Правильность проведения расчетов при планировании нового строительства или проведении ремонта позволяют существенно сэкономить на основных и расходных материалах. Кровельный пирог – один из ключевых узлов дома. В процессе его проектирования необходимо знать, как рассчитать площадь крыши, уметь вычислить площадь каждого ее элемента. Для этого существуют специальные компьютерные программы. Но, в отличие от машинного, расчет «вручную» дает более точный результат, поскольку он позволяет учитывать нюансы дальнейшей укладки кровельного материала.
Геометрические формы крыши
Разнообразность геометрических форм верха дома определяет сложность проведения расчета его площади. Наиболее распространенные фигуры скатов:
- прямоугольник;
- трапеция;
- равнобедренный треугольник;
- параллелограмм.
Выполнить расчет площади кровли довольно просто, если она имеет один, два или четыре склона. Чем больше элементов – тем сложнее, тем больше нужно делать замеров и математических действий.
Расчет можно сделать двумя способами:
- Произвести вычисления, исходя из плана верха коттеджа. На нем обязательно прописываются все линейные размеры каждого ската. Остается только подсчитать площадь каждого элемента и найти их сумму.
- Снять «живые» размеры из уже готовой кровли и произвести математические действия. Этот вариант более точен, поскольку абсолютно точное совпадение реальных габаритов верха и его плана случается очень редко.
В обоих случаях нужно обратить внимание на симметричные скаты. В первую очередь это относится к элементам двух- или четырехскатной крыши.
Расчет площади одно- и двухскатной крыши
Эти два вида самые простые, поскольку скаты односкатного и двухскатного верха дома обычно имеют прямоугольную форму. Подсчет их площади можно выполнить даже без подробного плана. Также довольно легко произвести снятие размеров.
Площадь односкатной крыши равняется площади одного кровельного прямоугольника:
А и В – соответственно ширина и высота склона.
Эти параметры можно найти даже без подъема на высоту. Достаточно узнать длину и ширину дома и добавить к ним свесы верха дома. Далее нужно измерить высоту самого кровельного пирога и по теореме Пифагора вычислить его длину. Теперь можно умножить полученные параметры и получить желаемый результат.
По подобной схеме вычисляется площадь двухскатной крыши. Ее всегда можно представить как две односкатные. Соответственно, и аналогично снимаются размеры этого вида кровли. Если склоны симметричные, можно снять параметры только одного из них. Зная длину можно вычислить площадь фронтона двухскатной крыши, особенно если его планируется облицевать стеновым профнастилом или сайдингом.
Результат для каждого элемента кровли определяется по той же формуле площади прямоугольника:
Узнав площадь обоих элементов, путем обычного их суммирования исчисляется общее значение для двухскатной кровельной поверхности.
Расчет площади шатровой, вальмовой и полувальмовой крыши
Эти варианты кровли имеют более сложную конфигурацию, поэтому чтобы рассчитать площадь мансардной крыши требуется больше времени. Все они четырехскатные, а значит, и измерений нужно провести больше.
Разновидность кровельной поверхности, составленной из двух трапеций и двух треугольников, называют вальмовой. В большинстве случаев ее противоположные стороны равные, а треугольники – равнобедренные. Для такой симметричной вальмовой кровли достаточно вычислить значение только для двух соседних элементов и результат умножить на два. Если размеры каждого из них разные, придется измерять всю крышу.
После проведенных замеров можно вычислить значение для каждого элемента. Для трапециевидных элементов нужно задействовать следующую формулу:
S=(a+b) x h / 2, где
a – ширина по нижнему свесу,
b – ширина по коньку,
h – высота.
Для треугольных элементов применяется формула:
S= a x h / 2, где
a – ширина ската по нижнему свесу,
h – высота ската.
Ну и, в конце, как и в предыдущих случаях, вычисляется сумма результатов вычисления всех элементов.
