Как рассчитать угол наклона крыши

Крыша — элемент здания, важность которого сложно переоценить. Она защищает дом от осадков, придаёт внешнему виду строения завершённость и особый колорит. Коттеджи с минималистичным дизайном чаще комплектуют плоской кровлей, здания в деревенском, скандинавском, немецком, английском, русском стилях — крышей, расположенной под уклоном.

Что нужно учитывать при проектировании

Скат может быть:

• плоским — угол наклона находится в пределах от 0 до 10 градусов, визуально практически незаметен;
• пологим — от 10 до 30 градусов;
• скатным — от 30 до 45 градусов;
• крутым — от 45 до 60 градусов.

Каждая из перечисленных конструкций имеет свои требования к уровню прочности. Исходя из них определяется допустимая ветровая и снеговая нагрузка.

Ветровая нагрузка

В регионах, где преобладают сильные ветры, способные повредить кровельный материал, крышные покрытия устанавливают под углом 20-30°. Меньший наклон допускается только при условии, что конструкция будет закреплена максимально надёжно. В противном случае её может просто сорвать с дома.

Поверхности со скатным или крутым скосом имеют большую площадь по сравнению с плоскими и пологими. Это приводит к возрастанию парусности, повышению ветровой нагрузки, значительному риску повреждения покрытия. Поэтому в населённых пунктах, где средняя скорость ветра составляет от 10 м/с рекомендован наклон не менее 9-20°.

Снеговая нагрузка

Параметр показывает, какую массу снега может выдержать один квадратный метр крышного покрытия. Если запас будет недостаточен, это может привести к повышенной нагрузке на стропила, проседанию или повреждению кровельного материала, а также необходимости его регулярной очистки. Крутой склон позволяет избежать скопления наледи и снежной массы, однако здесь также важно обеспечить достаточный запас прочности.

Если у здания два разных ската или больше, то определять снеговую нагрузку нужно будет отдельно для каждого из них. Например, одна сторона покрытия должна быть наклонена на 20°, вторая — на 50°. В первом случае при расчётах потребуется учесть вес предполагаемого снежного наста и самой конструкции. Во втором — только вес кровельного материала, так как снег при таком скосе будет сразу же съезжать вниз. При этом для крутого ската можно взять стропила меньшего сечения, поскольку им не требуется значительный запас прочности.

Оба фактора — ветровую и снеговую нагрузку — нужно учитывать в комплексе. Оптимальным компромиссом для частных домов в случае сильных ветров и обильных снегопадов считается уклон в пределах 20-45°.

Зависимость уклона от используемого кровельного материала

Кровельные материалы различаются по весу, прочности, шероховатости. Гладкая поверхность обеспечивает быстрый сход снега и осадков. Грубая текстура покрытия способствует скоплению снежного покрова, а значит, требует более крутого спуска.

Минимальный уклон

Этот параметр показывает, при каком наименьшем угле наклона кровля сохранит указанные производителем показатели прочности. Как правило, его можно найти в технической документации на сайте компании либо при получении заказанных кровельных материалов.

• Рулонная кровля может монтироваться практически параллельно земле, так как минимальный допустимый скос составляет всего 3°.

• Ондулин — допускается монтаж, начиная с 3-5°. При этом особое внимание уделяется обрешётке: в пределах 3-10° она должна быть сплошной, от 10° — разреженной.

• Мягкие битумные материалы обычно используют для создания плоских поверхностей. Чтобы обеспечить надёжную влагозащиту при минимальных 5°, их укладывают в несколько слоёв. Для одно- или двухслойного покрытия монтаж выполняют под углом не меньше 15°.

• Профнастил — минимальный угол составляет 7°. Обрешётка должна быть сплошной, а два смежных листа нужно располагать внахлёст не менее чем на две волны.

• Металлочерепица — при наличии дополнительной гидроизоляции монтаж может выполняться от 12°. При этом важно обеспечить герметичность стыков. Для этого применяют специальные герметизирующие составы.

• Сэндвич-панели. Подходят для обустройства плоских поверхностей, так как разрешены к монтажу уже при 5° склона. В случаях, когда в покрытии прорезаются отверстия под окна, минимальный скос возрастает до 7°.

Сводная таблица параметров по ряду востребованных материалов приведена в таблице ниже.

В некоторых случаях крыша может быть абсолютно плоской. Например, это допустимо для рулонных материалов с защитным слоем. Посмотреть подробную информацию можно в актуальной редакции СНиП II-26-76.

Оптимальный

Действующие строительные нормы и правила устанавливают только наименьший скос крышного покрытия, а также требования к длине ската. Поэтому этот параметр чаще всего подбирается согласно рекомендациям компании-производителя. В большинстве случаев для средней полосы России он находится в интервале 14-55°.

Как правило, скос двускатных конструкций составляет порядка 20-45°, односкатных — 20-30°. Однако это лишь общие рекомендации, которым следовать необязательно. В А-фрейм домах, которые также называют треугольными шалашами, скат может быть больше 65 градусов и практически достигать земли. Смотрятся такие строения необычно и стильно.

Как рассчитать угол наклона крыши

Расчёт данной величины производится по формуле:

I = (H/(k×L)) ×100%,

где I — искомая величина, выраженная в процентах;

H — высота конька (стропил);

k — поправочный коэффициент, который зависит от типа ската;

L — длина по горизонтали от наружной стены дома до перпендикуляра, проведённого вниз от конька.

Как видно из формулы, результат расчётов будет представлен в процентах. Однако работать с данной величиной неудобно, поэтому для дальнейшей работы приходится её переводить в градусы с помощью специальной таблицы. Некоторые из значений приведены ниже.

Односкатная

При расчёте односкатной конструкции поправочный коэффициент принимается равным единице. Предположим, что высота стропил составляет 2,4 метра, а ширина дома равна 6 метрам.

Рассчитать можно по приведённой выше формуле:

2,4/6×100% = 40%

Согласно таблице, ближайшее значение соответствует 22°. Если здание состоит из двух разноуровневых частей, например, жилого помещения и крытой веранды, то узнавать проценты уклона нужно отдельно для каждой из них.

Двускатная

Для таких конструкций величина поправочного коэффициента принимается равной 0,5 при условии, что обе половинки конструкции одинаковы.

Возьмём те же исходные данные, что и в предыдущем примере: высота 2,4 метра, ширина 6 метров.

При таких условиях расчёт будет выглядеть следующим образом:

2,4/(0,5×6)×100% = 80%.

Находим соответствующее значение по таблице и получаем примерно 38°.

В случаях, когда крышное покрытие имеет два ската разной длины, которые находятся на одной высоте, расчёт усложняется. Использовать коэффициент 0,5 в такой ситуации уже не получится, так как конёк будет смещён относительно центра здания. То есть длина отрезков окажется неодинаковой.

В данной ситуации можно действовать двумя способами. Первый вариант — провести отдельные расчёты для каждой половинки, как если бы здание было односкатным. Второй вариант — определить коэффициент смещения конька и вычислить скос с его учётом.

Например, при тех же исходных данных конёк находится на расстоянии два метра с левой стороны. Поправочный коэффициент в этом случае составит:

2/6 = 0,333.

Значит, скос будет равен:

2,4/(0,333×6) ×100%= 120,12%, что соответствует примерно 50°.

Теперь нужно рассчитать скос второй стороны. Здесь расстояние по горизонтали от правой стены до конька составляет четыре метра.

Вычисляем коэффициент поправки:

4/6 = 0,667.

Если мы сложим оба рассчитанных коэффициента, то получим единицу. Отсюда следует вывод, что полученные данные верны.

Продолжаем расчёты для второй стороны крышного покрытия:

2,4/(0,667×6) ×100% = 59,97% или примерно 31 градус.

Вальмовая

Четырёхскатная кровля требует более сложных вычислений по сравнению с предыдущими примерами. Чтобы не считать вручную, рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором.

В программе нужно указать:

• кровельный материал;
• ширину и длину основания;
• ширину заложения, то есть расстояние по горизонтали от наружной стены до конька;
• высоту подъёма;
• длину свеса.

Также онлайн-калькуляторы позволяют выполнить расчёт стропил, обрешётки, снеговой нагрузки.

Выводы

Приблизительные вычисления можно легко выполнить самостоятельно. Это будет полезно, например, в случаях, когда вы хотите внести изменения в готовый проект частного дома. Однако итоговые расчёты нужно оставить специалистам. Они учтут ветровую и снеговую нагрузку на крышу, помогут определиться с кровельным материалом, подскажут интересные визуальные решения.