Крыши зданий и сооружений делятся на две категории: плоские и наклонные. В этой статье будет разбираться со второй позицией, а точнее, с углом наклона крыши: какие характеристики влияют на данный параметр, какие кровельные материалы под каким углом кровли укладываются, в каких единицах изменяется угол наклона скатов. Разобравшись в полученной информации, Вы легко сможете контролировать правильность сооружения крыши вашего дома.
Единицы измерения угла ската
Из школьного курса геометрии все знают, что величина любого угла измеряется в градусах. Уклон кровли в этом случае – не исключение. Но необходимо обозначить, что в технической литературе, в ГОСТах и справочниках встречают и другие единицы измерения. А именно: проценты и отношения сторон.
В первую очередь надо обозначить, что подразумевают под углом ската крыши. На фото ниже он обозначен латинской буквой альфа.
В строительной сфере крыши с углом наклона выше 50° встречаются редко. К ним можно отнести башенки в готическом стиле или нижние скаты мансардных кровель. В основном максимальный параметр – 45°.
Что касается двух других единиц измерения, то отношение сторон – это так называемая упрощенная дробь. В ее основе лежат два размера: высота крыши, на фото она обозначена буквой «Н», и проекцией ската, обозначенная буквой «L». Соотношение должно быть таким: Н/L.
Добавим, что проекция длины ската – это, по сути, половина ширины дома, если крыша двускатная симметричная, или полная ширина, если крыша односкатная. При этом угол наклона так и пишется дробью, к примеру, 1:3.
В некоторых конструкций обозначение дробью неудобно. К примеру, если она выглядит вот так: 4:13. Поэтому используют процентное исчисление. Оно рассчитывается таким образом:
4:13х100=30,77%
Уклон кровли в процентах и градусах используется профессиональными строителями чаще, чем отношение сторон, потому что такое обозначение применяется в справочниках и технической литературе. То есть это чисто технические единицы измерения. Хотя перевести из одной единицы измерения в другую не сложно. На фото ниже показан перевод из градусов и отношении я сторон и наоборот.
Пропорции соотношения градусов к размерам крыши Источник obustroeno.com
Если есть необходимость перевести градусы в проценты, то, исходя из рисунка выше, можно сделать несколько математических выкладок. За 100% берется угол, равный 45°. Теперь можно найти, сколько градусов в одном проценте. Для этого надо:
45/100=0,45°. Переводим в минуты, получается 27’. То есть 1% – это 27 градусных минут.
Можно подойти к решению поставленной задачи с обратной стороны. То есть перевести градусы в проценты. Здесь обратное соотношение:
100/45=2,22%
Получается так, что в одном градусе 2,22%.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу расчета, монтажа и ремонта кровли . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Зависимость угла наклона ската и типа кровельного материала
Вышу уже говорилось о двух разновидностях кровель: плоские и наклонные. Но надо отметить, что у плоских кровель тоже есть свой угол, который варьируется в диапазоне 0-5°. Скатные крыши делятся на две подгруппы (деление условное):
с небольшим уклоном – от 6 до 30°;
с крутым уклоном – больше 30°.
Распределение кровельных материалов по крутизне ската Источник belhouse.by
У каждого вида кровельных конструкций есть свои преимущества и недостатки. К примеру, плоские – это небольшая площадь покрытия, что позволяет сэкономить на кровельном материале (его количестве). Но при этом такая конструкция потребует проведения усиленной гидроизоляции. Крутые скаты – это беспроблемное схождение атмосферных осадков, но высокая парусность конструкции, что потребует от ее сооружения усиления стропильной системы.
Учитывая это, необходимо строго подходить к выбору кровельного материала. Их производители обязательно информируют потребителей, при каком минимальном уклоне кровли их можно использовать. На фото ниже показана диаграмма распределения кровельных материалов по углам скатов.
