Как правильно посчитать минимальный уклон кровли в градусах
Несмотря на то что возведение крыши является последним этапом строительства любого сооружения, проектирование и расчёт параметров кровли входит в ряд основных конструктивных требований, которые рассчитываются на стартовом этапе. Чаще всего угол крыши выбирается не только исходя из эстетических соображений, но и строго учитывая практические и функциональные возможности строения, ведь кровля защищает любое жильё от непогоды.
Виды крыш
Прежде чем разбираться с вопросом устройства и задания необходимого угла наклона кровли, нужно точно определиться с формой крыши. В зависимости от обустройства кровли можно выделить несколько основных видов конструкций:
Скатной крыша считается, если минимальный уклон кровли составляет десять градусов.
Выделяют два основных вида кровли:
Строительство таких крыш выгодно, так как требует минимальных затрат на работу и материалы. Высокая надёжность обуславливает частое применение плоской кровли.
Скатные крыши дают возможность использовать свободное пространство под нужды хозяйственного назначения (чердак, мансарда). При хорошем утеплении можно устраивать жилые помещения.
Факторы, влияющие на уклон крыши
При строительстве крыши необходимо учитывать некоторые факторы, которые могут оказывать существенное влияние на дальнейшую безопасную её эксплуатацию. К таким факторам относятся:
Ветровая нагрузка
Из-за высокой парусности кровельного покрытия, особое внимание стоит уделить созданию оптимального уклона крыши. Кровля с большим углом наклона сильнее подвержена разрушающему воздействию ветра. Поэтому учитывая ветровую обстановку в определённой местности, можно посчитать необходимый уклон поверхности покрытия.
Лучше делать более пологую крышу, а стропильную систему усиленного типа. Пусть такой вариант постройки обойдётся дороже, зато ваш дом будет надёжно защищён от ветра. Однако нужно учитывать не только силу ветра, но и его направление. Металл черепице лучше, чтобы ветер был направлен в плоскость листов, так как при направлении в торец листа велика вероятность его отрыва. Поэтому необходимо уделить особое внимание расположению всей постройки, чтобы избежать аэродинамической подъёмной силы, которая стремится оторвать кровельное покрытие от стены здания.
Значение ветровой и снеговой нагрузки можно узнать из карты составленной по многолетним наблюдениям, для всей территории Российской Федерации. Именно в соответствии с такими картами и определяется местоположение всех построек.
Снеговая нагрузка
Понятно, что на огромной территории России существует множество различных зон, где влияние выпадающего снега ощутимо сказывается на всей поверхности крыши здания. Поэтому основной задачей правильного расчёта снеговой нагрузки считается определение оптимального угла уклона крыши. Чем круче будет скат, тем меньше снега сможет задержаться на его поверхности, что упрощает стропильную конструкцию.
Расчёт угла наклона необходимо производить с учётом поправочных коэффициентов:
Легко заметить, что значение изменяется только при уклоне 25—60 градусов. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на поверхность нужно значение, определённое по карте, умножить на коэффициент. Но это только часть расчёта.
Влияние материала кровли на наклон
При устройстве крыши применяются различные покрытия. Конечно, пока ещё не придумали идеальный материал, который бы соответствовал всем регионам.
Существуют основные покрытия, которые чаще всего применяются в строительстве:
При применении на плоских крышах металл черепицы или металл профиля рекомендуется стыки обрабатывать морозоустойчивым и влагостойким герметикам. Размер нахлестов таких материалов зависит от угла наклона кровли. Это касается и шиферных поверхностей.
Таким образом, угол наклона крыши является очень важным показателем, от которого полностью зависит время её безаварийной эксплуатации. Главное, правильно выбрать нужную конструкцию и правильно рассчитать величину уклона кровли. И конечно же, особое внимание необходимо уделить выбору кровельного материала.
Угол уклона кровли для различных условий и кровельных материалов
Крыша дома может иметь разную форму, а также различный уклон кровли. Причем угол уклона кровли чаще всего обусловлен не эстетическими соображениями, а практической стороной и определенными требованиями. Ведь от того, насколько острой или плоской является крыша, зависит ее прочность и правильное функционирование. Поэтому уклон рассчитывают, учитывая все необходимые параметры.
Три основных фактора, влияющих на кровельный уклон
У строителей принято эту величину (угол, под которым скат крыши расположен относительно горизонта) измерять в градусах или в процентах. Для получения точного результата пользуются геодезическим инструментом. Чтобы было ясно, то 0 градусов соответствует абсолютно плоской крыше, а большие значения угла – остроугольной кровле.
