Phone-trade.ru

Умный дом
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно спроектировать и рассчитать угол наклона малоуклонной крыши

Как правильно спроектировать и рассчитать угол наклона малоуклонной крыши

Крыша это один из важных элементов дома. Данный элемент служит для защиты жилища от атмосферных осадков, солнечных лучей и холода. Правильно сконструированная крыша будет надежной защитой дома от снега и дождя. В то время как неправильно сделанная крыша может послужить причиной серьезных проблем, вплоть до разрушения. В рамках этой статьи мы поговорим о том, как расчитать уклон крыши (в качестве примера мы рассмотрим двускатные малоуклонные крыши), чтобы она была наиболее эффективной, по каким критериям стоит определять угол уклона крыши и какие есть минимальные углы наклона для различных кровельных материалов.

Рекомендации по подбору угла крыши

Угол уклона крыши напрямую зависит от климатических условий в месте проведения строительства и материала кровли. Он может меняться в пределах от 11º до 45º и более. Чем теплее и суше, тем более пологую можно сделать крышу.

Обратите внимание

В местах с обильными осадками уклон ската крыши должен быть 45 — 60º. В таком случае снежный покров под своим весом сползает вниз.

В местах, где отмечаются сильные ветра наклон не должен превышать 20º. Это позволит снизить парусность.

Наиболее оптимальным является уклон крыши, который лежит в диапазоне 20 — 45º.

Соответственно, чем круче крыша, тем быстрее скатывается с нее снег и стекает вода, тем самым уменьшая нагрузку на фундамент. Если установить угол 45º, вес снега можно не учитывать, он будет незначительным. Разумеется, если этот угол начать увеличивать, нагрузка начнет резко возрастать.

Если произвести минимальный уклон кровли (11º) — это увеличит силу давления ветра в пять раз. Данное изменение нагрузки вызывает необходимость усиления обрешетки и стропил.

Минимальный и оптимальный уклон кровли из профлиста

В таблице указаны минимальный и оптимальный градус наклона для крыши, накрытой профлистом.

Минимальный уклон Оптимальный уклон
Жилые дома12 градусов20 градусов
Производственные помещения8 градусов20 градусов

Необходимо знать, что при уклоне кровли менее 12 градусов, необходимо проводить герметизацию горизонтальных швов, для того, чтобы предотвратить попадание атмосферных осадков на стыках профлистов.

В следующей таблице указан горизонтальный нахлест при различных углах уклона кровли из профлиста:

Уклон кровли, град. Минимальный нахлест, см
менее 1220см и герметизация швов
12 — 15не менее 20см
15 — 3015 — 20 см
более 3010 — 15 см

Кроме расчета угла кровли, иногда уклон рассчитывают в относительных величинах, далее мы рассчитаем на реальных примерах обе величины.

Как рассчитать уклон кровли по схеме в градусах

Давайте на примере обычной двухскатной крыши рассчитаем угол уклона.

На схеме видно, что А – это угол уклона левого ската, а В – второго. Для того, чтобы их рассчитать, нам необходимо знать высоту кровли h и длину горизонтальной проекции скатов с и d.

Если кровля симметрична, то длины с и d будут равны и чтобы их найти, нам необходимо будет длину стены разделить пополам.

Пример расчета угла уклона кровли с помощью схемы

Из моей схемы видно, что кровля у нас симметричная, т.е. углы А и В будут одинаковы. Давайте теперь попробуем рассчитать углы на реальном примере.

Допустим, у нас есть следующие значения:

  • Длина стены = 12м
  • Высота кровли h = 3м

Теперь необходимо рассчитать с и d.

В нашем случае с = d = 12/2 = 6м, то есть с и d у нас по 6 метров.

На схеме мы видим прямоугольный треугольник, и чтобы найти его угол А, необходимо рассчитать тангенс этого угла. Из геометрии помним, что тангенс угла равен отношению противолежащего катета к прилежащему.