Как видно из диаграммы, на плоских крышах обычно используют рулонные материалы в виде рубероида или толи. Хотя нет никаких противопоказания применения листовых или плитных изделий: шифер, профнастил, листовое железо, собираемое фальцовым способом. А вот штучный кровельный материал лучше на крышах крутизною меньше 15° не использовать. Есть высокая вероятность проникновения воды через стыки элементов покрытия.
Значение угла кровли в градусах и процентах по отношению к типу кровельного материала Источник remotvet.ru
Конструктивные особенности крыши в зависимости от угла наклона
Если в проекте дан уклон крыши, то рассчитать ее высоту не составит труда. А этот параметр – один из самых важных, потому что он определяет высоту конька. Этот элемент кровельной конструкции – точка отправления в сооружении крыши в целом. Потому что при строительстве сначала выставляют уровень расположения конька, и уже под него режут пиломатериал: опорные стойки. Отсюда же рассчитывают длину стропильных ног.
Сложность расчета заключается в том, что не все помнят тригонометрию, формулы которой используются для расчетов длин элементов кровельного сооружения. В основе формул лежат тригонометрические функции: синус, косинус, тангенс, катангенс.
К примеру, как определить высоту конька (соответственно и крыши) через синус и тангенс:
sin α = H/S, где «S» – это длина ската. Соответственно высота конька будет равна: Н=S x sin α.
tg α = H / L , то есть Н= l x tg α
Точно также можно определить длину ската, или, зная оба параметра, можно рассчитать угол наклона крыши. Все параметры конструкции взаимосвязаны, так что, зная два из них, можно определить третий.
Кстати, определяя параметры крыши, можно обойтись и без угла наклона. Для этого используется формула Пифагора. Вот ее формула:
S 2 = H 2 + L 2
Меняя местами значения, находится необходимая величина.
У Вас может возникнуть вопрос, связанный со значением величин тригонометрических функций. Они в свободном доступе есть, но чтобы Вы их не искали на просторах интернета и не тратили свое время, предлагаем таблицу:
Значения тригонометрических функций от величины угла Источник remont-kvartiri.livejournal.com
Добавим, что тригонометрические функции упрощают проведения расчетов кровельных конструкций. Если правильно ими пользоваться и уметь набрасывать на бумаге эскизы крыш (имея воображение в плане конструктивного расположения ее элементов), то можно легко рассчитать размеры каждого элемента.
Это касается не только одно- или двускатных сооружений. Также легко можно будет рассчитать и элементы вальмовых или мансардных крыш. Просто придется разбить их сложные конструкции на простые.
Влияние угла наклона на объем помещения мансарды
Если дом возводится с мансардой, то угол наклона скатов приобретает прикладное значение. И здесь соотношение прямое, то есть чем больше угол, тем больше объем мансарды. Чтобы было понятно, на фото ниже это хорошо видно.
Соотношение угла наклона скатов к объему мансардного помещения Источник legkovmeste.ru
Приведем пример, основанный на верхнем рисунке. Здесь четко видно, что высота помещения зависит от параметров наклона крыши. При этом надо учитывать, что оптимальная высота не должна быть меньше 2,5 м. А значит, угол наклона скатов мансарды минимально должна быть 25°. Но обратите внимание, что при таком расположении элементов кровли не учтен объем помещения. То есть ширина комнаты не будет больше 3 м. Это притом, что ширина дома – 10 м. Получается, что используется всего лишь 30% от пространства.
А значит, надо увеличивать значение угла. И чем больше он, тем больше полезная площадь мансарды. Но здесь есть обратная сторона медали. Увеличивая угол, увеличивается высота конька. А это расходы стройматериалов на возведение крыши, плюс увеличение парусности конструкции. Поэтому очень важно найти золотую середину. К примеру, 40° практически решают все проблемы.
