Расчет минимального и оптимального угла наклона крыши в процентах и градусах в зависимости от вида крыши и кровельного материала
Крыша занимает важное место в проектировании любого типа зданий, поскольку она отвечает за обеспечение элементарных условий комфорта и не дает внешним факторам нанести вред убранству дома.
Разумеется, для качественного крова необходимо учитывать множество факторов в процессе проектирования. Одной из основных позиций в данном контексте является расчет угла наклона кровли.
Почему же он так важен и что нужно знать, чтобы расчет был правильным и в последствии не придется переделывать крышу частично, а то и вовсе полностью? Об этом и поговорим в данной статье.
Расчет уклона кровли правильнее всего производить с помощью специального онлайн калькулятора, который расположен ниже.
Зачем измеряют угол уклона покрытия и от каких факторов зависит эта величина
Угол ската крыши — это геометрическое образование пересечения двух плоскостей. Под ними подразумевается горизонтальная плоскость и аналогичная поверхность ската.
Итак, зачем измерять угол крыши:
- Измерение строительного азимута, в первую очередь, позволяет «прикинуть» целесообразность устройства крыши с учетом выбранного материала кровли, климатических особенностей, предназначения чердака и конструкции самого навеса.
- К тому же, после проведения расчетов можно не только рационализировать предстоящие финансовые расходы, но и удостовериться в правильности и надежности проектирования, которое не повлечет за собой убытки из-за протеканий, обвалов, трещин стропил и прочих казусов.
- Уклон крыши принимается в зависимости от двух параметров — первое касается погодных условий и объемов осадков, а второе характеризуется спецификой типа кровли. Соответственно, когда речь идет о северных и снежных районах, тогда будущей крыше придется бороться с приличными нагрузками. С подобными сложностями не по наслышке знакомы жители горных областей.
- Некоторым крышам приходится выдерживать снежные покровы по 6-8 месяцев в году. В сложившихся условиях владельцам заснеженных домиков существенно упростили жизнь более крутая степень наклона. В свою очередь такие строительные пеленги позволяют вальме рационально бороться с осадками и их последствиями в виде талой воды. Также с таким подходом возрастают размеры полезной площади.
Само собой, не все так хорошо с острым румбом, ведь увеличивая склон, пропорционально растет необходимость в дополнительных объемах как кровельных материалов, так и элементов конструкции. Также становится актуальным вопрос повышения стойкости несущих деталей.
Не менее важным при расчете уклона является специфика материала, который будет завершать структуру навеса с внешней стороны. Ни для кого ни секрет, что каждый тип верхнего элемента крова отличается эксплуатационными свойствами и стоимостью.
В то же время могут быть предусмотрены нюансы, которые характерны исключительно для такого вида верхнего слоя крыши. К примеру, возможно потребуется настилание дополнительных слоев, либо понадобится большие расходы на тепло- и гидроизоляцию.
Угол уклона зависит от розы ветров
Пожалуй, третьим по значимости фактором, от которого зависит рассчитываемый склон — это установление эксплуатируемого или не эксплуатируемого статуса. Не эксплуатируемая поверхность предусматривает исключение пространства на стыке перекрытия и внешней защитной конструкции.
Визуально трактовка понятия выглядит гораздо проще, поскольку при виде плоских вальм или при наличии небольшого уклона (в интервале 2-7%), сразу становится понятно, почему она получила такое название. Эксплуатируемая мансарда указывает на наличие чердачного пространства.
Расчет угла наклона крыши: калькулятор
Как рассчитать угол наклона крыши и не ошибиться в расчетах? В этом вам поможет наш строительный калькулятор.
Обозначения полей в калькуляторе
Стропила:
Шаг стропил (см)
Сорт древесины для стропил (см)
1 2 3
Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)
Расчёт снеговой нагрузки (на фото ниже):
Выберите ваш регион
1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)
Расчёт ветровой нагрузки:
Регион
Ia I II III IV V VI VII
Высота до конька здания
5 м от 5 м до 10 м от 10 м
Тип местности
Открытая местность Закрытая местность Городские районы
Крыша:
Угол наклона крыши: 0 градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!
