какой уклон скатная кровля

Уклон скатной крыши

Уклон крыши необходим для эффективного отвода воды с поверхности ската.

Под уклоном крыши (кровли) понимают угол между линией наибольшего ската кровли и ее проекцией на горизонтальную плоскость.

Уклон может измеряться в градусах – °, процентах – %, а также может быть выражен коэффициентом уклона i.

Для перевода уклона из градусов в проценты следует тангенс угла в градусах умножить на 100:

Для перевода уклона из процентов в градусы следует вычислить функцию арктангенса угла в процентах, умноженного на 0,01:

Ниже приведена сводная таблица с уклонами в различных величинах.

Коэффициент уклона, i

Выбор уклона скатных крыш зависит главным образом от климатических условий, архитектурных требований и от материала кровли. Так, например, в районах с большим количеством осадков и при кровельном материале с неплотными стыками (например, металлочерепице) скаты кровли должны быть крутыми. В местностях с сильными ветрами устраивают более пологие кровли, чтобы уменьшить давление на них ветра. Правильный выбор требуемого уклона способствует снижению стоимости здания. Чем больше величина уклона крыши, тем больше требуется материалов, трудовых затрат, следовательно, они обходятся дороже.

ТЕХНОНИКОЛЬ – ведущий международный производитель надежных и эффективных строительных материалов и систем

Источник

Как определить минимальный уклон кровли

Минимальный уклон кровли зависит от многих факторов. Только основных не меньше пяти, а есть еще и менее значимые, чье влияние незначительно, но оно есть. Поэтому универсального рецепта, вроде «делайте угол наклона ската не меньше X и все будет в порядке», нет. Минимально допустимый уклон крыши всегда нужно считать для каждого конкретного дома, иначе есть риск, что кровля не переживет ближайшую зиму. Не говоря уже о значимой переплате за чрезмерный запас прочности.

Так все работает для скатных крыш. С плоскими проще, поэтому с них и начнем.

Содержание

Плоская кровля с минимальным уклоном

Уклон плоской крыши почти никак не влияет на нагрузку, которую она должна выдерживать. Во всяком случае, его не учитывают при расчетах. Единственная задача уклона — эффективный отвод воды с крыши. То есть минимально допустимый уклон кровли — это угол наклона, при котором вода с крыши стекает достаточно быстро, чтобы избежать повреждения кровельного покрытия из-за ее застоя.

Этот угол не нужно рассчитывать, он есть в строительных нормативах. Если точнее — в СП 17.13330.2017, в первой таблице четвертого раздела этого документа. В ней приведены максимальные и минимальные уклоны кровли в зависимости от используемого вида гидроизоляции. И если максимальные углы сильно отличаются — от 2° до 14°, — то минимальный уклон для всех покрытий одинаков и равен 1°.

Минимально допустимый уклон кровли для скатной крыши

А вот для скатных крыш норматива, где можно точно посмотреть минимальный угол, нет. Поэтому его приходится определять в два этапа:

Большее значение и будет тем минимумом, который нужно посчитать.

Рассчитываем минимальный уклон для крыши по нагрузке

Главная особенность расчета уклона на этом этапе в том, что максимально возможную нагрузку как на несущие конструкции самой кровли, так и на фундамент со стенами, задают заранее. Проще говоря, задача звучит так: несущие конструкции дома могут выдержать не более Х кг на 1 м 2 крыши. Какой минимальный уклон скатов обеспечит такую нагрузку?

Если рассчитанный минимально допустимый угол кровли получается слишком большим, тогда меняют несущие конструкции здания так, чтобы они могли выдержать больший вес. И пересчитывают уклон.

Нагрузки на кровлю бывают постоянными и переменными. Об их расчете — ниже.

Постоянные нагрузки на кровлю

При расчете постоянной нагрузки важно учесть все элементы кровли. Для большей надежности ее рассчитывают с небольшим запасом прочности в 5%. В спорных случаях, например, если на крыше установлены солнечные батареи и в будущем планируется модернизация системы или увеличение количества панелей, запас делают больше — 10-15%. Но этим нельзя увлекаться, поскольку слишком большой запас прочности — это существенные дополнительные расходы впустую.

Переменные нагрузки

Переменные или временные нагрузки на кровлю считают по нормативу СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Их разновидностей довольно много, но для частных домов крайне редко учитывают что-то еще, кроме снеговой и ветровой нагрузки. Даже давление ветра рассчитывают только для некоторых регионов, где оно повышенное, поскольку обычно им можно пренебречь по сравнению с весом снегового покрова.

Снеговая нагрузка на кровлю

Вес снегового покрова — это главный параметр, который влияет на допустимые уклоны кровли. Базовая формула для его расчета проста:

Здесь S₀ — это итоговая снеговая нагрузка, S_g — вес снегового покрова на горизонтальной поверхности, который зависит от района строительства, а μ — поправочный коэффициент, который зависит от формы крыши.

Значение S_g определяют по таблице:

При этом карта снеговых районов тоже есть в нормативе, вот она.

Как можно догадаться, сложность расчета кроется в коэффициенте μ. Для обычных двускатных и односкатных крыш он считается достаточно просто, но с усложнением формы кровли сложнее становится и расчет.

Особенно запутаны формулы для расчета коэффициента μ кровель с перепадами высот. Это связано с образованием в местах таких перепадов снеговых мешков — участков, куда ветер наметает снег. Из-за этого в снежную зиму около перепадов могут образоваться действительно впечатляющие сугробы — высота в несколько метров отнюдь не исключение для них.

Поэтому, если у вас сложная кровля, крайне желательно привлечь для расчета минимального угла ее наклона специалиста. Ошибка в вычислениях нагрузки обойдется вам намного дороже, чем услуги профессионального проектировщика.

Относительно простые формулы и схемы расчета снеговой нагрузки для односкатных, двускатных и арочных крыш мы собрали в таблицу.

Вид кровли	Схема и формула расчета
Односкатная	µ=1 при уклоне меньше 30°;µ=0 при уклоне больше 60°;µ=(60°-α)/(60°-30°) для остальных углов.
Простая двускатная	Коэффициент µ рассчитывается так же, как и для односкатной кровли.
Двускатная с переходными мостиками или светоаэрационными устройствами по коньку	Значение µ сначала считают по общей формуле для односкатных и двускатных крыш, после чего умножают его на соответствующий коэффициент.
Арочная

В целом, чем больше угол наклона кровли, тем меньше снеговая нагрузка. А для очень крутых кровель с минимальным уклоном скатов больше 60° ее можно вообще не учитывать.

Ветровая нагрузка

Ветровое давление на крышу дома намного меньше веса снегового покрова. Оно бывает даже отрицательным, когда ветер работает на подъем кровли. То есть при расчетах ветровое давление может уменьшить общую нагрузку, а не увеличить. Но, в среднем, ветровая нагрузка все же увеличивает общий распределенный вес, пусть и ненамного. Поэтому ее желательно учитывать при расчете минимального уклона кровли.

Вычисляют ветровую нагрузку w_m по формуле:

Здесь w₀ — табличное значение ветрового давления, которое зависит от региона строительства; k(z_e) — коэффициент, отражающий местность и высоту здания; c — аэродинамический коэффициент.

Значение w₀ берут из таблицы ниже.

Карта ветровых районов России выглядит так.

Коэффициент k(z_e) тоже приведен в таблице в нормативе.

Местность типа А — это открытые пространства с единичными препятствиями высотой меньше 10 м. Тип B — это местности, которые равномерно покрыты препятствиями больше 10 м высотой, к примеру, леса или кварталы с малоэтажной застройкой. Тип С — плотно застроенные городские кварталы, включающие здания высотой более 25 м.

Аэродинамический коэффициент c, как и µ, зависит от типа кровли. В частности, для двускатных домов c равен 0,8 для наветренной и -0,5 для подветренной стороны. Для расчета нагрузки берется больший коэффициент.

При сложении снеговой и ветровой нагрузки меньшую из них умножают на коэффициент 0,9. Они переменные, и вероятность совпадения максимальных значений обеих нагрузок по времени настолько мала, что ее нет смысла учитывать при расчете.

Минимальный наклон кровли в зависимости от кровельного покрытия

Ограничение по минимальному углу наклона есть у любого покрытия для скатной кровли. Это связано с наличием стыков, которые могут протечь даже у самых надежных кровельных материалов, если вода на крыше слишком медленно стекает или застаивается.

Минимальный уклон для распространенных кровельных материалов смотрите в таблице ниже.

Если расчетный минимальный уклон вашей крыши меньше, чем допустимый для выбранного кровельного материала, лучше либо увеличить его, либо поменять вид покрытия. Но если изменить уклон нельзя, а использование конкретного кровельного материала принципиально, есть еще один выход.

Он заключается в использовании специальных гидроизоляционных материалов с проклеенными или даже сваренными стыками. То есть из гидроизоляции нужно, фактически, создать второе, полностью герметичное кровельное покрытие, которое защитит утеплитель от протечек через стыки. При этом основной материал кровли, например, керамическая черепица, будет выполнять скорее декоративную функцию.

Источник

Каким должен быть наклон крыши частного дома

Уклон скатов нельзя просто сделать таким, каким хочется. Это важнейший параметр кровли, от которого зависит не только эстетика дома, но и требования к его конструкциям, вплоть до фундамента. Поэтому, чтобы правильно выбрать наклон крыши, нужно учесть сразу несколько факторов. Каких? Расскажем в статье.

Что влияет на угол наклона крыши

Уклон скатной кровли, в основном, зависит от четырех факторов:

Есть еще и второстепенные параметры. Например, оптимальные углы наклона крыши зависят от того, как часто будут обслуживать кровлю, планируется ли ставить на ней оборудование или делать озеленение. Но они обычно не имеют решающего значения.

Когда снега — много

Каждая кровля может выдержать только строго определенную максимальную нагрузку. Эта нагрузка прямо зависит от параметров стропильной системы, опосредованно — от несущей способности стен и фундамента. Превышение максимальной нагрузки приведет к обрушению крыши со всеми вытекающими из этого последствиями. Как это связано с тем, какой уклон должен быть у крыши? Все просто: с его помощью можно влиять на нагрузку.

При небольшом уклоне на крыше может нарасти большая снеговая шапка

Дело в том, что общая нагрузка на кровлю — это сумма двух составляющих в пересчете на 1 м 2 :

Именно снеговая нагрузка и, в меньшей степени, ветровая интересуют нас, когда мы определяем, какой уклон крыши нужно сделать.

Снеговая нагрузка, согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», вычисляется по формуле S₀ =S_g·μ. Значение S_g — это нормативный вес снегового покрова в районе строительства и его изменить нельзя. А вот μ — поправочный коэффициент, на который прямо влияет угол наклона кровли. Рассчитывается он по-разному для разных видов крыш, но общий принцип прост: чем больше наклон кровли, тем меньше снеговая нагрузка.

Например, для односкатных и двускатных кровель μ=1, если угол ската крыши меньше 30°, и μ=0, если наклон больше 60°. Для промежуточных значений углов поправочный коэффициент вычисляют по формуле: μ = (60°−α)/(60°−30°), где α — это как раз угол наклона кровли.

Это означает, что пологая крыша с уклоном 20 градусов будет держать на себе полный вес снежного покрова, в то время как для крутой кровли, наклоненной под 65°, снеговую нагрузку можно вообще не учитывать. Все, что между крайними вариантами — наше пространство для маневра.

То есть, меняя угол ската кровли в диапазоне от 30° до 60°, мы уменьшаем или увеличиваем снеговую нагрузку. Угол, при котором сумма снеговой и постоянной нагрузки равна несущей способности стропильной системы, и есть минимально допустимый уклон кровли.

Ветер, ветер, ты могуч…

Нормативное ветровое давление, которое рассчитывают по тому же своду правил, что и снеговую нагрузку, от наклона ската крыши не зависит. От ее вида, формы, высоты и других параметров — да. Но не от уклона. Поэтому здесь — не об этом расчетном значении, а о том, как давление ветра в принципе влияет на кровлю.

Если упростить, то чем больше площадь ската и чем ближе к вертикальному его положение, тем больше парусность. То есть на рекламные щиты ветер «давит» с максимально возможной силой, на крыши с крутыми скатами — слабее, но все равно очень существенно. Поэтому в местах с высокой ветровой нагрузкой рекомендуют делать пологие кровли. Так, если уклон крыши 10 градусов, она защищена от «опрокидывания» даже очень сильным ветром. Но, к сожалению, не от срыва.

Если на кровлю с крутыми скатами ветер давит, стремясь опрокинуть ее, то пологую пытается поднять. А когда угол склона крыши небольшой, воздушные массы, обтекающие скаты, создают подъемную силу. И если эта сила станет слишком большой, крышу унесет.

Частично компенсировать этот эффект помогают слуховые окна. Только не люкарны или «кукушки», а небольшие вентиляционные окошки в верхней части фронтона или ската, закрытые решетками-жалюзи. В отличие от обычных окон, слуховые всегда открыты и выравнивают давление снаружи и внутри кровли.

Чтобы избежать избыточного ветрового давления и подъемной силы, в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимален средний наклон крыши — 30-45°.

Чем кровлю крыть будем?

У всех кровельных материалов, за исключением тех, которые предназначены для укладки на плоскую крышу, есть требования к минимальному углу наклона кровли. А у некоторых ограничен и максимальный уклон ската. Вот, какой уклон крыши должен быть, в зависимости от вида кровельного покрытия:

Но не стоит воспринимать числа из этой таблицы, как запрет использовать кровельное покрытие, если угол наклона крыши меньше минимального. Просто, если вы не впишитесь в эти нормы, кровля может потечь. А если скат наклонен под намного меньшим углом, чем допустимо, вероятность протечки близка к 100%.

Впрочем, этого можно избежать. Нужно принять дополнительные меры по герметизации кровли, которые сделают ее практически водонепроницаемой:

Это все сильно увеличивает цену устройства крыши здания — у дома фактически будет два кровельных покрытия. Нижнее — рабочее, которое и защищает кровлю от протекания. А верхнее покрытие будет закрывать нижний гидроизоляционный слой от ультрафиолета и выполнять декоративную функцию.

Поэтому при расчете, сколько должен быть уклон крыши, минимальные углы монтажа кровельного покрытия нужно учитывать, в первую очередь, ради экономии на устройстве кровли. Кроме того, укладка кровельного материала на скат, уклон которого меньше минимального, часто лишает гарантии производителя.

А вот максимальный угол монтажа кровельного покрытия игнорировать нельзя. Если превысить его, то крыша рискует остаться «раздетой» при сильном ветре.

Чердак или мансарда?

Как вы собираетесь использовать подкровельное пространство?

Если планируете просто сделать на нем чердак, тогда уклон кровли значения не имеет — для хранения вещей места хватит. Другое дело, если под скатами будет мансарда. Тогда на угол наклона крыши стоит обратить внимание.

Полезная площадь под односкатной крышей зависит от угла ее наклона больше всего. Этот тип кровли опирается на две стены или подпорки возле них. Следовательно, если крыша очень пологая, то полезная площадь мансарды получается почти такой же, как у нижних этажей. За исключением небольшого участка у стены под нижней частью ската.

Для двускатной, вальмовой, шатровой крыши угол наклона ската имеет значение, если стены дома не заканчиваются в полуметре от перекрытия, а выгнаны на высоту 1,5 м, лучше 2 м. В этом случае пологая кровля не увеличивает доступное пространство — оно и так большое, — а сильно снижает расходы на отопление.

Подведем итоги

Какой должен быть уклон крыши? Зависит от четырех факторов:

Для уменьшения снеговой нагрузки скаты лучше сделать крутыми — при угле 60° и более она равна нулю. Но такую кровлю делают редко, поэтому минимально возможный уклон крыши рассчитывают, исходя из допустимой нагрузки на конструкции.

Так как для снижения парусности правильно сделать уклон крыши небольшим, этот параметр вступает в противоречие с предыдущим. Поэтому в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимально делать уклон кровли 30-45°.

Кроме того, у многих видов кровельных материалов есть минимально и максимально допустимые углы монтажа. Влияет на уклон и то, что будет под кровлей: чердак или мансарда.

Источник

Нюансы расчета скатной кровли: как устанавливается уклон и рассчитывается площадь крыши?

Скатные крыши представлены конструкциями с уклоном от 8-10° и выше в 1,2,4 и несколько сторон, обеспечивающим свободный сход талых и ливневых вод.

При желании и сравнительно простом исполнении каркаса расчет можно выполнить своими силами, после определения нагрузки и других требований к крыше, а также условий ее эксплуатации.

Что нужно учитывать при проектировании?

Исходными данными для расчета служат:

Строительство начинается при наличии готового проекта, т.е. после подбора оптимальной конструкции и уклона, расчета площади, длины и высоты каждого ската. Именно эти показатели служат основой при определении нагрузки, сечения и шага элементов каркаса, количества материалов и сметы строительства.

В ходе расчета учитывается потребность в быстром, но безопасном сходе осадков, низкой парусности, прочности и внешней привлекательности крыши.

Определение угла наклона

Подбор оптимального наклона считается главной задачей расчета, этот параметр оказывает прямое влияние на смету и определяется после учета всех факторов влияния. В теории малоуклонные конструкции обходятся дешевле, но такое исполнение не всегда возможно.

Сбор нагрузок

При сборе нагрузок на скатную крышу суммируются:

Временная снеговая нагрузка, определяемая по формуле:

Каждая из перечисленных нагрузок умножается на коэф. надежности (табличная величина, не ниже 1,1). При сомнении в используемых формулах нагрузку на скаты стоит проверить с помощью кровельного калькулятора.

Влияние ветровой нагрузки учитывается отдельно: в регионах с сильными ветрами уклон скатов по возможности поддерживается в среднем диапазоне. Это объясняется склонностью к подъему ветром чрезмерно пологих крыш через низ (в том числе – при чрезмерной площади карнизного свеса) и опрокидыванию и отрыву материалов на крутых скатах.

Но в целом этот фактор скорее влияет на требования к крепежам и устойчивости конструкции, а не на сам уклон. В районах с равным влиянием снеговых и ветровых нагрузок угол кровли подбирают в универсальном диапазоне от 20 до 45°.

Кровельный материал

Практически все современные кровельные покрытия подходят для монтажа на скатные крыши, но минимально допустимый и оптимальный уклон отличаются у разных видов.

Это же относится к требованиям к основанию под кровельные материалы. Так, рулонная кровля или мягкая черепица без проблем монтируются на малоуклонные конструкции, но лишь при условии заложения сплошной обрешетки, что не всегда выгодно.

Основные требования к углу наклона относительно типа кровельного покрытия изложены в СНиП II-26-76. При правильном подходе требования технологии монтажа покрытий уточняются заранее и учитываются при выборе оптимального угла скатов.

Зависимость от типа стропильной системы

Число скатов, сложность конфигурации и назначение скатной крыши становятся основными ориентирами при выборе ее уклона.

Подробно об особенностях стропильной системы четырехскатной крыши мы рассказывали здесь.

Единицы измерения

Уклоном ската называют угол, образуемый пересечением его плоскости с горизонталью крыши. Традиционно его единицы измерения указываются в градусах, но в ряде случаев застройщикам проще работать с процентными или числовыми соотношениями.

В частности, но нормам СНиП крыша считается скатной при отношении высоты крыши к ее длине 1:7, что в свою очередь соответствует 8° или 14% уклона. 100% уклоном ската считается угол в 45°.

В численном соотношении уклон находится путем деления высоты скатной крыши на длину ее заложения, для перевода ед.измерения в проценты результат умножается на 100, для перевода в градусы – используются конвекторы или таблицы.

Оптимальное и минимальное значение

Главным ориентиром служат рекомендации производителей. Минимальное значение ограничивается требованиями к герметичности (отклонение в меньшую сторону приводит к протечкам). Оптимальный диапазон зависит от парусности, полезной площади, склонности к удержанию снега и привлекательности кровельных покрытий.

При выборе оптимального значения и самого покрытия важно помнить о требованиях к обрешетке. Мягкая черепица и рулонная кровля в любом случае монтируются поверх сплошных настилов.

Ондулин, профнастил и фальцевые листы нуждаются в сплошной обрешетке при низком угле наклона скатов, и могут монтироваться на разряженную при уклоне более 15° (26,8%). Разряженная обрешетка в любом случае обходится дешевле и свободно вентилируется.

Расчет площади кровли

При вычислении площади прямоугольных скатов не возникает проблем – длина конструкции умножается на ширину с учетом запаса на карнизный свес. У двускатных крыш полученное значение просто суммируется.

Площадь скатов сложной формы также находится по тригонометрическим формулам, при необходимости – после разбивки общей плоскости на простые фигуры. Расчет ведется после определения высоты крыши, длины угловых стропил находятся как гипотенузы прямоугольных треугольников.

Полученное значение в точности учитывается при определении нагрузок и округляется в большую сторону при расчете сметы. В частности, при определении необходимого количества материалов от общей величины не отнимается площадь проходных элементов или аналогичных конструкций.

Особого внимания требуют листовые кровельные материалы, укладываемые с нахлестом, в расчет принимается их полезная, а не фактическая площадь.

Сервисы для расчета параметров и материалов

Проверить или рассчитать характеристики таких крыш помогают:

Из видео узнаете, как рассчитать размеры элементов двухскатной крыши, необходимое количество материалов с помощью онлайн калькулятора:

Заключение

Стоит отметить, что расчет параметров скатных крыш существенно усложняется при увеличении числа скатов больше 2, планировании заложения под ними жилых помещений или добавления эркеров, щипцов и мансардных окон.

В идеале все характеристики определяются на этапе проектирования дома, внеплановое изменение уклона или конфигурации каркаса отрицательно сказывается на надежности и смете.

Источник