В гражданском малоэтажном строительстве наиболее распространённым, рациональным и экономически целесообразным видом крыши опытные строители называют скатные конструкции. Они могут состоять из одного, двух, трех или даже четырех скатов, плоскостей, смыкающихся в одной точке, называемой коньком. От плоских кровель скатные отличает угол наклона, который согласно строительным нормам должен превышать 2,5 градуса. Выбор уклона – важный этап создания проекта, от которого зависит прочность, несущая способность и долговечность конструкции. В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать угол наклона, чтобы облегчить сход снега в зимний период.
Угол наклона крыши – параметр инженерного расчета кровельных конструкций, отражающий отношение высоты конька к ширине основания ската. Скатные кровли могут иметь уклон 2,5-80 градусов, однако, оптимальный диапазон значений угла наклона составляет 20-450. От этого параметра зависит площадь скатов, ветроустойчивость и снеговая нагрузка. В специальной литературе встречаются следующие термины:
- Минимальный уклон. Минимальный угол наклона в целом для составляет 2,5 градуса, но в зависимости от используемого гидроизоляционного материала этот параметр может увеличиваться. Меньше всего минимальный угол у рулонных битумных и мембранных покрытий, он составляет 2-4 градуса. Минимально допустимое значение для металлочерепицы и профнастила составляет 11-12 0 , для керамической черепицы – 22 0 .
- Оптимальный. Оптимальным называют наиболее подходящий уклон крыши в данных климатических условиях при использовании определенного гидроизоляционного материала. Оптимальный угол наклона обеспечивает самостоятельный сход снега, облегчая обслуживание кровли.
Важно! Уклон крыши может выражаться в градусах, в процентах или в виде соотношения сторон. Чтобы вычислить этот параметр кровельной конструкции, необходимо разделить половину ширины фасада на высоту, а затем умножить на 100 процентов.
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:
- 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.
- 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.
- Характеристики финишного покрытия. У каждого покрытия для возведения кровли существует оптимальный уклон, который необходимо учитывать при проектировании конструкции.
- Несущая способность каркаса. Чем меньше сечение элементов каркаса и больше расстояние между ними, тем выше круче должен быть скат, чтобы выдержать снеговую нагрузку.
Оптимальный показатель для облегчения схода снега
Лимитирующим фактором при выборе угла наклона кровельных скатов в средней полосе России является высокая снеговая нагрузка, характерная для этой местности. Большое количество снега, выпадающее в зимний период, повышают давление на стропильную систему, приводя к деформациям каркаса и кровельного материала конструкции. Опытные мастера считают, что существует устойчивая корреляция между уклоном и сопротивлением снеговой нагрузке:
- Если он меньше 30 градусов, то происходи накапливание снега на поверхности скатов. Снежные наносы и наледь имеет значительную массу, из-за которой повышается нагрузка на стропильный каркас, достигая критических показаний. Однако, часть снега сдувается с поверхности ветром. Если угол наклона кровли находится в этом диапазоне, то снегозадержатели на нее не устанавливают, особенно если кровельный материал имеет шероховатую поверхность.
- При значении, равном 0 градусов (т.е. для плоских крыш), снеговая нагрузка на поверхность достигает максимальных значений. Снег на таких конструкциях скапливается в большие сугробы, которые приводят к обрушению каркаса, если крышу периодически не чистить.
- Если он кровли составляет 45 градусов и выше, то в расчетах нагрузки на стропильный каркас весом снега можно пренебречь, так как снег со скатов соскальзывает самостоятельно, не задерживаясь на скате. Чтобы обезопасить эксплуатацию кровли, имеющей большой угол наклона, на нее устанавливают снегорезы, разрезающие пласт снега при сходе на более тонкие пластины, имеющие меньшую скорость и энергию падения.
Учтите! Согласно строительной климатологии территория России разделяется на 8 климатических зон, каждой из которых соответствует своя среднегодовая снеговая нагрузка. Это справочное значение используют для расчета уклона крыши, толщины сечения элементов стропильного каркаса и выбора кровельного покрытия.
Влияние на конструкцию
Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:
- Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
- Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
- Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
- Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.
Опытные мастера отмечают, что правильный выбор помогает увеличить срок службы кровельных конструкций, облегчить эксплуатацию и обслуживание крыши в условиях снежных российских зим. Ошибки в проекте, связанные с неправильным выбором оптимального угла приводят к деформациям стропил, обвалу обрешетки, заливанию атмосферной влаги в межшовное пространство во время косого дождя или при оттепелях.
Видео-инструкция
Содержание статьи
На минимальный уклон кровли влияет несколько факторов, не последним из которых является климат определенного региона. Крыша, кроме того, что защищает внутренне пространство дома от воздействия внешней среды, испытывает от них же и нагрузки. Снеговой покров, летние дожди, ветер – все эти факторы оказывают свое влияние на выбор как формы крыши, так на её уклон.
Что влияет на уклон ската кровли?
- В районах, где преобладают сильные ветровые нагрузки, принято делать незначительный уклон кровли. В таких местностях высокая крыша создает дополнительную парусность, что может привести к её срыву. Для того чтобы минимизировать эти риски нужно делать усиленную стропильную систему, что приводит к значительному удорожанию всего строительства.
- В районах с большими снеговыми нагрузками, крыши возводят с уклоном до 45 градусов или больше. На такой крыше снег не будет задерживаться, поэтому и стропильную систему не нужно делать усиленной. Для кровель с таким уклоном нагрузку от снегового покрова уже не принимают во внимание.
Кровля малоуклонная выполняется в регионах с малым количеством осадков и обилием солнечных дней. В этом случае крыши больше строятся плоские. Для крыш с минимальным уклоном рекомендуется применять мембранные кровельные материалы, которые надежно защищают кровлю от протечек.
Обилие солнца дает сильный нагрев кровельного материала, который, как правило, для плоских крыш выбирается из рулонных или штучных материалов на битумной основе. Часто, чтобы защитить крышу от перегрева на их поверхностях устраивают посыпки из гальки, делают дерновые или зеленые покрытия.
Но даже и в этом случае минимальный уклон плоской кровли должен поддерживаться водотоводной системой, чтобы даже мизерное количество осадков не задерживалось на поверхности кровельного покрытия.
Водоотводная система на плоских кровлях может быть как наружной, так и внутренней. Внутренний водосток устраивают в районах с суровыми зимами. В этом случае водосточная система не будет подвергаться разрушительному действию низких отрицательных температур. В любом случае уклон кровли делается в сторону водоприемных воронок с таким расчетом, чтобы вода самотеком могла стекать в них.
Угол ската и кровельный материал
На угол уклона скатов крыши оказывает влияние также и выбор кровельного материала. Материалы с гладкой поверхностью будут способствовать более быстрому отводу воды с крыши. И наоборот, материалы с шероховатой поверхностью будут препятствовать быстрому оттоку воды.
Угол уклона кровли, в свою очередь, диктует условия для подбора стропильной системы и всех составляющих крыши – стропил, шаг обрешетки, кровельного материала. Естественно, что чем круче скат крыши, тем лучше и быстрее происходит отток воды. Кроме этого высокая крыша и смотрится лучше и выбор кровельного покрытия для неё больше.
Что касается кровельных материалов, то для каждого из них существует свой рекомендуемый уклон крыши.
минимальный уклон кровли и покрытие
Минимальный уклон кровли из профнастила делают равным 12 градусам, для крыши, покрытой металлочерепицей, уклон увеличивается до 15 градусов. Но при таком маленьком угле ската крыши все стыки между отдельными листами или другими элементами должны быть обработаны водо- и морозостойким герметиком. Кроме этого, если угол уклона кровли составляет 15 и больше градусов профлист укладывается с нахлестом равным 200мм, при меньшем угле уклона нахлест увеличивается на величину двух волн. Шаг обрешетки под профлист также зависит от угла уклона крыши. Чем больше уклон, тем шире становится шаг обрешетки. При минимальном угле уклона обрешетка может быть сплошной.
Рулонные или штучные кровельные материалы на основе битумов, а также мембранные покрытия, ондулин, могут укладываться на крышу с минимальным уклоном всего в два градуса и выше. При выборе рулонных материалов на угол наклона влияет количество слоев мягкой кровли. Чем больше слоев, тем угол уклона кровли уменьшается, так как повышается её гидроизолирующая способность. Если мягкая кровля производится из 1 или двух слоев рулонного материала, то угол ската крыши может доходить до 15 градусов.
Мягкая черепица (ондулин) может укладываться на крышу с углом уклона в 11 градусов, но обрешетка в этом случае должна быть сплошной.
Минимальный уклон скатной кровли , покрытой асбестоцементными листами или керамической черепицей угол уклона ската крыши должен быть не менее 22 градусов. Не стоит так же забывать, что чем меньше угол уклона скатной крыши, покрываемой шифером или натуральной черепицей, тем большие нагрузки создаются на стропильную систему по всей плоскости ската. Поэтому стропильная система должна рассчитываться с учетом уклона крыши.
Как и чем измеряют угол уклона кровли?
Угол ската любой крыши можно вычислить с помощью геометрических функций или прибора, называемого уклономер. Угол уклона кровли может измеряться в градусах, процентах или их соотношений
Математический подход к вычислению в том чтобы вначале узнать длину катетов или гипотенузы. Гипотенузой будет являться прямая, представленная скатом кровли. Противолежащим катетом будет расстояние от перекрытия до конька, длина прилежащего катета – это расстояние от середины перекрытия до карнизного свеса одного из скатов крыши.
Зная два из трех значений с помощью тригонометрических функций можно легко вычислить минимальный уклон мягкой кровли. Полученное значение синуса, косинуса или тангенса, в зависимости от того размеры каких составляющих прямоугольный треугольник использовались, по инженерному калькулятору находят процентное значение угла уклона крыши.
Другой способ определения угла ската кровли, заключается в определении соотнощения между высотой от перекрытия до конька и половиной ширины перекрытия. Высота делится на ½ ширину здания и умножается на 100. Дальнейшее определение происходит по специальной таблице.
Крыши, выполненные с минимальным уклоном должны оборудоваться правильной водосточной системой. Уклон кровли делается в сторону водоприемных воронок, если предусмотрена внутренняя система водосбора, и в сторону водосточных желобов, если устроен наружный водосбор.
Уклон скатов крыши - от чего зависит и в чём он измеряется.
Такой немаловажный для крыши факт - её уклон. Уклон крыши - это угол наклона кровли относительно горизонтального уровня. По углу наклона скатов крыши бывают малоуклонные (пологие), средней наклонности и крыши с крутыми (сильноуклонными) скатами .
Малоуклонная крыша та крыша , монтаж которой осуществляется из расчёта наименьшего, рекомендованного угла наклона скатов. Так для каждого кровельного покрытия есть свой рекомендуемый минимальный уклон.
От чего зависит уклон кровли
- От способности крыши защищать строение от внешних факторов и воздействий.
- От ветра - чем больше уклон крыши, тем больше значение приходящихся ветровых нагрузок. При крутых уклонах уменьшается сопротивляемость ветру, повышается парусность. В регионах и местах с сильными ветрами рекомендуется применять минимальный уклон крыши, чтоб уменьшить нагрузки на несущие конструкции крыши.
- От кровельного покрытия (материала) - Для каждого кровельного материала существует свой минимальный угол наклона, при котором можно использовать данный материал.
- От архитектурных задумок, решений, местных традиций - так в разных регионах отдаётся предпочтение для той или иной конструкции крыши.
- От атмосферных осадков : снеговых нагрузок и дождей в регионе. На крышах с большим уклоном не будет скапливаться в огромных количествах снег, грязь и листья.
В чем измеряется угол уклона крыши
Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i .
В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах (%). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.
Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты (%). Их соотношение указаны ниже в таблице.
Уклон крыши соотношение градусы-проценты
| градусы | % | градусы | % | градусы | % | ||
| 1° | 1,75% | 16° | 28,68% | 31° | 60,09% | ||
| 2° | 3,50% | 17° | 30,58% | 32° | 62,48% | ||
| 3° | 5,24% | 18° | 32,50% | 33° | 64,93% | ||
| 4° | 7,00% | 19° | 34,43% | 34° | 67,45% | ||
| 5° | 8,75% | 20° | 36,39% | 35° | 70,01% | ||
| 6° | 10,51% | 21° | 38,38% | 36° | 72,65% | ||
| 7° | 12,28% | 22° | 40,40% | 37° | 75,35% | ||
| 8° | 14,05% | 23° | 42,45% | 38° | 78,13% | ||
| 9° | 15,84% | 24° | 44,52% | 39° | 80,98% | ||
| 10° | 17,64% | 25° | 46,64% | 40° | 83,90% | ||
| 11° | 19,44% | 26° | 48,78% | 41° | 86,92% | ||
| 12° | 21,25% | 27° | 50,95% | 42° | 90,04% | ||
| 13° | 23,09% | 28° | 53,18% | 43° | 93,25% | ||
| 14° | 24,94% | 29° | 55,42% | 44° | 96,58% | ||
| 15° | 26,80% | 30° | 57,73% | 45° | 100% |
Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:
Замер уклона крыши
Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.
Уклономер - это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.
Математический расчёт уклона
- Вертикальная высота (H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
- Заложение ( L ) - горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней
При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:
Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L
i = Н : L
Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.
Чтобы было понятней рассмотрим на примере:
Пусть будет:
Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.
Уклон равен: i = 2.0: 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем - 24°.
Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)
| Вид кровли | Минимальный уклон крыши | ||
|---|---|---|---|
| в градусах | в % | в соотношении высоты ската к заложению | |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 3-х и 4-х слойные (наплавляемая кровля) | 0-3° | до 5% | до 1:20 |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 2-х слойные (наплавляемая кровля) | от | 15 | |
| Фальцевая кровля | от 4° | ||
| Ондулин | 5° | 1:11 | |
| Волнистые асбоцементные листы (шифер) | 9° | 16 | 1:6 |
| Керамическая черепица | 11° | 1:6 | |
| Битумная черепица | 11° | 1:5 | |
| Металлочерепица | 14° | ||
| Цементно-песчанная черепица | 34° | 67% | |
| Деревянная кровля | 39° | 80% | 1:1.125 |
Надежность любого здания, а также комфортность проживания в нем, зависят, главным образом, от того, насколько качественно устроена его крыша.
А одним из критериев качества кровли является ее наклон.
Поскольку от его величины зависит и количество кровельного материала, то выбор угла наклона и его предварительные расчеты производят до начала закупки выбранного кровельного материала.
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.
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.
Поэтому в районах, где сильные ветра бывают часто, рекомендуется устраивать скатные кровли с величиной наклона 25 — 30 градусов.
Если же сила ветра невелика, то величина уклона крыши может равняться 30-45 градусов.
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.
Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала
Прошли те времена, когда для покрытия использовали всего два вида кровельных материалов: черепицу и шифер.
Сегодня кровельных материалов огромное количество!
Каждый материал имеет свои индивидуальные технические характеристики и это при расчете необходимого значения угла наклона обязательно следует учитывать.
Ведь может произойти так, что понравившийся вам материал по своим параметрам просто не подойдет.
Минимальный угол наклона
Существует понятие минимального значения этого параметра.
Для каждого из материалов этот параметр свой.
И если угол наклона, полученный в результате ваших расчетов, окажется меньше, чем минимальная величина для выбранного вами кровельного материала, то использовать его для устройства кровли нельзя.
В дальнейшем может возникнуть очень много проблем, если нарушить это правило:
- для любых штучных наборных кровельных материалов, таких как черепица или шифер, минимальная величина уклона составляет 22 градуса. Именно при таком значении на стыках не скапливается влага и внутрь крыши влага не просачивается;
- угол наклона для рулонных материалов (рубероид, бикрост и пр.) зависит от того, какое вы планируете укладывать количество слоев. Если три слоя, то уклон может составлять 2-5 градусов. Если же два слоя, то его требуется увеличить до 15 градусов;
- производители профнастила рекомендуют при устройстве кровли из этого материала устраивать угол уклона 12 градусов. Профнастил можно использовать и при меньших значениях, но в таком случае необходимо выполнить проклейку стыков листов герметиком;
- для металлической черепицы значение этого параметра равняется 14;
- для ондулина - это величина в 6 градусов;
- минимальный уклон для мягкой черепицы равняется 11 градусам. Но при этом обязательное условие - сплошная обрешетка;
- для мембранных кровельных покрытий не существует жестких требований по минимальному значению этого параметра.
Это о минимальных величинах.
Дам совет - придерживайтесь этих правил.
Чтобы посреди зимы не пришлось всю кровлю перестилать.
Теперь об оптимальных значениях
Если в регионе дожди и снега случаются часто, то оптимальной будет крыша, угол наклона скатов у которой будет составлять 45 — 60 градусов.Ведь с кровли необходимо как можно скорее снимать нагрузку от воды и снега.
Потому что прочность стропильной системы не беспредельна.
А благодаря большому уклону кровли дождь и снег будут сходить максимально быстро.
Если в регионе, где построен дом, постоянно сильные ветра, то с крышей поступают иначе.
При меньшем наклоне снижается ее парусность.
И не возникает запредельных нагрузок на кровельный материал и стропила.
Также не произойдет срывания крыши при резких порывах ветра.
При этом оптимальный угол уклона кровли равняется 9 — 20 градусов.
Очень часто в регионе есть и снега, и ветер.
Например, Оренбургская область.
В таком случае выбирают среднее значение угла наклона.
Как правило, его величина находится в диапазоне 20 — 45 градусов.
Если вы обратите внимание, большинство скатных крыш имеют именно такое его значение.
Рассчитываем его величину
Для односкатной
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд, берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную дину.
В итоге образуется прямоугольный треугольник.
Если длина стены L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Для двускатной
Принцип расчета для двускатной крыши похож на предыдущий принцип.
Рассмотрим пример
Катет С - это половина ширины здания.
Катет а - это высота от перекрытия до конька.
Гипотенуза является длиной ската.
Если нам известны любые два параметра, то величину угла наклона можно легко рассчитать с использованием калькулятора.
Если ширина равна 8, а высота - 10 метров, то следует пользоваться формулой:
cos A = c+b
Ширина с = 8/2 = 4 метра.
В итоге формула выглядит так:
cos A = 4/10 = 0.4
По таблицам Брадиса находим значение угла, которому соответствует данная величина косинуса.
Он равняется 66 градусов.
Для четырехскатной
И снова не обойтись без рулетки и таблиц Брадиса.
Зная несколько параметров, можно без проблем вычислить другие.
В том числе и угол наклона четырехскатной крыши.
Следует помнить о том, что все размеры необходимо снимать максимально точно.
А измерить уклон уже построенной крыши поможет специальный инструмент — уклономер.
Ведь если вы ошибетесь, то углы наклона, длины и площади могут быть не верны.
А значит, вы ошибетесь в количестве требуемого материала или прочность кровли окажется ниже запланированной.
Посмотрите видео об уклоне скатов.
Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.