Расчет угла наклона крыши: какие факторы учитывать

В процессе проектирования и непосредственного возведения любого здания, независимо от его назначения, особое внимание уделяют крыше, ведь именно она является надежной защитой строения от всех видов воздействия извне, в частности от негативного влияния природных явлений (осадков, ветра, температуры и прочего).

Поэтому, с точки зрения конструирования, крыша должна быть выполнена согласно определенным правилам, которые включают обязательную гидроизоляцию и наличие системы отведения с кровли дождевой воды. Это в свою очередь требует грамотного подхода и точности в расчетах угла наклона кровли, и подробно об этом далее.

Для обеспечения правильности расчетов угла наклона кровли, при их проведении важно и необходимо принимать во внимание следующие важные факторы:

1. Ветер. Сопротивление крыши порывам ветра напрямую зависит от угла наклона, то есть, чем угол этот больше, тем большее сопротивление. К примеру, если сравнивать крыши с углом наклона в 45° и 11°, то ветровая нагрузка во втором варианте будет в пять раз меньше. Но есть и обратная сторона вопроса, при слишком малом угле наклона, сильный порывистый ветер просто снесет крышу напрочь.
2. Осадки (дождевая вода, снег). Очевидно, что чем под большим углом к горизонтали расположена крыша, тем проще и быстрее будет сходить с нее снежная масса под воздействием собственного веса.

К примеру, на крыше, угол наклона которой более, чем 45°, снег не задержится вообще. Есть и другие положительные моменты в таких кровлях. Благодаря большому углу наклона, дождевая и талая вода практически не задерживается на поверхности крыши и не попадает в стыки кровельных материалов. В некоторой степени можно сказать, что чем больший угол наклона, тем более герметична конструкция кровли в общем.

Знание этих моментов даст только лишь поверхностное представление о расчете угла наклона, но использовать их в качестве основных нельзя, так как для каждого здания эти расчеты должны быть произведены индивидуально с учетом местности, в которой расположено строение, а также погодных условий. В регионах, в которых преобладают сильные ветры, угол наклона крыши должен быть в пределах 15-20°, а на территориях со слабыми ветрами — до 40°.

Наряду с климатическими особенностями местности необходимо также принимать во внимание и конструктивные особенности самого здания.

Расчет уклона крыши: основные способы

При проектировании конструкции кровли важное значение отводится расчетам угла ее наклона. Наиболее распространенный диапазон его значение колеблется в пределах 11 — 45°, но с учетом многих факторов могут быть выбраны и другие цифры.

Если увеличить показатель угла наклона двускатной стандартной крыши , то нагрузка веса снега уменьшится, но одновременно с этим ветровая нагрузка существенно увеличится. Следовательно стропила нужно будет усилить, и обрешетка должна быть тоже более надежная. А это значит, что строительные материалы необходимо приобретать более прочные, что отразится на стоимости строительства, а точнее увеличит ее.

Также стоит обратить внимание на то, что чем больший угол наклона заложен по проекту, тем большее количество стройматериалов потребуется в процессе возведения крыши.

При расчете показателя минимального уклона нужно иметь полное представление о климатических особенностях региона. В местности с обильными и частыми осадками этот показатель должен быть максимальный из допустимого диапазона. Особенности выбранного кровельного материала также учитываются.

Перед расчетом минимального показателя уклона кровли и оптимального его значения нужно произвести расчеты предполагаемой в процессе эксплуатации нагрузки, оказываемой на всю конструкцию крыши.

Делается это с учетом двух показателей:

1. массы всей конструкции;
2. показателя оказываемой снежной массой нагрузки в регионе.

Для двускатной кровли стандартного вида расчет производится по следующей схеме. Сначала нужно определить вес одного квадратного метра каждого из слоев конструкции, а затем все полученные показатели сложить, и полученную цифру умножить на 1,1 (общепринятый коэффициент).

Как рассчитывается показатель уклона кровли: пример

Примерная схема расчета угла наклона

Исходные данные для расчета уклона кровли:

1. вес 1 метра квадратного кровли — 15 кг;
2. толщина обрешетки — 25 мм;
3. толщина утеплителя — 100 мм;
4. вес 1 метра квадратного утеплителя — 10 кг;
5. масса 1 метра квадратного кровельного материала (в данном случае ондулина) — 3 кг.

Исходя из этих данных расчет будет выглядеть так: (10+15+3)х1,1=30,8 кг на 1 метр квадратный. Согласно статистике, максимальный показатель нагрузки, оказываемой на конструкцию крыши жилого здания не превышает 50. Но наибольший допустимый показатель нагрузки сильно завышен, и на это нужно обращать внимание.

Полезно знать: цифра 1,1 в формуле расчета представляет собой общепринятый коэффициент запаса, он нужен для того, чтобы при необходимости замены кровли ее увеличившаяся масса была учтена заранее.

Расчет уклона по таблице Брадиса

Углы наклона крыши

Величина угла наклона и коэффициент предполагаемой снежной нагрузки взаимосвязаны. Так, если уклон кровли предполагается меньше или равен 25°, то выбирают коэффициент, равный 1, если же уклон превышает 25°, но не более 60°, то нужно выбирать коэффициент, равный 1,25.

При уклоне больше 60° не принимают во внимание снеговую нагрузку.

Другой способ расчета предполагает использование таблицы Брадиса (или таблицы тангенсов). Для этого высоту крыши в области конька нужно поделить на 1/2 длины фронтона. Полученная цифра нужна для нахождения соответствующего угла в таблице.

Чтобы вычислить высоту конька, нужно половину ширины пролета умножить на величину выбранного угла наклона.

Полезно знать: используя угольник тоже можно произвести расчет высота конька и угла наклона.

Пример расчета:

1. Ширина крыши здания 8 м, половина значения это 4 м, угол уклона 25°. Нужно найти высоту стропил.
2. Согласно приведенной таблице для этого угла соответствует показатель 0,47.
3.  Для получения высоты стропил перемножаем 1/2 ширины здания (крыши) и табличный показатель 4х0,47=1,88 — получаем высоту расположения стропил.

Как выбрать кровельный материал, исходя из показателя уклона крыши

Все существующие кровельные материалы можно группировать по общим признакам, например, по техническим и физическим характеристикам, а также по стоимости. Но при выборе материала следует руководствоваться общими рекомендациями.

1. При минимальном уклоне (не больше 10°) оптимальным вариантом будет покрытие из гравия или каменной крошки (крупнозернистой). Верхний первого варианта имеет толщину наружного слоя 1-1,5 см, а второго — 0,3-0,5 см.
2. При уклоне более 10° целесообразно использовать базовую гидроизоляцию на основе битума, а верхний слой такой же, как и в предыдущем варианте.
3. При использовании рулонных материалов, в качестве дополнительной защиты обычно применяют дополнительную окраску.
4. При уклоне вальмовой крыши не более 20° и использовании асбестоцементных листов или профнастила в качестве кровельного материала, все имеющиеся стыки обрабатывают герметиком.
5. При большом уклоне (60° и более) и использовании стальных или медных листов в качестве кровельного материала, все стыки в обязательном порядке герметизируют.

При соблюдении всех изложенных правил и рекомендаций конструкция четырехскатной вальмовой крыши прослужит не один десяток лет и все это время будет надежной защитой строения от агрессивных воздействий природных явлений.