как подобрать уклон кровли

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 =S_g·μ. Значение S_g — 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:

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.

Источник

Какой должен быть уклон кровли?

Какой должен быть уклон кровли?

© ООО «СтройПартнер» 2009-2018

Уклон кровли является важным параметром, который влияет на выбор конструкции стропильной системы, кровельного материала. Также от угла наклона зависит надежность и правильное функционирование крыши. Так, при малых значениях высока вероятность протечек, застаивания воды и порчи покрытия, а при больших – опрокидывания в результате сильных порывов ветра. Как подобрать оптимальные показатели уклона скатов, мы и рассмотрим в данной статье.

Что влияет на уклон крыши?

В конструкции жилых домов обычно сооружается скатная кровля, которая в зависимости от наклона может быть таких видов:

Выбор угла наклона осуществляется в зависимости от природных факторов (ветровых и снеговых факторов) в определенном регионе и разновидности кровельного покрытия.

Ветровая нагрузка

Для регионов с большими ветровыми нагрузками оптимальное значение угла ската кровли находится в диапазоне от 25 до 30°. На другие кровельные конструкции сильные порывы ветра воздействуют следующим образом:

Рисунок 1. Воздействие ветра на крутые и пологие кровли

Однако наличия данных только по среднестатистической ветровой нагрузке в конкретной местности недостаточно. При проектировании кровельных конструкций требуется учитывать множество других факторов – преобладающее направление ветра, наличия препятствий для его распространения (здания, естественные или искусственные барьеры и т.д.), высота дома.

Нагрузка снеговая

На угол наклона кровли оказывает влияние среднегодовое количество осадков в зимний период. Чем больше снежный покров зимой, тем круче должна быть кровельная система. В этом случае снег будет беспрепятственно сползать со скатов.

Рисунок 2. Образование снежного покрова на разных участках крыши

На пологих крышах скапливаются снеговые массы, что создает значительные весовые нагрузки на стропильную конструкцию и само покрытие.

Рисунок 3. Снеговые нагрузки для скатов с разным наклоном

Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала

Диапазон углов наклона крыш – 0-90°, тупоугольных конструкций не бывает по определению. При этом на практике уклон свыше 50° тоже делается крайне редко – преимущественно при декоративном оформлении (например, при сооружении разных башенок) и для скатов нижнего ряда стропил мансардной кровли.

Рисунок 4. Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Уклон кровли может выражаться как в процентах, так и в градусах. Большинство производителей кровельных покрытий рекомендуемые значения указывают в градусах, поскольку они более понятны и для профессиональных кровельщиков, и для обычных потребителей.

Однако довольно часто в технической литературе и различных справочниках уклон обозначается в процентах. Поэтому надо иметь представление о том, как их перевести в градусы. Согласно строительным нормам 100 % равняются углу в 45°, тогда как 1° = 1,7 %. Зная эти данные, перевести уклон из процентов в градусы не составит особого труда.

Минимальный угол наклона

Все производители кровельных материалов в технической документации указывают минимальный уклон скатов кровли. Под этим параметром стоит понимать минимально допустимый угол наклона покрытия относительно горизонтального уровня.

У разных кровельных покрытий свой допустимый уклон, который определяется конструктивными и эксплуатационными особенностями материала:

Фото 5. Крыша из гибкой черепицы

Металлочерепица – от 14°, но практика показывает, что конструкции с уклоном до 35° склонны к скоплению снеговых масс на поверхности.

Фото 6. Внешний вид крыши из металлочерепицы

Фото 7. Кровля из профнастила

Фото 8. Крыша из композитной черепицы

Фото 9. Внешний вид фальцевой кровли

Фото 10. Крыша из керамической черепицы

Фото 11. Шиферная кровля

Таблица 1. Сводные данные по минимально допустимым значениям наклона для крыш из разных материалов

Источник

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:

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.

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.

Источник