Чтобы отойти от этих проблем раз и навсегда, строители давно применяют совершенно другую конструкцию. Она сложна и в сооружении, и в проведении расчетов, но этот вариант решает проблему полезной площади помещения, не увеличивая высоту крыши.
Видео описание
Расчет высоты конька и угла наклона крыши:
Заключение по теме
Проведение расчетов кровельной конструкции – прерогатива специалистов. Потому что правильный расчет, того же угла наклона, это надежность крыши в целом. Но ориентироваться в некоторых технических понятиях будет полезно и владельцам строящихся домов.
В зависимости от типа используемого кровельного материала подбирают угол наклона крыши. Для быстрого удаления воды со скатов крыши проектировщику нужно принять определенный уклон. Этот важный параметр может выражаться либо отношением катетов, наверное, вы встречали обозначение подобное ½ или 1/3, их можно выразить и с использованием процентов. Дальше мы подробнее обсудим как вычислять угол наклона крыши и подбирать для определенных материалов.
Уклон наклона ската крыши и кровельные материалы
Для устройства скатных крыш могут применяться различные материалы, которые и определяют угол ската. Наиболее распространенными являются: асбестоцементные листы, целлюлозно-битумные (эти два еще называются шифером), мягкая черепица (другие названия — битумная, гонт), рубероид, металлочерепица, керамическая, цементная черепица и др.
Наименьший уклон кровли считается наиболее экономичным, так как гипотенуза всегда длиннее своих катетов. Поэтому часто встает задача определения минимального угла наклона крыши. Чем герметичнее стыки материала, чем он плотнее, тем меньшим может применяться наклон. Если у него герметичные стыки, значит ветер не будет задувать под них влагу. Если материал достаточно плотный, то он выдержит большие нагрузки от осадков, поэтому его можно располагать более полого.
Вверху вам предоставлен график, на котором синими линиями обозначаются наклоны крыш с определенными кровельными материалами. Чтобы определить, какие максимальные и минимальные наклоны имеют те или иные материалы, воспользуемся таблицей внизу. Сразу отметим, что уклон показывает угол наклона ската по отношению к горизонту. Он может быть большим, тогда крыша будет называться крутой или маленьким, тогда крышу будут именовать пологой. Как уже написано выше, уклон скатов может выражаться безразмерными величинами или в виде градусов и процентов. Наиболее удобно пользоваться именно безразмерными величинами, поскольку для этого необходима лишь рулетка. Если по каким-то причинам плотники не занают высоту конька, то они могут рассчитать ее самостоятельно. Для этого они замеряют расстояние между опорами, то есть, узнают длину пролета, находят середину и отмеряют вверх половину (при уклоне 1/1), треть (при уклоне 1/3) или другую величину.
Полукруглая шкала показывает отношение в градусах, а вертикальная в процентах. Использовать этот график можно в качестве основы, чтобы вычислить минимальный угол наклона крыши дома. Жирной линией обозначен уклон в 50%. Обратите внимание, что вертикальный отрезок h, выступающий в роли конька дома, помещается в другом большем катете два раза. Отметим, что угол наклона гипотенузы, то есть крыши дома представляется отношением высоты к своему заложению.
i= высота h/(1/2) = 2,5/ (12 / 2) = 5 / 12, или по-другому 5: 12. Для представления этого уклона в процентах, необходимо это отношение умножить на 100. Получаем выражение: 5:12*100 = 41,6666%. Как мы видим, 41,666% — это минимальный угол наклона крыши.
Максимальные и минимальные углы наклона крыши разных кровельных материалов
Таблица сделана на основе нормативных документов и практического опыта. Помните, что рынок строительных материалов постоянно обновляются, вместе с ним меняются и возможные углы крепления материалов и их несущая способность. Таким образом, выбирая конкретный кровельный материал, уточняйте у производителя правила его монтажа или используйте прилагаемую инструкцию, если таковая имеется.
| Оптимальный уклон | ||
| Жилые дома | 12 градусов | 20 градусов |
| Производственные помещения | 8 градусов | 20 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:
| Минимальный нахлест, см | |
| менее 12 | 20см и герметизация швов |
| 12 — 15 | не менее 20см |
| 15 — 30 | 15 — 20 см |
| более 30 | 10 — 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
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.