Площадь поверхности крыши: 0 м2.
Примерный вес кровельного материала: 0 кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.
Стропила:
Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м2.
Длина стропил: 0 см.
Количество стропил: 0 шт.
Обрешетка:
Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.
Объем досок обрешетки: 0 м3.
Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.
Регион снеговой нагрузки
Расшифровка полей калькулятора
Уклон кровли в процентах и градусах
Как определить угол наклона крыши в градусах? Наклонный угол, как и любая подобная фигура согласно геометрическим канонам, измеряется в градусах.
Но во многих документах, в том числе и СНиПах, данная величина отображается в процентах, поэтому нет строгих требований и обоснований, чтобы руководствоваться только одной единицей измерения.
Главное в этой ситуации — знать пропорции для соотношения, если вдруг понадобится перевести градусы в проценты и наоборот, к примеру, для удобства во время вычислительных действий.
В целом, коэффициент пересчета градусов на проценты колеблется с 1,7 (для 1 градуса) до 2 (для 45 градусов). В тех случаях, когда принципиально важны показатели, выраженные не целым процентом, в цифровом отображении применяют промилле — сотые доли %.
Если доверять теории, то наклонности могут достигать 60 и даже 70 градусов, но на практике это будет выглядеть не совсем целесообразно. Да и по внешнему виду впечатление «так себе», разве что Ваш дом расположен где-то в Альпах и нужно соорудить крышу, которая постоянно испытывает на себе снеговые нагрузки.
Перевод градусов в проценты
Специфика плоской и скатной кровли
Плоские перекрытия не представлены сугубо горизонтальной поверхностью, как бы не вводило в заблуждение ее название. Строительный азимут в этой ситуации тоже имеет склон, хоть и не значительный — его минимальное значение должно составлять 3 градуса.
Что же касается оптимальных величин для плоских покрытий, то уклон плоской кровли колеблется в районе 5-7 градусов. Это обусловлено тем, что крыши с углом свыше 10º сложно назвать плоской. В свою очередь, 12-15 градусов в большинстве ситуаций уже трактуется как минимальный порог для скатных поверхностей. Оптимальные величины достаточно широкоформатны.
Оптимальный угол наклона крыши для схода снега составляет 40-50 градусов.
Уклон плоской кровли
К примеру, для односкатных навесов предполагается диапазон от 20 до 30 градусов, а в случае с двускатными этот показатель растет до 45º. Вот только такой объемный интервал в большей степени указывает на индивидуальные характеристики типа кровли и климатические особенности.
Минимальный уклон кровли
Кровельный материал, являющийся одним из главных элементов структуры верхней плоскости, также предусматривает определенные рекомендации уклона в зависимости от своего типа.
- В случае с профнастилом устанавливают угол на уровне 12 градусов, для металлочерепицы данный показатель следует увеличить до 15º.
- Ондулин или мягкую черепицу на простонародном языке можно укладывать при склоне в 11 градусов. Вот только в этом случае также есть один нюанс, который заключается в сплошной обрешетке.
- При укрытии керамической черепицы наклон должен быть минимум 22º. Также стоит учесть, что стропильная система поддается большим нагрузкам в случае небольшой наклонности ската. Во избежания перегрузок следует этот фактор взять на вооружение во время проектирования.
- К самым распространенным видам поверхностного покрытия относится шифер. При настилании асбестоцементных волнистых листов показатель склона кровли не должен превышать 28%. Те же требования и к стальным плоскостям.
- Минимальный уклон кровли из сэндвич панелей по нормам составляет 5 градусов, если планируются окна в панелях, то уклон увеличивается до 7 градусов.
По какому СНиП посмотреть уклон кровли? Оптимальный и минимальный уклон кровельного материала вы можете посмотреть в СНиП II-26-76 Кровли.
Зависимость уклона от выбора кровельного покрытия
Как определить угол наклона крыши самостоятельно
Для измерения угла ската можно использовать чудо-прибор, который способен избавить от всего вычислительного бремени. Название устройства говорит само за себя — уклономер (угломер).
В целом, можно обратиться за помощью и к механическому угломеру — вариант бюджетный, но вот не исключены дополнительная морока, особенно если пользуетесь таким приспособлением впервые.
Впрочем, расскажем специфику этого устройства — возможно, благодаря ней наш читатель очень скоро будет в обращении на «ты» с данным элементом.
- Стандартный уклономер без электронных наворотов представлен в виде рейки с прикрепленной рамкой. На стыке планок находится ось, на которой зафиксирован маятник. В его своеобразный комплект входит 2 кольца, грузик, пластина и указатель. Дополняется устройство шкалой с делениями, которая находится во внутренней части выреза. Если рейку положить по горизонтали, то указатель совпадет с нулевым делениям шкалы.
- Теперь переходим к основному процессу, для которого и предназначен прибор. Выставьте рейку угломера перпендикулярно по отношению к коньку. После этого на указателе маятника отобразится требуемая величина в градусном значении.
- Вариант, основанный на проведении собственного расчетного задания для измерения наклона путем математических вычислений, малопривлекателен. Во всяком случае попытаемся доступно рассказать как это можно сделать самостоятельно. В первую очередь необходимо выяснить длину гипотенузы и катетов. Когда речь идет об измерении наклона крова, прямая ската и есть отображением гипотенузы.
- Затем рассчитываем длину противолежащего и прилежащего катета. Первый из них представлен в виде расстояния, разделяющее перекрытие и конек, а размер второго следует принимать за расстояние между серединой перекрытия и карнизным свесом определенного ската.
- Теперь, получив уже два значения, найти третье путем применения тригонометрии не составит труда. В итоге, зная синус, косинус или тангенс (зависит от размеров составляющих) через инженерный калькулятор вычисляем цифровое значение наклона в процентах.
- Остались вопросы? Смотрите видео урок ниже или воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором.
Соотношение высоты конька с пролетом
В целом, алгоритм проведения расчетных операций можно разделить на четыре шага. Сначала учитываем внешние природные факторы влияния на будущий поверхностный слой, сверяем свои строительные планы с ценниками на необходимые ресурсы в интернет-магазинах, определяемся с видом материала для кровли и не перестаем черпать информацию со специализирующихся сайтов и по возможности консультируемся с профессионалами.
Касательно нагрузок — лучше не утруждаться минимальными уклонами, так как это может плохо кончиться для «свежей» крыши. Но если кровля плоская и деваться некуда, тогда не пренебрегайте укрепительными редутами.
В расчете стоимости также не обойдите вниманием такие понятия, как масса конструкции дома и опять таки нагрузку от осадков — это поможет найти не только правильное, но и экономически приятное решение для Вашего кошелька.
Расчет крыши
Если наклон составит до 10 градусов, тогда подходящим вариантом будут поверхности из гравия, до 20º — профнастил и шифер. Стальные и медные листы целесообразны уже в очень «крутых» случаях, когда показатель верхнего румба достигает отметки 50-60 градусов.
Собственно, вот и вся информация, которая понадобится для самостоятельного вычисления угла уклона крыши.
Как рассчитать угол наклона крыши в видео формате:
2017-02-18
Дачный эксперт
Учимся правильно определять угол наклона крыши
Угол наклона крыши зависит от многих показателей, но самый главный из них – это конструкция кровельного покрытия и его материал. Так, у плоских крыш угол наклона небольшой, а вот кровли, выполненные с использованием стропильных конструкций, – это отдельная тема.
Здесь особенно важно правильно вычислить требуемый угол наклона, поскольку от этого зависит степень удаления осадков с кровли. Обычно данный показатель выражается в градусах, процентах или соотношении катетов.
