Наклон кровли в градусах

Уклон кровли в градусах и процентах

В статьях о строительстве кровель иногда встречаются два понятия, характеризующие уклон крыши. До сих пор некоторые застройщики не понимают их значения, разницы и необходимости использования. Многие сотни лет строители измеряли углы наклона скатов в градусах, их строения стоит до сих пор. Что послужило причиной ввода еще одного метода измерения уклона, какие от этого фактические преимущества? На этот и другие вопросы попробуем дать ответы в этой статье.

Уклон кровли в градусах и процентах

Зачем нужно знать уклон кровли

Без точного понимания этого вопроса невозможно разобраться с уклонами в градусах и процентах. На что влияет уклон скатов?

Вид кровельного материала

Параметр кровли Влияние на строительство крыши
Каждый кровельный материал имеет ограничения по минимальному углу наклона. К примеру, на плоских крышах (угол наклона менее 10°) можно использовать только рулонные кровельные материалы, для штучной черепицы минимальный угол наклона 15° и т. д. Кроме того, от этого параметра зависит величина нахлеста гидроизоляции и кровельных материалов.

Ветровые и снеговые усилия

Чем больше угол наклона, тем меньше снеговые нагрузки на стропильную систему. С ветровыми нагрузками все сложнее. При небольших уклонах скатов во время сильных порывов ветра на них действует подъемная сила, если угол наклона увеличивается, то появляется опрокидывающая сила. Такое изменения нагрузок требует внимательного подхода во время проектирования и расчета стропильной системы.

Чем больше угол наклона – тем больше площадь скатов, перекрывающих план строения. Соответственно, увеличивается и расход кровельных материалов. К примеру, при уклоне скатов в 60° расход материалов вдвое больше, чем во время перекрытия строения плоской односкатной кровлей.

Как видно из таблицы, угол наклона скатов крыши – один из самых важных технических параметров стропильной системы дома. На него обращают внимание с самого начала изготовления проекта строения.

Зачем нужно знать угол наклона

Проектная документация зданий учитывает огромное число индивидуальных факторов, при этом специалисты пытаются принимать во внимание максимальное количество требований заказчиков. Но только при одном условии – их пожелания не оказывают негативного влияния на прочность и надежность конструкций и отвечают существующим нормативным требованиям государственных стандартов.

Одним из самых важных элементов любого здания или строения считается кровля, во время ее проектирования на первое место выходит не дизайн, а безопасность, надежность и длительность эксплуатации. В современных зданиях кровля не только защищает его от атмосферных осадков, но и препятствует потерям тепловой энергии.

Калькулятор угла наклона двускатной крыши

Цены на брус

В каких величинах измеряется угол наклона

На первый взгляд, очень странный вопрос. Сотни лет все ученые мира измеряют угол наклона в градусах или промилле. И вот строители в последнее время придумали еще какую-то величину измерения угла наклона скатов кровли – проценты. Зачем это сделано нам неизвестно, как неизвестно и то, что облегчают проценты, какие расчеты с их помощью проще делать, как они могут наглядно заменить градусы. К примеру, если заказчик знает, что угол наклона скатов 45°, то он представляет, с каким наклоном у него кровля. А если ему сказать, что угол наклона 50%, то какую крышу он должен себе представить?

Зачем нужен угол наклона кровли

В зависимости от типа кровли и климатической зоны расположения здания проектировщики выбирают оптимальный угол наклона. В дальнейшем эта величина применяется во время различных расчетов стропильной системы. На что влияет угол наклона?

  1. Линейные размеры стропильных ног. С учетом угла наклона изменяется величина вертикальных и горизонтальных усилий. Без угла наклона даже наука сопромат не поможет рассчитать фактические значения нагрузок, а на основании этих данных определяется ширина и толщина пиломатериалов, применяемых для изготовления стропильных ног.
  2. Шаг стропилин. Если планируется использовать чердачные помещения под жилые, то шаг стропилин стандартный в пределах 60 см. Это связано с тем, что в мансардных помещениях кровли утепленные, а именно такую ширину имеют утеплители. Не имеет значения, это прессованная или рулонная минеральная вата, пенопласт, пенополистирол или иные полимерные утеплители. Для холодных крыш расстояние меду стропильными ногами не регламентируется и зависит только от размеров досок и угла наклона скатов.

Шаг между стропилинами

Подбор сечения и длины стропильной ноги

Калькулятор длины стропила односкатной кровли

Примеры использования угла наклона крыши в градусах

Для примера возьмем дом размером 8×10 м, крыша будет односкатной. Длина скатов 10 м, угол наклона 20°. Рассчитаем все остальные размеры стропильной системы. Для расчетов следует нарисовать прямоугольный треугольник с вершинами A, B, C и, соответственно, сторонами a, b и c.

  • a – высота стропильной системы (мансардного помещения);
  • b – половина ширины дома, известная величина, в нашем случае 4 м;
  • c – длина стропилины без карнизного свеса.

Угол A – угол наклона скатов, известная величина, в нашем случае 20°.

Нам надо узнать длину стропильной ноги без величины карнизного свеса (c) и высоту стропильной системы (a). Все это можно сделать, зная угол наклона. Имейте в виду, не процент наклона, а именно угол наклона скатов.

Длина стропильной ноги определяется по формуле (см. рисунок ниже).