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
- 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
Уклон крыши
Уклон скатов крыши — от чего зависит и в чём он измеряется.
Такой немаловажный для крыши факт — её уклон. Уклон крыши — это угол наклона кровли относительно горизонтального уровня. По углу наклона скатов крыши бывают малоуклонные (пологие), средней наклонности и крыши с крутыми (сильноуклонными) скатами .
Малоуклонная крыша та крыша, монтаж которой осуществляется из расчёта наименьшего, рекомендованного угла наклона скатов. Так для каждого кровельного покрытия есть свой рекомендуемый минимальный уклон.
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.
- От кровельного 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.
В чем измеряется угол уклона крыши
Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i .
В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах (%). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.
Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты (%). Их соотношение указаны ниже в таблице.
Уклон крыши соотношение градусы-проценты
Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:
Конвертер уклона — онлайн калькулятор
из градусов в проценты и из процентов в грудусы Перейти
Замер уклона крыши
Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.
Уклономер — это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.
Математический расчёт уклона
- Вертикальная высота (H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
- Заложение (L ) — горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней
При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:
Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L
Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.
Чтобы было понятней рассмотрим на примере:
Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.
Уклон равен: i = 2.0: 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем — 24°.
Таблица уклонов кровли
Строительство крыши –важный заключительный этап строительства дома. Крыша защищает дом от агрессивного воздействия окружающей среды, придает постройке эстетичный вид.
Плоски крыши преобладают в многоэтажных домах, в частных домах и коттеджах – скатные. Угол наклона крыши – важный расчетный показатель.
Виды крыш и их зависимость от угла наклона
Существует несколько видов крыш, в зависимости от устройства кровли:
- Односкатная крыша – наклонная плоскость, лежащая на стенах разной высоты.
- Двухскатная крыша – состоит из двух скатов, является надежной и простой.
- Вальмовая крыша – состоит из 4-х скатов со срезанными вершинами.
- Шатровое перекрытие – несколько равнобедренных треугольников, соединенных между собой вершинами.
Если угол наклона кровли более 10°, то крыша считается скатной.
От чего зависит уклон кровли
- от ветра
- от кровельного покрытия
- от архитектурных задумок
- от атмосферных осадков (снега и дождя )
Уклон крыши – это угол наклона кровли относительно горизонта.
Показатель уклона позволяет:
- Подобрать кровельный материал
- Правильно рассчитать количество снегодержателей
Зная одну из величин по таблице можно найти остальные значения.
Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)
| Вид кровли | Минимальный уклон крыши | в соотношении высоты ската к заложению | в градусах | в % |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 3-х и 4-х слойные (наплавляемая кровля) | 0-3 0 | до 5% | до 1:20 |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 2-х слойные (наплавляемая кровля) | от | 15 | |
| Фальцевая кровля | от 4 0 | ||
| Ондулин | 5 0 | 1:11 | |
| Волнистые асбоцементные листы (шифер) | 9 0 | 16 | 1:6 |
| Керамическая черепица | 11 0 | 1:6 | |
| Битумная черепица | 11 0 | 1:5 | |
| Металлочерепица | 14 0 | ||
| Цементно-песчанная черепица | 34 0 | 67% | 1:1,5 |
| Деревянная кровля | 39 0 | 80% | 1:1.125 |
Пример №1.
H = 2 м
I = 2,86 м
Рассчитаем угол кровли (i): 2/2,86 = 0,699. Это 35° по данным таблицы.
Пример №2
Коэффициент уклона кровли 1,006. Найти: градус уклона кровли.