Ветровые нагрузки
Если в вашей местности преобладают сильные ветра, то не стоит задумываться о проекте с острой крышей. Из-за высокой парусности кровли с большим уклоном она больше подвержена разрушающему воздействию ветра. В этом случае лучше сделать крышу более пологую (чем меньше будет наклон ската, тем безопаснее), а стропила под нее соорудить прочные, усиленного типа. Хоть и значительно дороже обойдется строительство, зато крыша будет значительно лучше защищена от ветра.
Однако при строительстве крыши дома следует учитывать не только силу ветра, но и его направление. Так, для металлочерепицы желательно, чтобы ветер дул прямо в плоскость листов. Если же его порывы зайдут с торцов, то листы кровли будут с большей вероятностью гнуться и отрываться. Поэтому в зависимости от преобладающего направления ветра необходимо соответствующим образом поворачивать скаты крыши.
Количество осадков и снеговые нагрузки
Если вы проживаете в такой климатической где снежный покров зимой бывает достаточно солидным, то крышу делают с минимальным уклоном кровли 45 градусов (можно и больше, но не менее). Это необходимо для соскальзывания снега вниз, иначе он слежится на кровле, образуя слишком большой слой, способный продавить покрытие.
А вот если кровля имеет достаточный угол (около 45 градусов), можно и об усилении стропил не беспокоиться. Как, впрочем, и о системе задержания снега. Однако ветровые нагрузки для такой крыши усиливаются. Поэтому окончательный выбор делают, учитывая все климатические условия.
Надо заметить, что не только снег, но и дождь, и град, и палящие солнечные лучи периодически будут испытывать вашу крышу на прочность. Если местность солнечная, а дождей в году выпадает немного, то можно ограничится и плоской крышей с уклоном, близким к минимуму.
Важно: несмотря на то, что плоскую крышу называют именно плоской, уклон ей все же необходим. Минимальный уклон для плоской кровли составляет 1 градус или 1,7 %.
Материал кровельного покрытия
Материал, которым кроют крыши, может быть гладким или шершавым. В последнем случае вода стекать с крыши будет хуже, задерживаясь на ее поверхности (как и снег). А вот с гладенького покрытия вся влага стечет моментально. Существуют и другие конструкционные параметры от которых зависит минимальный и максимальный уклон.
Минимально допустимый уклон кровли для различных материалов
Металлочерепица
Однако опытным путем было выявлено, что более всего снег любит залеживаться на металлочерепичных крышах с уклоном от 20 до 35 градусов. Слишком малый уклон также плох – вода не успевает стекать с крыши, давя на кровлю и подтекая под стыки при слишком сильных ливнях. Несколько исправит ситуацию только выбор черепицы с увеличенной высотой волн.
Профлист (профнастил)
Ну, а минимальный уклон кровли из профлиста имеет несколько меньшее значение – 12 градусов. Маленькие углы наклона требуют двухволнового нахлеста, а углы от 15 градусов – нахлеста в 20 сантиметров. Шаг обрешетки увеличивается с увеличением уклона. У почти плоских крыш делают сплошную обрешетку, т. к. при скоплении большого количество снега может произойти прогиб кровли.
Гибкая черепица (мягкая кровля)
Обрешетка под гибкую черепицу представляет собой сплошное основание сделанное из листов фанеры или ОСП. Минимально допустимый уклон скатов для данного кровельного покрытия составляет не менее 11 градусов.
Материалы на битумной основе
Для таких мягких покрытий минимум составляет всего ничего – около двух градусов. Совсем маленький угол наклона требует увеличения количества слоев кровли (потому что для плоских крыш крайне важна хорошая влагозащита). Если же мы предусматриваем лишь 1 или 2 слоя покрытия, придется сделать наклон ската не менее 15 градусов.
Еврошифер (Ондулин)
Для этого материала минимальный уклон скатной кровли невелик, составляет он 11 градусов. Но при работе с ондулином на крышах с небольшим уклоном есть одно условие: нужна обрешетка сплошного типа.
Глиняная черепица и асбестоцементный шифер
Для данных кровельных материалов требуется уклон скатов равный 22 градуса. При этом нужно внимательно относится к расчету системы стропил, так как нагрузки от тяжелого материала будут немалыми. А если приплюсовать к ним слой снега или мощные порывы ветра, то и вовсе получим повышенные требования к опорной системе кровли. И еще надо отметить, что уменьшение уклона влечет за собой увеличение нагрузок на стропила.