В нашей статье мы научимся определять требуемый угол наклона крыши.
Градусная мера наклона крыши показывает нам угол, образующийся кровлей по отношению к горизонту. Крыши с большим углом наклона называются крутыми, с маленьким – пологими.
Определение угла наклона в разных величинах измерения
Как вы уже поняли, для определения угла наклона крыши, нужно точно знать, какое кровельное покрытие будет использоваться.
Как правило, в качестве покрытия скатных крыш могут использоваться следующие материалы:
- шифер;
- гибкие рулонные кровельные материалы
- металлочерепица;
- рубероид;
- натуральная черепица;
- профнастил и др.
Если представить прямоугольный треугольник, то можно понять, что его гипотенуза будет в любом случае больше катетов, поэтому оптимальным углом наклона той или иной крыши будем считать наименьший допустимый показатель.
Как же определить угол наклона крыши? Прежде всего, этот показатель зависит от плотности кровельного покрытия и герметичности всей конструкции кровли в целом. Это связано с тем, что крыши с большим углом наклона имеют большую парусность, поэтому требуется хорошая герметичность.
А на крышах с небольшим углом скатов будут задерживаться осадки, тем самым создавая повышенные нагрузки на покрытие.
https://www.youtube.com/watch?v=PsMGpw8rtc8
На представленной ниже таблице вы видите график, помогающий определить угол наклона крыши в процентах и соотношении катетов. Также можно связать данные показатели с градусным определением меры угла. Чтобы понять, как пользоваться графиком взгляните на угол наклона в 50%. При этом видно, что высота конька (Н) укладывается два раза в катет в основании треугольника (L/2), отсюда получается соотношение 1:2.
Самым удобным способом исчисления угла наклона кровли является безразмерный показатель (соотношение катетов). Например, показатель угла ската в виде соотношения 1/3 говорит о том, что для определения высоты конька нужно найти среднюю точку пролёта и отложить вверх третью часть его длины.
Тип кровельного покрытия и угол наклона кровли
Чтобы вы имели представление о верхних и нижних допустимых пределах угла наклона крыши с использованием того или иного кровельного покрытия, мы разработали специальную таблицу. Изучение различных нормативных документов, а также наблюдения в ходе строительных работ позволили нам сделать выводы об условиях использования различных кровельных материалов.
Однако стоит помнить, что строительный рынок стремительно наполняется новыми материалами, а эксплуатационные качества уже существующих кровельных покрытий могут улучшаться в ходе развития современных технологий. Поэтому с течением времени прочность некоторых материалов может увеличиваться, как следствие угол наклона крыши может меняться.
Нижний предел угла наклона крыши
| Вид кровельного покрытия | Вес 1 м.кв,кг | Безразмерный уклон крыши | Процентная мера уклона | Величина уклона в градусах |
| Шифер (среднего профиля/усиленного профиля) | 11/13 | 1:10 / 1:5 | 10% / 20% | 6° / 11,5° |
| Целлюлозно-битумные листы | 6 | 1:10 | 10% | 6° |
| Профнастил (однофальцевый) | 3-6,5 | 1:4 | 25% | 14° |
| Мягкая рулонная кровля | 9-15 | 1:10 | 10% | 6° |
| Профнастил (двухфальцевый) | 3-6,5 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Металлочерепица | 5 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Керамическая черепица | 50-60 | 1:5 | 20% | 11,5° |
| Цементная черепица | 45-70 | 1:5 | 20% | 11,5° |
Что же касается максимального угла наклона крыши, то для таких лёгких кровельных материалов, как целлюлозно-битумные покрытия, мягкая кровля, металлочерепица и профнастил, он может быть даже больше чем 1:1. Максимальный уклон всех остальных кровельных покрытий вы можете посмотреть в ниже предложенной таблице.