По таблице этому коэффициенту соответствует значение в 6° градусов.
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 . Учет угла наклона позволяет определить материалы для кровли, а также произвести расчет слоев крыши и ее площади.
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
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
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 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
- 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
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:
Проводим расчет процентов
Переводим в градусы. Получаем 31 градус.
При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.
Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.
Единицы измерения угла наклона крыши
Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.
В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:
- градусы;
- соотношение сторон;
- проценты.
Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.
Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:
- 2,25 м / 5,60 м · 100 % = 40%
Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:
Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом
Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.
Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.
Чаще встречаются более сложные конфигурации.
Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.
Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):
Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.
Пример
Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.
Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.
Таблица 1
| Угол наклона крыши, в градусах | tg(a) | sin(a) |
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,50 |
| 35 | 0,70 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,00 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
| 65 | 2,14 | 0,91 |
| 70 | 2,75 | 0,94 |
| 75 | 3,73 | 0,96 |
| 80 | 5,67 | 0,98 |
| 85 | 11,43 | 0,99 |
| 90 | ∞ | 1 |
Для нашего примера:
- sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
- tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)
Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.
Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.
Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):
- S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м 2
Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:
- L к = W - 2 · MN = 9 м
Вычисляем площадь с учётом свесов:
- S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м 2
Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:
- S Σ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м 2
Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала
Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2-7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.
Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.
Варианты обустройства мансарды: 1-2. Двухскатная крыша классическая. 3. Крыша с переменным углом наклона. 4. Крыша с выносными консолями
Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.
Таблица 2
| Тип кровли | Диапазон допустимых углов монтажа, в градусах | Оптимальный наклон кровли, в градусах |
| Кровля из толя с посыпкой | 3-30 | 4-10 |
| Толевая кровля, двухслойная | 4-50 | 6-12 |
| Цинковая кровля с двойными стоячими фальцами (из цинковых лент) | 3-90 | 5-30 |
| Толевая кровля, простая | 8-15 | 10-12 |
| Пологая кровля, крытая кровельной сталью | 12-18 | 15 |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18-50 | 22-45 |
| Гонтовая кровля | 18-21 | 19-20 |
| Шпунтованная черепица, нормальная | 20-33 | 22 |
| Профнастил | 18-35 | 25 |
| Волнистый асбестоцементный лист | 5-90 | 30 |
| Искусственный шифер | 20-90 | 25-45 |
| Шиферная кровля, двухслойная | 25-90 | 30-50 |
| Шиферная кровля, нормальная | 30-90 | 45 |
| Стеклянная кровля | 30-45 | 33 |
| Черепица, двухслойная | 35-60 | 45 |
| Желобчатая голландская черепица | 40-60 | 45 |
Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32-56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.
Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона
Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.
Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.
Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.
Таблица 3
Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.
Таблица 4
Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.
Чтобы кровля служила долгое время и была безопасной в ходе всего периода эксплуатации, необходимо заранее подготовить качественный проект. Также не стоит забывать и про материалы, на которых уж точно не следует экономить, чтобы не пришлось переплачивать, как в одной известной поговорке. Они должны не только соответствовать климатическим условиям проживания, но и выгодно подчеркивать архитектурные особенности частного дома. Ведь дизайн никто не отменял! Но, помимо этого, нужно учитывать и уклон плоских кровель. Это такой же важный этап, как выбор и расчет стропил, утеплителя.
Эффективность эксплуатации крыши находится в непосредственной зависимости от ее наклона. А при расчете этого параметра необходимо учитывать регион проживания, для чего именно строится чердак и используемые материалы кровли.
Достоинство плоских кровель
Несмотря на то что при строительстве частных домов плоские крыши делаются в единичных случаях, они имеют ряд преимуществ. И прежде всего - низкая стоимость работ, поскольку тратится меньшее количество строительного материала в сравнении с возведением Их монтаж не так сложен, как может показаться. Также плоская кровля легка в обслуживании и ремонте.
При необходимости крыша может выступать в качестве дополнительной площадки. На ней можно устроить небольшой бассейн или же детский уголок. Кроме того, небольшой уклон плоских кровель позволит установить какое-либо оборудование, зачастую это кондиционеры.
Неоценимые преимущества плоской крыши делают ее востребованной не только за границей, но и на территории России. Это вопреки, казалось бы, непривлекательному дизайну. В настоящее время набирает популярность инверсионный тип кровли. Но речь пойдет не об этом. Для начала стоит понять, нужно ли делать уклон.
Необходимость в уклоне плоских кровель
Многие здания делаются с плоской крышей. Однако она не совсем такова и имеет небольшой уклон, поскольку это прописано в требованиях СНиПа и продиктовано жизненной необходимостью. Ведь в отсутствии уклона на крыше непременно со временем начнет скапливаться дождевая либо талая вода.
Даже если поверхность крыши будет идеально плоской, и ни о каких лужах не должно быть и речи, реальность показывает обратное. В ход идут разные природные факторы:
- воздействие ветра;
- солнечное излучение;
- осадки;
- перепады температуры и прочие.
В результате всего этого с течением времени кровля начинает деформироваться. Соответственно, образуются места, в которых начнет скапливаться влага и грязь, надуваемые ветром. При наличии хоть какого-нибудь уклона плоских кровель такая вероятность минимальна.
Каковы последствия?
Казалось бы, что страшного может случиться из-за воды? Каждый знает, что она является основой жизни всего сущего на земле. Однако эта стихия может с легкостью разрушать практически что угодно разными способами.
А раз речь идет о воде, которая обычно скапливается на крыше, то ее химический состав содержит самые разные вещества. Вот они-то пагубно влияют на А в зимнее время жидкость вообще переходит в твердое состояние - вот где сокрыта мощная сокрушительная сила! И если есть хоть какой-нибудь минимальный уклон плоской кровли - самого плохого можно избежать.
Многие замечали, как на крышах цветет растительность - ветер наряду с солнцем и водой делают свое дело. А как известно, корневая система растений - довольно сильный орган, который способен разрушить практический любой прочный материал. Со временем, конечно, но легче от этого не становится.
Обозначение уклона
Все параметры плоской крыши, включая и уклон, регламентируются документом СП 17.13330 СНиП II-26-76, который именуется "Свод правил кровли. The roofs" (в переводе с англ. the roofs - крыши). Данный документ распространяется на проектирование кровель практически из любого материала:
- битумных и рулонных;
- шиферных;
- из черепицы;
- профилированных, оцинкованных, стальных, из медного листа;
- алюминиевых, цинк-титановых и другие подобных конструкций.
Величина наклона ската относительно уровня горизонта, именуемая уклоном кровли, может обозначаться по-разному. На практике обычно указывается ее значение в градусах, что удобнее.
Однако в документациях можно встретить написание уклона плоской кровли в процентах. При этом между этими обозначениями есть существенные различия. 1 градус приравнивается к 1,7%. 31 градус будет равняться уже 60%. В связи с этим важно знать такие соотношения, чтобы не ошибиться при проведении расчетов.
О чем следует знать?
Делая уклон крыши, стоит ясно понимать цель данного процесса. Возможно, необходима защита от губительного воздействия внешних природных факторов. В некоторых случаях уклон крыши зависит от архитектурных особенностей окружающий зданий, и нет желания сильно выделяться на их фоне. Также имеет значение используемый материал, так как для каждого существуют свои показатели, которые допустимы при установке.
Но с особым вниманием следует отнестись к При максимальном уклоне плоской кровли крыша будет выполнять функцию паруса, что не есть хорошо. С другой стороны, на такой кровле не будут скапливаться осадки. Ни капли дождя, ни снег долго не задержатся на такой поверхности.