Как произвести расчет уклона кровли: несколько рекомендаций
Теперь рассмотрим как посчитать угол наклона кровли. Начнем с того, что уклон, как уже отмечалось выше, может измеряться в градусах и процентах. Иногда неопытные застройщики их путают, что приводит к ошибкам в расчетах. А ведь эти значения отнюдь не являются равными. Впрочем, будучи внимательным и пользуясь специальными таблицами, можно произвести быстрый перевод величин.
Соотношение градусов и процентов в уклоне крыши
| Градусы, 0 | Проценты, % | Градусы, 0 | Проценты, % | Градусы, 0 | Проценты, % |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1,7 | 16 | 28,7 | 31 | 60,0 |
| 2 | 3,5 | 17 | 30,5 | 32 | 62,4 |
| 3 | 5,2 | 18 | 32,5 | 33 | 64,9 |
| 4 | 7,0 | 19 | 34,4 | 34 | 67,4 |
| 5 | 8,7 | 20 | 36,4 | 35 | 70,0 |
| 6 | 10,5 | 21 | 38,4 | 36 | 72,6 |
| 7 | 12,3 | 22 | 40,4 | 37 | 75,4 |
| 8 | 14,1 | 23 | 42,4 | 38 | 78,9 |
| 9 | 15,8 | 24 | 44,5 | 39 | 80,9 |
| 10 | 17,6 | 25 | 46,6 | 40 | 83,9 |
| 11 | 19,3 | 26 | 48,7 | 41 | 86,0 |
| 12 | 21,1 | 27 | 50,9 | 42 | 90,0 |
| 13 | 23,0 | 28 | 53,1 | 43 | 93,0 |
| 14 | 24,9 | 29 | 55,4 | 44 | 96,5 |
| 15 | 26,8 | 30 | 57,7 | 45 | 100 |
#1. Уклон, измеряемый в градусах, есть реальный угол между перекрытием и стропилом. Его можно подсчитать, разделив высоту конька (над плоскостью перекрытия) на половину ширины крыши. Если крыша имеет ломаную форму, то берется часть ширины дома, находящаяся под данным участком крыши. К примеру, дом имеет простую крышу шириной 10 метров. Конек имеет высоту 2 метра. Делаем расчеты. Делим 2 на 5, получив 0,4. В проценты перевести просто: умножим число на 100. Выйдет 40 процентов.
#2. Можно пойти еще более простым путем. Зайдя в интернет, найти онлайн сервис с калькулятором для расчета кровельного уклона (их в Сети предостаточно). Вводим необходимые значения. Это ширина здания и высота конька. Параллельно вам и длину стропил мгновенно подсчитают. Принцип работы подобных калькуляторов основан на том, что, по сути, все крыши состоят из двухскатных, которые рассчитываются как обычный треугольник.
#3. И еще один способ – он годится для тех, кто больше верит своим рукам и глазам, чем расчетам. Надо просто взять и измерить уклон, используя для этого нехитрый прибор – уклономер (иначе, угломер). Сегодня существует множество вариантов исполнения данного прибора, как аналоговых так и цифровых.
Электронный угломер, которым можно измерить угол наклона ската крыши.
#4. Так как ширину дома изменить никак нельзя, то варьировать наклон плоскости крыши можно изменением высоты конька. Естественно, лишь тогда, когда и стены дома, и его фундамент надежны, а их прочность имеет запас. После выбора оптимального для себя уклона застройщик может определить, какой высоты ему нужен конек. В помощь ему имеются специальные таблицы с коэффициентами, на которые следует умножить одну вторую от ширины перекрытия (уклон задан).
#5. На практике высоту конька можно определить достаточно просто. Берем и размечаем две внешние стены дома (вдоль них будет расположен наш скат). Шнур натираем мелом и туго натягиваем между этими метками. Отмеряем у шнура центр, и в этой точке ставим планку. Она должна стоять строго перпендикулярно плоскости перекрытия (для точности проверим это с помощью угольника).
Меняя положение бечевки относительно планки (двигая ее вверх), стараемся достичь нужного нам уклона. Для этого периодически проверяем величину угла от стены. Как только необходимый результат достигнут, ставим отметку на планке. Отпилив этот кусок, делаем шаблон для опор конька. Если же опоры не нужны, то на каждом из торцов крыши определяем высоту стыковки двух стропил, закрепив рейки с натянутым шнуром.
Нюансы расчета скатной кровли: как устанавливается уклон и рассчитывается площадь крыши?
Скатные крыши представлены конструкциями с уклоном от 8-10° и выше в 1,2,4 и несколько сторон, обеспечивающим свободный сход талых и ливневых вод.
При желании и сравнительно простом исполнении каркаса расчет можно выполнить своими силами, после определения нагрузки и других требований к крыше, а также условий ее эксплуатации.
Что нужно учитывать при проектировании?
Исходными данными для расчета служат:
Строительство начинается при наличии готового проекта, т.е. после подбора оптимальной конструкции и уклона, расчета площади, длины и высоты каждого ската. Именно эти показатели служат основой при определении нагрузки, сечения и шага элементов каркаса, количества материалов и сметы строительства.
В ходе расчета учитывается потребность в быстром, но безопасном сходе осадков, низкой парусности, прочности и внешней привлекательности крыши.
Определение угла наклона
Подбор оптимального наклона считается главной задачей расчета, этот параметр оказывает прямое влияние на смету и определяется после учета всех факторов влияния. В теории малоуклонные конструкции обходятся дешевле, но такое исполнение не всегда возможно.
Уклон кровельного покрытия определяется специалистами как мера крутизны. Данный показатель представляет собой отношение вертикального подъёма кровли к ее горизонтальному пролету, или пробегу, поэтому часто выражается в градусах или в виде отношения.
Между этими параметрами существуют определённые отношения, некоторые из них представлены в таблице:
| Угол ската, град | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
| Примерное отношение крутизны ската | 1:11,5 | 1:5,5 | 1:4,3 | 1:2,8 | 1:1,7 |
Чем больше второе число (протяжённость) в соотношении, тем более пологой будет крыша. Второе число — это горизонтальная площадь кровельного покрытия, обычно измеряемая в расчёте на единицу длины (метр).
Фактический уклон можно определить весьма просто, с помощью линейки и уровня, но обычно угол ската устанавливают расчётным путём, исходя из практической целесообразности, соображений безопасности и эстетического восприятия будущего дома.
Таким образом, для определения угла ската α назначаются размеры прямоугольного треугольника, известными величинами которого являются желаемая высота чердака/мансарды Н и ширина дома В. Тогда тангенс угла наклона tg α = 2H/В.
В практике расчётов не всегда имеется возможность применить инженерный калькулятор. Тогда для расчётов по вышеописанной методике используют четырёхзначные математические таблицы Брадиса. В частности, значение угла α ≈37 0 из предыдущего примера определится по табл.IX находим значение tg α = 6/8 = 0,75, и по ближайшему числу (0,7536) принимаем фактическое значение угла ската.
Отметим, что данный угол можно определять и с помощью приложений, установленных на смартфон, например, Roof Pitch от VELUX, которое доступно как для iPhone, так и для Android. Возможно, вам будет интересно узнать каким должен быть минимальный и оптимальный угол наклона односкатной крыши.
Сбор нагрузок
При сборе нагрузок на скатную крышу суммируются:
Временная снеговая нагрузка, определяемая по формуле:
Каждая из перечисленных нагрузок умножается на коэф. надежности (табличная величина, не ниже 1,1). При сомнении в используемых формулах нагрузку на скаты стоит проверить с помощью кровельного калькулятора.
Влияние ветровой нагрузки учитывается отдельно: в регионах с сильными ветрами уклон скатов по возможности поддерживается в среднем диапазоне. Это объясняется склонностью к подъему ветром чрезмерно пологих крыш через низ (в том числе – при чрезмерной площади карнизного свеса) и опрокидыванию и отрыву материалов на крутых скатах.
Но в целом этот фактор скорее влияет на требования к крепежам и устойчивости конструкции, а не на сам уклон. В районах с равным влиянием снеговых и ветровых нагрузок угол кровли подбирают в универсальном диапазоне от 20 до 45°.
Кровельный материал
Практически все современные кровельные покрытия подходят для монтажа на скатные крыши, но минимально допустимый и оптимальный уклон отличаются у разных видов.
Это же относится к требованиям к основанию под кровельные материалы. На выбор влияет несколько факторов: типы крыш, их оформление, эксплуатационные возможности кровельного материала и т.д.
Кроме того, обязательно учитываются:
Распространённые виды кровельного покрытия:
Анализируя все «за» и «против», останавливаемся на одном из оптимальных видов кровельного покрытия.
Основные требования к углу наклона относительно типа кровельного покрытия изложены в СНиП II-26-76. При правильном подходе требования технологии монтажа покрытий уточняются заранее и учитываются при выборе оптимального угла скатов.
Разновидности наклонов
Хотя категории уклона кровли строго не определены, обычно их можно сгруппировать следующим образом:
Таким образом, ключевым фактором при выборе уклона кровли является климатическая зона строительства. Если вы проживаете в зоне, где часто выпадают осадки значительной интенсивности, то вам понадобится крыша с более высоким скатом, чтобы защитить её от массы избыточной влаги. И наоборот.
Помимо этого, при выборе уклона учитывается число скатов, сложность конфигурации и назначение кровли:
Подробно об особенностях стропильной системы четырехскатной крыши мы рассказывали здесь.
Единицы измерения
Уклоном ската называют угол, образуемый пересечением его плоскости с горизонталью крыши. Традиционно его единицы измерения указываются в градусах, но в ряде случаев застройщикам проще работать с процентными или числовыми соотношениями.
В частности, но нормам СНиП крыша считается скатной при отношении высоты крыши к ее длине 1:7, что в свою очередь соответствует 8° или 14% уклона. 100% уклоном ската считается угол в 45°.
В численном соотношении уклон находится путем деления высоты скатной крыши на длину ее заложения, для перевода ед.измерения в проценты результат умножается на 100, для перевода в градусы – используются конвекторы или таблицы.
Оптимальное и минимальное значение
Главным ориентиром служат рекомендации производителей. Минимальное значение ограничивается требованиями к герметичности (отклонение в меньшую сторону приводит к протечкам). Оптимальный диапазон зависит от парусности, полезной площади, склонности к удержанию снега и привлекательности кровельных покрытий.
| Вид кровельного материала | Минимальный угол наклона | Оптимальный диапазон | ||
| ° | % | ° | % | |
| Металлочерепица | 14 | 24,9 | от 25-30 | От 46,6 |
| Профнастил | 12 | 21,1 | От 15 | От 26,8 |
| Фальцевая кровля | 7 | 12,3 | 16-25 | 28,7-46,6 |
| Гибкая черепица | 11 | 19,3 | 20-45 | 36,4-100 |
| Ондулин | 6 | 10,5 | 9-20 | 15,8-36,4 |
| Штучные кровельные материалы, композитная черепица, шифер | 22 | 40,4 | 22-45 | 40-100 |
| Рулонная мягкая кровля на основе битума | 3-5 при укладке в 3 слоя, от 15 – в 2. | От 5,2 | От 15 | От 26,8 |
При выборе оптимального значения и самого покрытия важно помнить о требованиях к обрешетке. Мягкая черепица и рулонная кровля в любом случае монтируются поверх сплошных настилов.
Ондулин, профнастил и фальцевые листы нуждаются в сплошной обрешетке при низком угле наклона скатов, и могут монтироваться на разряженную при уклоне более 15° (26,8%). Разряженная обрешетка в любом случае обходится дешевле и свободно вентилируется.
Расчет площади кровли
При вычислении площади прямоугольных скатов не возникает проблем – длина конструкции умножается на ширину с учетом запаса на карнизный свес. У двускатных крыш полученное значение просто суммируется.
Площадь скатов сложной формы также находится по тригонометрическим формулам, при необходимости – после разбивки общей плоскости на простые фигуры. Расчет ведется после определения высоты крыши, длины угловых стропил находятся как гипотенузы прямоугольных треугольников.
Полученное значение в точности учитывается при определении нагрузок и округляется в большую сторону при расчете сметы. В частности, при определении необходимого количества материалов от общей величины не отнимается площадь проходных элементов или аналогичных конструкций.
Особого внимания требуют листовые кровельные материалы, укладываемые с нахлестом, в расчет принимается их полезная, а не фактическая площадь.
Сервисы для расчета параметров и материалов
Проверить или рассчитать характеристики таких крыш помогают:
Из видео узнаете, как рассчитать размеры элементов двухскатной крыши, необходимое количество материалов с помощью онлайн калькулятора:
Заключение
Стоит отметить, что расчет параметров скатных крыш существенно усложняется при увеличении числа скатов больше 2, планировании заложения под ними жилых помещений или добавления эркеров, щипцов и мансардных окон.
В идеале все характеристики определяются на этапе проектирования дома, внеплановое изменение уклона или конфигурации каркаса отрицательно сказывается на надежности и смете.