Полувальмовая конструкция отличается от вальмовой тем, что у нее вместо трапециевидных элементов присутствуют шестиугольные, нижняя часть которых в форме прямоугольника, а верхняя – трапеции. Соответственно, немного отличается и процесс проведения измерений. В шестиугольном элементе нужно измерить отдельно две его составляющие, и так же отдельно делать вычисления. Формулы можно посмотреть чуть выше в этой статье. Опять же, общая площадь полувальмовой кровли – это сумма результатов расчета всех ее элементов.
Традиционный шатровый верх обустраивается из четырех равнобедренных треугольников. Обычно он симметричный, поэтому осуществлять замеры можно только на двух соседних элементах. Необходимо узнать только высоту каждого из скатов и их ширину по нижнему свесу. Далее по данной чуть выше формуле производится расчет каждого элемента и производится окончательный расчет шатровой крыши.
Расчет площади крыши со скатами со сложной геометрией
Многоскатные кровли с элементами со сложной геометрией уже никого не удивляют. Это так называемые купольные и многощипцевые конструкции. Эти решения для верхушки дома очень привлекательные. Произвести расчет площади крыши такой конфигурации намного сложнее, чем в случае с обычными четырехскатными вариантами. Но точный расчет необходим, поскольку присутствует большое количество скатов, каждый из которых имеет разную форму. Строительство таких конструкций – дело довольно дорогое и малейшая ошибка неизбежно приведет к дополнительному расходу денег и времени.
Основная сложность в процессе расчета многоскатной кровельной поверхности – этап снятия размеров, причем, чем больше элементов в конструкции, тем сложнее сделать замеры. Тут не обойтись без поднятия на кровлю. В любом случае необходимо сделать чертеж крыши и замерить каждый скат. По каждому из них по отдельности необходимо по формулам, приведенным выше, вычислить площадь, потом, суммируя полученные данные, найти общую площадь крыши.
К вопросу расчета площади кровли нужно подходить очень щепетильно. Ведь кровельные материалы довольно дорогие и ошибки в вычислениях приведут к лишним затратам. Нужно помнить, что при покупке кровельных материалов необходимо сделать небольшой запас, поскольку они укладываются внахлест, а он не учитывается при расчете площади крыши.
Вы решили приобрести материал под будущую крышу в вашем доме, и вас интересует какая сума вам для этого понадобиться? ваши траты в этом деле целиком и полностью зависят от правильности определения площади кровли, но как посчитать площадь крыши для дома? Именно об этом и пойдет речь ниже.
Допустим, вы строите двускатную крышу, это нам на руку! Можно просто посчитать значение площади одного из скатов, и умножить это значение на два.
Плоскость идеального ската является наклоненным прямоугольником, расположенным перпендикулярно к короткой стене постройки. Для определения площади прямоугольника (ската) нужно всего лишь использовать простейшую геометрическую формулу: длину умножить на ширину.
В случае с обустройством кровли – значение длины принимается равным длине стенки, к которой следует прибавить расстояние, на которое крыша будет выступать за стены, умноженное на два.
А ширину ската следует принимать равной сумме длины, которую имеет стропило и длины одного выступа крыши над поверхностью стены.
Расчет материала на кровлю крыши
Пример расчета
Как примером, воспользуемся расчетом площади кровли двускатного типа, в доме, размеры которого 8 на 6 м (рисунок выше).
Значение длины стропила равняется L=490см, а длину выступов кровли возьмем за 50см.
S ската = (L длины стропила) + (D длина дома)
S ската = 4.9*8=39.2 м²
S кровли = 2 * 39.2 = 79.4 м².
Ну, вот и все, расчет оказался предельно простым, но от этого не менее точным. Желаем удачи в ваших начинаниях!
Если у Вас угол между стропилами не 90 градусов или сложная форма крыши, то следует воспользоваться основными формулами геометрии.
На этапе проектирования двухскатной крыши возникает необходимость рассчитать количество кровельного материала. Для этого находят площадь двухскатной крыши с учетом фронтонных и карнизных свесов, надстроек, вентиляций и т.п. Чтобы посчитать площадь, возникает необходимость произвести расчет ряда параметров крыши. К основным параметрам относятся :
- угол наклона крыши;
- длина по коньковому прогону или карнизному свесу (что одно и то же);
- длина скатов;
- высота от перекрытия до конька.
