Как правильно рассчитать наклон крыши. Учимся правильно определять угол наклона крыши

В системе основных конструктивных элементов (фундамент, стены, перекрытия, крыша) любого дома или здания роль архитектурного завершения принадлежит крыше, которая не только определяет внешний вид дома, но и в главной своей части выполняет функции защиты от атмосферного воздействия (снег, дождь, солнечное излучение). И оттого, как эти функции выполняются, в немалой степени зависят безопасность, комфорт и самочувствие жильцов.

Конструктивно любая крыша делится на две части: несущая (стропила, фермы, панели) и ограждающая кровля (оболочка).

Крыша и ее части

Крыши делятся на односкатные и многоскатные. В свою очередь, у многоскатных крыш есть свои подвиды (в зависимости от количества и расположения скатов): вальмовая, шатровая, мансардная, щипцовая и другие.

Конструктивно любая крыша делится на две части: несущая (стропила, фермы, панели) и ограждающая кровля (оболочка). Для выполнения своих защитных функций крыши строятся под некоторым углом (уклон ската) к горизонту. Угол может измеряться в градусах или в процентах. Прилагаем таблицу перевода одних единиц измерения в другие (см. таблицу). Если уклон не превышает 3-5 градусов (в процентах 5-9), то крыша называется плоской. Для больших углов получаем скатные крыши (скат - наклонная плоскость). По форме, в зависимости от количества скатов, крыши делятся на односкатные и многоскатные. В свою очередь, у многоскатных крыш есть свои подвиды (в зависимости от количества и расположения скатов): вальмовая, шатровая, мансардная, щипцовая и другие.

Что же влияет на этот параметр крыши?

1. Сила ветра - чем больше уклон, тем большую величину ветровых нагрузок выдерживает крыша.
2. Атмосферные осадки - для регионов с большим количеством осадков в виде снега, дождей рекомендуются крутые крыши, препятствующие скоплению снега, листьев, грязи.
3. Кровельное покрытие - для каждого материала покрытия рекомендуется свой оптимальный наклон.
4. Архитектурные предпочтения - по местным традициям в разных регионах предпочтение отдается той или иной конструкции.

Уклон кровли: факторы влияния

Остановимся более подробно на каждом из факторов.

Ветровая нагрузка. Параметр, прямо пропорциональный углу ската: чем больше наклон, тем большее сопротивление ветру оказывает крыша, но и тем выше вероятность того, что покрытие может быть разрушено. Малый угол ската - меньше сопротивление, но в этом случае ветер проникает под стыки и может сорвать листы кровли. Специалисты рекомендуют для районов с частыми сильными порывами ветра угол ската - 15-20 градусов (в процентах 27-36), для местности с несильными ветрами - 35-40 (в процентах 70-84).

Дождь и снег. Чем больше уклон ската, тем быстрее и лучше сходит снег и уходит вода. Практика показывает, что для районов с большим количеством осадков самый оптимальный вариант - 45 градусов, а для небольших осадков достаточным будет угол в 30 градусов. При меньшей величине уклона кровли вода может загоняться под стыки и нарушать герметичность кровли даже при небольшом ветре.

Материал для кровли. Самый важный фактор, при правильном учете которого кровля будет служить долго и надежно. Укажем рекомендуемые углы наклона.

1. Штучные материалы: черепица и шифер. Для керамической и битумной черепицы наименьший уклон - 11 градусов. Для шифера (асбоцементные листы) - 9 градусов. Такие скаты предотвращают накапливание и просачивание воды на стыках.
2. Рулонные материалы - рубероид, рубемаст, мембранное покрытие и другие. Кровля состоит из нескольких слоев: небольшой уклон (2-5 градусов) - 3,4 слоя, больший угол (до 18) - 2 слоя. Материалы достаточно дешевы, легко укладываются, ремонтируются, но недолговечны и требуют для скатной кровли сплошной обрешетки (конструкция из досок, на которую крепится кровля).
3. Профнастил - рекомендуемый угол наклона составляет 12 градусов. При меньших углах необходимо проклеивать стыки кровли герметиками.
4. Ондулин - облицовочный и кровельный материал. Оптимальный угол ската - 5-6 градусов.

Отметим, что перечисленные материалы обладают своими относительными преимуществами и недостатками для разных климатических и температурных условий, разных строений, разных конструкций крыши и, наконец, разных предпочтений и возможностей хозяина постройки. Но, в любом случае, чтобы рассчитать количество материала, обязательно надо учитывать указанные минимальные или оптимальные углы ската кровли.

Самостоятельный математический расчет элементов крыши

Таблица преобразования градусов в проценты.

Рассмотрим примеры практического применения таблицы преобразования градусов в проценты. Чтобы найти высоту конька (точки соединения скатов) математическим способом, применим следующий алгоритм.

Пусть ширина строящегося дома составляет 8 метров. После выбора материала кровли, учета климатических условий, бюджетных возможностей определяем, что угол уклона должен составлять 24 градуса. Берем половину ширины дома (4 метра), умножаем на 44,5 (из таблицы для угла в 24 градуса) и делим на 100. Получаем результат: 4*44,5/100 = 1,78 м. Примерно 1,8 м - это и есть высота конька, на которую должны быть подняты стропила.

Таким образом, варьируя материал (ассортимент широко представлен на современном рынке) согласно климатическим условиям и бюджету, вы сами сможете выбрать нужный уклон кровли и рассчитать высоту крыши, используя в качестве инструментов только рулетку, угольник и калькулятор.

Бывают случаи, когда необходимо уже готового строения. Найти его несложно по следующей формуле: i = H / L, где i - уклон кровли, H - высота конька, L - половина пролета (ширины здания). Если нужно произвести расчет в процентах, то применяем формулу: i = H / L * 100%.

Уклон = 1,78 / 4 * 100% = 44,5%

Из таблицы преобразования “градусы в проценты” для 44,5% находим величину 24 - градусная мера.

Вот так, доступно и просто вы можете самостоятельно посчитать параметры кровли: ее уклона, формы, материала.

От уклона строящейся крыши зависит, насколько прочна и надежна она будет. Расчет угла наклона крыши должен быть очень точен, ведь надежная защита от осадков и негативного воздействия окружающей среды очень важна.

Виды уклонов

В зависимости от материала, облицовки кровли, выбирается и угол наклона. Например двухслойная толевая конструкция может иметь уклон от четырех до тридцати градусов, но обычно ее делают 4-10°, пологие крыши, покрытые кровельной сталью должны иметь наклон 12-18° и обычно строится 15°. Угол наклона крыши шиферной 30-90°, средний наклон делается около 45°. Существуют таблицы, в которых указаны углы наклонов кровли для различных материалов. Минимальный уклон крыши делается в 3°, в таких случаях используется толь с посыпкой или кровля из цинковых лент.

Выберите 2 любых известных значения, введите их.
Остальные значения будут рассчитаны автоматически.

От чего зависит?

Любая качественная конструкция обеспечивает хороший отвод атмосферной воды, водонепроницаемой и обладать устойчивостью к пожарам. Она должна быть очень удобной для проведения ремонтных работ в период эксплуатации. От надежности зависит, сколько прослужит строение, и многие домовладельцы предпочитают покатые системы. У покатой конструкции множество преимуществ, но все равно следует производить расчет уклона кровли. Также популярны простые двускатные и односкатные крыши, мансардные или вальмовые.

Прежде чем приступить к работам по монтажу, производятся точные расчеты угла уклона. Например, покатые крыши должны иметь минимальный наклон, это обеспечит им хорошую герметичность и это не зависит от материала конструкции.

Полезная площадь мансарды в зависимости от угла наклона кровли

При выборе данного показателя, необходимо учитывать ветреность и осадки на местности. В ветреную погоду правильная система оказывает сопротивление порывам ветра при большом уклоне, но большой угол опасен для системы. Если показатель увеличивается, например, с 11 до 45 градусов, то ветровые нагрузки возрастут в пять раз. Если скат будет очень маленьким, то при сильных порывах ветра, кровлю срывает.

Снежный покров легче сходит изделий с большим наклоном, при 45 градусах будет обеспечено полное скатывание снежных масс. Чтобы под стыки кровли ветер не загонял воду, лучше сделать больший наклон.

Рассчитывая показатель, следует учитывать ветреность в районе. Если присутствуют сильные порывы ветра, то рекомендуется наклонять кровлю на 15-20 градусов, в местности с нормальными показателями – 35-40 градусов. Для каждого строения производятся индивидуальные расчеты, зависящие как от погоды в регионе, так и от конструкции здания.

Чтобы сделать правильный расчет нужно научиться пользоваться математической таблицей Брадиса.

Пример расчетов

Показатель предполагаемой нагрузки, влияющий на показатель, можно определить, учитывая предполагаемые нагрузки, которые рассчитываются, принимая во внимание снеговые нагрузки и вес конструкции. Показатели всех слоев 1м 2 кровельного пирога складываются и умножаются на 1,1.

Для расчетов требуется знать толщину обрешетки и утеплителя. Например толщина досок обрешетки 25 мм, а 1 м 2 весит 15 кг. Толщина утеплителя 100 мм, а вес составляет 10 кг/м 2 . В качестве материала возьмем ондулин, имеющий вес 3 кг/м 2 . Итак, получается 10+15+3х1,1=30,8 кг.

О нлайн калькулятор двускатной (двухскатной) крыши предназначен для расчета угла наклона стропил, количества обрешетки, нагрузки на кровлю, а так же количества необходимого материала для возведения данного типа кровли. В расчете учтены все популярные кровельные материалы, такие как керамическая, цементно-песчанная, битумная и металлическая черепица, ондулин, шифер и др.

Все расчеты выполняются в соответствии с ТКП 45-5.05-146-2009 и СНиП «Нагрузки и воздействия».

Д вускатная (двухскатная, щипцовая) – разновидность форм крыш с двумя наклонными скатами от конька до наружных стен. Данная форма является самой распространенной и самой практичной с точки зрения стоимости, эффективности и внешнего вида. Опирание стропил происходит друг на друга, а их пары соединяются обрешеткой. Стены с торцевой стороны такой крыши, имеют треугольную форму, и называются фронтонами (щипцами). Чаще всего под данным видом кровли устраивается чердачное помещение, освещаемое с помощью небольших фронтонных окон.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация. .

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой в правом блоке.

Общие сведения по результатам расчетов

• У гол наклона крыши
- Угол наклона каждого ската. Программа так же подскажет подходит ли данный угол для выбранного кровельного материала. Что бы увеличить или уменьшить, измените параметры ширины основания или высоты подъема.
• П лощадь поверхности крыши
- Общая площадь всей поверхности кровли, с учетом длины свеса.
• П римерный вес кровельного материала
- Вес выбранного кровельного материала на всю площадь крыши.
• К оличество рубероида
- Количество подкровельного материала в рулонах шириной 1 метр и длиной по 15 метров, с учетом нахлеста.
• Д лина стропил
- Длина каждого стропила от конька до основания ската
• М инимальное сечение стропил
- Сечение стропил с учетом выбранных параметров и нагрузок. По умолчанию указаны нагрузки для московского региона.
• К оличество стропил
- Общее количество стропил при заданном шаге на всю стропильную систему.
• К оличество рядов обрешетки
- Общее количество рядов обрешетки по заданным размерам на всю кровлю
• Р авномерное расстояние между досками обрешетки
- Рекомендуемое расстояние между досками обрешеток, для использования материала без подрезки.

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.

Чтобы умело переводить из процентов в градусы, вы можете использовать переводную таблицу, пользуясь расположенной ниже таблицей.

Расположенные вверху таблицы позволяют быстро ориентироваться в уклонах, выраженных процентами и градусами, а также определять минимальный и максимальные величины скатов кровель. Напомню, что угол наклона крыш различен для большинства кровельных материалов и зависит от прочностных характеристик, ведь материалам предстоит выдерживать немалые нагрузки и, кроме того, отводить нужный объем атмосферных осадков.

Как вычислить высоту при известном угле наклона крыши

Как найти высоту конька дома? Для этого необходимо запомнить несложную формулу: половина пролета умножается на относительную величину, представленную на изображении внизу. К примеру, если ширина пролета дома составляет 12м, а необходимый уклон 30 град, то высота конька составит: 12/2*0,59=3,54 (0,59, так как по табличке внизу это значение необходимо брать для угла наклона крыши в 30град).

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.

В этой статье

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°.

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.

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.

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.