Расчет угла наклона крыши: объясняем подробно и с наглядными примерами

О факторах, влияющих на расчет угла ската крыши

Крыши, как уже писалось на нашем сайте, имеют разную форму и количество скатов. Они бывают одно-, двух- и четырехскатными. Угол наклона крыши зависит от количества скатов на вашем доме.

Строительные работы по монтажу кровли могут приостановиться, если заранее не решить, из какого материала вы собираетесь делать финишное покрытие и какой угол наклона кровли

Необходимо помнить, что эти два понятия тесно переплетаются, поскольку вид предлагаемого кровельного материала будет приниматься во внимание при расчете угла наклона любой скатной крыши

Остановимся на факторах, которые принимаются во внимание, когда делают расчет угла наклона крыши. К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как

К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как

материал финишного покрытия;
существующие климатические условия;
функциональное назначение постройки.

В случае, когда крыша будет иметь два и более ската, то во внимание будут приниматься не только вышеперечисленные факторы и район, в котором будет вестись строительство дома. Нужно будет учесть, для каких целей устраивается чердачное помещение

Если оно предусмотрено не для жилья, а должно использоваться для хранения временно неиспользуемых вещей и предметов, то не стоит устраивать для этих целей большое помещение (речь идет о высоте потолка). Когда же хозяева планируют сделать из чердака жилое помещение в виде мансарды, то возникает необходимость в устройстве хорошей крыши со значительным уклоном.

В тех регионах, где не редкость сильные ветра, делают минимальный уклон кровли. Поэтому на нее приходится не такое сильное воздействие ветра. Делать крыши без уклона также не рекомендуется. Такие покрытия можно устраивать в регионах с большим числом солнечных дней и маленькой вероятностью осадков.

Сопротивление ветру при высокой крыше значительно больше, чем при низкой. Однако при очень маленьком уклоне существует вероятность, что ветер может сорвать финишное покрытие. Получается, что при сильно крутых кровлях существует такая же опасность, что и при кровлях совсем не имеющих наклона. Рекомендуется поэтому выбирать следующие наклоны кровель – при несильных ветрах он может иметь величину от 35 до 40 градусов, при сильных ветрах оптимальный угол ската крыши составляет 15-25 градусов.

В той местности, где осадки выпадают в большом количестве (речь идет о снегопадах, граде и дожде), угол наклона можно увеличить до 60 градусов. Он является наиболее подходящим, поскольку позволяет максимально снизить нагрузку на кровлю от снежного покрова, а также талой воды и большого количества влаги во время дождя.

Крыша с низким наклоном крыши

Принимая во внимание все вышеописанное, величина угла наклона крыши рассчитывается, ориентируясь на диапазон от 9 до 60 градусов. Проектировщики, как правило, производят соответствующие расчеты и обычно останавливаются на значениях, которые составляют от 20 градусов до 45

Чем привлекателен такой угол наклона крыши? Тем, что можно пользоваться любым кровельным материалом – металлочерепицей, профнастилом, шифером и т.д. Тем не менее, каждый материал для финишного покрытия отличается своими требованиями, которые учитываются при устройстве конструкции крыши.

Использование наплавляемых материалов наиболее подходит, когда кровля имеет уклон 0-25% . Когда уклон составляет 0-10%, то материал необходимо укладывать в три слоя. Если значение угла наклона находится в пределах 10-25%, можно обойтись одним слоем, но материал должен иметь посыпку.
Асбоцементными волнистыми листами (шифером) покрывают крыши, имеющие уклон кровли до 28%.
Черепица применяется, когда крыша имеет уклон не меньше 33%.
Стальное покрытие укладывают на кровле с углом наклона менее 29%.

Расход материала напрямую зависит от уклона крыши. Чем он больше, тем больше расход финишного материала. Как следствие, плоская крыша в этом отношении будет стоить дешевле, чем кровля, имеющая угол наклона в 45 градусов.

Если вам известна величина уклона крыши, то рассчитать количество необходимого материала не составляет труда. То же можно сказать и о высоте кровельной конструкции.

Как создают уклоны

Процесс создания уклонов кровли принято называть разуклонкой. В этом процессе применяют:

сыпучие материалы, в частности перлит и керамзит;
легкие бетонные составы на основе тех же перлита и керамзита;
легкие бетонные составы на основе полимерных материалов;
утеплительные материалы.

Какой материал будет применен, зависит от конструкции здания, от требуемого уклона и от некоторых других факторов. К примеру, легкие бетоны в некоторых случаях могут оказаться слишком тяжелыми, создающими существенную нагрузку. С другой стороны, при использовании сыпучих материалов создать большой угол невозможно. В общем, у разных материалов есть свои достоинства, недостатки и сфера применения.

Важные аспекты строительства

Обычно минимальные уклоны крыши с усиленными стропилами делают у тех домов, которые находятся в районах с частыми солнечными днями и малым количеством осадков. Чтобы снизить нагрев внутренних помещений, в кровельном пироге предусматривают теплоизоляционные материалы и вентилируемый зазор. В остальном же остается позаботиться только о том, чтобы в дом не попала вода.

Защита от протечек

На пологих крышах при монтаже профнастила обязательно используйте уплотнительные ленты и мастики для нахлестов и стыков листов. А от протечек и повреждений такую крышу защищают специальные мембранные гидроизоляционные материалы. Вот стандартный пирог такой конструкции: профнастил=>гидроизоляция=>стропила=>утеплитель=>пароизоляция.

Если вы делаете крышу со склоном меньше 10°, в качестве гидроизоляции используйте современную трехслойную мембрану. Только этот материал сможет защитить кровельный пирог от сырости внутри.

И, наконец, насколько бы минимальным не был уклон кровли, водосточную систему для него соорудить все равно придется. Влага, как и снег, задерживается на таких поверхностях больше, чем многие ожидают. А потому планируйте уклон так, чтобы он шел в сторону водоприемных воронок, если система сбора будет внутренней, либо в сторону желобов, если наружной.

Система стропил и обрешетка

Как и в обычных проектах, при минимальном уклоне профнастил так же укладывается на обрешетку и крепится саморезами с резиновыми прокладками. При этом нахлест листов (от 10 см до 20 см) необходимо закрепить стальными заклепками в верх волны. Рекомендуем сделать наложение в две волны.

Чем меньше угол наклона крыши, тем шире необходимо делать нахлест листов. И тем меньше остается полезная площадь материала:

В пределах 15-30° уклона нахлест делайте 15-20 см.
С углом 30° нахлест должен быть от 10 до 15 см.
Если угол наклона меньше 14°, то листы укладывать нужно по горизонтали с нахлестом 20 см.
При минимальном угле наклона 8° стыки между листами необходимо делать двойными, тщательно обрабатывая их герметиком, чтобы внутрь не попала вода.

Обычная система стропил устанавливается с шагом от 60 см до 1 метра, но при минимальном уклоне крыши лучше сократить этот шаг до 40 см. Основание получится более крепким, и легче перенесет скопление снега на крыше.

Кроме того, при уклонах минимального значения между системой стропил и профнастилом обязателен вентилируемый зазор – это тоже мера уменьшения теплопотерь. Чем меньше угол наклона, тем шире вам придется делать зазор для проветривания – а это не менее 50 мм.

Общие сведения по результатам расчетов

Достаточно популярной разновидностью крыши является . Относят эту разновидность к четырехскатным конструкциям.

Для шифера пример расчета следующий:

Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м 2 .
Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м 2 .
Далее, значение общей площади крыши делят на значение полезной площади материала. Если площадь крыши, например, 26,7 м 2 то количество листов шифера, необходимого для оборудования кровли, равно 20 штук.

Пример расчета для металлочерепицы:

Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.
Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.
После этого получившееся значение площади делят на полезную площадь черепицы, в зависимости от ее размера и, соответственно размера нахлествов.

Если конструкция покрытия крыши комбинированная и сложная, то значение перерасхода может достигать 60%.

Калькулятор расчета крыши

Особенности крыш с маленьким уклоном

Согласно рекомендациям производителей минимальный угол кровли для металлочерепицы составляет 14°. Но бывают ситуации, когда необходимо обеспечить более пологий наклон – в пределах от 10 до 14°. В этом случае для снижения рисков образования протечек и увеличения надежности кровельной конструкции требуется осуществить ряд мероприятий:

Уменьшить шаг между стропилами и досками обрешетки. Усиление стропильной конструкции позволяет исключить риск обрушения крыши под воздействием значительных весовых нагрузок, создаваемых снежным покровом. Учитывайте, что такой вариант усиления, как применение более толстых пиломатериалов в качестве стропил обойдется дороже, чем уменьшение шага на 100-150 мм.

Фото 6. Стропильная система двускатной крыши
Использовать дополнительные вертикальные опоры. Не все стропильные конструкции позволяют установить упоры, но при наличии такой возможности лучше предусмотреть их установку. Для этого допускается применять дешевые пиломатериалы – несмотря на то, что дерево плохо работает на изгиб, оно отлично противостоит сжимающим нагрузкам.

Фото 7. Дополнительные вертикальные опоры для стропил
Герметизировать горизонтальные и вертикальные стыки листов металлочерепицы. Малый уклон скатов опасен по нескольким причинам – сложность периодического контроля состояния кровли из-за небольшого чердачного пространства и плохая вентиляция подкровельного пространства (влаг испаряется хуже, что ускоряет гниение пиломатериалов). Герметизируются стыки и примыкания к различным коммуникациям с помощью специальных водо- и морозостойких герметиков.
Увеличить количество саморезов при креплении кровельного покрытия. Согласно рекомендациям производителей крепежные элементы должны располагаться в шахматном порядке. Но это актуально для крыш с наклоном от 20°, для более пологих конструкций эксперты советуют сократить шаг вкручивания саморезов – это обеспечит более высокую устойчивость к ветровым нагрузкам.

Рисунок 8. Оптимальная схема крепления металлочерепичных листов

В местах примыканий листов металлочерепицы к дымоходу и другим коммуникациям на крышах с любым уклоном эксперты рекомендуют использовать специальную ленту:

Как рассчитать угол наклона кровли?

Как правило, угол наклона крыши будет зависеть от того, на какую высоту поднимать конек (высота крыши в коньке также будет зависеть от того, для чего предназначается чердачное помещение). Если из чердака делать полноценную мансарду, то угол наклона крыши можно рассчитать таким образом:

Нам известна ширина фронтона – торца кровли, например, 6 м. Делим ее пополам: 6:2= 3 м, а высота крыши в коньке равняется 1,8 м (стандартное значение).
Далее, из курса геометрии известно, что отношение прилежащего катета к противолежащему в прямоугольном треугольнике есть синус угла. Находим этот синус:

Sin A=a/b=3/1,8=1,67

Теплые крыши из профнастила

Сегодня основное требование к элементам зданий и сооружений – снижение тепловых потерь, а значит, теплые крыши – веление времени. Отметим, что утепленные кровельные конструкции в основном сооружают, если под ними будут организованы жилые помещения (мансарды). Если там будет просто чердак, то утепляют перекрытие дома, а крышу оставляют холодной.

Кратко, как утеплить мансардную крышу, покрытую профнастилом:

Снизу по стропильным ногам укладывают пароизоляционную пленку, которую к ним и крепят с помощью металлических скоб и степлера. Укладку проводят полосами, начиная снизу. Сами полосы раскладывают внахлест относительно друг друга со смещением в пределах 10-20 см. Чем меньше угол наклона крыши, тем больше нахлест. Стыки полос обязательно закрывают самоклеящейся лентой.
Между установленными стропильными ногами закладывают утеплитель.
Сверху теплоизоляционный пирог закрывают гидроизоляционной мембраной по технологии установки пароизоляционного слоя.
Закрывают стропильную систему плитным или листовым материалом: гипсокартон, фанера, ОСП плиты и прочие.

Видео описание

В видео показано, как надо правильно сделать и утеплить крышу из профнастила:

Заключение по теме

Сооружение односкатной или двускатной крыш, покрываемых профлистами, проводится по строго определенным технологиям, где обязательно учитывается шаг установки элементов обрешетки. Поэтому не стоит заниматься строительством, как говорят, на глаз. Все параметры и размеры кровельной системы должны быть точно рассчитаны с учетом действующих на нее нагрузок, используемых материалов и видов крепления.

Как измерить уклон

Таблица соотношения градус/процент уклона кровли.

На графике ищем наклонную линию, с которой стыкуется дугообразная стрела 2. Пересечение наклонной линии c вертикальной шкалой определяет уклон, минимально допустимый для данной крыши, который равен 50%. Нам известно, что уклон ската определяется отношением высоты конька к половине его заложения. Произведем расчет таким образом:

i = 10 метров (заложение)

h = 4 метра (высота конька)

i= h / (1/2) = 4 / (10/2) = 0,8

Для того чтобы измерить уклон в %, это отношение умножают на 100

Таким образом, уклон в 80% при соблюдении норм строительства обеспечит достаточный сброс дождевой воды со всей площади. Для кровли из рулонных полимерно-битумных, битумных и мастичных материалов с уклоном 10° необходим защитный слой для основного водоизоляционного покрова из гравия либо каменной крошки, у которой марка морозостойкости не меньше 100. Такой же защитный слой применяется для кровли крыши с помощью пленочных рулонных материалов с углом до 2,5%. Слой для защиты из гравия должен быть толщиной 1-1,6 см, а слой крупнозернистой посыпки — 0,3-0,5 см.

На крышах из битумно-полимерных или битумных покрытий в рулонах с углом наклона выше 10% верхний слой гидроизоляционного покрова выполняется из крупнозернистой посыпки. На крышах из мастичных материалов с углом больше 10% предусматривается защитный слой из красочных составов.

При создании крыши из асбестоцементных листов, а также профнастила и металлической черепицы с наклоном до 20% по всей площади необходимо производить герметизацию стыков. Не более чем на 5% можно допустить отклонение уклона кровли из мелкоштучных материалов. Производя эти расчеты, можно узнать площадь помещения мансарды или чердака.

Виды двухскатной кровли

Двускатные крыши еще называют «щипцовые». Это исходит из того, что они имеют торцы, которые и получили название «щипцы» (фронтоны). Между собой двухскатные крыши отличаются между собой.

Классическая двухскатная крыша. Оба ската при таком варианте по отношению к наружным стенам строения наклонены с одинаковым углом. А конек, его линия, делит здание на половину. Здесь очень простой монтаж, да и особых познаний нам не потребуется, даже если выполнять все виды работ своими руками. В процессе эксплуатации нам потребуется больших затрат. К тому же полученное чердачное помещение тут очень большое и может быть использовано для различных целей. Среди самых распространенных вариантов выделяют устройство мансарды.

Что ещё влияет на выбор уклона кровли из профлиста

Вот основные моменты, определяющие не только уклон, но и многое другое:

Финансовые возможности — в первую очередь.
План здания — обуславливает саму форму крыши.
Наличие или отсутствие мансарды.
Снеговая нагрузка.
Ветровая нагрузка.

Будучи сильно ограниченным в средствах, застройщик вынужден выбирать самый экономичный и самый простой вариант самого здания – прямоугольный. И если даже для прямоугольного дома существует множество вариантов устройства кровли, то для любого другого плана это обернётся ещё большим усложнением конструкции стропильной системы. Желание иметь мансарду тоже выливается в ощутимые затраты как на её обустройство, так и на конструкцию всей системы стропил и обрешётки. Снеговая и ветровая нагрузки, к сожалению, не зависят от финансовых возможностей заказчика строительства. Скорее наоборот – они диктуют свои условия и заставляют нести определённые расходы на обеспечение прочности и безопасности крыши вообще и кровли в частности. Уклон крыши всегда желателен такой, чтобы снег не задерживался на ней, а скатывался вниз практически сразу же при снегопаде. К сожалению, такое не всегда и не во всех регионах возможно. В отдельных условиях самопроизвольный сход снега вообще не желателен по соображениям безопасности. В таких случаях на кровле устраиваются снегозадерживающие конструкции, а снег скидывается вниз при соблюдении необходимых организационных и технических условий. Конструкция стропил и жёсткость профнастила здесь имеет особое значение. В последние годы ураганные ветры случаются даже там, где раньше о них только слышали по радио и видели по ТВ

Поэтому уделять внимание ветровым нагрузкам особенно необходимо при новом строительстве и при ремонте старых кровель. Парусность кровли уменьшить получится не всегда, поэтому уклон, позволяющий снизить подъёмную силу, частично поможет решить проблему безопасности

Необходимо также принимать меры для исключения возможности поддува порывов ветра под листы с последующим их срывом. Все необходимые конструктивные решения для этого есть. Нужно только строго им следовать при проведении строительно-монтажных работ. С помощью карт снеговой и ветровой нагрузки можно определиться и с выбором высоты профиля профнастила, и с углом наклона кровли. Высота профиля напрямую влияет на жёсткость профлиста, а значит, и на его несущую способность. Более жёсткий профнастил может выдержать большую снеговую нагрузку, а значит, кровлю можно сделать более пологой. С другой стороны, чем меньше угол наклона кровли, тем больше шансов на то, что при сильных ветрах она может оказаться не защищённой от проникновения влаги внутрь кровельного «пирога» через стыки профнастила. Да и более пологая крыша требует более прочной опоры в виде усложнённой стропильной конструкции. Наличие или отсутствие в планах строительства мансарды тоже оказывает своё влияние на эти моменты в устройстве крыши, поскольку площадь и высота потолка в мансарде напрямую зависит от величины уклона. Чем больше угол наклона ската кровли, тем больше полезный объём мансарды. Существует также взаимосвязь между углом ската, сечением профиля настила и обрешеткой под кровлю. Если угол наклона кровли меньше 10°, обрешетку рекомендуется делать сплошную, поперечный нахлест профлистов должен быть не менее 300 мм, а в продольном направлении на предыдущий лист лучше уложить две волны очередного листа. При уклоне от 10° до 15° в продольном направлении можно ограничиться одной волной, а для поперечного нахлеста достаточно 200 мм. Шаг обрешетки при этом может достигать 450 мм. Когда угол наклона превышает 15°, шаг обрешетки можно увеличить, а нахлест уменьшить. Разумеется, шаг обрешётки зависит и от высоты профиля. Чем большей жёсткостью обладает профлист, тем больше может быть шаг. Последний можно изменять и в зависимости от сечения применяемой доски или бруса.

Сечения обрешетки в зависимости от уклона крыши и шага стропил, мм

Шаг обрешетки, мм

Уклон скатов крыши

1:3 и более пологие

Шаг стропил 0,9 м

Шаг стропил 1,2 м

Шаг стропил 0,9 м

Шаг стропил 1,2 м

Шаг стропил 0,9 м

Шаг стропил 1,2 м

При увеличении сечения шаг тоже можно увеличивать. При укладке профлиста необходимо учитывать «Розу ветров» местности и начинать монтаж с того края крыши, в сторону которого ветер дует чаще и сильнее. Благодаря этой небольшой хитрости даже сильный ветер не сможет задуть воду в стык между листами во время дождя, а также сорвать листы с крыши по одному, «поддев» их через стыки. В случае длинного ската крыши и при необходимости укладки двух и более рядов профнастила, как в случае с металлочерепицей, монтаж необходимо начинать с нижнего ряда.

Что собой представляет стропильная система и как она влияет на расчет крыши дома?

Стропильная система

В стропильную систему входят бревна и брусья, из которых в дальнейшем получается каркас кровли. Так как крыши отличаются по своему типу, стропильные системы также могут быть не похожи друг на друга. К примеру, очень популярны, одно-, двух-, трех- или четырехскатные крыши. Количество скатов будет зависеть от данных, полученных при расчете прочности и нахождении самой подходящей толщины бруса или бревна. От этих расчетов также будет зависеть количество материала.

Из вышесказанного понятно, что перед тем как рассчитывают количество леса на крышу, необходимо выбрать тип материала.

Если же стропильная система изготавливается из брусьев, расчет можно провести следующими способами:

Данные сечения бруса известны, остается рассчитать параметры укладки;
Известны параметры монтажа брусьев, рассчитываем сечение.

Расчет шага укладки брусьев рассчитывают после расчетов нагрузки на кровлю, которая состоит из отдельных нагрузок: собственный вес крыши и вес ее покрытия – это самые основные нагрузки.

Далее внимание уделяется второстепенным нагрузкам, таким как снежный покров, давление которого временами может превышать нагрузку, возникающую за счет перекрытий. Расчет крыши дома производится таким образом, чтобы предусмотреть все возможные нагрузки

Также при расчетах нагрузки учитывается примерный вес рабочих, которые выполняют ремонтные или другие работы по обслуживанию крыши. Не забывают также и ветровую нагрузку, которую также нужно рассчитывать.

Выполняя расчет кровли нужно оставить небольшой запас надежности для экстремальных и непредвиденных ситуаций, таких, например, как буря или ураган.

После того как был произведен расчет общей нагрузки, приступают к расчету количества стропил, распределяющихся под определенным углом для обеспечения прочности всей конструкции.

Такие расчеты выполняются такими способами:

Используя специальные таблицы, найти которые можно в специализированной литературе, можно определить какую нагрузку сможет выдержать погонный метр стропил.
Рассчитывают суммарный метраж, с помощью которого можно с запасом обеспечить необходимую прочность.
Используя длину одного стропила, рассчитывают их суммарное количество.
Рассчитывается количество стропильных пар, распределяющихся по всей длине крыши.

Чтобы избежать ошибок или погрешностей при расчете нагрузок, можно воспользоваться калькулятором расчета крыши.

А теперь давайте рассмотрим конкретный пример расчета: представим, что у нас уже есть готовый расчет кровли – основных параметров. К примеру, длина будет составлять 4.5 метров, а угол уклона будет равен — 30°.

После проведения расчета ветровых и снеговых нагрузок мы узнаем, что суммарная нагрузка будет составлять 2400 килограмм.

Расчета шага стропил, при максимальной нагрузке в 100 кг на одни метр, производится следующим образом: 2400 делится на 100, получается 24. Отсюда получаем минимально допустимый метраж стропил – 24 м.

Если известна длина одного стропила, рассчитать общее количество стропил не составляет никакого труда: 24/3=8 штук. Так как стропила устанавливаются парами, общее количество пар вычисляется таким образом: 8/2=4 пары.

При расчете минимального расстояния между стропилами действует такая особенность: общая длина крыши делится на число, которое на единицу меньше количества пар (так одна из пар будет находиться на краю). Итак, 4.5/4-1= Если учитывать исходные данные, то максимальный шаг стропил составляет Однако для надежности лучше устанавливать их на меньшем расстоянии – чуть меньше одного метра (например — 90см).