Расчет угла наклона крыши
Уклон скатов определяется на этапе проектирования и зависит от выбора кровельного покрытия, климатических условий, типа чердачного помещения (холодный или мансардный), дизайна самой кровли.
Если дом будет строиться в местах с сильными ветровыми нагрузками, то уклон стараются сделать небольшим, чтобы уменьшить нагрузку на кровлю. В случае строительства дома в регионах с обильным выпадением осадков уклон делают значительным (до 60°) с целью снижения нагрузок от снега, талой и дождевой воды.
Однако бывает необходимость узнать величину угла уклона на возведенной кровле. В этом случае используют уклономер или простые тригонометрические формулы.
Но, чаще всего, у начинающего строителя нет под рукой уклономера, и на помощь приходит геометрия. Возьмем двухскатную крышу и рассмотрим ее разрез вдоль конька. Полученное сечение представляет собой односкатную крышу, форма которой представляет прямоугольный треугольник.
Первый катет выступает в качестве половины ширины дома. Второй катет – высота от конька до перекрытия. Гипотенуза – длина ската. Зная два любых параметра, можно с легкостью выполнить расчет уклона. Приведем пример для большей наглядности и понимания.
Ширина дома 8 метров, длина стропильной ноги 10 метров. Уклон двускатной кровли находится из следующего выражения :
где A – угол уклона кровли;
c – половина ширины дома;
b – длина стропильной ноги.
В данном примере половина ширины дома составит с=8÷2=4 метра. Произведем расчет уклона :
cos A=4÷10=0.4.
Полученное значение является радианной мерой угла. Чтобы перевести радианы в градусы, воспользуемся таблицей Брадиса, которая широкодоступна в сети интернет. Искомый уклон составит 66°.
Определение высоты двускатной крыши
После определения уклона двускатной кровли необходимо рассчитать высоту конька. Зная величину высоты конька, можно с помощью тригонометрических выражений рассчитать длину ската, которая и является длиной стропильной ноги.
Расчет высоты можно произвести двумя способами :
- с помощью прямоугольного треугольника;
- при помощи таблицы соотношений угла наклона к процентам.
Расчет высоты первым способом производится с помощью значений угла наклона и половины ширины дома. Рассмотрим для наглядности на примере. Ширина дома 12 метров, уклон составляет 40°.
Половина ширины дома составит:
Высота конька определяется тригонометрической формулой для прямоугольного треугольника :
а=с×tg A=6×tg 40°=6×0.84=5.05 м.
Для нахождения тангенса 40° была применена, как и в примере выше, таблица Брадиса.
Чтобы не искать значение в таблице Брадиса, можно воспользоваться инженерным калькулятором, который установлен в любой операционной системе!
Второй вариант определения высоты конька заключается в применении таблицы соотношений, приведенной ниже.
Здесь каждому углу наклона соответствует определенная относительная величина, выраженная в процентах. Высота находится путем умножения половины ширины пролета дома на относительную величину. Рассмотрим на примере для пояснения. Возьмем дом с шириной пролета 7 метров и углом наклона 27°. Высота конька составит:
(7÷2)×0.509=3.5×0.509=1.78 м.
Определение площади двухскатной крыши
При нахождении площади двускатной кровли необходимо принять во внимание следующие моменты :
- Суммарная площадь составит сумму площадей каждого из скатов. Поэтому вначале находят площадь одного ската и умножают на два;
- Редко, но бывают случаи, когда в двухскатной кровле скаты могут отличаться одним или несколькими параметрами (размерами). В этом случае расчет площади каждого ската выполняется отдельно. Общая площадь находится суммированием площадей отдельных скатов;
- Необходимо учесть, что если скат крыши представляет неправильный прямоугольник (т.е. хотя бы один из углов четырехугольника не равен 90°), то следует «разбить» скат на более простые фигуры и найти площади для них. Когда возникает такая ситуация, то скат разбивают на прямоугольник и прямоугольный треугольник;
- При нахождении площади не учитывают дымоходные трубы, слуховые и мансардные окна, отверстия для вентиляции;
- Учитывают фронтонные и карнизные свесы, парапеты, брандмауэрные стены.
Рассмотрим нахождение площади на простом примере. Коробка дома имеет размеры 7×9м, длина стропильной ноги составляет 4 метра, карнизный свес равен 0.4 метра, фронтонный свес равен 0.6 метра. Площадь одного ската составит :
S=(L дд +2×L фс)×(L c +L кс);
где L дд – длина дома (9 метров);
L фс – значение длины фронтонного свеса (0.6 метра);
L c – длина стропильной ноги, т.е. длина ската (4 метра);
L кс – длина карнизного свеса (0.4 метра).
Найдем искомую площадь ската:
S=(9+2×0.6)×(4+0.4)=10.2×4.4=44.9 м 2 .
Площадь двухскатной кровли составит:
S=2×44.9=89.8 м 2 .
В случае использования покрытия из черепицы или рулонного материала длина скатов уменьшится на 0.6-0.8 метра.
Площадь кровельного покрытия
Площадь двускатной крыши рассчитывается для того, чтобы узнать необходимое количество материала, который будет положен на крышу. Чем круче наклон кровли, тем больше материала потребуется для ее перекрытия. Рекомендуется закупать материал с запасом 8-15%. Такой перерасход вызван нахлестом, с которым укладывается материал. Чтобы определить недостающий материал следует воспользоваться таблицей, в которой учитывается наклон и определяется коэффициент запаса материала.
При расчете площади двухскатной кровли необходимо правильно произвести все замеры и воспользоваться кровельным калькулятором в сети интернет для проверки самостоятельного расчета. Кроме того, если расчет сделан правильно – не придется покупать дополнительный материал.
Такой вопрос возникает перед укладкой покрытия кровли дома.
Ответ на него зависит от формы и ее сложности.
Перед тем, как начать расчеты квадратуры крыши, нужно выяснить, какую именно форму она имеет.
Если она сложная с неровными краями, всегда есть возможность разделить ее на несколько простых фигур и вычислить их (площадь).
Какой формы чаще всего бывает крыша: прямоугольная, квадратная, трапециевидная, треугольная, формы параллелограмма.
Кроме этого, чем больше разной формы скатов на крыше, тем сложнее вычислить ее площадь. Но этот факт не должен останавливать.
Главное преимущество любой крыши в том, что ее площадь можно вычислить, разбив ее на простые фигуры. Рассмотрим более подробно.
Какие бывают крыши:
- Плоскоскатные или плоские. Они имеют минимальный угол уклона, не более двух-трех процентов от уровня горизонта.
- Скатные. Имеют угол от десяти процентов и больше (относительно горизонтальной плоскости или уровня горизонта).
Последние в свою очередь делятся на односкатные и многоскатные (одно-, двух– и так далее). Достаточно распространенным вариантом постройки крыши является так называемая щипцовая, то есть двухскатная обычная крыша.
У нее две совершенно одинаковых стороны, имеющие форму прямоугольников, в которых одной стороной является длинный край, идущий параллельно длинной стене, а вторая – это отрезок, расположенный под углом.
Для подсчета ее площади нужно умножить длину на ширину, а также на два, так как ската два. При проведении вычислений с более сложными формами придется расчленять их на простые, обсчитывать каждую из них и складывать (суммировать).
Чтобы сделать верный и точный , необходимо сначала нарисовать схему расположения элементов кровли с нанесением на этот план размеров, выраженных в одной системе единиц. Если после постройки сохранился план, можно свериться с ним или использовать его для расчетов.
Чтобы установить, сколько кровельного материала нужно для гидро-, шумо-, пароизоляции дома, необходимо рассчитать площадь крыши. Для простых односкатных или двухскатных кровель достаточно знать только два измерения, а для сложных форм придется разделять плоскость на несколько простых геометрических фигур.
Важные моменты, которые нужно учесть перед проведением расчетов
- Разделять непрямоугольную на части сложной конфигурации нужно для упрощения дальнейших расчетов. Этими частями могут быть треугольники, квадраты, прямоугольники и так далее.
- Для расчета количества строительного материала, которым будут покрывать крышу важно учесть качество покрытия.
- Площадь скатной кровли для покупки мягкого, оцинкованного, шиферного материала можно вычислить по формуле. S = (Ширина свесов x 2 + Длина дома) x (Ширина свесов x 2 + Ширина дома) / cos (Угол наклона).
Если у двухскатной крыши известна ширина одного ската (отрезок от угла крыши до конька) и его длина, применяется простейшая формула для определения площади прямоугольника. А именно: S = A x B. Здесь А – это длина, В – ширина. Полученное значение умножается на два, так как скатов именно два.
При разделении крыши сложной формы на несколько более простых фигур и дальнейшем проведении расчетов может пригодиться площади прямоугольного треугольника: S = 1/2 x A x B. Тут буквами А и В обозначены катеты, то есть те стороны этой геометрической фигуры, которые прилегают к прямому углу треугольника.
Для расчета площади равнобокой трапеции (если один из скатов крыши имеет правильную трапециевидную форму с одинаковыми по длине боковыми сторонами), кроме ширины ската, нужно знать длину основания трапеции (обычно это длина дома или чуть больше) и ее высоту h (перпендикулярно проведенный отрезок, соединяющий верхушку конька и основание трапециевидного ската): S = (a + b) / 2 x h.
При разделении всей крыши на разные геометрические фигуры, необходимо вооружиться не только рулеткой для измерения, но и формулами по вычислению площади треугольника, прямоугольника, трапеции и параллелограмма.
Порядок и правила выполнения подсчетов
Первым шагом, который позволит рассчитать площадь кровли, будет подготовка инструментов и материалов. Среди них такие: детальный план крыши дома (если нужно, в разных проекциях) с указанием всех длин с точностью до сантиметра (или максимально точно), рулетка (если нужно перепроверить нанесенные на плане измерения или добавить еще несколько), калькулятор, бумага, ручка.
Необходимо определиться каким именно способом будет производиться замер отдельных элементов, длин крыши или других частей дома и расстояний между ними. Этот пункт не нужен, если есть уверенность в точности указанных в плане чисел.
В противном случае необходимо сделать замеры одним из следующих : находясь на крыше, стоя на земле, либо с чердака. Для более точного результата нужно учитывать даже такие сложные и не форматные элементы, как мансардное окно, выступ, широкий конек, изменение угла наклона, асимметричный край.
Для части крыши, имеющей наклон в девять градусов применяется самый маленький множитель – 1,1. Коэффициент для “крутого” уклона в 560 составит 1,8. Соответственно, в среднем увеличение на каждые десять градусов ведет к увеличению этого коэффициента на 0,15.
То есть идет рост на пятнадцать процентов при каждом увеличении угла на десять градусов.
Это следует из таких соображений: разница между максимумом и минимумом величины наклона составляет 56-9=470. Значит в десятках градусов будет величина 4,7. Разница между изменениями коэффициента будет такой: 1,8-1,1=0,7. Теперь при делении одной величины на другую получим ответ на поставленный выше вопрос: 0,7/4,7=0,15.
Для того чтобы узнать длину одного из скатов симметричной двухскатной крыши, не обязательно лезть наверх или на чердак. Нужно измерить ширину дома, точнее длину нижнего основания того равнобедренного треугольника, который образуют оба ската, так называемый торец, и узнать наклона ската.
Сделать это можно так: Ширина ската крыши = Ширина кровли / 2 / cos (Угол наклона), то есть требуется одну вторую часть ширины дома разделить на косинус угла наклона.
Например, если рассматривать крышу с величиной поворота ската в тридцать градусов, формула будет выглядеть следующим образом: ширина ската крыши от конька до края = 5 м / 2 / cos (300) = 5 / 2 / 0,866 = 2,89 м. Теперь, умножая это число на длину дома (длину крыши), вычисляющий получит каждой из двух частей кровли.
Так для крыши, длиной в восемь с половиной метров, площадь будет равна 8,5 x 2,89 x 2 = 24,6 x 2 = 29,2 квадратных метра.
В конце проведения расчетов необходимо сделать учет некоторого запаса материала, если речь идет о вычислении количества нужного для кровли крыши материала. Прибавляют обычно около десяти процентов, умножая на 1,1. Таким образом, окончательное число будет таким 29,2 x 1,1 = 32,12 кв.м.
Эти манипуляции просто делать для обычного классического двускатного сооружения. Допустим, каждая часть такой крыши имеет форму правильного ровного прямоугольника, а его площадь, как было указано выше, равна произведению длин двух его смежных сторон (смежные стороны – это те, которые касаются концами друг друга, образуя прямой угол, как в случае для прямоугольника).
Значит, нужно перемножить длину на длину стропила. Допустим, измерения постройки следующие: восемь с половиной и шесть с половиной метров (8,5 м и 6,5 м).
Стропило (длина стропильной ноги) – четыре целых и две десятых м (4,2 м). Также понадобится размер карнизного свеса и фронтового свеса (для этого примера эти величины составляют по шесть десятых метра (0,6 м).
Площадь одного (и каждого) ската будет равна: длина дома (ДД = 8,5 м), плюс фронтальный свес (ФС = 0,6 м), плюс карнизный свес (КС = 0,6 м), умножить на сумму длины стропила (ДС = 4,2 м) и карнизного свеса (КС = 0,6 м).
Получается: Площадь = (ДД + ФС + КС) х (ДС + КС) = (8,5 м + 0,6 м + 0,6 м) х (4,2 м + 0,6 м) = 9,7 х 4,8 = 46,56 квадратных метров. А для обоих скатов крыши 46,56 х 2 = 93,12 кв. м.
Для односкатной крыши с длиной стропильной ноги, равной 7,66 м (ДС = 7,66 м), длиной – восемь целых и две десятых метра (ДД = 8,2 м), длинами свесов по пятьдесят пять сотых метра (КС = 0,55 м и ФС = 0,55 м) расчет будет выглядеть следующим образом.
Площадь крыши =(ДД + ФС + КС) х (ДС + КС) =(8,2 + 0,55 + 0,55) х (7,66 + 0,55) = 9,3 х 8,21 = 76,35 квадратных метров. Заметим, что в данном случае это число, полученное путем нехитрых вычислений, не умножается на два, так как скат у крыши всего один.
Следующий вариант оказывается немного сложнее, чем два предыдущих. Это четырехскатная крыша. Она имеет в своей конструкции четыре равнобедренных треугольника либо два треугольника и две трапеции. В первом частном случае нужно рассчитать площадь одного ската и умножить на четыре (квадратный дом).
Для проведения подобных вычислений стоит знать высоту треугольной части крыши. Это отрезок, проведенный от вершины к низу прямо перпендикулярно. В случае с треугольником с равными боковыми сторонами, как в этом примере, эта будет разделать основание (нижнюю сторону) пополам.
Значит, если длина дома (которая равна его ширине, так как это квадрат) равна семи целым и двум десятым метра, а навес будет занимать четыре десятых метра, то основание рассчитываемого треугольника – 7,2+0,4=7,6 м.
Если высота его неизвестна и трудноизмеряема, можно найти ее по теореме Пифагора о прямоугольном треугольнике.
Дело в том, что эта воображаемая линия делит каждую из четырех сторон крыши на две равных по форме и площади фигуры. Это – прямоугольные треугольники. Одним из катетов и является указанная высота, а второй – это половина от нижнего отрезка, то есть 7,6/2=3,8 м.
Если длина стропила (гипотенуза прямоугольного треугольника или самая длинная сторона) равна 4,5 м, то высота равна квадратному корню из разности: (4,5 х 4,5) – (3,8 х 3,8) = 20,25 х 14,44 = 292,41 (сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы).