Во-первых, никто не может гарантировать, что строители точно соблюли все размеры. В некоторых случаях разница может быть значительной.
Как правильно рассчитать угол наклона и высоту односкатной крыши?
Во всем мире существуют тысячи архитектурных традиций, касающихся внешнего вида крыши. В современной архитектуре односкатные крыши весьма популярны. Они прекрасно вписываются в ландшафт и универсальны в исполнении. Эта тенденция пришла к нам из Австралии, где отсутствие снега позволяет создавать жилую архитектуру так, как подсказывает воображение.
Но в заснеженных регионах России такую крышу достаточно построить с правильным уклоном и в нужном направлении. Одним словом, главный параметр функциональности – угол наклона моноскатной крыши. Как правильно его рассчитать, вы узнаете из нашей статьи.
Чтобы дать вам общее представление о моноскатных крышах, посмотрите это видео:
Шаг 1 Расчет постоянных и динамических нагрузок
Первым шагом является расчет нагрузок на односкатную крышу. Условно они делятся на постоянные и динамические нагрузки. Первая – это вес кровельного покрытия, которое всегда находится на крыше, а также антенны, телевизионные панели, дымоход и т.д. То есть все то, что будет находиться на крыше и днем, и ночью.
Динамические нагрузки или, как их еще называют, переменные нагрузки – это те, которые возникают время от времени: снег, град, человек, ремонтные материалы и инструменты. А также ветер, который может повредить односкатную крышу из-за ее парусности. Давайте рассмотрим их подробнее.
Снеговая нагрузка
Давление снега также зависит от угла наклона ската. Например, для Московского региона при угле наклона крыши в 30°C нагрузка составит примерно 130 кг/кв. м.
А если крыша круче 45°, то снег вряд ли сможет на ней задержаться, но это зависит от шероховатости кровельного материала. Для крыш средней полосы в России, где снегопады умеренные, достаточно односкатной крыши с углом 35° – 30°:
Минимальный угол, который должен быть, чтобы снег самостоятельно сходил с односкатной крыши, составляет 15°. Максимальный угол составляет 60°, поэтому увеличивать угол наклона крыши не имеет смысла.
Ветровая нагрузка
В регионах с сильными ветрами крыша с крутым уклоном может быть легко сорвана. В этом случае плоскость ската должна быть направлена против ветра. По этой же причине крыша не должна быть слишком крутой.
Комбинированные нагрузки
Для односкатной крыши всегда рассчитывайте как комбинацию максимальных постоянных и временных неблагоприятных нагрузок. Это критический момент, который стропильная система должна выдержать.
Например, вам может понадобиться выйти на крышу во время сильной бури или снегопада, причем не одному, а с помощником. Сможет ли ваша конструкция выдержать снег, ветер и двух человек одновременно? Лучше узнать об этом заранее.
Два метода расчета угла наклона готовой крыши
Уклон скатной крыши можно определить с помощью специальных инструментов или основных законов геометрии. Первый метод более простой и точный, второй метод всегда доступен – главное, чтобы была рулетка, а остальные инструменты не важны.
Инструментальный метод
Для того чтобы просто и быстро определить угол наклона крыши, необходимо использовать специальные измерительные инструменты:
- транспортиры, которые измеряют угол между двумя "руками" инструмента;
- инклинометры, которые показывают уклон крыши относительно гравитационного поля Земли.
Угломеры для расчета уклона крыши
Угломер – чрезвычайно простой, но эффективный инструмент. Он может быть механическим или электронным.
Механический угломер состоит из планок, соединенных вместе с одного конца, и шкалы между ними. С другой стороны концы планок свободны и могут вращаться вокруг шарнира. Шкала показывает, на какой угол повернуты две части транспортира относительно друг друга. Конструкция настолько проста, что при необходимости вы даже можете сами собрать механический транспортир из двух линеек и транспортира.
Электронные транспортиры точно такие же. Есть только одно отличие: шкала для определения угла между рычагами инструмента заменена специальным датчиком, который считывает положение брусков. Результат отображается на небольшом экране.
Механические транспортиры более надежны: нет риска поломки датчика или экрана. Однако с точки зрения удобства электронные устройства выигрывают. Особенно при измерениях под крышей, где часто не хватает освещения.
Резюме
Чтобы определить угол наклона крыши, можно использовать один из двух методов:
- Инструментальный – измерить его непосредственно с помощью уклономера или транспортира;
- Расчетный – стропила, перекрытие и стойки образуют прямоугольный треугольник, поэтому угол можно рассчитать, разделив высоту крыши до конька на расстояние от карниза до опор.
Метод расчета даст угол наклона в процентах. Как вычислить угол наклона в градусах? Возьмите арктангенс от соотношения или воспользуйтесь специальной таблицей для перевода процентов в градусы.
Как рассчитать угол наклона крыши дома
Готовый дом завершен. Теперь поговорим о том, как рассчитать угол наклона крыши в градусах, если вы участвуете в проектировании кровли. Вернее, даже не рассчитать, а собрать, но об этом позже.
Расчет постоянной нагрузки на скат крыши
Таким образом, для определения необходимого угла наклона крыши сначала нужно собрать данные о фиксированных нагрузках на крышу. Это означает, что должна быть получена общая нагрузка на 1 м 2 от самой крыши и элементов крыши. Учитываются следующие нагрузки:
- внутренняя и внешняя обрешетка
- стропила;
- изоляция;
- внутренняя отделка;
- кровельные покрытия;
- мансардные окна и световые люки с окладами;
- водостоки;
- молниезащита;
- стропильно-опорное оборудование: спутниковые и телевизионные антенны, солнечные батареи и коллекторы, аэраторы;
- элементы защиты кровли: снегозадержатели, площадки, лестницы.
Вес пароизоляции и гидроизоляции обычно не учитывается, так как он незначителен по сравнению с весом других элементов.
Для всех элементов кровли рассчитывается их вес на 1 м2. Например, если обрешетка сделана из бруса 50×50 мм и закреплена с шагом 200 мм, то на 1 м2 потребуется всего четыре метра бруса. Затем веса отдельных элементов суммируются для получения постоянной нагрузки на крышу.
Расчет временных нагрузок
Следующий шаг – расчет временных нагрузок в соответствии с СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия". Для частных домов это обычно только снеговые и ветровые нагрузки (разделы 10 и 11 документа).
Снеговая нагрузка на крышу
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:
Sg – это стандартный вес снежного покрова на горизонтальной поверхности. В зависимости от площади поверхности здания она равна:
Подведем итоги.
Если дом уже построен, существует два способа расчета уклона крыши:
- Инструментальный, с использованием инклинометров и транспортиров.
- Вычислительный, который основан на элементарной геометрии и измерении двух прямых углов треугольника.
Если дом только проектируется, важно знать, как правильно рассчитать угол наклона крыши в зависимости от нагрузки на скат. Для этого необходимо рассчитать:
- Постоянные нагрузки на крышу (вес черепицы, аксессуаров, мансардных окон, внутренней отделки и т.д.) Они не зависят от угла наклона крыши.
- Переменные нагрузки (снеговые и ветровые нагрузки). Они напрямую зависят от угла наклона крыши, поэтому минимальный угол рассчитывается на их основе.
Помимо нагрузок, при расчете угла наклона крыши необходимо учитывать тип кровельного материала. Все кровельные материалы имеют ограничение по минимальному углу, а некоторые – по максимальному.
Калькулятор расчета угла наклона скатной крыши
Правильнее сказать, это скорее калькулятор, который наглядно показывает зависимость высоты конька скатной кровельной системы от угла ее наклона. Но этот подход к планированию, пожалуй, даже лучше, поскольку позволяет, изменяя угол наклона, найти оптимальное соотношение при одном неизменном параметре – размере самого здания.
Мнение эксперта:
Главный редактор Stroyday.ru. Инженер.
В основе расчета лежит тригонометрическая формула зависимости между длинами сторон и величинами углов прямоугольного треугольника. В данном случае "константа" является горизонтальной проекцией наклона угла dдругими словами, расстояние от точки пересечения стропила и решетки до точки проекции конька на плоскость решетки.
Цены на кронштейны для стропил
Кронштейны стропил
Высота Н – это расстояние по вертикали от плоскости торцевого вала до линии конька. Угол, противоположный этой высоте а – это как раз тот угол наклона крыши, который нам нужен.
С помощью калькулятора можно решить, так сказать, прямую и обратную задачи:
- Склон должен иметь строго определенный угол наклона а. Расчеты покажут, какой будет высота гребня Н.
- Крыша должна быть собрана с заданной высотой конька Н. Определите угол наклона конька крыши а. В этом случае нет необходимости перебирать поле ввода угла наклона, чтобы быстро найти, при каком а будет получен требуемый результат Н (или наиболее близкий к нему). Это занимает буквально несколько секунд.
Еще один нюанс. Скатная крыша не всегда проектируется симметрично, то есть она может иметь разные углы наклона и длины противоположных скатов. Ничего сложного – просто выполните расчеты для каждой стороны отдельно.
Разумеется, последующие расчеты в этом случае основываются на том, что высота конька для обеих сторон должна быть одинаковой. В остальном все так же, как описано выше.
Как самостоятельно рассчитать и собрать двускатную стропильную систему?
Представленные выше расчеты являются "стартовыми" – за ними следует ряд других, определяющих основные параметры всей стропильной системы. Со всеми подробностями из проекта и пошаговыми инструкциями по монтажным работам – в специальной публикации на нашем портале "Монтаж стропил скатной крыши своими руками". .