Верхний предел угла наклона крыши
| Вид кровельного покрытия | Вес 1 м.кв,кг | Безразмерный уклон крыши | Процентная мера уклона | Величина уклона в градусах |
| Шифер (среднего профиля/усиленного профиля) | 11/13 | 1:2 / 1:1 | 50% / 100% | 27° / 45° |
| Керамическая черепица | 50-60 | 1:0,5 | 200% | 64° |
| Цементная черепица | 45-70 | 1:0,5 | 200% | 11,5° |
Чтобы вы могли легко и быстро перевести градусную меру угла в процентное соотношение, можете воспользоваться предложенной таблицей.
| Градус | Процент |
| 1 | 1,8 |
| 2 | 3,4 |
| 3 | 5,2 |
| 4 | 7,0 |
| 5 | 8,8 |
| 6 | 10,5 |
| 7 | 12,3 |
| 8 | 14,1 |
| 9 | 15,8 |
| 10 | 17,6 |
| 11 | 19,4 |
| 12 | 21,2 |
| 13 | 23,0 |
| 14 | 24,9 |
| 15 | 26,8 |
| 16 | 28,7 |
| 17 | 30,5 |
| 18 | 32,5 |
| 19 | 34,4 |
| 20 | 36,4 |
| 21 | 38,4 |
| 22 | 40,4 |
| 23 | 42,4 |
| 24 | 44,5 |
| 25 | 46,6 |
| 26 | 48,7 |
| 27 | 50,9 |
| 28 | 53,1 |
| 29 | 55,4 |
| 30 | 57,7 |
| 31 | 60,0 |
| 32 | 62,4 |
| 33 | 64,9 |
| 34 | 67,4 |
| 35 | 70,0 |
| 36 | 72,6 |
| 37 | 75,4 |
| 38 | 78,9 |
| 39 | 80,9 |
| 40 | 83,9 |
| 41 | 86,0 |
| 42 | 90,0 |
| 43 | 93,0 |
| 44 | 96,5 |
| 45 | 100,0 |
Определение высоты конька
Зная угол наклона крыши, вы легко сможете высчитать высоту стояния конька. Для облегчения данного вычисления вы можете воспользоваться предложенной ниже таблицей, где каждому углу кровли в градусах соответствует определённая относительная величина, которая и поможет высчитать высоту конькового бруса. Для этого нужно ½ длины пролёта крыши умножить на показатель из крайней правой колонки таблицы.
| Угол наклона кровли, град | Относительная величина |
| 5 | 0,8 |
| 10 | 0,17 |
| 15 | 0,26 |
| 20 | 0,36 |
| 25 | 0,47 |
| 30 | 0,59 |
| 35 | 0,79 |
| 40 | 0,86 |
| 45 | 1,0 |
| 50 | 1,22 |
| 55 | 1,45 |
| 60 | 1,78 |
Например, длина пролёта в вашем здании составляет 16 метров, а проектируемый угол наклона ската равен 30 градусам. Находим высоту конька следующим образом: 16:2х0,59=4,72. В данном случае число 0,59 взято из таблицы из учёта, что угол наклона кровли составляет 30 градусов.
Теперь вы знаете, как правильно находить угол наклона крыши, от каких показателей зависит эта величина. Надеемся, что наши таблицы помогут вам без труда ориентироваться в значениях уклона ската кровли.
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:
- Значительно увеличиваются расходы на кровельные материалы — возрастает площадь скатов.
- На большие скаты сильнее воздействует ветровая нагрузка. Если сравнивать нагрузку на одном и том же доме с углом в 11° и в 45°, во втором случае она окажется больше почти в 5 раз. Чтобы кровля могла противостоять таким нагрузкам, стропильную систему делают усиленную — ставят балки и стропила большего сечения с меньшим шагом. А это — увеличение ее стоимости.
