Почему важно знать оптимальный угол наклона односкатной крыши, каким должен быть?

Керамическая черепица

Один из самых древних кровельных материалов, не одно столетие радующий глаз, – керамическая черепица. Известно, что лучше всего она смотрится на скатах с уклоном от 30º и выше. Тем не менее, необходимость использования натуральной черепицы на малоуклонных кровлях возникает достаточно часто.

Для того, чтобы клиент смог воспользоваться всеми преимуществами материала, невзирая на низкий уклон крыши, некоторые производители разработали специальные модели. Например, компания CREATON разработала модели Futura, Premion и Sinfonie, которые при всех своих отличиях, имеют множество схожих черт. Все они отличаются отличной структурой замков, большой областью нахлеста, надежной защитой от грязи и долговечностью. Причина кроется в весьма и весьма рациональной конструкции, которая делает Вашу кровлю неподвластной непогоде при уклоне крыши от 10º. Данное решение позволяет удачно сочетать максимальную надежность на низкоскатных крышах с высочайшим качеством. Пришел к этому решению CREATON на основании результатов последних исследований по статике, способности материалов к водоотводу и по поведению потоков воды. Подобные модели встречаются и у других производителей: модель Карат от Erlus монтируется от 16 градусов, Нибра F7 от Nelskamp — от 18 градусов, Изумруд от Braas — от 16 градусов.

Один из видов испытаний на водопроницаемость. При испытании данных моделей смонтированный черепичный скат с уклоном в 10º поливают водой и сильным воздушным потоком, направленным со стороны карнизного свеса задувают влагу под нахлесты черепицы. Испытания показывают, что данные модели сохраняют герметичность при минимальных уклонах в 10º.

Futura, Sinfonie, Premion и другие модели, которые могут использоваться на кровлях с уклоном от 10º, за счет своей превосходной конструкцией снижают затраты на обустройство подкровельного пространства. Особенно это ощутимо при уклонах от 10º до 20º. Для использования других моделей на малых уклонах, а также вышеуказанных на уклонах менее рекомендуемых придется прибегнуть к использованию «нижней кровли» (Гидроизоляция на сплошном настиле спаянная или склеенная).

Варианты устройства подкровельного пространства при использовании обычной черепицы в зависимости от уклона кровли
Дополнительные меры по обустройству подкровельного пространства при использовании обычной черепицы *	Дополнительные меры по обустройству подкровельного пространства при использовании Sinfonie, Futura или Premion
Угол наклона крыши (в градусах)	Соответствие первому повышенному тех. Требованию**	Соответствие второму повышенному тех. требованию	Соответствие третьему повышенному тех. требованию	Соответствие всем трем уровням тех. требований
От 22 до 16	Гидроизоляция смонтированная внахлест,с вентзазором	Гидроизоляция на сплошном настиле внахлест или фальцованная	Гидроизоляция на сплошном настиле спаянная или склеенная	Гидроизоляция смонтированная внахлест,с вентзазором
От 16 до 14	Подкровельное пространство, не пропускающее дождевую воду	Подкровельное пространство, не пропускающее дождевую воду	Не пропускающая воду нижняя кровля	Гидроизоляция смонтированная внахлест,с вентзазором
От 14 до 12	Подкровельное пространство, не пропускающее дождевую воду	Подкровельное пространство, не пропускающее дождевую воду	Не пропускающая воду нижняя кровля	Гидроизоляция на сплошном настиле спаянная или склеенная
От 12 до 10	Не пропускающая воду нижняя кровля	Не пропускающая воду нижняя кровля	Не пропускающая воду нижняя кровля	Нижняя кровля, защищающая от дождя

* Расширенная таблица минимальных дополнительных мер из «Специализированных правил по укладке керамической кровельной черепицы и цементно-песчаной черепицы» (Германия).

** Повышенные требования соответствуют различным климатическим зонам. Для России рекомендованы третьи повышенные технические требования.

Следует помнить:

• Керамическую и цементно-песчаную черепицу не следует использовать, если угол наклона кровли менее 10º, даже если может быть смонтирована нижняя кровля;
• Водонепроницаемую нижнюю кровлю следует монтировать, если угол ската кровли меньше рекомендуемого более чем на 10º;
• Нижнюю кровлю, защищающую от дождя, следует монтировать, если угол наклона меньше рекомендуемого на 6-10º.
• Обеспечивать дополнительную герметичность гидроизоляции путем проклеивания необходимо при угле наклона кровли меньше рекомендуемого на 6º.

В качестве нижней кровли могут быть использованы как битумные рулонные материалы, так и специальные мембранные гидроизоляции, например Delta Foxx или Delta Vent S.

От чего зависит уклон?

Одним из основных параметров вальмовой крыши является угол наклона плоскостей, образующих чердак. В своем классическом виде она состоит из четырех наклонных плоскостей — двух треугольных (которые называются «вальмы») и двух трапецеидальных. Более подробно об устройстве вальмовой кровли мы писали здесь.

Вершины треугольных плоскостей, опирающихся на торцевые (поперечные) стены, соединяются так называемым коньком, к которому с двух сторон параллельно примыкают короткие стороны трапеций, образующих боковые плоскости крыши. Если вальма, начинаясь от конькового бруса, не доходит до карниза, крышу называют полувальмовой.

Уклон четырехскатной кровли проектировщики принимают сообразуясь с:

• климатическими условиями местности, в которой возводят строения, к числу которых относят воздействие снеговых, ветровых, дождевых, собственных, эксплуатационных нагрузок;

• материалом, выбранным для устройства кровли, часто это бывает металл, искусственные или натуральные кровельные материалы других видов;
• другими условиями, изложенными в нормативных документах для кровельных работ, таких как СНиП, СП, инструкции, рекомендации.

Вальмовые крыши используются в сооружениях самых разнообразных типов, к числу которых относят:

• многоэтажные многоквартирные дома;
• коттеджи или частные особняки;
• садовые домики;
• производственные или административные здания;
• торгово-развлекательные комплексы;
• сельскохозяйственные строения.

Уклон зависит от необходимости обустройства подкровельного пространства. Для жилой мансарды кровлю нужно делать более крутой, для нежилого чердака достаточно малоуклонной.

Значения этих видов воздействий принимаются в соответствии с рекомендациями Строительных Норм и Правил (СНиП 2.01.07-85 в его актуализированной версии от 2016 года — Свод правил СП 20.13330.2016), называемых «Нагрузки и воздействия».

Нормативные документы содержат таблицы, графики для различных климатических регионов бывшего СССР. Имеются в виду максимальные ветровые нагрузки, а также снеговые и дождевые, воздействующие на строительные объекты в зависимости от района строительства.

Так же учитывается устройство организованного (при помощи горизонтальных желобов и вертикальных водосточных труб) или неорганизованного (самотёк) удаления жидких осадков или талого снега с верхней поверхности крыши.

В соответствии с собранными данными рассчитывается деревянная или из стального проката стропильная система вальмовой крыши вместе с рекомендуемыми уклонами.

При проектировании кровли и выборе ее финишного покрытия нужно учитывать:

• Чем выше располагается конек (крутая крыша), тем больше ее парусность с воздействием соответствующих ветровых нагрузок и в меньшей степени от воздействия атмосферных осадков — снег и дождь сразу же скатываются с такой крыши, не задерживаясь на ее поверхности.
• При пологой крыше — на нее в меньшей степени воздействует ветер, однако снег, может накапливаться и своим весом вызывать существенное силовое воздействие на конструкции дома — стропила, стены, фундаменты, а также во время оттепелей приводить к образованию сосулек.

Финишное покрытие кровли современных строений, где установлены вальмовые крыши, зависит от целей использования, утепленности чердачного помещения и других факторов.

От типа кровельного покрытия зависит в первую очередь уклон вальмовой крыши. Для металлических кровель он может быть более пологим, для кровель другого типа — более крутым. Правильный выбор делается на основе СНиП II-26-76 «Кровли» в его актуализированной версии СП 17.13330.2017, в зависимости от финансовых возможностей заказчика, а также стоящих перед ним целей и задач.

Основные типы кровельных материалов и допустимые уклоны:

1. Металлические кровли:

   • оцинкованная кровельная жесть на фланцах – 18-30°;
   • стальной профилированный настил – 15-30°;
   • металлочерепица – 14-90° (о строительстве вальмовой кровли из металлочерепицы читайте тут).
2. Кровли из других материалов, пригодных для использования в кровельных работах:
   • асбестоцементный волнистый или плоский шифер – 22-45°;
   • классическая керамическая черепица – 11-50°.

Определение типа крыши

Теперь чтобы полноценно определить минимальный угол наклона крыши из профнастила следует разобраться с терминологией определения типа.

• Плоская – с наклоном не более 5°;
• Скатная – кровля с уклоном более 20°. Наиболее популярны, т.к. обладают лучшей водонепроницаемостью;
• Кровля с небольшим уклоном – до 25°. Возможность оборудования чердачных помещений без оконных проемов;
• Крутые – больше 40°. С ними можно оборудовать полноценную мансарду;
• Большие – кровли в интервале 45-60°.

Какой угол наклона выбрать? Из опыта современного строительства можно сказать, что оптимальный уклон составляет 38-45°.

Минимальные углы наклона различных кровельных материалов

Теперь давайте рассмотрим различные минимальные углы наклона. Применимые для различных материалов. И начнем с самых больших показателей.

• Черепица или шифер. Данный вид кровли обладает наибольшим углом минимально наклона и составляет он 22° . Если есть подобная двускатная крыша, угол наклона которой меньше это цифры, то скорее всего ветер будет задувать воду и влагу под саму крышу в местах стыков.
• Металлочерепица. Для этого материала минимальный угол наклона гораздо меньше чем для черепицы и составляет всего 14°. И хотя ветер не задувает под металлочерепицу влагу и воду, но он может погнуть данный кровельный материал (или сорвать). Это происходит вследствие того факта что уменьшение угла наклона увеличивает подкровельный вентиляционный зазор. Поэтому сильный ветер, заходя «снизу» кровли может обладать поистине ужасающей силой.
• Профнастил. В случае использования профнастила минимальный угол ската равняется 12°. Правда в дополнение для этого материала, при таком малом угле, рекомендуется все стыки обязательно промазать герметикам.
• Ондулин. Минимальный угол малоуклонной крыши выполненной из данного вида кровли составляет всего 6°. Ондулин является одним из самых надежных видов кровли применимых для малоуклонных крыш. Поэтому если вы собираетесь возвести подобную крышу с небольшим уклоном, то присмотритесь к этому материалу.
• Рулонные покрытия. Данный вид кровли имеет различные цифры минимально угла наклона начиная от 5° и до 15°. Все зависит от количества слоев крыши. Если используется 3-4 слоя, то возможен угол ската крыши 5°. Если от 1 до 2, то от 10° до 15°.

Выбор материала для кровли в соответствии с углом наклона

Материалы, используемые для покрытия кровли, группируются по таким признакам, как физические и технические параметры, а также ценовые характеристики.

При выборе материала для покрытия можно использовать следующие рекомендации:

• При небольшом уклоне кровли, составляющем от 2,5 до 10°, чаще всего используются покрытия из крупнозернистой каменной крошки или гравия. Толщина верхнего слоя покрытия составляет 3-5 мм для каменной крошки и 10-15 мм для гравия.
• В случае, если наклон крыши превышает 10° и используется битумная базовая гидроизоляция, верхний слоя выполняется из крупнозернистых материалов. Если же выбран рулонный пленочный материал, для защиты следует использовать дополнительный слой окраски.
• Если угол наклона в такой конструкции, как , не превышает 20°, а покрытие выполнено из профнастила или листов асбоцемента, все стыки должны быть герметизированы.
• При угле наклона, не превышающем 60° и покрытии кровли стальными или медными листами также следует произвести герметизацию стыков, которые к тому же должны быть двойными.

Использование всех приведенных выше требований и рекомендаций при расчете конструкции кровли позволяет возвести надежную , способную прослужить несколько десятков лет.

От дождя и снега человека защищает зонтик, капюшон или шляпа. Дому же нужна крыша. При этом она должна не только предохранять поверхность от негативного влияния атмосферных осадков, но и быть красивым завершающим штрихом всего дома. У каждого свое понятие о красоте и потому можно увидеть различные виды крыш.

По конструкционным особенностям они бывают прямыми и наклонными, одно-, двухскатными (щипцовыми), четырехскатными (мансардными), шатровидными или комбинированными. В качестве кровельного материала выступает шифер, черепица (керамическая, гибкая или цементно-песчаная), медь, алюминий, сланец и пр.

При этом крыша должна быть выполнена таким образом, чтобы обеспечить быстрый сход снега или стекание воды к водосточным системам. В противном случае вода начнет проникать под кровлю и на чердак. Это, в свою очередь может привести к разрушению каркаса крыши и самого перекрытия.

Чтобы избежать этого, угол наклона крыши определяют в соответствии с:

• климатическими условиями региона, количеством и особенностями выпадающих осадков (включая снеговую нагрузку);
• используемым кровельным материалом и весом будущей конструкции.

Некоторые особенности стропильной системы односкатной кровли

И еще пример строительства односкатной крыши с малым пролетом на каркасной бане:

Наслонные стропила можно устанавливать с дополнительной подпоркой в виде стоек, установленных строго перпендикулярно на лежни несущих внутренних стен. Кроме того, существует тип подвижного крепления стропил с помощью шарнирных крепежей. Этот способ необходим для кровли срубов и деревянных домов. Так, дерево, усыхая, не деформирует крышу здания.

Итак, можно сказать, что угол наклона односкатной крыши можно высчитывать самостоятельно. Нужно только вооружиться полезной информацией, опытными советами и статистическими данными по вашему региону. Желаем точных расчетов!

Источник статьи: http://small-roof.com/proekt/ugol-naklona-vysota-odnoskatnoj-kryshi.html

Что на него влияет

В зависимости от величины уклона скатов крыши зависит особенность ее эксплуатации.

Принято выделять 4 типа крыш:

• высокие, с углом в 45-60 градусов;
• скатные, с наклоном от 30 до 45 градусов;
• пологие, угол уклона у которых 10-30 градусов;
• плоские. Уклон в 10 градусов и меньше.

На выбор величины этого параметра оказывают влияние, в первую очередь, природные факторы, которые характерны для данной местности.

Ветровая нагрузка

Сильный ветер самое большое давление оказывает на кровли высокие.

Потому что такие кровли из-за большого угла наклона имеют очень большую площадь.

У большой площади поверхности очень высока парусность.

Соответственно, очень велика нагрузка на всю конструкцию стропильной системы.

И если вы решили устраивать именно высокую кровлю с очень большим уклоном, то следует позаботиться и об очень прочном основании.

Однако в районах, где преобладают сильные ветра, небезопасно устраивать и крыши плоские.

При таком типе кровли на нижнюю часть ската будет оказываться повышенное давление при сильном ветре.

И если крепление кровли будет ослабленным, может произойти срыв всей конструкции.

Если же сила ветра невелика, то величина уклона крыши может равняться 30-45 градусов.

Нагрузка снеговая

Если в той местности, где строится дом, в холодное время года снегопад обильный, то следует строить кровлю с большим углом уклона.

В этом случае высокая крыша вне конкуренции.

На кровлях с большим уклоном снег не задерживается.

Именно по этой причине во всех северных странах кровли на зданиях очень высокие (Швеция, Финляндия, Норвегия и пр.).

Чем меньше угол уклона кровли, тем дольше выпавший снег будет находиться на скатах.

Тем больший вес будет воздействовать на всю конструкцию.

Если конструкция стропильной системы сделана с большим запасом прочности, то некоторый слой снега на крыше – это неплохо.

Он обеспечивает небольшую дополнительную теплоизоляцию.

Однако, если конструкция стропильной системы сооружения на большую нагрузку не рассчитана, то могут быть большие проблемы.

Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы

Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.

Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.

Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие

Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.

Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.

Таблица размеров и других параметров стропил

С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.

Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу

Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.

Элементы стропильных систем

Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.

Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту

На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.

Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.

Деформация древесины

Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки

Расчет уклона кровли из профнастила

При расчете уклона крыши из профнастила, необходимо учитывать четыре составляющие:

• Вес утеплителя, обрешетки, контробрешетки и других слоев кровельного пирога;
• Вес самого кровельного покрытия;
• Снеговую нагрузку для вашего региона;
• Ветровую нагрузку для вашего региона.

Предположим, что мы будем крыть крышу профлистом С21-1000-0,6. Вес квадратного метра профнастила этой марки составляет 5,4 кг. В качестве теплоизоляции будем использовать базальтовые плиты толщиной 100 мм и удельной плотностью 150 кг/м³. Следовательно, масса 1 м² утеплителя составит 15 кг. Для обрешетки применяем брус 200×200 мм из сосны с шагом 650 мм, поэтому масса 1 м² обрешетки составит 28,3 кг. Массу остальных составляющих берем равной 3 кг/м².

Таким образом, масса всего кровельного пирога равна: 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м². Полученное значение умножаем на коэффициент 1,1 для того, чтобы обеспечить возможность изменения некоторых материалов кровельного пирога. Итого, общая масса 1 м² кровли равна 56,87 кг/м².

Теперь необходимо вычислить допустимый уклон, исходя из существующих снеговых и ветровых нагрузок. Предположим, что дом построен в Новгородской области. Она относится к III снеговому району, что можно определить с помощью карты, представленной выше.

Итак, наша снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Однако учитывать ее необходимо с поправочным коэффициентом µ, который зависит от угла наклона кровли:

• Если наклон минимальный — угол кровли из профлиста меньше 25°, то значение поправочного коэффициента берется равным 1;
• Если угол наклона кровли из профнастила находится от 25° до 60°, то µ=(60°-α)·(60°-25°), где α — искомый уклон крыши;
• Если угол наклона крыши из профнастила больше 60°, то µ равен 0, то есть снеговая нагрузка при расчете кровли не учитывается.

Ветровую нагрузку необходимо учитывать при расчете угла наклона. Новгородская область относится к Iа ветровому району, где, как видно из карты ниже, нормальная нагрузка равна 23 кг/м².

Нагрузка, действующая непосредственно на кровлю, вычисляется по следующей формуле:

W=Wn·Kh·C

Здесь Wn — нормальная нагрузка для выбранного региона, Kh — коэффициент, учитывающий высоту здания, и С — аэродинамический коэффициент, который может находится в пределах от -1,8 до 0,8, в зависимости от уклона крыши. Поскольку рассчитать его довольно сложно, для нашей формулы возьмем наибольший — 0,8, что позволит упростить подсчеты в сторону большей прочности кровли.

Итак, предположим, что наш дом находится на открытой местности и имеет высоту выше 5 метров, тогда Kh будет равен 1, а ветровая нагрузка — 23·1·0,8=18,4 кг/м².

Величина высотного коэффициента для расчета ветровой нагрузки

Высота объекта, м	Открытая территория (берега водоемов, степь, лесостепь, пустыня, тундра)	Небольшие города, лесные массивы другие пространства с регулярными препятствиями выше 10 метров	Средние и крупные города с высотой зданий от 25 метров
до 5	0,75	0,5	0,4
от 5 до 10	1	0,65	0,4
от 10 до 20	1,25	0,85	0,53

Таким образом, с учетом массы кровельного пирога и влияния ветра, нагрузка на кровлю будет равна 56,87+18,4=75,27 кг/м². Так как предельная несущая способность профлиста С21-1000-0,6 при шаге опор 1,8 м и использовании второй схемы опирания равна 253 кг/м², необходимо выбрать такой уклон кровли из профлиста, чтобы посчитанная нами нагрузка, с учетом снеговой, была меньше этого значения.

Поскольку 75,27+180=255,27 кг/м², что очевидно, больше, чем 253 кг/м², уклон крыши из профнастила в нашем случае не может быть меньше 25°. Так как делать угол больше 60° тоже нецелесообразно, получаем, что необходимое нам значение находится в пределах от 25° до 60° — то есть µ нужно вычислить по формуле.

Вычисляем минимальный уклон для профнастила кровельного С21 при наших условиях:

180·(60-α)·(60-25)+75,27=253

Решив это простое уравнение, получаем, что α=25,441°. Таким образом, допустимый минимальный уклон кровли из профлиста при заданных нами параметрах будет равен 26°. Для большей надежности здание, расположенное в данных условиях и имеющее указанный кровельный пирог, лучше снабдить кровлей с наклоном в 30°. Хотя можно остановится и на минимальном значении, учитывая то, что на предыдущих шагах расчета уклона кровли из профнастила были несколько раз использованы повышающие коэффициенты.