Мы имеем b=4 м и угол наклона А = 20°. Теперь при помощи простейшего калькулятора определяем = 0,939. Подставляем известные величины в формулу c = 4 : 0,939 = 4,25 м. Это длина стропилины.

Теперь нужно узнать высоту стропильной системы. Определяем ее по формулам (см. рисунок ниже).

С первыми двумя формулами проблем нет, мы знаем все данные. Для того чтобы воспользоваться третьей формулой, нужно узнать угол В. Делается это очень легко. Сумма всех внутренних углов треугольника всегда равняется 180°. Нам известен прямой угол 90° и угол наклона скатов 20°. Сумма этих двух углов 90+20=110°. Значит, угол В равняется 180-110=70°.

Определим высоту стропильной системы по всем трем формулам:

  • a=c × sin A = 4,25×0,34 = 1,44 м.
  • a= b× tg A = 4×0,36 = 1,44 м.
  • a= c × cos B = 4,25×0,34 = 1,44 м.

Как видим, во всех случаях получились одинаковые результаты. Высота стропильной системы в нашем случае 1,14 м. Вот так при помощи угла наклона и элементарных тригонометрических функций мы узнали все интересующие нас размеры. Дальше можно рассчитать количество стройматериалов и т. д.

Важно. Нужно помнить о еще одном очень существенном факторе. Все строительные инструменты и приборы показывают углы наклона только в градусах, никакой шкалы с процентами нет.

Если вам проблематично рассчитывать, то есть специальные таблицы или онлайн-калькуляторы. Подставляете свои исходные данные и сразу узнаете недостающие размеры. Все просто и надежно. Теперь следует более подробно остановиться на определении наклона кровли в процентах.

Что такое уклон в процентах

Стоит поговорить об угле наклона скатов в процентах. Само понятие «угол наклона в процентах» технически неграмотное и используется только теми, кто сам ничего не строит.

Важно. Все запилы стропильных ног даются в градусах, во время сборки стропильной системы никто процентами не пользуется. Тем более что не существует измерительных инструментов, измеряющих углы в процентах. Есть специальные таблицы перевода процентов в углы, но об этом немного позже.

Рассмотрим данные определения на практике. Допустим, угол наклона скатов равняется 30%. Что это значит? Это значит, что высота конька крыши составляет 30% половины ширины здания. Для расчетов будем пользоваться тем же треугольником.

Процент наклона рассчитывается по формуле (см. рисунок ниже).

  • a ­– высота конька;
  • b – половина ширины строения.

Что такое 30% и как смотрится крыша с таким процентным отношением представить себе очень трудно. Для того чтобы конвертировать эту величину в градусы следует воспользоваться специальной таблицей. С ее помощью узнаем, что 30% значит, что угол наклона ската кровли равняется примерно 16,5°. Дело в том, что для 16° процентное соотношение равняется 28,7%, а для 17° этот параметр составляет 30,5%. Если мастер знает, что угол уклона ската примерно 16,5°, то он без труда может представить внешний вид и геометрию крыши, рассчитать линейные размеры стропильных ног, вертикальных опор кровли, размеры мауэрлата. Как такие расчеты делаются, если есть данные наклона в процентах?

Примеры использования угла наклона в процентах

Расчет параметров стропильной системы с помощью процентного соотношения высоты конька и половины ширины строения делается при помощи калькулятора.

Имея начальную формулу, далее расчеты строятся с использованием элементарных арифметических уравнений. Для начала нужно немного преобразовать формулу.

В данном случае X – процентное отношение наклона кровли, как мы договорились, для примера возьмем 30%. Эта величина известна и задается во время расчетов.

Для предварительных расчетов следует немного преобразовать формулу в такой вид (см. рисунок ниже).

Теперь определяем по отдельности значения a и b.

  • a – высота стропильной системы,
  • b – половина ширины здания, а
  • X – процент наклона ската.

Процент нам известен, для дальнейших расчетов понадобится замерить или высоту стропильной системы, или половину ширины здания. В связи с тем, что намного легче узнать второе значение, замерим его.

К примеру. Ширина здания 8 метров, соответственно, половина равняется 4 метра (b=4 м).

Узнаем высоту стропильной системы (см. рисунок ниже).

Узнаем высоту стропильной системы

Высота стропильной системы 1,2 метра, угол наклона мы узнали из таблицы, он равняется примерно 16,5°.

Далее нам следует рассчитать длину стропильной ноги без карнизного свеса. Идти можно двумя путями.

Первый. Используя теорему Пифагора, где c – длина стропилины.

Соответственно, значение с можно представить формулой на иллюстрации ниже.

Формула длины гипотенузы

Пример расчета (см. картинку ниже).

Второй. Используя тригонометрические функции. Как мы уже выше указывали, расчет длины стропилины можно делать по формуле ниже.

Расчет длины стропилины

Все данные у нас есть, угол наклона 16,5°, половина ширины здания 4 м.

Пример выполнения расчета

По длине стропилины есть небольшие различия. Это объясняется тем, что угол наклона был выбран приблизительно.

