким должен быть наклон крыши частного дома
Уклон скатов нельзя просто сделать таким, каким хочется. Это важнейший параметр кровли, от которого зависит не только эстетика дома, но и требования к его конструкциям, вплоть до фундамента. Поэтому, чтобы правильно выбрать наклон крыши, нужно учесть сразу несколько факторов. Каких? Расскажем в статье.
Что влияет на угол наклона крыши
Уклон скатной кровли, в основном, зависит от четырех факторов:
Есть еще и второстепенные параметры. Например, оптимальные углы наклона крыши зависят от того, как часто будут обслуживать кровлю, планируется ли ставить на ней оборудование или делать озеленение. Но они обычно не имеют решающего значения.
Когда снега — много
Каждая кровля может выдержать только строго определенную максимальную нагрузку. Эта нагрузка прямо зависит от параметров стропильной системы, опосредованно — от несущей способности стен и фундамента. Превышение максимальной нагрузки приведет к обрушению крыши со всеми вытекающими из этого последствиями. Как это связано с тем, какой уклон должен быть у крыши? Все просто: с его помощью можно влиять на нагрузку.
При небольшом уклоне на крыше может нарасти большая снеговая шапка
Дело в том, что общая нагрузка на кровлю — это сумма двух составляющих в пересчете на 1 м 2 :
Именно снеговая нагрузка и, в меньшей степени, ветровая интересуют нас, когда мы определяем, какой уклон крыши нужно сделать.
Снеговая нагрузка, согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», вычисляется по формуле S0 =Sg·μ. Значение Sg — это нормативный вес снегового покрова в районе строительства и его изменить нельзя. А вот μ — поправочный коэффициент, на который прямо влияет угол наклона кровли. Рассчитывается он по-разному для разных видов крыш, но общий принцип прост: чем больше наклон кровли, тем меньше снеговая нагрузка.
Например, для односкатных и двускатных кровель μ=1, если угол ската крыши меньше 30°, и μ=0, если наклон больше 60°. Для промежуточных значений углов поправочный коэффициент вычисляют по формуле: μ = (60°−α)/(60°−30°), где α — это как раз угол наклона кровли.
Это означает, что пологая крыша с уклоном 20 градусов будет держать на себе полный вес снежного покрова, в то время как для крутой кровли, наклоненной под 65°, снеговую нагрузку можно вообще не учитывать. Все, что между крайними вариантами — наше пространство для маневра.
То есть, меняя угол ската кровли в диапазоне от 30° до 60°, мы уменьшаем или увеличиваем снеговую нагрузку. Угол, при котором сумма снеговой и постоянной нагрузки равна несущей способности стропильной системы, и есть минимально допустимый уклон кровли.
Ветер, ветер, ты могуч…
Нормативное ветровое давление, которое рассчитывают по тому же своду правил, что и снеговую нагрузку, от наклона ската крыши не зависит. От ее вида, формы, высоты и других параметров — да. Но не от уклона. Поэтому здесь — не об этом расчетном значении, а о том, как давление ветра в принципе влияет на кровлю.
Если упростить, то чем больше площадь ската и чем ближе к вертикальному его положение, тем больше парусность. То есть на рекламные щиты ветер «давит» с максимально возможной силой, на крыши с крутыми скатами — слабее, но все равно очень существенно. Поэтому в местах с высокой ветровой нагрузкой рекомендуют делать пологие кровли. Так, если уклон крыши 10 градусов, она защищена от «опрокидывания» даже очень сильным ветром. Но, к сожалению, не от срыва.
Если на кровлю с крутыми скатами ветер давит, стремясь опрокинуть ее, то пологую пытается поднять. А когда угол склона крыши небольшой, воздушные массы, обтекающие скаты, создают подъемную силу. И если эта сила станет слишком большой, крышу унесет.
Частично компенсировать этот эффект помогают слуховые окна. Только не люкарны или «кукушки», а небольшие вентиляционные окошки в верхней части фронтона или ската, закрытые решетками-жалюзи. В отличие от обычных окон, слуховые всегда открыты и выравнивают давление снаружи и внутри кровли.
Чтобы избежать избыточного ветрового давления и подъемной силы, в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимален средний наклон крыши — 30-45°.
Чем кровлю крыть будем?
У всех кровельных материалов, за исключением тех, которые предназначены для укладки на плоскую крышу, есть требования к минимальному углу наклона кровли. А у некоторых ограничен и максимальный уклон ската. Вот, какой уклон крыши должен быть, в зависимости от вида кровельного покрытия:
| Кровельное покрытие | Минимальный наклон | Максимальный наклон |
| Керамическая черепица | классическая — 22°; бобровый хвост — 30°. | 60° |
| Цементно-песчаная черепица | 22-30° | 60° |
| Металлочерепица | 9° | нет |
| Профнастил | 8-10° | нет |
| Фальцевая кровля | 7° | нет |
| Шифер | 25° | 45° |
| Ондулин | 5° | нет |
| Битумная черепица | 6° | нет |
Но не стоит воспринимать числа из этой таблицы, как запрет использовать кровельное покрытие, если угол наклона крыши меньше минимального. Просто, если вы не впишитесь в эти нормы, кровля может потечь. А если скат наклонен под намного меньшим углом, чем допустимо, вероятность протечки близка к 100%.
Впрочем, этого можно избежать. Нужно принять дополнительные меры по герметизации кровли, которые сделают ее практически водонепроницаемой:
Это все сильно увеличивает цену устройства крыши здания — у дома фактически будет два кровельных покрытия. Нижнее — рабочее, которое и защищает кровлю от протекания. А верхнее покрытие будет закрывать нижний гидроизоляционный слой от ультрафиолета и выполнять декоративную функцию.
Поэтому при расчете, сколько должен быть уклон крыши, минимальные углы монтажа кровельного покрытия нужно учитывать, в первую очередь, ради экономии на устройстве кровли. Кроме того, укладка кровельного материала на скат, уклон которого меньше минимального, часто лишает гарантии производителя.
А вот максимальный угол монтажа кровельного покрытия игнорировать нельзя. Если превысить его, то крыша рискует остаться «раздетой» при сильном ветре.
Чердак или мансарда?
Как вы собираетесь использовать подкровельное пространство?
Если планируете просто сделать на нем чердак, тогда уклон кровли значения не имеет — для хранения вещей места хватит. Другое дело, если под скатами будет мансарда. Тогда на угол наклона крыши стоит обратить внимание.
Полезная площадь под односкатной крышей зависит от угла ее наклона больше всего. Этот тип кровли опирается на две стены или подпорки возле них. Следовательно, если крыша очень пологая, то полезная площадь мансарды получается почти такой же, как у нижних этажей. За исключением небольшого участка у стены под нижней частью ската.
Для двускатной, вальмовой, шатровой крыши угол наклона ската имеет значение, если стены дома не заканчиваются в полуметре от перекрытия, а выгнаны на высоту 1,5 м, лучше 2 м. В этом случае пологая кровля не увеличивает доступное пространство — оно и так большое, — а сильно снижает расходы на отопление.
Подведем итоги
Какой должен быть уклон крыши? Зависит от четырех факторов:
Для уменьшения снеговой нагрузки скаты лучше сделать крутыми — при угле 60° и более она равна нулю. Но такую кровлю делают редко, поэтому минимально возможный уклон крыши рассчитывают, исходя из допустимой нагрузки на конструкции.
Так как для снижения парусности правильно сделать уклон крыши небольшим, этот параметр вступает в противоречие с предыдущим. Поэтому в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимально делать уклон кровли 30-45°.
Кроме того, у многих видов кровельных материалов есть минимально и максимально допустимые углы монтажа. Влияет на уклон и то, что будет под кровлей: чердак или мансарда.
Какой угол наклона односкатной крыши лучше выбрать – что влияет на выбор правильного уклона кровли
На нашей планете можно насчитать тысячи разновидностей крыш, продиктованных различными архитектурными традициями. В настоящее же время архитекторами было полностью изменено представление о загородном строительстве. Теперь односкатные крыши стали идеалом для сочетания множества их исполнений с дизайном ландшафтов. В этой статье мы расскажем о том, каким должен быть угол наклона односкатной крыши, чтобы ее функциональность соответствовала требованиям самых снежных регионов России.
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.
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.
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.
Высчитываем точный уклон ската
Уклон односкатной крыши представляет собой угол наклона стропила и ската крыши по отношению к горизонтали потолка – исчисляется градусами или процентами.
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:
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.
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:
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.
Высчитываем высоту крыши с одним скатом
Для определения высоты возводимой крыши можно воспользоваться одним из трех известных способов:
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!