Также имеет значение область применения чердака. Для обустройства мансарды крутые уклоны лучше не делать. И в любом случае финансовые возможности тоже вносят свои коррективы. При необходимости возводить крышу под углом 45 или больше градусов не избежать увеличения трат на кровельные материалы. В зависимости от этого и подбирается величина угла уклона.
Зависимость материала кровли от степени уклона
Помимо того что устройство уклона плоской кровли находится в непосредственной зависимости от типа используемого материала, так еще этот параметр влияет на количество теплоизоляционных средств. Если, к примеру, угол ската небольшой, то теплоизоляции потребуется больше, поскольку влага с пологой крыши уходить сильно не торопится.
Для обустройства крыши используют разные материалы. Это и шифер (асбестоцементные, целлюлозно-битумные листы), металлочерепица, рубероид и прочие варианты. Рассмотрим наиболее распространенные.
Металлочерепица
Этот материал обладает немалым весом, если сравнивать его с другими аналогами. Поэтому важно правильно рассчитать уклон кровли. В особенности это критично для районов с частыми и сильными ветрами и ураганами. В этом случае угол уклона должен быть максимально низким.
Если выбрать слишком большой уклон плоской кровли, она вздуется, что повлечет за собой увеличение нагрузки на несущую конструкцию. В результате крыша может разрушиться раньше времени.
Как правило, для такой кровли оптимальным углом уклона будет значение 27 градусов. Тогда крыша надежным образом будет защищать дом от попадания влаги. Минимальное значение - это 14 градусов. При использовании мягкого материала угол уклона можно снизить до 11 градусов. Только крыша в этом случае нуждается в дополнительной обрешетке.
Профнастил
Данный материал считается самым ходовым для строительства крыши. Он имеет небольшой вес, но в то же время достаточно прочен, чтобы соответствовать многим требованиям владельцев недвижимости. Проводить монтаж не составляет особого труда, и можно справиться своими силами, заручившись поддержкой своих близких.
Что касается требований по уклону плоской кровли, СП 17.13330.2011 (свод правил) допускает возводить крышу из углом не менее 8 градусов и с шагом обрешетки 40 см (марка H-60, H-75). Однако материал марок С-8, С-10, С-20 и С-21 допускает угол уклона не более 15 градусов. Шаг обрешетки при этом составляет от 5,0 до 6,5 см, но иногда используется сплошная конструкция.
Тем не менее показатель в 8° - это минимальное значение, которое подходит крышам хозяйственных или производственных зданий. У жилых построек минимальный порог составляет 10°. А вот что касается максимального показателя наклона, то особых ограничений не существует. Для данного материала можно строить крыши хоть с уклоном 70°, хоть большим углом.
Оптимальным же значением уклона кровли плоской (нормы при этом будут соблюдены) будет 20°, что позволит своевременно сходить снегу и воде. Тогда не потребуется сильно больших вложений, и кровлю можно стелить в два слоя. За счет этого риск просачивания влаги через крепежные элементы будет сведен к минимуму.
Мягкая кровля
Здесь тоже существуют свои значения угла наклона, если в расчет взять (наподобие рубероида, ондулина) или современные полимерные (мембранные) изделия. Как правило, значение угла наклона лежит в пределах 2-15°. Более точные показатели зависят от количества укладываемых слоев.
При необходимости настила двухслойной кровли значение угла составляет 13-15°. Наклон трехслойного покрытия будет уже меньшим - в диапазоне от 3 до 5°. При использовании современного мембранного материала порог и того ниже - всего 2-5°.
Иными словами, владелец недвижимости сам выбирает уклон плоской кровли; и правила) при этом не нарушаются. Однако следует учитывать тот факт, что крыша должна выдерживать нагрузки, носящие не только временный, но и постоянный характер. К первым относятся осадки в зависимости от сезона и их вес, порывы ветра. Ко вторым - это масса самого кровельного материала, который воздействует на опорную конструкцию.