С какими определениями лучше иметь дело

Вопрос может считаться риторическим. Еще со школы все знают, что угол надо измерять в градусах и легко представляют его фактическую величину. Угол наклона крыши – угол, образованный между горизонтальной линией и скатом, на чертежах имеет различные буквенные обозначения, это не имеет значения. Наклон скатов не может превышать 90°, чаще всего он располагается в пределах 10°–40°. Довольно крутыми могут быть нижние ряды стропил ломаной мансардной крыши, за счет такой конструкции увеличивается полезная площадь чердачных помещений.

Стропильная система ломаной крыши

Если с этими понятиями все ясно и привычно, то зачем применяются дроби? Если честно, то вразумительный и полностью однозначный ответ не может дать никто. Тем более что в любом случае для перевода процентов в градусы необходимо пользоваться таблицами, без градусов во время строительства стропильной системы никак не обойтись.

Наклон иногда пытаются отобразить дробью, в верхней части дроби указывается высота стропильной системы, в нижней части длина проекции стропилины на горизонтальную поверхность. Проще эта проекция называется половиной ширины дома. В некоторых статьях можно встретить обозначения наклона 1:4 или 2,5:6. Если эти значения разделить и умножить на 100, то получатся определения в процентах.

Таблицы составляются на основании того, сколько градусов имеет один процент соотношения высоты крыши к половине ее ширины. Один градус равняется примерно 1,8 — 1,9%. Теперь можно проценты делить на это значение и получать угол наклона в градусах. К примеру, процент наклона крыши 30%. Для перевода в градусы следует эту величину разделить на 1,9.

Уклон в градусах и процентах

Но значения неточные, зависимость намного сложнее и непрямолинейная, пользоваться переводом можно лишь для наглядности, использовать полученный таким методом в угол наклона ската в градусах для дальнейших расчетов запрещается, слишком большая ошибка. Для наглядности проектировщики разработали специальную схему взаимосвязи единиц измерения угла наклона кровли.

Точные данные можно получить из специальной таблицы, если ее нет, то воспользуйтесь онлайн-калькулятором перевода величин определения наклона скатов кровли.

Как влияет угол наклона на размеры мансарды

Чем больше жилая площадь мансарды – тем комфортнее в ней проживать, тем престижнее считается здание. Застройщикам желательно предварительно ориентироваться в зависимости этих эксплуатационных характеристики от формы кровли, знания помогут выбрать оптимальный вариант решения стропильной системы. Ее можно сделать удобной и дешевой, пригодной к использованию различных кровельных материалов.

Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

На схеме наглядно видно, как изменяется площадь помещения с изменением угла наклона скатов. Во время определения размеров мансарды надо иметь в виду, что делать высоту помещения менее двух метров нецелесообразно, такие комнаты оказывают угнетающее действие на жильцов.

Но есть и негативные факторы, возникающие при увеличении угла наклона.

    Возрастет количество строительных материалов. Чем больше угол наклона – тем больше длина стропильных ног. Рассмотрим пример. Угол наклона скатов 45°, ширина дома 8 м.

При таких данных длина одной стропилины

Длина двух стропильных ног, соответственно, 5,66+5,66=11,32 м. Это притом что ширина строения всего 8 м. На практике это значит, что для такой крыши придется покупать на 8:11,32×100=70% больше пиломатериалов и кровли, чем для односкатной плоской крыши.

  • Увеличивается сметная стоимость кровельных работ. Не только за счет возрастания количества необходимых материалов, но и за счет увеличения сложности кровельных работ. Такие задания могут выполнять только высокопрофессиональные специалисты, а их услуги стоят очень дорого.
  • Возрастают ветровые нагрузки на кровлю. Усилия имеют опрокидывающий характер, требуются дополнительные специальные строительные мероприятия для повышения надежности фиксации мауэрлата к фасадным стенам и стропильных ног к мауэрлатам.
  • Пошаговая инструкция определение размеров стропильной системы

    Нужно узнать размеры элементов стропильной системы, если известна ширина здания и угол наклона скатов. Крыша обыкновенная двускатная. Ширина дома В = 8 м, угол уклона скатов 35°.

    Шаг 1. Рассчитайте высоту вертикальных опор кровельной системы. Они устанавливаются под коньковым прогоном и воспринимают на себя вертикальную нагрузку. Для того чтобы узнать высоту крыши следует воспользоваться формулой ниже.

    Формула для расчета высоты крыши

    Шаг 2. Рассчитайте дину стропильной ноги без свеса.

    Длина стропильной ноги без свеса

    Шаг 3. Проверьте правильность расчетов. Для этого рекомендуется пользоваться теоремой Пифагора.

    Подставляем в формулу наши данные.

    Расчет по теореме Пифагора

    Фактически есть небольшая разбежность в пределах нескольких сантиметров, но это связано с округлением чисел. Если оставлять хотя бы тысячные значения, то ошибка не будет превышать несколько миллиметров, этого вполне достаточно для качественного выполнения строительных работ.

    Что такое разуклонка

    Такие мероприятия нужно делать на кровлях с углом наклона ≤10°. Дело в том, что полностью плоскими (горизонтальными) скаты не бывают, для ухода воды нужны наклоны. На больших по размерам крышах оперировать сантиметрами довольно сложно, в результате ошибок углы наклона крыши могут немного изменяться. Для скатных кровель это не критично, а для плоских такие ошибки могут становиться причиной застоя воды и, как следствие, появления протечек, нарушения герметичности крыши, преждевременному выходу из строя несущих узлов и т. д. Разуклонка таких крыш может делаться несколькими методами, конкретный выбирается в зависимости от индивидуальных характеристик строения и его назначения.

      При помощи сыпучих материалов. Чаще всего используется керамзит. Материал насыпается слоем толщиной до десяти сантиметров, выравнивается правилами под уровень, а потом сверху наливается цементно-песчаная смесь.

    Разуклонка с использованием утеплителя «Технониколь»

    Цены на экструдированный пенополистирол

    Вывод

    Зачем появились измерения наклона скатов в процентах для многих профессиональных строителей большая загадка. Указываемыми процентами пользоваться при расчетах очень сложно, в конце концов, все равно их приходится переводить в обыкновенные градусы. Такие действия не только требуют больше времени и специальных знаний, они увеличивают возможную ошибку. Каждое округление полученных значений и дальнейшее использование этих чисел в новых формулах увеличивает погрешности окончательного решения.

    И последнее. Мы уже упоминали, что абсолютное большинство строительных приборов и инструментов имеет градацию в градусах, все размеры деталировок на рабочих чертежах также поданы в градусах. Имеются в виду углы запиливания стропильных ног, вертикальных и угловых упоров, стяжек и прочих элементов стропильной системы. Не нужно заморачивать себе голову процентами, для определения угла наклона пользуйтесь традиционными и единственно правильными градусами.

    Калькулятор угла наклона крыши — расчет уклона кровли онлайн

    Калькулятор угла наклона крыши — кратко о расчетах

    Калькулятор угла наклона крыши используется для расчета как угла уклона кровли, так и недостающих данных о кровле — проекции, высоты, длины и угла наклона ската кровли. Визуально где и какие величины можо увидеть на чертеже калькулятора, находящимся под формой расчета.

    Для расчета угла наклона крыши или данных достаточно указать только две известные величины, а остальные величины (если они есть) можно использовать для проверки.

    Расчет угла наклона кровли

    Формулы угла наклона крыши и длины ската

    На картинке: a — угол ската, S — длина ската кровли, H — высота кровли в верхней части, L — длина проекции ската кровли

    Соответственно все величины можно найти:

    • a = arctg(H/L) или a = arcsin(H/S)
    • H = L * tg a
    • S = H / sin a

    Выше приведенные формулы позволяют рассчитать любое требуемое значение (если Вам почему-то не подошел наш калькулятор)

    Расчет углов уклона кровель по типам

    Расчет угла наклона односкатной крыши

    Односкатная кровля является одной из самых популярных и, одновременно, одной из самых легких для расчета. Фактически — наш калькулятор рассчитывет именно ее, так как более сложные кровли (например, угол наклона двускатной крыши) требуют разбивки элементов кровли на отдельные скаты и просчета каждого из них.

    При расчете наклона односкатной кровли и расчете длины и угла ската крыши обязательно учитывайте свесы! Посчитать их можно задавай данные не самого ската, а высоту и проекцию кровли именно вместе со свесами.

    Материалы и углы для односкатных кровель

    • крыша из рубероида – 5-10 градусов
    • из профнастила – от 8 до 20 градусов
    • из металлочерепицы – 20-30 градусов
    • из шифера – 20-35 градусов
    • для фальцевой кровли необходим наклон 18-30 градусов

    Расчет угла наклона двускатной крыши

    Посчитать двускатную кровлю уже сложнее, чем посчитать угол наклона односкатной кровли. В случае для двух скатов необходимо рассчитывать на нашем калькуляторе уже каждый из скатов индивидуально, а для расчета материала лучше применть калькулятор кровли, т.к. расположение материала и его размеры могут гулять.

    Расчет угла наклона вальмовой кровли

    В свою очередь расчет вальмовой кровли еще сложнее чем расчет угла двускатной кровли. Вам необходимо не просто разбить и считать угол каждого ската отдельно, но и учитывать что углы для вальмовой кровли различаются.

    Для вальмовой кровли так же особенно нужн учесть гуляющие размеры обрешетки, поэтому при расчете Вашей реальной кровли углы вальмовой кровли пусть немного, но будут различаться!

    Виды кровли в зависимости от угла уклона крыши

    Существует 4 основных типа крыш в зависимости от угла наклона:

    • 3-10° — плоские
    • 10-30° — пологие
    • 30-45° — скатные
    • 45-60° — высокие

    Как сделать расчет угла наклона крыши

    При проектировании дома расчет угла наклона крыши — обязательный этап, поскольку от уклона ската зависят нагрузки на кровлю. И не только они. Но иногда нужно рассчитать уклон крыши и для уже построенного дома — например, если планируется реконструкция кровли, а проектная документация утеряна.

    В этой статье мы расскажем и о том, как рассчитать наклон крыши существующего дома, и о вычислении и подборе оптимального уклона кровли для строящегося здания. Максимально подробно и с наглядными примерами.

    Содержание

    Расчет уклона крыши уже построенного дома

    Обычно угол наклона скатов считают по факту. По двум причинам.

    Во-первых, никто не даст гарантии, что строители точно выдержали все размеры. И в некоторых случаях разница может быть значительной.

    Во-вторых, если дом деревянный, то он неизбежно усаживается в течение первых лет после постройки. И во время этой усадки угол наклона крыши тоже меняется, причем это изменение не поддается расчетам: усадка может быть и 1%, и 3%, и даже 5% и более.

    Пример, как может измениться угол наклона крыши при усадке деревянного дома

    Поэтому, если вам нужно знать уклон кровли, лучше не ориентируйтесь на документацию.

    Зачем вообще нужно знать угол кровли

    Угол наклона крыши нужен для расчета полной нагрузки на скаты кровли. Кроме того, от уклона зависит частота обрешетки, величина нахлестов, подход к устройству примыканий и ряд других тонкостей, вплоть до невозможности использования некоторых видов материалов на слишком крутых или, наоборот, чрезмерно пологих скатах.

    Это значит, что расчет угла наклона кровли существующего дома необходим, если ваша цель:

    1. Перекрытие кровли более тяжелым кровельным материалом. Разница в весе между разными видами кровельных покрытий достигает 45 кг/м 2 , и это существенная дополнительная нагрузка на стропильную систему.
    2. Утепление холодной кровли. Это тоже дополнительный вес, хотя обычно играет роль не сам утеплитель, а обрешетка для него.
    3. Укрепление стропильной системы. Если такая необходимость в принципе возникла, значит, стропильная система уже не держит нагрузку. Следовательно, нужно заново сделать полный расчет стропильной системы, чтобы понять, что именно и как требуется исправить.
    4. Установка на кровлю солнечных батарей. В зависимости от типа и исполнения солнечные панели весят от 10 до 15 кг на 1 м 2 . Не каждая кровля выдержит такое увеличение статической нагрузки.

    Проще говоря, для ремонта кровли почти всегда нужно знать угол ее наклона. Особенно если ремонт капитальный.

    Еще угол наклона нужно рассчитывать, чтобы проверить работу строителей. Конечно, если вы не хотите пополнить армию владельцев домов, у которых в проекте одни цифры, а в реальности — совсем другие.

    Как узнать угол наклона крыши существующего дома

    Размеры существующих конструкций можно узнать двумя способами: измерить их или рассчитать, если нужного для измерения инструмента нет.

    Инструментальные способы

    Для измерения угла наклона кровли используют два вида инструментов:

    • угломеры;
    • уклономеры.

    Угломеры — это инструменты, состоящие из двух планок, которые подвижно соединены с одной из сторон. Чтобы измерить уклон ската кровли, одну из планок прижимают к нижней поверхности стропил, а вторую — к коньку, на которую стропильная нога опирается, или к стойке. Это повторяют 7-8 раз с разными стропилами, так как рассчитать угол крыши по одному измерению не получится: ширина некалиброванных досок — а именно их чаще всего используют в качестве стропил — может спокойно отличаться на 10-15 мм. И это не между разными досками, а по длине одной.

    Чтобы высчитать угол наклона крыши как можно точнее, измерения, которые дали самые большие и самые маленькие углы, не учитывают, а по остальным вычисляется среднее значение. Например, вы провели восемь замеров уклона ската и получили такие значения:

    Номер замера 1 2 3 4 5 6 7 8
    Значение угла 29,9° 30,5° 28,3° 30,1° 29,7° 30,0° 29,9° 28,8°

    Результаты измерений №№2, 3 и 8 сильно выбиваются из ряда. Это значит, что либо стропила установлены неправильно и не выведены в плоскость, либо были какие-то отклонения во время измерений. Если вы только принимаете работы по монтажу стропильной системы, то первый вариант стоит проверить. Если же речь о готовой крыше, то эти измерения просто отбрасываются, а расчёт угла наклона крыши выполняется по оставшимся пяти замерам. В результате средний угол получается равным 29,92°.

    Подход с отбрасыванием крайних значений и усреднением результата используется при любых измерениях. Независимо от используемого инструмента.

    Угломеры бывают механическими и электронными. Хотя чистая механика встречается все реже — угол в ней определяется с помощью шкалы, поэтому для работы с таким угломером нужно хорошее освещение. А под кровлей со светом могут быть проблемы. В электронных угломерах установлен датчик, который определяет, насколько планки смещены друг относительно друга, при этом значение угла сразу же отображается на дисплее.

    В отличие от угломеров, уклономеры бывают только электронными. В их основе лежат датчики-инклинометры, которые измеряют уклон относительно гравитационного поля Земли. Следовательно, уклономеры намного точнее, и пользоваться ими проще: нужно просто поставить прибор на стропило, чтобы получить угол его наклона. Если стропильная система уже закрыта кровельным покрытием, уклономер можно прижать к нижней части стропильной ноги, но точность измерений в этом случае будет ниже.

    Расчетные методы

    Если у вас есть угломер или уклономер, то проблем с измерением уклона скатов не будет. Но как вычислить угол наклона крыши, если этих инструментов под рукой нет? В этом случае на помощь приходит геометрия.

    Кровлю любой сложности можно легко представить в виде комбинации прямоугольных треугольников, где:

    • скат кровли — это гипотенуза треугольника;
    • высота кровли — один из катетов;
    • горизонтальное расстояние между коньком кровли и крайней точкой карниза ската — второй катет.

    Следовательно, чтобы рассчитать наклон крыши, нужно обычной рулеткой измерить высоту кровли h до верхней точки конька и расстояние от конька до карнизного свеса l. Дальше уклон ската α считается по простой формуле:

    Так вы получите угол наклона ската в процентах. Например, если высота кровли 4 м, а расстояние между ним и карнизом — 10 м, то уклон будет равен 40%.

    Знать уклон в процентах не всегда достаточно — во многих строительных стандартах значения указаны в градусах. Поэтому при расчете нужно сделать еще один шаг — перевести полученное значение в градусы. И вот для этой цели простой формулы нет: зависимость нелинейная. Зато есть простая схема:

    На схеме показано, как узнать угол наклона крыши в градусах, если есть его величина в процентах. Для этого найдите нужное значение в процентах на вертикальной шкале и посмотрите, какому углу на транспортире оно соответствует.

    Как рассчитать уклон крыши дома

    С готовым домом разобрались. Теперь расскажем о том, как посчитать уклон кровли в градусах, если вы занимаетесь проектированием крыши. Точнее, даже не рассчитать, а подобрать, но об этом чуть позже.

    Расчет постоянной нагрузки на скаты кровли

    Итак, чтобы определить необходимый угол наклона ската крыши, нужно, в первую очередь, собрать постоянные нагрузки на кровлю. То есть получить суммарную нагрузку на 1 м 2 от самого кровельного пирога и элементов крыши. Учитывается вес:

    • внутренней и внешней обрешетки;
    • стропил;
    • утеплителя;
    • внутренней отделки;
    • кровельного покрытия;
    • мансардных окон и световых тоннелей с окладом;
    • водостоков;
    • молниезащиты;
    • оборудования, опирающегося на стропильную систему: спутниковых и телевизионных антенн, солнечных панелей и коллекторов, аэраторов;
    • элементов безопасности кровли: снегозадержателей, переходных мостиков, лестниц.

    Вес гидроизоляции и паробарьера обычно не учитывают, поскольку он пренебрежимо мал по сравнению с массой остальных элементов.

    Для всех составляющих кровли рассчитывается их вес на 1 м 2 . Например, если обрешетка сделана из бруса 50×50 мм и закреплена с шагом 200 мм, то на 1 м 2 будет приходиться всего четыре метровых бруска. Затем вес отдельных элементов суммируются, чтобы получить постоянную нагрузку на кровлю.

    Расчет переменных нагрузок

    Дальше нужно рассчитать временные нагрузки по нормативу СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Для частных домов это обычно только снеговая и ветровая нагрузка (разделы 10 и 11 документа).

    Снеговая нагрузка на крышу

    Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:

    Sg — нормативный вес снегового покрова на горизонтальной поверхности. В зависимости от района строительства он равен:

    Снеговые районы I II III IV V VI VII VIII
    Sg, кН/м 2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

    Сам район определяется по карте:

    Если место строительства находится на границе двух снеговых районов, для него обычно берут бОльшую нормативную нагрузку, чтобы обеспечить кровле запас прочности на случай слишком снежной зимы.

    Второй элемент формулы μ — это коэффициент, который зависит от формы крыши и ее уклона. Он позволяет перевести вес снегового покрова на горизонтальной плоскости в нагрузку на наклонном скате. Чем больше угол кровли, тем меньше μ, вплоть до 0.

    Ветровая нагрузка на крышу

    Ветровая нагрузка на крыши частных домов обычно существенно меньше снеговой. Но она все равно почти всегда превышает 10 кг/м 2 и также зависит от угла наклона кровли, поэтому ее нельзя не учитывать.

    Считают ветровую нагрузку wm по формуле:

    w — нормативная ветровая нагрузка. Как и снеговая, она зависит от места строительства:

    Ветровые районы Ia I II III IV V VI VII
    w, кПа 0,17 0,23 0,3 0,38 0,48 0,6 0,73 0,85

    Ветровой район определяют по карте:

    Можно заметить, что единицы измерения ветровой нагрузки не в кН/м 2 , как у снеговой, а кПа. Это не ошибка, а просто разные обозначения одной и той же величины: 1 кПа = 1 кН/м 2 .

    k(ze) — коэффициент, который зависит от высоты здания и типа местности.

    Всего в СП 20.13330.2016 три типа местности:

    • А — открытая местность: степи, пустыни, полупустыни, поля, побережья рек, озер и морей без преград, города с неплотной застройкой и высотой зданий меньше 10 м;
    • В — местность, которая равномерно покрыта препятствиями высотой более 10 м: городские районы, леса.
    • С — города с плотной застройкой, в которых есть здания высотой более 25 м.

    Значения коэффициентов k(ze) для разной высоты приведены в таблице ниже:

    Высота ze, м Тип местности
    А В С
    ≤ 5 0,75 0,5 0,4
    10 1,0 0,65 0,4
    20 1,25 0,85 0,55
    40 1,5 1,1 0,8
    60 1,7 1,3 1,0
    80 1,85 1,45 1,15
    100 2,0 1,6 1,25
    150 2,25 1,9 1,55
    200 2,45 2,1 1,8
    250 2,65 2,3 2,0
    300 2,75 2,5 2,2

    Последний параметр в формуле с — это аэродинамический коэффициент, который зависит от формы кровли и типа здания. Например, для обычных домов он считается по одной формуле, а для навесов — по другой.

    Поскольку и снеговая, и ветровая нагрузка — переменные, при их сложении к меньшей нагрузке применяют коэффициент 0,9.

    Теперь рассмотрим, как правильно рассчитать наклон крыши двух самых распространенных видов: односкатной и двухскатной.

    Как рассчитать угол наклона крыши с одним скатом

    Для односкатной крыши коэффициент μ равен:

    • 1, если угол наклона ската кровли меньше 30°;
    • 0, если этот угол больше 60°.

    Промежуточные значения вычисляются по формуле:

    где α — это уклон кровли.

    Проще говоря, если крыша дома пологая (меньше 30°), то по строительным нормам на нее действует такая же снеговая нагрузка, как и на плоскую поверхность. Если же скаты крутые (больше 60°), то снеговую нагрузку можно вообще не учитывать в расчетах. Все значения углов между этими крайними точками оставляют маневр для подбора такого уклона ската, чтобы, с одной стороны, кровля не была слишком крутой, а с другой, чтобы скаты были наклонены достаточно для значимого уменьшения снеговой нагрузки.

    Объясним на примере, как определить угол наклона крыши в градусах с учетом снеговой нагрузки. Возьмем такие исходные данные:

    1. Регион строительства — пригород Казани, это четвертый снеговой район с Sg = 2,0 кН/м 2 .
    2. Суммарная постоянная нагрузка на кровлю — 50 кг/м 2 .
    3. Стропильная система может выдержать нагрузку в 250 кг/м 2 .

    Рассчитаем снеговую нагрузку при μ=1:

    Чтобы перевести кН/м 2 в кгс/м 2 , нужно умножить на 101,97. Итого снеговая нагрузка будет равна 203,94 кг/м 2 . Сложим с постоянной нагрузкой и получим 253,94 кг/м 2 и это больше, чем может выдержать стропильная система, даже без учета ветровой нагрузки. Следовательно, угол нужно увеличить, чтобы уменьшить нагрузку.

    Как высчитать угол наклона крыши в этом случае? Из несущей способности стропильной системы вычитаем постоянную нагрузку и получаем 200 кг/м 2 . Чтобы не пересчитывать минимальный уклон несколько раз, сразу учтем запас на ветровую нагрузку — 20 кг/м 2 , итого — 180 кг/м 2 .

    Если заснеженную кровлю планируется чистить зимой, нужно сделать еще и запас на вес человека — 60 кг будет достаточно. Дело в том, что нормативный снеговой покров выпадает крайне редко — раз в несколько десятков лет. Поэтому, даже если человек будет весить больше, вреда крыше он не нанесет. Вес человека — эта точечная нагрузка, поэтому ее не распределяют по всей кровле, а учитывают в весе на 1 м 2 «как есть».

    После всех вычетов наш результат 120 кг/м 2 . Именно это — максимальная нагрузка, которую может давать снежная шапка на скате. Учитывая это, перед тем как рассчитать угол ската крыши, узнаем, каким должно быть μ:

    Теперь подставим это значение в формулу и рассчитаем минимальный угол наклона ската:

    Итого, чтобы вписаться в ограничение по несущей способности, уклон скатов крыши нужно сделать равными 42,3° или больше. Лучше 45°, чтобы был запас прочности. При уклоне 45° снеговая нагрузка будет равна:

    При расчете ветровой нагрузки для односкатной кровли коэффициент c зависит от преобладающего направления ветра.

    Если ветер направлен в скат крыши, то коэффициент c берут из таблицы:

    Угол ската α F G H I J
    -1,8 -1,3 -0,7 -0,5 -0,5
    15° -0,9 -0,8 -0,3 -0,4 -1,0
    0,2 0,2 0,2
    30° -0,5 -0,5 -0,2 -0,4 -0,5
    0,7 0,7 0,4
    45° 0,7 0,7 0,6 -0,2 -0,3
    60° 0,7 0,7 0,7 -0,2 -0,3
    75° 0,8 0,8 0,8 -0,2 -0,3

    Если ветер дует во фронтон, то используют другую таблицу:

    Угол ската α F H G I
    -1,8 -1,7 -0,7 -0,5
    15° -1,3 -1,3 -0,6 -0,5
    30° -1,1 -1,4 -0,8 -0,5
    45° -1,1 -1,4 -0,9 -0,5
    60° -1,1 -1,2 -0,8 -0,5
    75° -1,1 -1,2 -0,8 -0,5

    Минусы перед коэффициентами означают, что ветер не давит на кровлю, а, наоборот, приподнимает ее. Поэтому, если дом построен в районе, где ветер почти всегда дует в одном направлении, выгодно развернуть его фронтоном к воздушному потоку. Это снизит общую переменную нагрузку на конструкции.

    В обоих случаях F, G, H, I и J — это обозначения для разных участков кровли, которые показаны на схеме:

    На схеме — двускатная крыша, но ее можно использовать и для односкатной, совместив конек со стеной. На первой схеме конек совмещают с подветренной стеной, а на второй — с любой, это не повлияет на расчеты.

    Теоретически, для каждого участка кровли расчет ветровой нагрузки нужно делать отдельно. И для больших промышленных, коммерческих и общественных зданий так и делают. Но для частных домов это смысла не имеет, поэтому на практике из строчки таблицы с нужным углом берется наибольший коэффициент (или наименьший, если он с минусом) и нагрузка считается по нему.

    Для нашего примера коэффициент c нужно взять равным 0,7, а k(ze) — 0,65, поскольку дом строится в районе с неплотной и невысокой застройкой (тип местности В), а высота дома — больше 5 м, но меньше 10 м. Нормативная ветровая нагрузка — 0,3 кПа, поскольку Казань находится во втором ветровом районе. Следовательно, ветровая нагрузка будет равна:

    До того как посчитать угол наклона крыши исходя из максимальной снеговой нагрузки, мы закладывали запас на ветровую, равный 20 кг/м 2 . Поскольку расчетная нагрузка меньше этого запаса, пересчитывать наклон не нужно. Если на этом этапе ветровая нагрузка окажется больше, чем заложенное в расчеты значение, необходимо будет вернуться на несколько шагов назад и учесть уже расчетное число.

    Как вычислить уклон кровли с двумя скатами

    Уклон двускатной крыши рассчитывают почти так же, как и односкатной. Есть только несколько тонкостей при расчете снеговой нагрузки.

    Поскольку у двускатной крыши есть конек, снег на ней часто распределяется неравномерно: ветер сдувает снег с одного ската, что уменьшает нагрузку на него, но сдутая часть оседает на втором скате и увеличивает нормативную толщину снегового покрова. В результате для одной крыши появляется сразу два коэффициента μ, как видно на схеме:

    Этот эффект проявляется, если уклон крыши 15° ≤ α ≤ 40°. В этом случае коэффициент μ нужно просто умножить на 1,25. То есть, он будет равен либо 1,25, если уклон меньше 30°, либо формула для его расчета немного изменится:

    Для частных домов μ с коэффициентом 0,75 обычно не берут. Во-первых, для этого нужно, чтобы ветер всегда дул только с одной стороны и никогда не менял направление зимой. Во-вторых, у симметричных двускатных кровель и стропильная система тоже симметричная, поэтому даже если в вашем регионе работает первое условие, в проекте все равно придется закладывать повышенную снеговую нагрузку для всей кровли.

    Вторая особенность расчета нагрузки на двускатную кровлю и ее уклона касается относительно пологих крыш, у которых по коньку установлены аэрационные устройства или переходные мостики. Это не очень хорошее решение, поскольку расчет снеговой нагрузки в этом случае выполняется по схеме:

    То есть, по аналогии с предыдущим случаем, коэффициент μ придется брать равным 1,4. Либо делать кровлю, уклон которой не будет попадать в диапазон: 10° ≤ α ≤ 30° — именно в нем работает эта схема.

    При расчете ветровой нагрузки никаких особенностей у двускатной крыши нет — для частных домов все считается так же, как и для односкатной.

    Как рассчитать уклон кровли под конкретное кровельное покрытие

    На допустимый угол кровли влияет не только расчетная нагрузка, но и кровельное покрытие. Большинство кровельных материалов нельзя укладывать на очень пологие кровли, у некоторых есть ограничения и по максимальному углу наклона.

    Поэтому после расчета минимального угла по нагрузке, нужно проверить, можно ли на скат с таким уклоном монтировать выбранный вид кровельного покрытия. Эти значения для популярных материалов приведены в таблице:

    Вид кровельного покрытия Минимальный уклон ската кровли Максимальный уклон ската кровли
    Шифер 25° 45°
    Ондулин нет
    Битумная черепица нет
    Фальцевая кровля нет
    Керамическая черепица 22° (классика) и 30° (бобровый хвост) 60°
    Металлочерепица нет
    Профнастил 8-10° нет
    Цементно-песчаная черепица 22-30° 60°

    Большинство кровельных материалов можно укладывать на скаты с меньшим уклоном, чем указано в таблице. Но это дорого: протечки в этом случае практически гарантированы, поэтому нужны большие нахлесты и дополнительная герметизация кровли. И это не просто больше герметика в стыках: под кровельным покрытием необходимо, фактически, сделать вторую кровлю из рулонных битумных материалов или качественной гидроизоляционной мембраны с проклеенными стыками.

    Кроме того, у профнастила, как у самонесущего кровельного материала, тоже есть своя максимальная допустимая нагрузка в зависимости от марки и расстояния между брусками обрешетки. Это значит, что если планируется перекрытие кровли этим материалом, то при расчете снеговой и ветровой нагрузке нужно смотреть не только на несущую способность стропильной системы, но и учитывать, выдержит ли такой вес сам кровельный материал.

    Подведем итоги

    Если дом уже построен, то есть два способа, как вычислить угол ската крыши:

    1. Инструментальный с помощью уклономеров и угломеров.
    2. Расчетный, который опирается на базовую геометрию и измерение двух катетов прямоугольного треугольника.

    Если дом только проектируется, то нужно знать, как правильно рассчитать уклон крыши в зависимости от нагрузки на скаты. Для этого нужно вычислить:

    1. Постоянные нагрузки на кровлю (вес кровельного пирога, дополнительного оборудования, мансардных окон, внутренней отделки и т.д.). Они не зависят от угла наклона кровли.
    2. Переменные нагрузки (снеговую и ветровую). Они прямо зависят от уклона ската крыши, поэтому по ним и вычисляют минимальный угол.

    Кроме нагрузок при расчете уклона кровли нужно учитывать тип кровельного покрытия. У всех кровельных материалов есть ограничения по минимальному углу наклона, у некоторых ограничен и максимальный.

    Читать еще:  Строим дровяник своими руками пошаговая инструкция
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector