Как определить оптимальный угол наклона двускатной крыши

Надежность и комфортность эксплуатации здания во многом зависит от того, насколько грамотно и качественно выполнено строительство его крыши, в том числе – насколько правильно выбран оптимальный угол наклона крыши, о чем и пойдет речь в данной статье.

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.

Разновидности крыш для частного дома – выбираем оптимальный вариант

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.

Разновидности крыш для частного дома – выбираем оптимальный вариант

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.

Как величина уклона зависит от используемого материала

Кровля загородного дома или хозяйской постройки может иметь низкие или отвесные скаты. Во время проектирования этой конструкции необходимо рассчитать сечение стропил и расстояние между ними. Как определить угол наклона для разных кровельных материалов, пытаются понять многие, но эти значения давно уже вычислены.

Во время монтажа рулонных гидроизоляционных материалов, когда рубероид укладывается в два слоя, наклон покрытия не должен превышать 15 градусов. Многие хотели бы знать, как определить угол наклона крыши в градусах если она покрыта тремя слоями гибкой черепицы. В данном случае описываемый показатель может меняться от 2 до 5 градусов.

Обратите внимание на следующие нюансы устройства:

Как величина уклона зависит от используемого материала
  • Наплавляемый рубероид рекомендован к использованию при величине уклона до 25˚ в два слоя, от 0 до 10˚ – в три слоя. При наличии крыши с уклоном 10…25 градусов можно уложить один слой рулонных материалов, но лицевая поверхность такого покрытия должна иметь специальный защитный слой.
  • Асбестоцементные листы используются на кровлях, имеющих уклон до 26˚.
  • Минимальный уклон для натуральной черепицы составляет 33 градуса;
  • Профлист или металлочерепица – 29 градусов и больше.

Расход кровельных изделий тоже зависит от рассматриваемого параметра. так конструкции с небольшими уклонами стоят гораздо дешевле аналогов, имеющих угол больше 45 градусов.

Распространенные формы скатных крыш

Если речь идет о крышах со скатами, то их угол уклона может резко варьироваться. В зависимости от этого параметра выделяют пологие и крутые конструкции. Первые из них подвержены скоплению осадков на поверхности, поэтому к герметичности предъявляются более высокие требования. Что касается крутых аналогов, то они позволяют достаточно эффективно отводить воду.

Классификация крыш производится и с учетом геометрии. При выборе определенной формы должны браться расчет не только эстетические предпочтения, но и климатические особенности региона. Кроме того, немаловажную роль играют эксплуатационные условия. Только после выбора формы крыши можно пытаться рассчитать высоту конька.

Распространенные формы скатных крыш

Основные элементы верхней части с двумя плоскостями

Наиболее простыми считаются конструкции с одним наклонным скатом. Стропильные ноги в данном случае опираются на внешние стенки, расположенные на разном уровне. Такие крыши в основном используются для подсобных построек, так как не требуют больших вложений денежных средств. Чердачное помещение под ними устроить невозможно.

Более распространены двускатные крыши, которые также иногда называются щипцовыми. В основе конструкции лежат два ската, соединенных в коньке. Они с двух сторон образуют треугольник, две стороны которого равны. Под ними можно устроить дополнительное помещение.

Распространенные формы скатных крыш

Отдельного внимания заслуживают крыши с четырьмя плоскостями, у которых нет фронтонов:

  • вальмовые конструкции имеют два ската в виде трапеций и еще два – в виде треугольников (применяются чаще всего в регионах с сильными ветрами, так как их форма является обтекаемой);
  • шатровые аналоги в своей основе имеют многоугольники правильной формы (используются чаще всего в тех же условиях, что и предыдущие конструкции).

Читайте также:  Как сделать раскрыв трубы своими руками?

Конструктивное исполнение шатровой крыши

Распространенные формы скатных крыш

На самом деле существуют и другие формы крыш, но они при возведении индивидуальных объектов применяются достаточно редко, поэтому в их упоминании нет особой необходимости.