- Если угол наклона ската больше 60°, снеговые нагрузки не учитываются — осадки скатываются и не задерживаются. Но при устройстве ломанной мансардной крыши снеговые нагрузки учитываются при расчете верхней ее части — там плоскости имеют уклон менее 60°.
- Не все кровельные материалы могут использоваться на крутых скатах, так что внимательно сморите на максимальный угол наклона, с которым могут данные крыши использоваться.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:
- Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
- Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и водосточной системы — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
- При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.
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.
| 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.
| 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.
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:
- угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
- от 25° до 60° — 0,7;
- на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.
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
Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м2. Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м2 * 0,7 = 167 кг/м2. Это — только часть расчета угла наклона крыши.
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:
- Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
- Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
- Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.
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.
| 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 |
Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м2. В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м2 * 0,5 = 16 кг/м2.
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.
Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м2. Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.
Итак, выводы. Рассчитать угол наклона крыши — это, Скорее, выбрать один из возможных вариантов. Важно только чтобы выбор этот оказался правильным.
Определение номинального угла наклона кровли
Сложно представить себе любое здание без крыши. Кровля должна защищать здание от воздействия природных осадков, обладать огнестойкими и водонепроницаемыми свойствами, обеспечивать эффективный отвод атмосферных осадков.
Долговечность эксплуатации здания и его отдельных элементов во многом зависит от качественной крыши.
Для достижения лучших результатов стоит использовать более простые виды скатных крыш: односкатные, двухскатные, вальмовые, полувальмовые, мансардные.
Минимальный угол наклона крыши из металлочерепицы должен составлять 14 градусов.
Основные данные
График выбора кровельного материала в зависимости от уклона крыши.
Допустимый угол наклона металлической крыши обычно измеряют своими руками исходя из климатических условий того района, в котором ведется строительство, и кровельного материала.
Минимально угол наклона должен составлять 110°, максимальный угол наклона можно определить путем анализа погодных условий, его значение может быть 45°. и больше. Для более теплого и сухого климата используется менее пологая крыша.
Более крутой угол наклона дает возможность минимально скапливать снег и, соответственно, снижать снеговую нагрузку. Например, уклон 45° позволяет почти не учитывать вес снежного покрова.
Наряду с этим, увеличенный угол наклона резко повышает давление ветра на крышу. При уклоне в 45° давление ветра больше в 5 раз по сравнению с показателем в 11°. Следовательно, для большего угла наклона возникает необходимость в большем количестве реек для усиления обрешетки и стропил. От угла уклона крыши прямо зависит и ее стоимость.
Для кровли с углом наклона около 40-45° необходимо больше материалов (примерно в 1,5 раза), нежели для плоской крыши, а для 60° требуется в 2 раза больше кровельных материалов. При выборе конфигурации важно помнить, что от угла наклона напрямую зависит выбор кровельных материалов. Учет угла наклона позволяет определить материалы для кровли, а также произвести расчет слоев крыши и ее площади.
Зависимость полезной площади мансарды от уклона крыши.
Материалы для кровли по своим свойствам (технические, экономические, физические) объединились в группе 1-11.
На графике они показаны дугообразными стрелками. Линии наклона показывают уклон ската. Выделенная (жирным) линия на графике обозначает отношение полной высоты данного конька h к половине его обычного заложения ½. Отношение 1/2 указывает, что вертикальный отрезок h располагается на горизонтальном отрезке ½ два раза. Наклонная линия на полукруглой шкале обозначает угол наклона в градусах, а шкала, расположенная вертикально, — уклон крыши в %.
Так рассчитывают минимальный уклон для тех или иных кровельных материалов. В качестве примера, с помощью данного графика проведем расчет нужного угла наклона для данной крыши с использованием металлической черепицы.
Как измерить уклон
Таблица соотношения градус/процент уклона кровли.
На графике ищем наклонную линию, с которой стыкуется дугообразная стрела 2. Пересечение наклонной линии c вертикальной шкалой определяет уклон, минимально допустимый для данной крыши, который равен 50%. Нам известно, что уклон ската определяется отношением высоты конька к половине его заложения. Произведем расчет таким образом:
i = 10 метров (заложение)
h = 4 метра (высота конька)
получаем
i= h / (1/2) = 4 / (10/2) = 0,8
Для того чтобы измерить уклон в %, это отношение умножают на 100
0,8х100 = 80.
Таким образом, уклон в 80% при соблюдении норм строительства обеспечит достаточный сброс дождевой воды со всей площади.
Для кровли из рулонных полимерно-битумных, битумных и мастичных материалов с уклоном 10° необходим защитный слой для основного водоизоляционного покрова из гравия либо каменной крошки, у которой марка морозостойкости не меньше 100.
Такой же защитный слой применяется для кровли крыши с помощью пленочных рулонных материалов с углом до 2,5%. Слой для защиты из гравия должен быть толщиной 1-1,6 см, а слой крупнозернистой посыпки — 0,3-0,5 см.
Причем на крышах с уклоном примерно до 2,5% с использованием эластомерных пленочных материалов в рулонах, выполненных свободной кладкой, необходим утяжеляющий слой гравия из расчета 50 кгс/кв.м.
На крышах из битумно-полимерных или битумных покрытий в рулонах с углом наклона выше 10% верхний слой гидроизоляционного покрова выполняется из крупнозернистой посыпки. На крышах из мастичных материалов с углом больше 10% предусматривается защитный слой из красочных составов.
При создании крыши из асбестоцементных листов, а также профнастила и металлической черепицы с наклоном до 20% по всей площади необходимо производить герметизацию стыков. Не более чем на 5% можно допустить отклонение уклона кровли из мелкоштучных материалов. Производя эти расчеты, можно узнать площадь помещения мансарды или чердака.
Единицы измерения и инструменты
В основание металлической конструкции встроены цифровой дисплей с элементами управления.
Величина уклона на всех чертежах может обозначаться в градусах или в процентах, а сам он обозначается буквой «i». В настоящий момент нет строгих правил, как обозначать данную величину. Единицей измерения считают градусы или проценты (%).
Угол уклона измеряется двумя способами:
- Специальным уклономером.
- Математическим способом, с помощью вычислений.
Уклономер — это специальная рейка с рамкой, у которой между планками есть ось, на которой закреплен маятник, и своя шкала деления. Когда эта рейка расположена в горизонтальном положении, то маятник на ее шкале отклонен на ноль градусов. Для произведения измерения уклона ската рейку прибора располагают перпендикулярно коньку, в вертикальном положении.
По шкале определяют угол отклонения маятника, который указывает уклон этого ската данной крыши в градусах. Этот метод определения применяется очень и очень редко. На данный момент разработано множество геодезических приборов для определения этих величин и специальные уровни-уклономеры, как капельные, так и электронные.
Математический расчет
Расчет уклона кровли.
Можно спокойно рассчитать наклон данной крыши, не прибегая к использованию специальных геодезических, механических и других видов приборов для замеров уклона. Необходимо просто измерить некоторые параметры крыши:
- Вертикальная высота (обозначается как H) — высота от верхней точки данного ската (обычно считают от конька) до самой нижней точки (так называемого карниза).
- Заложение — горизонтальный промежуток от самой нижней точки данного ската до самой верхней его точки.
Уклон крыши (его величину) с применением математического расчета находят так.
Угол наклона отдельного ската i выражается через отношение измеренной высоты крыши Н к расстоянию заложения L. Таким образом
i = Н:L
Для точного определения этого значения в процентах отношение i умножают на 100. Затем, для определения его значения в градусах, мы производим перевод процентов в градусы.
Для полного понимания этого метода приведем наглядный расчет:
высота равна 3,0 м,
длина заложения равна 5 м.
По формуле вычисляем i:
i = 3:5 = 0,6
Проводим расчет процентов
i × 100 = 60%.
Переводим в градусы. Получаем 31 градус.
Определяем оптимальный угол наклона крыши
Любой дом венчается крышей – одной из главных конструкций здания, защищающей его внутренние помещения от дождя и снега. Одним из главных критериев любой кровли является крутизна скатов. Так как плоская крыша распространена преимущественно только в многоэтажном жилом и промышленном строительстве, то этот вопрос особо актуален для владельцев частных домов и коттеджей.
От величины наклона крыши зависит количество кровельного материала, поэтому выбор угла наклона и его предварительные расчеты следует производить до начала покупки кровельного материала.
Рассмотрим, как определить угол наклона скатной крыши и его связь с проектированием всей кровельной конструкции.
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.
Минимальный угол наклона
Такое понятие, как минимальный угол наклона крыши, находится во взаимосвязи с используемым кровельным материалом. Все кровли снабжены техническими характеристиками, в которых, помимо прочего, четко указаны пределы скатности для использования. Нарушать эти правила нельзя, так как в этом случае кровельный материал не сохранит своих изначальных функций и преимуществ.
Рассмотрим основные кровельные покрытия и минимальные углы для них:
- Штучные кровельные материалы (шифер, черепица) укладываются на кровли с уклоном от 22°. Такой показатель связан с тем, что в этом случае на стыках кровельных элементов не скапливается вода и, соответственно, не может просочиться под них;
- В работе с рулонными материалами типа рубероид важно заранее определить с числом слоев. Если планируется настелить 2 слоя, то угол кровли должен быть не менее 15°, при укладке 3 слоев эта величина может быть снижена до 2-5°;
- Профнастил монтируется при уклоне от 12°. Меньшее значение потребует обработку всех стыков герметиком;
- Металлочерепица стелется при значении от 14°;
- Ондулин – от 6°;
- Мягкая черепица может быть настелена на кровлю уклона 11° при наличии сплошной обрешетки;
- Мембранные кровельные материалы – единственные, минимальный порог для которых не обозначен. Они с успехом могут применяться на плоских крышах.
Следование вышеизложенным правилам чрезвычайно важно, так как даже незначительное их нарушение обернется разрушением кровли и, возможно, повреждением стропильной системы.
Расчет угла наклона
Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:
- В областях с частыми осадками в виде дождя и снега оптимально строить кровлю крутизной 45-60°, так как она быстрее избавляется от осадков, что минимизирует нагрузку на стропильную систему;
- Если крыша возводится в ветреном регионе, то хорошо будет разместить угол ее наклона в промежуток 9-20°. Она не будет играть роль паруса, ловя пролетающий ветер, но и не опрокинется его резкими порывами;
- В областях, где и ветер, и снег бывают регулярно, обращаются к средним значениям в 20-45°. Этот диапазон можно назвать универсальным для скатных конструкций.
Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.
Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:
- Известна высота крыши. Если возникает желание обустроить под кровлей просторную жилую комнату с приемлемой высотой потолка, то высота конька может быть определена заранее. Имея известные два катета, несложно узнать величину искомого угла.
Примем следующие обозначения:
- H – высота конька;
- L – ширина половины дома;
- α – искомый угол.
Находим тангенс нужного угла по формуле:
tg α = H / L
Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.
- Заранее определен угол наклона. При желании использовать определенный кровельный материал или в связи с погодными условиями в регионе уклон кровли может быть определен заранее. По его значению можно определить высоту конька дома и проверить – возможно ли создание под этой кровлей жилой комнаты. Для обустройства помещения высота конька должна быть не менее 2,5 м.
Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:
H = L * tg α
Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.
Далее рассмотрим детально для односкатной крыши
В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.
Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, следует воспользоваться тригонометрической формулой.
Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Заключение
В проектировании кровли нахождение оптимального угла наклона имеет важное значение. Данный параметр зависит от верной оценки погодных условий, выбора кровельного материала, желания создать жилое помещение. Его верное определение — залог долгой и успешной службы крыши в любых погодных условиях.
