расчет наклона крыши веранды
Как правильно рассчитать угол наклона и высоту односкатной крыши
В мире существуют тысячи архитектурных традиций внешнего вида крыш. В современной архитектуре довольно популярны односкатные формы крыш. Они идеально сочетаются с ландшафтным дизайном и многообразны в исполнении. Модный тренд пришел к нам из Австралии, где отсутствие снега позволяет творить с архитектурой жилых домов все, что диктует фантазия.
Но в снежных регионах России такую крышу нужно строить только с соответствующим уклоном и в правильном направлении. Одним словом, главный параметр функциональности – угол наклона односкатной крыши. Как правильно его рассчитать вы узнаете из нашей статьи.
Содержание
Чтобы у вас было общее представление об односкатных кровлях, посмотрите это видео:
Шаг 1. Рассчитываем постоянные и динамические нагрузки
Первым делом рассчитайте нагрузки на односкатную крышу. Их принято делить на постоянные и динамические. Первые – это вес кровельного покрытия, которое всегда находится на крыше, а также антенны, ТВ-тарелки, дымоход и прочее. Т.е. все то, что будет на кровле и днем, и ночью.
А динамические нагрузки, или, как их еще называют, переменные, – это те, что бывают время от времени: снег, град, человек, ремонтные материалы и инструменты. А еще ветер, который может срывать односкатные крыши ввиду их парусности. Рассмотрим их подробнее.
Снеговые нагрузки
Давление снега также зависит от угла наклона. К примеру, для Московского региона при скате кровли в 30℃ нагрузка составит порядка 130 кг/кв.м.
А если сделать кровлю круче 45°, снег с большой вероятностью не сможет на ней задерживаться, но это зависит от шероховатости кровельного покрытия. Для средней полосы России, где снегопады умеренные, односкатную крышу достаточно делать в пределах 35-30°:
Минимальный угол, который должен быть, чтобы снег смог сходить с односкатной кровли сам – это 15°. А максимальный – 60°, делать крышу более крутой нет смысла.
Ветровые нагрузки
В регионах с сильными ветрами крышу с большим уклоном может легко сорвать. В этом случае плоскость ската лучше обращать к наветренной стороне. Но и слишком пологую кровлю не стоит делать по той же причине.
Комбинированные нагрузки
Обязательно рассчитайте для односкатной крыши такое значение, как сочетание максимально неблагоприятных постоянных и временных нагрузок. Т.е. критическую точку, которую должна выдерживать стропильная система.
К примеру, вам придется в сильную бурю и снегопад выйти на крышу, да не одному, а с помощником. Выдержит ли ваша конструкция одновременно и снег, и ветер, и двух человек? Лучше знать об этом заранее.
Шаг 2. Подбираем уклон крыши
Уклон односкатной крыши – в довольно широком диапазоне: от 6° до 60°. Все зависит от местности, в которой вы собрались строиться: если вам нужно сбрасывать тонны снега с крыши каждую зиму, тогда делайте скат покруче, если планируете защититься от ветра – более пологий. Кроме того, при определенном угле односкатная крыша направляет поток воздуха в нужном направлении, захватывая осадки и отводя их. Помните об этом!
Крутые односкатные крыши
Чем больше угол односкатной крыши, тем быстрее по ней стекает вода. Здесь не будут задерживаться ни листья, ни грязь, а потому само кровельное покрытие прослужит намного дольше. Кроме того, на такой кровле лучше заметна визуальная эстетика выбранной черепицы или металлопрофиля, что часто играет немалую роль для владельцев дома.
Малоуклонные односкатные крыши
Скорость стекающей дождевой и талой воды на малоуклонных скатах намного ниже, а потому есть риск застаивания воды, скопления грязи и застревания льда. На таких кровлях быстро развивается мох и налипает листва. Особенно, если кровельное покрытие шероховатое.
Главное требование к кровле — чтобы вода при таянии снега или после дождя не оставалась на поверхности кровельного материала, а легко скатывалась. Если же она имеет слишком низкий уклон, то влага будет подолгу стоять во всех неровностях и швах. И чем дольше – тем больше у нее шансов проникнуть внутрь и создать много проблем в виде сырости, испортившегося утеплителя и коррозии металлических элементов кровли:
Но есть и свои плюсы: чем меньше угол наклона односкатной крыши, тем более близка геометрия внутренних помещений к традиционному кубу. А, значит, воспринимается легче и используется с большей пользой.
Однако в этом случае нужно тщательно позаботиться о ее гидроизоляции, чтобы талые и дождевые воды не смогли проникнуть в стропильную систему. Необходимы такие кровельные покрытия, как мембраны, рулонная изоляция или цельные листы.
Со стандартным углом наклона односкатная кровля строится так:
Минимальный угол односкатной крыши
Односкатную крышу, угол которой всего 3-5° или совершенно плоскую, нередко делают инверсионной. От обычной кровли она отличается тем, что внутренняя многослойная начинка пирога формируется в строго противоположном порядке. А в качестве кровельного покрытия используют материалы с высокой стойкостью к физическим нагрузкам и к истиранию. На такой кровле часто устраивают веранды, сады или зоны отдыха.
Шаг 3. Определяемся с требованиями к уклону
В функциональном плане односкатные крыши делят на три основных типа: вентилируемые, невентилируемые и комбинированные. Рассмотрим каждый вариант подробнее.
Вентилируемая конструкция
Такие обустраивают в строениях закрытого типа. В качестве вентиляции служат продухи и специальные пустоты между изоляционными слоями, через которые воздух, проходя, захватывает капельки влаги из утеплителя и выносит их наружу.
Если такой вентиляции не обеспечить, тогда влага будет оставаться внутри утеплителя (а она все равно в него попадает, хоть и понемногу), и утеплитель начнет отсыревать, портиться. И в итоге разрушаться будет постепенно весь кровельный пирог.
Невентилируемая конструкция
Этот тип односкатной крыши преимущественно встречается на террасах и хозпостройках. Обычно угол такой крыши находится в интервале всего 3-6°, хотя никаких ограничений к нему нет.
Вентиляция в таких крышах не нужна потому, что воздух в помещении без стен или с часто открытыми широкими дверьми (как в случае с гаражом) и сам хорошо вентилирует, унося на улицу любые водяные пары. Которых, к слову, и так почти не образовываются в подобных постройках:
Шаг 4. Вычисляем точный угол ската
Углом односкатной крыши принято называть угол, под которым стропила и скат крыши наклонены к горизонтальной плоскости потолка. Причем отнеситесь серьезно к этой схеме, если вы хотите обеспечить вашей крыше правильную механическую прочность:
Угол наклона скатов измеряется в процентах и градусах. Но, если с градусами еще более-менее понятно (спасибо школьному курсу геометрии), то что такое проценты? Проценты – это отношение разницы высоты конька и карниза к горизонтали ската, умноженное на 100.
Есть еще один интересный момент: многие архитекторы специально рассчитывают угол односкатной кровли так, чтобы он был равен углу возвышения солнца в данной местности в середине весны. Тогда можно до миллиметра рассчитать, когда и какая будет тень, что важно для планирования террас перед домом и других мест отдыха.
Шаг 5. Ограничиваем круг выбора кровельного покрытия
Свои требования к минимальному и максимальному углу наклона односкатной кровли имеют и современные кровельные материалы:
Конечно, чем меньше угол, тем более дешевые материалы вы можете применять: рубероид, профнастил и подобные им.
Вы удивитесь, но специально для малоуклонных кровель сегодня разрабатывают те же виды кровельного покрытия, что обычно используются при наклоне не менее 30°. Зачем? Такова мода в Германии, которая дошла и до нас: односкатная крыша почти пологая, а кровля – стильная. Но как? Просто производители улучшают качество замков, делают больше область нахлеста и тщательнее продумывают защиту от грязи. Вот и все хитрости.
Шаг 6. Определяемся со стропильной системой
А от выбранного угла наклона крыши и планируемых на ее нагрузок определяемся с видом крепления стропил к стенам. Так, всего таких видов три: висячие стропила, наслонные и скользящие.
Висячие стропила
Висячие стропила – единственный вариант, когда соединение должно быть жестким, но для стропил между боковыми опорами нет возможности сделать опору.
Проще говоря, у вас есть только внешние несущие стены, и никаких перегородок внутри. Скажем, это довольно сложная стропильная система, и к ее строительству нужно подходить с ответственностью. Вся проблема в больших пролетов и в давлении, которое оказывается на стены:
Или как в этом проекте:
Наслонные стропила
Здесь уже вся крыша давит минимум на три опоры: две внешние стены и одну внутреннюю. А сами стропила здесь используются плотные, с сечением не менее 5х5 см брусков и 5х15 см стропильных ног.
Скользящие стропила
В этой стропильной системе в качестве одной из опор служит бревно в коньке. И для соединения с ним стропил используются такие специальные элементы, как «скользячки». Это металлические элементы, которые помогают стропилу при усадке стен немного двигаться вперед, чтобы избежать трещин. Совсем немного! И благодаря этому устройству крыша легко переносит даже достаточно ощутимую усадку сруба, без каких-либо повреждений.
Суть проста: чем больше в стропильной системе узлов, тем она гибче и прочнее. Тем больше односкатная крыша способна выдерживать давление веса кровельного покрытия и снега, и при этом не ломаться. Но есть стропильные системы, где соединение вообще статично:
Шаг 7. Вычисляем высоту односкатной крыши
Вот три самых популярных способа точно вычислить нужную высоту будущей крыши.
Способ №1. Геометрический
Односкатная крыша имеет вид прямоугольного треугольника. Длина стропильной ноги в этом треугольнике – гипотенуза. А, как вы помните из школьного курса геометрии, длина гипотенузы равна корню из суммы квадратов катетов.
Способ №2. Тригометрический
Еще один вариант расчета длины стропильных ног такой:
В этом случае Б = А * tgY, где Y – это угол наклона крыши, а длина ската высчитывается так:
Х = А / sin Y
На самом деле все это не сложно – просто подставьте нужные значения, и вы получите все параметры будущей крыши.
Способ №3. Онлайн-калькуляторы
Кстати, рассчитать нужный угол односкатной крыши помогут также современные онлайн-калькуляторы. Обычно их настраивают под действующие СНиПы – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Но этот метод можно использовать только как дополнительный.
Вычислили? А теперь переходим к строительству самой крыши:
Надеемся, что вы во всем разобрались легко!
Как производится расчет угла наклона односкатной крыши?
Односкатные крыши придают оригинальность постройкам, вписываются в дизайн дачных домиков и просторных коттеджей, привлекают простотой установки, экономией материала для настила.
Однако при составлении проекта кровли для здания, строящегося в районе, где зимой засыпает снегом, а в теплый период года заливают дожди, нужно знать, что учитывать при определении наклона крыши, от которого зависит, выдержит ли дополнительное давление стропильная система, сколько лет прослужит кровля.
Как рассчитать угол наклона односкатной крыши, читайте далее.
Что учитывают при определении уклона?
Составляя проект крыши с одним скатом, строители стараются уделить внимание некоторым особенностям монтажа, самой важной из которых служит угол наклона. Величина этого параметра может находиться в пределах от 2° до 60.
Однако приступая к расчетам показателя, представляющего собой угол наклона стропил и ската по отношению к вертикальной плоскости потолка, при строительстве зданий в умеренном климате, необходимо учитывать:
При минимальном угле наклона удается экономить средства для настила, однако снег не соскальзывает, а накапливается на крыше, что повышает нагрузку на дом, уменьшает период эксплуатации крыши.
Если планируется обустройство чердака, уклон конструкции необходимо увеличивать, для этого советуют усиливать стропильную систему.
Постоянные и динамические нагрузки
После укладки обрешетки, для определения оптимальной величины угла наклона кровли рассчитывают предполагаемые нагрузки – постоянные, величина которых зависит от тяжести покрытия, наличия антенн-тарелок, дымоходов, динамические – увеличивающиеся в период усиления циклонической деятельности.
Снеговые
Плотные и тяжелые пласты, образующиеся после сильных метелей на крыше, создают повышенное давление на стропильную систему, что может спровоцировать провисание конструкции, разрушить несущие элементы кровли.
Для определения снеговой нагрузки нормативную массу твердых осадков на 1 кв. м площади горизонтальной поверхности (Sg) определяют по таблице в карте снеговых районов и умножают на поправочный коэффициент (q).
Величина q равна единице для наклона 25° и 0,7 для углов от 26 до 60 градусов. Формула расчета нагрузки: S= Sg х q.
В средней полосе, где нормативный вес снегового покрова 180 кг, крыша, установленная под углом 30°, выдерживает 130 килограммов.
Ветровые
Воздушный поток, образующийся вследствие неравномерного нагревания поверхности в разных районах, сталкиваясь со зданием при передвижении, разделяется на 2 части, одна направляется вниз, другая создает нагрузку, способную сломать или сорвать крышу, деформировать всю конструкцию.
Чтобы не допустить разрушения кровли в регионах, где скорость перемещения воздушных масс часто превышает 20 м/сек:
С увеличением наклона кровли возрастает сила, с которой на нее действует ветер.
Среднюю нагрузку воздушного потока на постройку (w) определяют путем умножения расчетного значения ветрового давления (wg) на коэффициенты: kz – учитывающий его изменение на высоте над поверхностью земли и c– аэродинамический коэффициент. Формула выглядит так: W=wg х kz х c.
Комбинированные
При разработке плана односкатной крыши рекомендуют рассчитывать не только вес снежного покрова, при котором устоит стропильная система, но и то, что динамическая нагрузка иногда возникает одновременно с постоянной.
При сильных порывах ветра способна сломаться антенна, для установки которой может потребоваться не один, а 2 человека.
При малом уклоне воздушный поток загоняет капли воды под стыки, что уменьшает срок службы крыши. В районах, в которых выпадает избыток осадков, рекомендуют кровлю ставить под углом 45°, а там, где наблюдается небольшое количество снега и дождя, хватает 25 или 30 градусов.
Влияние материала на величину наклона, расчет высоты стены и фронтона
На невентилируемых крышах, устанавливаемых на верандах и террасах, которые пристраиваются к домам для отдыха на воздухе, минимальный наклон ската составляет 3%, максимальный – 6, проветривание кровли выполняется с помощью специальных отверстий. На дачных домиках, гаражах, коттеджах выполняют монтаж вентилируемых крыш.
При монтаже конструкций смешанного типа уклон увеличивают, делая изоляцию и укладывая утеплитель в 2 слоя, однако зимой сверху скапливается снег.
У каждого вида материала, что выпускается для настила кровли, присутствуют свои требования к допустимым границам наклона крыши, которые указываются к инструкции:
| Наименование покрытия | Минимум (°) | Максимум (°) |
| рубероид | 5 | 20 |
| ондулин | 6 | 12 |
| профнастил | 8 | 20 |
| шифер | 20 | 50 |
| металлочерепица | 30 | 35 |
Битумные материалы в рулонах, которые настилаются на основу путем нагрева, подходят для перекрытия с углом до 15°. Кровля фальцевая укладывается при уклоне не менее 8°, керамическая черепица – от 22.
Листы профнастила, состоящего из множества волнообразных краев, не рекомендуют использовать для настила в областях с сильными ветрами, поскольку материал отличается высокой парусностью, в соответствии со СНиП II-26-76 применяется при минимальном угле 12°.
Как высчитать уклон ската?