Расчет угла наклона кровли

Известные параметры Заполните те данные, которые Вам известны. Для расчета угла наклона крыши и длины ската достаточно указания 2-х данных из 4-х. Единицы измерений: Метрическая система Английская система Длина проекции (W): Высота (H): Длина ската кровли (L): Угол наклона (α): ГрадусыРадианыРассчитать угол и длины кровли

Результат расчета Длина проекции (W): Высота (H): Длина ската кровли (L): Угол наклона (α): градусов Угол наклона (α): радиан Наклон крыши: % Наклон крыши: : 12 Ссылка на расчет:

Расчет необходимой величины пологости скатов мансарды

Самое важное в любом помещении – его полезная площадь, то есть та, которую можно будет использовать для расстановки мебели и передвижения, а также для хранения вещей. В мансарде иногда бывает сложно использовать некоторые участки пространства, где располагается самая низкая точка потолочной обшивки. Впрочем, такие места как раз можно отвести под хранение вещей, сделав там встроенные шкафчики и тумбы. Другое дело – зона свободного передвижения, ее площадь напрямую зависит от высоты конька, а значит – и угла крыши.

Рассмотрим на примере. Допустим, ширина дома – 9.5 метров. Если хочется простора над головой в пределах 3 метров хотя бы по центру комнаты, то угол между скатами должен быть не менее 35 градусов, поскольку уже при 30 высота конька окажется чуть больше 2.5 метров. Однако следует учитывать, что тогда ширина пространства, доступного для свободного передвижения (до двухметрового уровня потолка), окажется немногим больше 3.5 метров. Если придерживаться той же высоты в самых низких точках наклонного потолка, и при этом сделать угол кровли 30 градусов, то ширина комнаты сократится до 2.4 метров. Наиболее комфортно будет в мансарде под крышей с углом более 40 градусов, однако следует учитывать, что у такой конструкции, в сравнении с пологим скатом (около 10 градусов), ветровая нагрузка увеличивается почти в 5 раз.

В целом, зависимость угла наклона кровли от высоты конька только облегчает расчеты стропильной системы.

Расчет необходимой величины пологости скатов мансарды

Калькулятор расчёта угла наклона крыши Выберите 2 любых известных значения, введите их. Остальные значения будут рассчитаны автоматически.

Ширина основания (W) м
Высота конька (H) м
Длина стропил (L) м
Угол: градусов

Однако для вычислений нужно достаточно хорошо знать азы геометрии. Чаще всего, сечение конструкции крыши со стороны фронтонов представляет собой треугольник, равносторонний, равнобедренный или иного типа. Соответственно, пользуясь простейшими формулами, можно вычислить длину любой стороны и сопредельный с ней угол, зная основание и высоту. При этом нам, помимо измерительной рулетки, понадобится таблица Брадиса, поскольку придется столкнуться с тангенсами.

Итак, смотрим на фронтон и видим равносторонний треугольник, состоящий из двух прямоугольных, один из катетов для которых является общим. Существует формула, согласно которой тангенс угла А при основании равен отношению противолежащего катета к прилежащему, то есть, Tg A = H/(L/2). Иными словами, в нашем случае это высота H, деленная на половину основания L. Возьмем ту же ширину фронтона 9.5 метров, половина его будет соответствовать , на это значение делим высоту конька, которую сочтем комфортной, например, 4 метра. В итоге получаем 4/ = , заглядываем в таблицу Брадиса, ищем соответствующую позицию в таблице тангенсов и видим, что нам нужен угол 40°.

Как рассчитать: нюансы

Чтобы вычислить оптимальный наклон двухскатной крыши (ее берем за основу как наиболее распространенную, практичную, эргономичную), необходимо знать следующие показатели:

  • нагрузка от ветра в регионе;
  • нагрузка от снега;
  • пространство под крышей;
  • какой материал используется для покрытия.

Нагрузка от ветра

Чтобы правильно рассчитать данный показатель, обратите внимание на карту ветровой нагрузки по регионам России. Чем выше класс (обозначен от I до VII), тем сильнее ветер в данной области.

Отыщите на карте свой район. Если ветер очень сильный (классы V, VI, VII), то большой уклон не подходит. Такая система обладает большой парусностью. Данным термином строители описывают свойство конструкции принимать на себя ветер. Если он будет мощным, то крышу унесет. В ветреных районах нельзя делать кровлю с уклоном менее 30 градусов. Угол 25 градусов является недопустимым! Иначе ветер будет попадать под зазоры и материал, которым покрыта кровля, что приведет к порче конструкции.

Нагрузки от снега

Чтобы правильно рассчитать угол крыши, необходимо адекватно понимать нагрузку от снега, которую кровля будет испытывать в холодное время года. Если вы живете на Севере, то на один квадратный метр в январе-феврале приходится около 400 килограммов снега. Если осадки идут с ноября по апрель, например, то оптимальной будет конструкция с уклоном в 45 градусов. Она будет очищаться естественным образом.

Читайте также:  Как сделать монтаж обрешетки под крышу из металлочерепицы

Если вы проживаете в регионе, где не только часто идут снегопады, но при этом дуют сильные ветра, то угол надо уменьшить до 35 градусов. Почему не сделать наклон, наоборот, больше, чтобы снег не задерживался совсем? Это нерационально, поскольку в таком случае кратно вырастет нагрузка на стены и фундамент, а также ваш бюджет (понадобятся дополнительные доски, балки).

Как рассчитать: нюансы

Пространство под крышей

Обустройство жилой комнаты под самой кровлей возможно только при двускатной или многоскатной конструкциях. Если речь идет об односкатной или плоской крыше, то находиться под ней будет нереально.

Обработать внутреннее покрытие крыши можно короедом. Так материал дольше сохранит свою прочность.

Решили обустроить чердак? Позаботьтесь о внутреннем утеплении.

Хорошо подойдет минеральная вата, пенополиуретан, керамзит. Минеральная вата – самый дешевый, а пенополиуретан – долговечный утеплитель, который прослужит от 10 лет и более.

Внешнее покрытие

Угол наклона в градусах зависит и от типа материала, который используют для внешнего покрытия:

  • шифер кладут под углом не менее 20 градусов: если меньше, то вода попадет в щели между единицами материала;
  • металлочерепица – от 15, иначе ветер снесет покрытие;
  • профнастил – не менее 10;
  • битум – до 15. Чем больше угол, тем больше вероятность, что битум сползет вниз, особенно в жару;
  • рулонный материал – до 25.

Расчет высоты ломаной крыши

Скаты ломаной крыши имеют два угла наклона – верхний и нижний. Нижний обычно превышает 45°, верхний – составляет от 15 до 45°.

Расчет высоты ломаной крыши

Катеты нижнего треугольника обозначены как h1 и b1, верхнего – h2 и b2. Соответственно, общая высота кровли будет равна сумме h1 и h2.

Проблема заключается в том, что, в отличие от случая односкатной и обычной двускатной кровли, мы не знаем значения b1 – оно никак не связано с общей длиной стены а. Однако, скорее всего, нам уже известна высота h1 – ломаная кровля чаще всего проектируется для размещения под ней мансарды, и h1 – это комфортная для человека высота внутреннего помещения, равная 2,4 м.

Что касается h2, то этот параметр мы можем рассчитать по уже знакомому алгоритму, через тангенс угла α2.

Выбор уклона кровли в зависимости от материала

Наклон кровли из профнастила

При выборе материала для покрытия кровли следует внимательно изучить характеристики предлагаемых материалов, а также их рекомендации, что поможет выбрать материал, который прослужит долго и надежно.

Следует подробнее ознакомиться с тем, как определить минимальный угол уклона для различных кровельных материалов:

  • Для наборных штучных материалов, таких как шифер и черепица, минимальный угол составляет 22 градуса, что позволяет предотвратить скапливание влаги на стыках и просачивание ее внутрь крыши;
  • Для рулонных материалов минимальный угол наклона выбирается в зависимости от количества уложенных слоев: от 2 до 5 градусов при трехслойном покрытии, до 15 градусов – при двухслойном;
  • Минимальный угол наклона кровли из профнастила по рекомендации производителей составляет 12 градусов, при небольших углах следует дополнительно производить проклейку стыков герметиками;
  • При покрытии крыши металлочерепицей минимальный угол равен 14 градусам;
  • При покрытии ондулином – 6 градусов;
  • Для мягкой черепицы минимальный угол уклона равен 11 градусам, при этом обязательным условием является монтаж сплошной обрешетки независимо от выбранного угла;
  • Мембранные кровельные покрытия могут применяться с кровлей любой конфигурации, поэтому их минимальный уклон составляет от 2 до 5 градусов.

Таблица коэффициентов для различных углов уклона кровли

Выбирая угол наклона необходимо также грамотно рассчитать несущую способность конструкции кровли – она должна быть способна выдержать любые нагрузки и внешние воздействия, возможные в данной местности.

Выбор уклона кровли в зависимости от материала

При этом учитывается постоянная нагрузка, складывающаяся из веса кровли и ее конструкций, и временная – возникающая в результате выпадения снега или ударов ветра.

Важно: тип обрешетки и ее шаг также зависит от угла уклона крыши для многих материалов. Рекомендуется для небольших углов наклона выполнять либо сплошную обрешетку, либо с шагом от 350 до 450 миллиметров.

При возведении плоской кровли также следует выполнять ряд требований, одним из которых является организация отвода воды с крыши при помощи системы уклонов.

В случае большой площади крыши часто устанавливается дополнительный аварийный слив на случай, если поток воды превысит возможности основной сточной системы.

С учетом довольно серьезных расценок на материалы, использующиеся при строительстве и ремонте, выбор кровельного материала следует делать тщательно и продуманно, оценив все положительные и отрицательные характеристики предлагаемой продукции и выбрав тот материал, который может обеспечить наибольшую надежность по наименьшей цене.

Производить возведение кровли также следует очень серьезно, поскольку небольшая ошибка при выборе угла ее наклона может повлечь неприятные последствия не только в виде затрат на незапланированный ремонт, но и в виде вреда для здоровья и жизни проживающих в здании людей.

Какие факторы оказывают воздействие на крышу?

  • пологая – от 12 до 30°;
  • традиционная – 30-45°;
  • крутая – от 45 до 60°.

Выбор угла наклона осуществляется в зависимости от природных факторов (ветровых и снеговых факторов) в определенном регионе и разновидности кровельного покрытия.

Ветровая нагрузка

Для регионов с большими ветровыми нагрузками оптимальное значение угла ската кровли находится в диапазоне от 25 до 30°. На другие кровельные конструкции сильные порывы ветра воздействуют следующим образом:

  • Крутые кровли – характеризуются большой площадью скатов, что способствует высокой парусности. Т.е. сильный ветер стремится опрокинуть такие крыши.
  • Чрезмерно пологие – ветровые нагрузки воздействуют преимущественно на нижнюю часть, стремясь приподнять такие конструкции.
Читайте также:  Аддитивные технологии – что это такое и где применяются

Рисунок 1. Воздействие ветра на крутые и пологие кровли

Однако наличия данных только по среднестатистической ветровой нагрузке в конкретной местности недостаточно. При проектировании кровельных конструкций требуется учитывать множество других факторов – преобладающее направление ветра, наличия препятствий для его распространения (здания, естественные или искусственные барьеры и т.д.), высота дома.

Нагрузка снеговая

На угол наклона кровли оказывает влияние среднегодовое количество осадков в зимний период. Чем больше снежный покров зимой, тем круче должна быть кровельная система. В этом случае снег будет беспрепятственно сползать со скатов.

Рисунок 2. Образование снежного покрова на разных участках крыши

На пологих крышах скапливаются снеговые массы, что создает значительные весовые нагрузки на стропильную конструкцию и само покрытие.

Рисунок 3. Снеговые нагрузки для скатов с разным наклоном

Нагрузка снеговая

Строительство любой крыши начинается с составления генплана и выбора основного полотна для кровли. Все нюансы и мелочи должны быть обязательно учтены и продуманы, поскольку даже малейшая оплошность может стать фатальной и нарушить общее равновесие конструкции. В связи с этим необходимо разобраться, какие силы и нагрузки влияют на поверхность, которая составляет основу крыши. Главными факторами, воздействующими на кровлю, являются:

  • вес стропильных конструкций;
  • ветровая нагрузка;
  • влияние осадков;
  • особенности климата;
  • вес покрытия.

Виды стропильных систем двускатной крыши.

Какие факторы оказывают воздействие на крышу?

Стропильная система направлена на поддержание всей крыши и организацию ее наилучших качеств, таких как прочность и надежность. Однако она имеет еще и значительный вес, который создает дополнительную нагрузку на балки перекрытия. Как правило, для удержания всего кровельного пирога используются бревна и балки больших сечений, кроме того, система дополнительных компенсаторов.

Ветровая нагрузка тоже играет немаловажную роль, поскольку чем выше его значения, тем большая сила действует на основную плоскость. В некоторых случаях ветра могут достигать огромных показателей и, соответственно, нагружать все системы конструкции. Поэтому угол наклона двускатной крыши должен быть ориентирован и на этот вид нагрузки.

Самым главным фактором, определяющим само возведение крыши и ее уклон, является влияние осадков.

Снег, дождь, град или оледенение – все эти факторы не только проверяют на прочность все системы кровли, но и несут в себе большие показатели удельного веса, которые играют первостепенную роль при организации крыши. Первое место по опасности и уровню воздействия по праву занимает снеговая составляющая.

Выбор конструкции в зависимости от уклона кровли.

Все эти природные факторы характеризуются особенностями климата той или иной части территории.

Поэтому для более суровых условий необходимо использование материалов, способные выдержать все испытания и сочетать идеальные характеристики прочности и долговечности конструкции.

Для мягкого климата, который не подразумевает критических ветровых или снеговых нагрузок, возможно использование более простых материалов, подходящих для этого конкретного участка местности.

Финальным фактором, воздействующим на общую картину прочности строения, является вес самого покрытия. Как правило, самые большие нагрузки создает такое привычное и распространенное изделие, как шифер. Именно он является самым тяжелым, однако его дешевизна в большинстве случаев перевешивает все остальные недостатки.

Кратковременные

  • вес людей и стройматериалов, при устройстве и обслуживании кровли;
  • нормативные снеговые нагрузки;
  • температурные климатические воздействия;
  • ветровые нагрузки.

Длительные

  • снеговые нагрузки ниже установленной нормы;
  • воздействие вследствие деформации несущего основания.

Особые

Правильный расчёт всех составляющих при устройстве стропильной системы гарантированно обеспечивает сопротивление металлочерепичного покрытия максимально допустимым перегрузкам.

Листы профилированного металла обладают достаточной жёсткостью, поэтому при монтаже не требуется сплошной обрешётки. Но при устройстве стропильной системы необходимо верно рассчитать шаг и угол наклона стропильной ноги.

Виды стропил

Перед тем, как положить стропила, необходимо узнать об их конструктивных особенностях и определиться с вариантом установки.

Существует два вида стропил: наслонные и висячие

Висячие стропила

– это наклонные балки, установленные на опоры с различной высотой. Опорой могут быть наружные стены дома (в случае односкатной крыши) или одновременно внутренние и наружные стены (при двухскатной крыше). Стропильные ноги не обязательно укладывать в одной плоскости противоположнее скатов. Их можно монтировать попеременно на коньковый прогон. Попеременная укладка стропил в области конька дает возможность создавать стропильную ферму. С этой целью все детали висячих стропильных систем связывают между собой в единую жесткую конструкцию.

Виды стропил

Деревянную ферму для крыши обязательно укладывают на две крайние опоры. Благодаря тому, что внутренняя опора отсутствует, стропильные ноги упираются друг в друга в коньковом соединении, из-за чего создается достаточно сильное горизонтальное давление. Если технология стропильной системы была соблюдена неправильно, то на стены может передаваться слишком большая нагрузка, достаточная для их разрушения.

Чтобы такого не произошло, специалисты рекомендуют внизу у стропильной фермы делать пояс-затяжку. Его назначением является погасить возникающий распор.

Достоинства крыш с минимальным уклоном

Основные преимущества возведения кровель с такой величиной наклона следующие:

  • уменьшается расход материалов;
  • упрощаются кровельные работы и становятся более безопасными;
  • отсутствует конек и соответственно проблемы, связанные с его герметизацией.

При обустройстве кроши дома его владельцу нужно знать: чем больше угол наклона у нее, тем выше конек и тяжелее кровельная конструкция. В итоге на стены и фундамент оказывается существенная нагрузка. При минимальном угле наклона такой проблемы не возникает.