Минимальный угол наклона крыши из металлочерепицы. Как выбрать оптимальный угол крыши для схода снега? Какой наклон должен быть у крыши дома

В гражданском малоэтажном строительстве наиболее распространённым, рациональным и экономически целесообразным видом крыши опытные строители называют скатные конструкции. Они могут состоять из одного, двух, трех или даже четырех скатов, плоскостей, смыкающихся в одной точке, называемой коньком. От плоских кровель скатные отличает угол наклона, который согласно строительным нормам должен превышать 2,5 градуса. Выбор уклона – важный этап создания проекта, от которого зависит прочность, несущая способность и долговечность конструкции. В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать угол наклона, чтобы облегчить сход снега в зимний период.

Угол наклона крыши – параметр инженерного расчета кровельных конструкций, отражающий отношение высоты конька к ширине основания ската. Скатные кровли могут иметь уклон 2,5-80 градусов, однако, оптимальный диапазон значений угла наклона составляет 20-450. От этого параметра зависит площадь скатов, ветроустойчивость и снеговая нагрузка. В специальной литературе встречаются следующие термины:

• Минимальный уклон. Минимальный угол наклона в целом для составляет 2,5 градуса, но в зависимости от используемого гидроизоляционного материала этот параметр может увеличиваться. Меньше всего минимальный угол у рулонных битумных и мембранных покрытий, он составляет 2-4 градуса. Минимально допустимое значение для металлочерепицы и профнастила составляет 11-12 0 , для керамической черепицы – 22 0 .
• Оптимальный. Оптимальным называют наиболее подходящий уклон крыши в данных климатических условиях при использовании определенного гидроизоляционного материала. Оптимальный угол наклона обеспечивает самостоятельный сход снега, облегчая обслуживание кровли.

Важно! Уклон крыши может выражаться в градусах, в процентах или в виде соотношения сторон. Чтобы вычислить этот параметр кровельной конструкции, необходимо разделить половину ширины фасада на высоту, а затем умножить на 100 процентов.

Критерии выбора

Выбор уклонности основывается на инженерном расчете, учитывающем климатические условия зоны, где ведется строительство, характеристики кровельного покрытия и несущую способность стропильного каркаса. Чтобы конструкция получилась надежной, необходимо принимать во внимание следующие критерии:

1. Ветровая нагрузка. Чем круче кровля, тем сильнее ее парусная способность. Поэтому в регионах с сильным, порывистым ветром предпочтительнее более пологие кровельные конструкции. Хотя с другой стороны, с низкоуклонных скатов ветром может срывать гидроизоляционный материал.
2. Снеговая нагрузка. Чем больше снеговая нагрузка, тем более крытыми делают скаты. Угол наклона кровли 40-45 градусов обеспечивает самостоятельный сход снега с поверхности кровельного материала.
3. Характеристики финишного покрытия. У каждого покрытия для возведения кровли существует оптимальный уклон, который необходимо учитывать при проектировании конструкции.
4. Несущая способность каркаса. Чем меньше сечение элементов каркаса и больше расстояние между ними, тем выше круче должен быть скат, чтобы выдержать снеговую нагрузку.

Оптимальный показатель для облегчения схода снега

Лимитирующим фактором при выборе угла наклона кровельных скатов в средней полосе России является высокая снеговая нагрузка, характерная для этой местности. Большое количество снега, выпадающее в зимний период, повышают давление на стропильную систему, приводя к деформациям каркаса и кровельного материала конструкции. Опытные мастера считают, что существует устойчивая корреляция между уклоном и сопротивлением снеговой нагрузке:

1. Если он меньше 30 градусов, то происходи накапливание снега на поверхности скатов. Снежные наносы и наледь имеет значительную массу, из-за которой повышается нагрузка на стропильный каркас, достигая критических показаний. Однако, часть снега сдувается с поверхности ветром. Если угол наклона кровли находится в этом диапазоне, то снегозадержатели на нее не устанавливают, особенно если кровельный материал имеет шероховатую поверхность.
2. При значении, равном 0 градусов (т.е. для плоских крыш), снеговая нагрузка на поверхность достигает максимальных значений. Снег на таких конструкциях скапливается в большие сугробы, которые приводят к обрушению каркаса, если крышу периодически не чистить.
3. Если он кровли составляет 45 градусов и выше, то в расчетах нагрузки на стропильный каркас весом снега можно пренебречь, так как снег со скатов соскальзывает самостоятельно, не задерживаясь на скате. Чтобы обезопасить эксплуатацию кровли, имеющей большой угол наклона, на нее устанавливают снегорезы, разрезающие пласт снега при сходе на более тонкие пластины, имеющие меньшую скорость и энергию падения.

Учтите! Согласно строительной климатологии территория России разделяется на 8 климатических зон, каждой из которых соответствует своя среднегодовая снеговая нагрузка. Это справочное значение используют для расчета уклона крыши, толщины сечения элементов стропильного каркаса и выбора кровельного покрытия.

Влияние на конструкцию

Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:

• Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
• Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
• Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
• Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.

Опытные мастера отмечают, что правильный выбор помогает увеличить срок службы кровельных конструкций, облегчить эксплуатацию и обслуживание крыши в условиях снежных российских зим. Ошибки в проекте, связанные с неправильным выбором оптимального угла приводят к деформациям стропил, обвалу обрешетки, заливанию атмосферной влаги в межшовное пространство во время косого дождя или при оттепелях.

Видео-инструкция

Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Фундамент и крыша – два самых важных и сложных по расчетам архитектурных элемента любого здания. Несущие элементы крыши – стропильная система, а ее показатели во многом зависят от угла наклона скатов. Обыкновенные застройщики выбирают оптимальный угол наклона крыши, исходя из иных критериев, чем проектировщики.

Их не совсем интересуют расчеты на прочность несущих узлов, им малоинтересно влияние угла наклона двухскатной крыши на стоимость и сложность стропильной системы и т. д.

На что обращают внимание обыкновенные застройщики?

Эти пожелания архитекторами принимаются во внимание во время проектирования и расчета элементов стропильных систем. Но к ним добавляется еще довольно большое количество чисто инженерных факторов, оказывающих решающее влияние во время расчетов параметров стропильной системы. И угол наклона скатов среди них не единственный, все значения зависят друг от друга и не могут не учитываться при разработке проекта.

Как выбирают оптимальный угол проектировщики

Расчеты делаются на основании СНиП 2.01.07-85. Размещаемые нормы используются во время расчетов с учетом постоянно действующих, временных и особых нагрузок и их различных сочетаний.

СНиП 2.01.07-85. Файл PDF откроется в новой вкладке

Какие нагрузки принимаются во внимание при определении угла наклона крыши

Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.

1. Длительные (постоянные) нагрузки на стропильную систему . К ним относится вес кровельных материалов, утеплителей, деревянных элементов стропильной конструкции. К этой категории следует относить нагрузки, возникающие вследствие тепловых расширений и изменений линейных размеров из-за изменений показателей относительной влажности пиломатериалов. Нормативные изменения температур определяются по формулам отдельно для отапливаемых и неотапливаемых помещений. Вес снегового покрова также считается длительной нагрузкой на стропильную систему и в обязательном порядке принимается во внимание во время определения оптимального угла наклона стропильных ног.

   

   

2. Кратковременные . На стропильную систему оказывает влияние вес рабочих, складируемых стройматериалов, масса специального оборудования и инструментов, используемых во время строительства, и ветровые нагрузки.

   

3. Особые нагрузки . Усилия, возникающие во время стихийных бедствий, землетрясений, взрывов, при резкой потере несущей способности одного или нескольких нагруженных узлов стропильной системы.

   

   В числе особых нагрузок — землетрясения и стихийные бедствия

Во время определения угла наклона крыши учитывается максимально возможное сочетание нагрузок. Оба эти параметра оказывают влияние на толщину и длину стропильных ног. Расчет стропильной системы и угла наклона скатов делается по предельным состояниям с учетом всех неблагоприятных факторов.

Максимальные прогибы и перемещение стропильных ног регламентируются без зависимости от их линейных размеров и не должны приводить к частичной разгерметизации крыши. Ко всем типам крыш, вне зависимости от угла наклона, выдвигаются такие условия:

• должна гарантироваться безопасная эксплуатация зданий;
• целостность конструкции не может нарушаться даже во время кратковременных пиковых нагрузок;
• внешний вид крыши не должен изменяться весь период эксплуатации.

При этом каждое требование должно выполняться вне зависимости от других. Предельные значения прогиба стропил ограничиваются с учетом эксплуатационных характеристик кровельных материалов. Если нормативные значения не оказывают заметного влияния на внешний вид, то они не корректируются.

Практический совет. Намного проще целостность кровельного пирога крыши обеспечивать не за счет увеличения прочности стропильной системы, а за счет использования специальных конструктивных компенсаторов.

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:

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

i = Н : 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:

Пусть будет:

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°.

Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)

Каждый потенциальный домовладелец должен знать, как рассчитать угол наклона крыши загородного дома или дачи, ведь от угла наклона зависит не только стоимость кровельного материала и строительных работ, но и сама безопасность проживания. Правильная геометрия кровли позволяет сэкономить на стройматериалах и создать конструкцию, препятствующую накоплению на крыше снеговых шапок и ледяных глыб, обрушение которых может повредить и строению, и домочадцам. Поэтому в данной статье мы приведем методики расчета оптимального угла наклона ската.

В жилых домах можно использовать четыре основные разновидности крыш. Односкатный вариант подойдет пристройке или флигелю, но совершенно не смотрится на основном строении. Единственный настоящий плюс данного типа – это минимальный расход кровельного материала, но с безопасностью тут могут быть проблемы. На плоском скате задерживается практически весь выпавший снег, поэтому такие крыши чистят вручную, выбираясь на скат.

Для двускатной крыши не требуется построение сложного каркаса

Щипцовый вариант, построенный на основе двух скатов, позволяет создать безопасную кровлю, с которой будут сходить снеговые шапки любой толщины. Кроме того, двускатная крыша выглядит очень презентабельно и не требует строительства сложного каркаса. Вальмовый вариант и его производные – это четырехскатная конструкция со сложным каркасом и относительно небольшим расходом кровельного материала. Построить такую конструкцию способны далеко не все специалисты – обилие стыков (особенно в мансардном или полувальмовом варианте исполнения) требует больше умения и времени на сборку кровли. Ведь в случае ошибки она будет течь, затапливая жилой дом.

Многощипцовый вариант – это многоскатная конструкция сложной формы. Такой вариант построят лишь опытные кровельщики. На многощипцовую крышу уходит больше стройматериала и времени, что делает этот вариант самым дорогим из возможных. Причем усложненная форма (у такой кровли бывает пять и более скатов) может как украсить, так и перегрузить экстерьер жилища, создавая ощущения избыточной сложности, вызывающей чувство раздражения у людей с тонким архитектурным вкусом.

И если выбирать по соотношению простоты конструкции и проводимых расчетов, объема используемого стройматериала и презентабельности экстерьера, то лучшим вариантом будет щипцовая кровля с двумя скатами. Именно такую конструкцию мы и будем рассматривать, пытаясь понять, как рассчитать угол наклона крыши для загородного дома или дачи.

Перед вычислением оптимальной геометрии крыши для понимания процесса и применяемой терминологии вы должны ознакомиться с ее конструкцией. Это не отнимет много времени, поскольку выбранный нами вариант состоит из 7 оригинальных элементов:

1. 1. Мауэрлата – бревна в основании каркаса, которое укладывают на несущую стену.
2. 2. Конька – верхней грани кровли. В нашем случае это не совсем деталь, а место сопряжения скатов кровли.
3. 3. Лежня – балки под коньком крыши, укладываемой на одном уровне с мауэрлатом.
4. 4. Стойки – вертикальной балки, соединяющей лежень и коньковый прогон (балку под верхней гранью).
5. 5. Стропила – балки, опирающейся на мауэрлат и коньковый прогон крыши.
6. 6. Обрешетки – чередования продольных реек, укладываемых поверх стропил и образующих основу каркаса для ската крыши.
7. 7. Подкоса – балки, укладываемой под прямым углом к стропилу и протянутой до точки сопряжения стойки и лежня.

В основании каркаса лежат бревна, которые размещаются на несущих стенах (мауэрлата)

Общее число элементов зависит от их функционального назначения. Например, лежень у крыши всегда один, а мауэрлата – как минимум два. Число стропил всегда парное и равно количеству подкосов. Ну, а число стоек определяют, разделив сумму стропил на два. Ведь на каждую пару стропильных ног приходится только одна стойка. А теперь о самом главном – вычисляемые нами углы кровли образуются плоскостью основания (горизонталью) и линией стропила, уложенного под углом к мауэрлату.

Технически наклон крыши может изменяться в пределах от 0 до 90 градусов. В первом случае у нас получится плоская кровля, а во втором – односкатная (второй уклон должен быть меньше 90°).

Снеговая нагрузка - важный фактор для определения угла наклона крыши

Геометрия крыши с двумя скатами и углами отличается от предельных значений, но не может быть любой, возможное значение уклона стропил определяют под влиянием следующих факторов:

• Ветровой и снеговой нагрузки. Правильный уклон должен помочь сэкономить на строительстве каркаса. Ведь чем выше такая нагрузка, тем больше понадобится стропил, стоек и подкосов.
• Типа кровельного покрытия. Каждая разновидность конструкционного материала кровли накладывает ограничение на минимальное и максимальное значение вычисляемого угла.
• Стоимости строительных материалов – чем меньше уклон, тем дешевле конструкция. Ведь если уклон крыши равен нулю, то площадь ската равна габаритам кровельного перекрытия. А с увеличением уклона растет и площадь ската. И если вы выбрали дорогой стройматериал, то правильный уклон поможет сэкономить на его покупке.
• Габаритов самого строения – высота конька должна соответствовать расстоянию между мауэрлатами. Иначе вы получите искаженные пропорции и нарушите эстетику экстерьера дома.

Причем все упомянутые выше факторы взаимосвязаны, поэтому их рассматривают только в комплексе, когда высчитывают оптимальную геометрию кровли. Как это сделать? Об этом мы поговорим ниже по тексту.

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши не должен приводить к увеличению снеговой и ветровой нагрузки, искажать экстерьер дома и вынуждать покупать больше кровельного и строительного материала. Поэтому для определения его величины мы будем последовательно двигаться по всем упомянутым параметрам, подбирая оптимальный размер для каждого из них. После чего мы вычислим уклон по среднему значению и допустимым пределам для кровельного материала.

Наиболее оптимальный угол наклона двухскатной крыши - около 37 градусов

Для ветровой нагрузки оптимальный уклон – это 0 градусов. В этом случае он не добавляет высоты строению. Поэтому все многоэтажные дома имеют плоскую кровлю. Кроме того, нулевой уклон дает минимальную площадь ската. В этом случае она равна площади перекрытия (потолка или пола). Для снеговой нагрузки оптимальный угол – это 60 градусов. Крыши с такими углами не накапливают снег на скатах, что позволяет не принимать во внимание снеговую нагрузку как таковую. В итоге средний уклон по снегу и ветру равен 30 градусам ((0+60)/2). Эта величина лежит за пороговым значением (25 градусов), позволяющим уменьшать расчётную снеговую нагрузку на 30 процентов и не наращивает нагрузку от ветра.

Оптимальный экстерьер дает соотношение высоты стойки и расстояние между мауэрлатом и лежней в пропорциях 3:4 или 1:1 (в случае с эксплуатируемой кровлей). То есть тангенс угла уклона в данном случае будет равняться 0,75 (3/4) или 1,0 (1/1), что соответствует углам 37 и 45 градусов. Средний угол по экстерьеру и ветровой/снеговой нагрузке равен 37,5 градусам ((30+45)/2), что соответствует оптимальной пропорции 3:4 (соотношение между высотой конька и половиной ширины строения со стороны фронтона).

То есть оптимальный угол ската должен находиться максимально близко к 37 градусам. Причем в заснеженных регионах его можно приблизить к 45 или даже 50°, а в южных областях – уменьшить до 30°. Ведь снеговая и ветровая нагрузка даже в средней полосе России соотносятся в пропорции 4:1. На квадратный метр кровельной конструкции в среднем давит около 200-210 килограмм снега или эквивалент 35-40 килограмм ветра. Поэтому противодействие снегу в наших широтах будет более актуальным.

С точки зрения кровельных материалов угол 37° позволяет использовать при обустройстве крыши такие разновидности, как двухслойный рубероид (толь), оцинковка с фальцами, шпунтованная черепица, шифер.

Как видите, под этот угол можно подобрать материал на любой вкус и кошелек. С позиции рационального использования пространства этот угол выгоден еще и тем, что обустроенная внутри крыши мансарда даст не менее 4 квадратных метров полезной площади на каждый метр длины лежня, а площадь внешнего покрытия будет колебаться в пределах 13 м 2 на метр длины конька. То есть 37° будут выгодны еще и с экономической точки зрения.