У односкатной крыши стены, на которые конструкция должна опираться, имеют неодинаковую высоту. Чтобы сформировать требуемый угол наклона, поднимают одну из стен и вдоль нее проводят перпендикулярную линию, начинающуюся в точке, где заканчивается короткая стена, и опирающуюся на самую длинную стену.
Высоту фронтона при монтаже крыши определяют, используя формулу: L фр =Tg (угол наклона) х L ст (высота II стены).
Пример
Если длина одной стены постройки 5 м, уклон конструкции 25%, используя таблицу синусов и тангенсов:
При составлении проекта, на основе которого сооружается крыша, используются действующие строительные нормы и правила, в соответствии с документом разрабатывается онлайн-калькулятор.
На основе расчетов угол наклона составляет 32°.
Для более точного определения показателя строители используют специальный угломер с опорной рейкой, которую ставят на обрешетку. При направлении к коньку рамы с маятником на полукруглой шкале грузик указывает угол наклона в градусах, на вертикальной оси – в %.
Кровельные материалы на приборе разделяются по техническим характеристикам и изображаются дугообразными стрелками.
Чем опасен неверный подсчет?
Постройки с односкатными крышами вписываются в ландшафтный дизайн, а элементы конструкции, имеющие небольшой вес, легко устанавливаются вручную, увеличивается коэффициент использования здания, а особенно верхнего этажа.
Если при определении угла наклона крыши не учитывался тип кровли, направление ветров или допущена другая ошибка, срок эксплуатации кровли уменьшается.
При игнорировании возможной снеговой нагрузки после продолжительной метели оказывается сильное давление на крышу, и конструкция начинает провисать или прогибаться, возникает опасность разрушения несущих элементов.
При недостаточном уклоне тающие осадки попадают внутрь и могут испортить утеплитель, изоляцию. В районах с сильными ветрами возрастает риск сноса кровли, если она установлена под большим углом.
Видео по теме статьи
Видео-урок по нахождению высоты и наклона крыши:
Заключение
Односкатные крыши выглядят не так нарядно, как шатровые или вальмовые, но привлекают тем, что быстро устанавливаются, не требуют особых навыков при монтаже, при правильных расчетах и использовании качественных материалов служат десятки лет.
Как подобрать угол наклона для односкатной крыши – формула расчета
Всего несколько лет назад упрощенный вариант кровли в виде одного ската использовался только для вспомогательных построек (беседки, сарая, бани, гаража). Сейчас же владельцы дач предпочитают такой вид крыши для обустройства домов, аргументируя свой выбор практичностью, скоростью монтажа, экономией денежных средств.
Однако решающим фактором остается срок службы конструкции, который зависит от качества материалов и грамотно составленного проекта. Связующим звеном этой цепочки является правильно рассчитанный уклон односкатной крыши. Обо всех нюансах расчета, подбора и важности которого и пойдет речь в статье.
Компоненты кровли
Но прежде чем приступать к математическим расчетам, необходимо понимать, какие составляющие конструкции могут повлиять на конечный результат.
К ее элементам относятся:
Кроме того, следует учитывать:
Если же при расчетах оптимального угла наклона односкатной крыши учесть все вышеперечисленные факторы, владельцы смогут продлить срок эксплуатации постройки, сократить расход материалов, тем самым экономя денежные средства.
Поэтому в регионах с большой ветровой и снеговой нагрузкой рекомендуется создавать конструкцию кровли под минимальным уклоном, дабы обеспечить стойкость здания к воздействию внешней среды.
Что нужно не забыть при создании стропильной системы?
Правильный монтаж и сборка каждой части кровли – гарантия надежности устройства на долгие годы.
В сооружении системы стропил стоит учесть несколько важных нюансов:
Важно! Для того чтобы определить верный размер гнезд стоит учесть сечение стропил. Это поможет избежать ненужных зазоров между частями конструкции.
Укладка обрешетки, гидро и пароизоляции
Следующим шагом в создании односкатной крыши станет изготовление обрешетки. Расстояние между досками не должно быть больше 0,15 метра. Их укладка проводится строго перпендикулярно стропильной системе.
Дальше нужно прикрепить строительным степлером пароизоляционную пленку, а уже сверху наносить утеплитель.
Следующим слоем станет настил гидроизоляционного материала. Каждую полосу из рулона желательно делать с нахлестом к другой, а места стыков обработать герметиком.
Заключительные этапы – это расчет угла наклона и настил крыши.
Важно заметить, количество рядов обрешетки зависит от величины постройки и выбранного материала.
Виды односкатных крыш
Существенным преимуществом сооружения является наличие вентиляции кровли. Она представляет собой пустоты между слоями тепло и гидроизоляционных материалов, благодаря чему заметно увеличивается срок службы сооружения.
И зависимости от того, обладает конструкция такой функцией или нет, выделяют 3 типа крыш:
Важно заметить, что в случае с первым вариантом обеспечить проветривание крыши на постоянной основе можно при помощи отверстий, сделанных по бокам постройки на уровне кровли.
Про какие требования нужно не забыть?
Еще на этапе проектирования здания необходимо ознакомится и учесть нормы действующего законодательства относительно важных параметров конструкции.
При возведении верхней части здания за основу следует взять обновленную версию СНиП II-26-76 «Кровли» от СП 17.13330.2011. Где указано, что уклон плоской кровли должен находиться в пределах 2–12 градуса.
Но в то же время действующие нормативы не дают четкого разграничения между плоской и скатной кровлей и конкретные требования относительно уклона последней СНиП не содержит.
Поэтому определить вид кровли и угол ее наклона можно, учитывая выбранный материал, предполагаемую нагрузку и особенности климата.
Оптимальный угол наклона для разных типов конструкций
Хоть и принято считать, что односкатная кровля – это бюджетный вариант перекрытия вспомогательных сооружений (гаража, бани, беседки). Обустройство верхней части дома в такой способ также имеет свои преимущества:
Одним из способов определения оптимального угла наклона считается применение строительного уровня с угольной отметкой. Нужно просто приложить его к стропилам и выполнить подсчет величины угла.
Влияние типа материала на угол наклона
Важным фактором в определении правильного положения крыши является выбор материала для настила. К примеру, применяя мягкую кровлю, наклонный угол будет существенно меньше, нежели при перекрытии шифером.
Ондулин и профнастил
Обязательное условие использования этих видов материалов – это наличие постоянного воздухообмена в подкровельной части крыши.
Шифер
От величины угла зависит и, каким будет нахлест между листами. Чем больше градус, тем сильнее каждый элемент накладывается друг на друга.
Металлочерепица
Другие виды
Расчет основных показателей
Чтобы узнать точную величину наклона крыши нужно выполнить несколько математических действий, которые не займут много времени.
При этом следует помнить, что поверхность постройки будет иметь вид прямоугольного треугольника, где большая сторона (гипотенуза) – это длина ската.
Поэтому чтобы посчитать размеры кровли, а именно длину ее поверхности (L), нужно использовать формулу: L=LB/sinA, где:
A – подходящий угол наклона крыши.
Высота стены от стропил до конька (LC) рассчитывается следующим образом:
Тангенс и синус нужного угла можно посмотреть в таблице Брадиса.
А чтобы получить более точный результат специалисты рекомендуют к высоте стропил прибавить длину заднего и переднего свеса.
Все плюсы и минусы односкатной крыши
Среди опытных строителей есть приверженцы и противники такого типа укрытия зданий.
В пользу этого способа стоит сказать следующее:
Стоит обратить внимание и на то, что конструкция крыши не позволяет обустроить уютную мансарду или чердак, из-за чего некоторые хозяева отказываются от этого способа настила поверхности дома.
Но если грамотно рассчитать угол наклона, учесть климат региона и вид материала, то односкатная кровля прослужит владельцам долгие годы, радуя преимуществами, и не требуя ремонта.