Противолежащим катетом является высота кровли (h), а прилежащим катетом является (с).

tg(A) = h / c

В нашем случае, тангенс угла равен 3/6 = 1/2 или 0,5.

С помощью инженерного калькулятора или таблицы тангенсов вычисляем угол, который в нашем случае будет равен примерно 27 градусов.

Уклон кровли в относительных величинах

Иногда уклон кровли измеряют не в градусах, а в относительных величинах. В этом случае достаточно разделить высоту кровли (h) на горизонтальную проекцию ската (с).

Если взять предыдущий пример, то у нас получится, что уклон равен 1/2.

Ну а если необходимо в выразить уклон в процентах, то 0,5 нужно умножить на 100%, и получится 50%.

Достоинства и недостатки различных уклонов кровли из профлиста

При небольшом уклоне, так же как и при большом, у кровли из профлиста будут проявляться свои достоинства и недостатки.

Читать еще:  Обрешетка под шиферную кровлю

Маленький уклон кровли (12-20градусов)

Достоинства такой кровли:

  • ветроустойчивость
  • простота монтажа
  • небольшой расход материала

Недостатки кровли с маленьким уклоном из профлиста:

  • возможность попадания осадков в стыковочных местах
  • зимой большая нагрузка от снега
  • возможно, придется зимой чистить крышу вручную
  • проблематичный мансардный этаж

Большой уклон кровли из профлиста ( >45 градусов)

Достоинства кровли с большим уклоном:

  • исключено попадание осадков в стыки профлиста
  • увеличенное чердачное пространство
  • зимой снег залеживаться на профлисте практически не будет

Недостатки большого уклона кровли:

  • неудобство монтажа профлиста
  • огромная парусность такой крыши
  • постоянное скатывание снега с кровли из профнастила

Оптимальные показатели расчета угла наклона крыши в один скат

Как же рассчитать угол наклона односкатной крыши самостоятельно? Начнем с определения нагрузок на будущую кровлю, а затем, выберем оптимальный угол уклона кровли.

1. Расчет нагрузок на кровлю

Нужно учесть постоянные и переменные нагрузки. К постоянным отнесем вес всех строительных материалов и оборудования (антенны, вентиляция и пр.). Переменные нагрузки – это осадки, ветер и вес работников с оборудованием, если вдруг понадобится ремонт крыши.

I. Снег. Если зима в вашем районе проходит почти без снега, то смело можно выбирать минимальный угол ската. В условиях снежной зимы, крыша в 20-25 градусов испытывает снежные нагрузки около 150 кг/м2. В такой местности специалисты советуют делать скат с уклоном 45 градусов, чтобы обеспечить постоянное и равномерное схождение снега с крыши. Средняя зима (центр и средняя полоса России) позволяет выбирать оптимальный уклон в 30-35 градусов. Однако эта цифра будет зависеть от следующего фактора:

II. Ветер. В местности, где преобладают сильные ветра, крышу с крутым уклоном может легко сорвать. В этом случае низ ската лучше располагать к ветру. Для расчета уклона кровли в ветреных районах лучше воспользоваться специальной картой ветровых нагрузок:

III. Дождь и град. Сила падающего града и дождевых капель также оказывает давление на крышу. Крутой уклон сглаживает эти нагрузки, защищая кровельный материал от повреждений в регионах, где часто встречается непогода.

Делаем вывод: несмотря на то, что минимальный уклон 10-20 градусов упрощает работу и удешевляет расходы, оптимальным считается скат под 35-45 градусов, при котором кровля надежно защищена от нагрузок и погодных катаклизмов.

2. Определяем оптимальный уклон

Технические и эстетические характеристики на стороне крутой односкатной крыши, так как пологие скаты могут пропускать влагу, удерживать снег и мусор. Однако для хозяйственных построек, гаражей и небольших домиков крутой уклон совершенно не обязателен, ведь убрать снег и грязь можно и вручную, а обезопасить кровлю от протекания помогут современные герметики. Итак, если мы выбираем:

  • Маленький уклон 3-11 градусов. Нам необходима усиленная стропильная система, сплошная обрешетка в виде листов влагостойкой фанеры, надежная герметизация стыков и качественная гидроизоляционная мембрана под кровельный материал. Для такой крыши лучше выбрать мягкий кровельный материал, особенно, если это – жилое помещение;
  • Средний уклон 12-25 градусов. Такой скат – оптимальный выбор для любых регионов нашей страны. Стыки в этом случае можно не герметизировать, но нахлест кровельного материала лучше сделать в 20 см. Для данного уклона отлично подойдет металлочерепица, профнастил, шифер и пр.;
  • Крутой уклон около 45 градусов. Выбирается для регионов с большим количеством осадков в год. Для такой крыши подходят любые твердые кровельные материалы.

3. Базовые расчеты

Чтобы обеспечить нужный уклон, нам необходимо рассчитать длину стропильной ноги и высоту поднятия несущей стены. Воспользуемся известными формулами, которые применяют все строители.

Lbc=Lсд x tgA, где Lbc – высота, на которую нужно поднять стену; Lсд – длина стены дома (без учета дополнительного подъема для ската); А – выбранный угол наклона кровли.

Длину стропильной ноги (Lc) найдем по такой формуле: Lc=Lbc/sinA.

Рассчитаем длину стропильных ног (Lc) и высоту фасадной стены Lbc, которую необходимо поднять. Допустим, что мы выбрали угол наклона ската (A) в 25 градусов, а длина нашей обычной стены (Lсд) — 3 м.

Определяем высоту, на которую необходимо поднять лицевую стену по такой схеме: Lbc=3 x tg25=0,47 x 3=1,41 м. Тогда длина стропильной ноги Lc=1,41/0,42=3,36 м. Так, наша нижняя стена будет равна 3 метрам, а верхняя – 3+1,41=4,41 м.

Мы получили длину стропилины от стены до стены. Также, нам необходимо учесть задний и передний свесы, которые нужны для дополнительной защиты от влаги и ветра (обычно берутся по 40-50 см). Так, конечная длина стропильной ноги будет равна: (Lc) 3,36 м + 1 м=4,36 м.

Читать еще:  Расстояние между обрешеткой под мягкую кровлю

Как правильно выбрать уклон кровли из металлочерепицы

Выбирая угол наклона кровли для металлочерепицы, важно понимать, что крутизна обладает некоторыми преимуществами, среди которых выделяют следующие моменты:

  • экономичность – расход кровельного материала небольшой;
  • значительное уменьшение массы конструкции и ее парусность, в результате чего можно предотвратить повреждения кровли при сильных порывах ветра;
  • довольно легко установить отвод под воду.

Однако не стоит забывать и про ряд определенных нюансов, таких как:

  • возникает необходимость в наличии герметичного покрытия, при большом уклоне невозможно добиться высокого уровня защиты дома от проникновения воды между стыками листов металлочерепицы;
  • увеличиваются требования относительно своевременного удаления снега с поверхности крыши, например, если с крутой поверхности снег сдувает ветер, то на пологой кровле осадки будут задерживаться, в том случае, когда уровень прочности небольшой, имеется высокая вероятность того, что кровля под тяжестью снега обрушится;
  • обрешетка получается довольно тяжелой;
  • не предоставляется возможности сделать помещение на чердаке.

Для того чтобы найти оптимальный уклон кровли из металлочерепицы, рекомендуется брать среднее значение. Благодаря тому что производители на заводах постоянно проводят испытания кровельных материалов, то можно сделать вывод, что оптимальный угол уклона для крыши, выполненной из металлочерепицы, является 22 градуса. При таком наклоне на поверхности не будет задерживаться снег и вода.

Кроме этого, стоит понимать, что угол наклона еще зависит и от формы кровли:

  • 20-30 градусов для односкатной кровли;
  • 20-45 градусов для двухскатной кровли.

При выборе минимального угла наклона, стоит брать во внимание не только снеговую и ветровую нагрузку на поверхность, но и наличие теплоизоляционного материала и отопительных труб.

От чего зависит уклон кровли

  • От способности крыши защищать строение от внешних факторов и воздействий.
  • От ветра — чем больше уклон крыши, тем больше значение приходящихся ветровых нагрузок. При крутых уклонах уменьшается сопротивляемость ветру, повышается парусность. В регионах и местах с сильными ветрами рекомендуется применять минимальный уклон крыши, чтоб уменьшить нагрузки на несущие конструкции крыши.
  • Откровельного покрытия (материала) — Для каждого кровельного материала существует свой минимальный угол наклона, при котором можно использовать данный материал.
  • От архитектурных задумок, решений, местных традиций — так в разных регионах отдаётся предпочтение для той или иной конструкции крыши.
  • От атмосферных осадков: снеговых нагрузок и дождей в регионе. На крышах с большим уклоном не будет скапливаться в огромных количествах снег, грязь и листья.

От чего зависит крутизна крыши?

Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:

  • Крутые с уклоном 45-60°;
  • Скатные – 30-45°;
  • Пологие – 10-30°;
  • Плоские с уклоном менее 10°.

Определение данной величины зависит от ряда факторов:

  • Воздействие ветра. Наибольшее давление ветер оказывает на крутые кровли, так как они имеют наибольшую парусность из-за своей большой площади поверхности. При обустройстве подобной конструкции важно особое внимание уделить прочности стропильной системы.

В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.

  • Снеговая нагрузка. В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.

Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.

  • Кровельный материал. Каждый тип кровли имеет свои ограничения по углу наклона скатов. Если планируется использовать какой-то определенный кровельный материал, то важно еще на этапе проектирования соотнести желаемый наклон кровли с его техническими характеристиками.
  • Размер мансарды. Угол крыши прямым образом влияет на размер комнаты под ней. Чем круче крыша и выше конек – тем просторнее мансарда и наоборот. Планируя комнату под кровлей нельзя забывать о рисках, неизбежно связанных с крутой конструкцией, и ее дороговизной по сравнению с возведением более пологих кровель. На помощь в данной ситуации может прийти ломаный тип, который позволяет сохранить максимальный объем для обустройства комнаты, сэкономив на высоте конька.

От чего зависит уклон кровли?

Уклон кровли — это положение плоскости скатов по отношению к горизонтали. Значение, которое определяется при выполнении проектных работ.

Уклон зависит от трех факторов:

  • количество снега в зимний период
  • сила ветра, характерная для данной местности
  • особенности материала кровельного покрытия
Читать еще:  Как правильно сделать примыкание кровли к трубе?

Кроме основных критериев, необходимо учитывать дополнительные условия:

  • назначение чердака — будет ли он эксплуатироваться или отапливаться
  • площадь кровли
  • конструкция крыши, количество скатов
  • ориентация дома относительно направления преобладающих ветров

Важным фактором также станет общая высота здания и его месторасположение. Если строительство ведется в регионе с большими перепадами высот и изменчивым рельефом, нагрузки могут быть компенсированы расположенными поблизости холмами или складками. На плоскости все воздействия приобретают максимальное значение.

Особенности

Уклон кровли во многом определяет нагрузку, которую придется выдерживать стенам и фундаменту дома. Основная особенность состоит в том, что все условия выбора противоречат друг другу. Чем меньше угол наклона скатов, тем экономнее расходуются строительные материалы.

При этом, снеговая нагрузка будет максимальной, так как с пологих крыш снег самостоятельно не сходит. Если увеличить угол, появится возможность самостоятельного соскальзывания снеговых масс, но резко увеличится сопротивление ветрам. Это создает немалую опасность, так как снег — явление сезонное, а сильный ветер возможен в любой день года.

Поэтому процесс подсчета оптимального угла наклона представляет собой поиск компромиссного варианта, обеспечивающего минимальные потери по всем позициям.

Существует масса разновидностей конструкции крыш. Они разрабатывались с учетом условий эксплуатации. Для каждого региона есть своя оптимальная форма кровли. Наиболее распространенные виды:

Односкатная крыша

Распространена в южных странах, где никогда не бывает снега. Угол наклона практически отсутствует.

Двускатная кровля

Типичный вариант для европейских и северных стран.

Шатровый тип

Кровля со скатами, сходящимися вверху в одну точку. Наиболее экономичный вариант в отношении количества стройматериалов, но конструкция стропильной системы — одна из самых сложных.

Вальмовая

Вариант шатровой крыши, где длинные скаты соединяются в продольную линию.

Сводчатая (купол)

Применялась до появления бетонных плит перекрытия. В настоящее время практически не используется.

Многощипцовая

Сложная и эффектная конструкция с множеством ребер и примыканий.

Все эти разновидности могут иметь разный угол наклона скатов, обусловленный величиной предполагаемых нагрузок и условиями эксплуатации.

Влияние климата

Особенности климата оказывают наиболее существенное влияние на степень наклона скатов. Наиболее важными факторами являются:

  • сила ветра
  • величина снеговой нагрузки

Количество дождевой воды не столь важно, поскольку она сразу же стекает с кровли. Основная проблема — снег. Она создает статичную нагрузку на стропила и всю опорную систему дома в целом.

В приложениях СНиП имеется таблица, показывающая зависимость давления снега от географического расположения региона. В некоторых областях оно доходит до полутонны на квадратный метр кровли, что создает опасную для стропильной системы нагрузку. В таких условиях выбирают увеличенные углы наклона скатов и применяют гладкие кровельные покрытия.

Сила ветра — показатель непостоянный. Однако, сильный порыв может разрушить крышу или сорвать кровельное полотно. Поэтому выбирать слишком крутые углы подъема в регионах с преобладающими сильными ветрами или возможными шквалистыми порывами, нецелесообразно.

При проектировании учитывают максимальные значения, отмеченные в данной местности в течение многолетних наблюдений. В приложениях СНиП есть карта регионов России, объединенных по величине характерных ветровых нагрузок.

Для Подмосковья и Московской области у нас есть готовые решения для следующих районов:

Шаг 7. Вычисляем высоту односкатной крыши

Вот три самых популярных способа точно вычислить нужную высоту будущей крыши.

Способ №1. Геометрический

Односкатная крыша имеет вид прямоугольного треугольника. Длина стропильной ноги в этом треугольнике – гипотенуза. А, как вы помните из школьного курса геометрии, длина гипотенузы равна корню из суммы квадратов катетов.

Способ №2. Тригометрический

Еще один вариант расчета длины стропильных ног такой:

  1. Обозначим А длину стропильных балок.
  2. Обозначим Б длину стропил от стены до конька, или длину части стены в этой области (если стены вашей постройки разной высоты).
  3. Обозначим Х длину стропил от конька до края противоположной стены.

В этом случае Б = А * tgY, где Y – это угол наклона крыши, а длина ската высчитывается так:

Х = А / sin Y

На самом деле все это не сложно – просто подставьте нужные значения, и вы получите все параметры будущей крыши.

Способ №3. Онлайн-калькуляторы

Кстати, рассчитать нужный угол односкатной крыши помогут также современные онлайн-калькуляторы. Обычно их настраивают под действующие СНиПы – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Но этот метод можно использовать только как дополнительный.

Вычислили? А теперь переходим к строительству самой крыши:

Надеемся, что вы во всем разобрались легко!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector