Как рассчитать угол наклона крыши

Расчет угла наклона крыши необходим при строительстве или капитальном ремонте кровли. От ската зависит нагрузка на кровельную систему в целом. В случае же неправильного подсчета, это чревато полным обрушением конструкции. Поэтому ниже мы предоставим схему расчетов и проведем зависимость полученных цифр от климатических особенностей того или иного региона страны.

Угол наклона кровли

Главное правило — чем проще кровельная система, тем она надежнее. Если здание имеет более трех этажей, рекомендуется рассматривать крыши без сложных элементов: можно использовать плоские, вальмовые, односкатные. В остальных случаях четких ограничений не существует. Поэтому не усложняйте профиль, если в этом нет необходимости.

Помните, когда увеличивается угол наклона:

1. Повышается ветровая нагрузка.

2. Растут расходы на строительные материалы.

3. Усложняется монтаж.

При крутом скате, растет коэффициент парусности. Чем выше будет это значение, тем ощутимее воздействует сила ветра. А при установке слишком крутой крыши боковой ветер может ее и вовсе сорвать. 

Чтобы определить угол наклона, большинство ориентируются на соседские постройки. Выяснить имеющиеся проблемы не составит труда — буквально за 1-2 часа можно разузнать: есть ли недостатки у той или иной крыши и как с ними борются, когда таковые присутствуют. С практической стороны это оптимальный вариант, который позволяет удостовериться в правильности расчетов на практике.

Однако не нужно впадать в крайности, отказываясь от крыши с малым углом или делая только покатые. Каждый из вариантов имеет место быть, а их нюансы продиктованы определенными правилами и рекомендациями. Применяя ту или иную модель, нужно будет побеспокоиться о снегозадержании, увеличении прочности поперечных балок, улучшении гидроизоляции (малый уклон крыши повышает риск попадания влаги в стыки). Но, берите в расчет эти мероприятия, так как они однозначно повлияют на общую смету.

Выходит не существует универсального решения, которое подойдет всем. Стоит искать компромисс между красотой, практичностью и материальной составляющей.

Подбор материала исходя из угла наклона

Выбирая материал для крыши, учитывают минимальный и максимальный показатель наклона. Ниже представлена таблица, где сравниваются показатели кровельного покрытия с минимальным углом в соответствии со сводом правил СП 17.13330.2017 СНиП II-26-76:

Таблица 1. Кровельный материал и градус наклона крыши

Часто производители предоставляют индивидуальные показатели, поэтому рекомендуется обращать внимание на дополнительную информацию, которая представлена в государственном стандарте.

Когда нет возможности рассчитать скат крыши исходя из полученной информации от соседей, принимают средние значения, которые приводятся ниже в таблице:

Таблица 2. Градус наклона крыши в зависимости от максимального и минимального значений

По приведенным выше данным виден диапазон, который подходит для большинства случаев. Когда нет необходимости делать слишком крутую крышу или наоборот — пологую, принимайте цифры со средними значениями, которые получены опытным путем и проверены на практике.

Влияние климатических факторов

Территория России разделена на зоны исходя из ветровой и снеговой нагрузки. Отталкиваясь от этих данных, определяется конфигурация крыши, так как во многом из-за климата у скатов образуется довольно широкий диапазон угловых значений.

Ветер стремится сорвать кровлю резким порывом, а снег дает значительную нагрузку. И даже небольшие по площади крыши могут разрушиться, если параметры не будут соответствовать рекомендуемым значениям. Подобрав качественные строительные материалы, без правильных расчетов они не смогут показать своих достоинств. Поэтому чтобы вычислить угол наклона крыши, используем два метода.

Расчет снеговых нагрузок

Карта для расчета снеговой нагрузки

Карта снеговых нагрузок дает понимание о минимальном уровне прочности конструкции и допустимого значения прогиба балок. На рисунке выше можете увидеть две цифры, где:

• первая — предназначена для расчета прочности конструкции;

• вторая — указывает прогиб балок в допустимом пределе.

В нашем случае используем первое значение, которое поможет рассчитать наклон крыши. Забегая наперед, скажем, крутой скат формирует меньший снежный покров, а значит, нагрузка будет ниже. Соответственно можно увеличить расстояние между стропилами или использовать меньшее их сечение, что приведет к экономии.

На данном этапе вводятся поправочные коэффициенты:

• >25° – 1;

• 25°-60° – 0,7;

• <60° – коэффициент не учитывается.

Из представленного списка видно, как значения меняются только там, где наклон находится в пределах 25°-60°. В остальных случаях этот шаг нужно пропускать. А чтобы отыскать нужный параметр для вашего региона, находите на карте область, умножаете ее на значение 0,7 и получаете необходимую цифру.

Для примера возьмем город Иваново, где мы строим дом с кровлей под 45°. В соответствии с картой, город расположен в IV зоне с усредненной нагрузкой 240 кг/м². Вычисляем произведение коэффициента 0,7 и средней нагрузки, получив значение 167 кг/м².

Расчет ветровых нагрузок

Карта для расчета ветровой нагрузки

Провести аналитику влияния ветров намного сложнее, чем предсказать влияние снега. Будем смотреть на доминирующий процент направления ветра в регионе, высоту дома и его расположения. Но имеющиеся данные становятся актуальными только с применением коэффициента.

Весомым фактором выступает месторасположение — если здание стоит между другими постройками, тогда ветровая нагрузка снижается. А когда дом расположен на открытой местности — увеличивается. Поэтому предусмотрели несколько зон:

• «А» — открытая местность.

• «Б» — пересеченная местность: небольшие городки, поселки с высотой препятствий до 10 м.

• «В» — городская местность: плотная застройка с высотой зданий от 25 м.

Чтобы определить зону принадлежности, нужно высоту здания умножить на 30. Получаем: 3,5 м * 30 = 105 м. Если на этом расстоянии присутствуют любые постройки высотой до 10 м, тогда дом будет относиться к зоне «Б», даже если он построен в городской черте крупной агломерации.

Зона определяет коэффициент, который учитывается при расчете ветровой нагрузки. Ниже приведена таблица, где найдем нужное нам значение:

Таблица 3. Коэффициенты в зависимости от зоны расположения

В примере отыщем значение ветровой нагрузки для одноэтажного дома. Здание будет расположено группе «Б», в Иваново, в частном секторе. В начале определим зону ветровой нагрузки по карте — 1 (32 кг/м²). Далее найдем в вышеприведенной таблице подходящий коэффициент — 0,5. И вычислим точное значение: 32 кг/м² * 0,5 = 16 кг/м².

Берем в расчет аэродинамические показатели ветра. От направления и силы воздействия значения разделили по категориям. В каждой из которых возникают разные по величине нагрузки. Эти коэффициенты можно узнать ниже:

Коэффициенты для двускатных покрытий

Полученные коэффициенты прибавляют к показателю ветровой нагрузки. У кого вышло два числа — отрицательное и положительное, учитывают оба значения. И если суммарная нагрузка превысила 300 кг/м², значит подбираем более легкие по весу материалы, или снижаем угол наклона крыши. А для тех, кто хочет быстрее рассчитать скат кровли, можно использовать формулу Пифагора:

• S²= H²+ L²

где Н — высота конька, а L — длина стропил.

Какая крыша лучше: плоская или скатная

Подытоживая, скажем — плоская кровля всегда выгоднее скатной. Меньшая площадь нуждается в меньшем количестве строительных материалов и не требует сложных расчетов. Однако за такой крышей нужен более тщательный уход, ведь стыки быстро приходят в негодность, в них начинает попадать влага и уже в скором времени придется заново производить гидроизоляцию.

Скатная крыша, если делать ее по стандартным параметрам, более долговечная. Важным условием при этом является качество подготовительной работы. Лес, используемый для кровли, должен быть обязательно обработан огнебиозащитой, а под крышей не должен образовываться конденсат. Только в этом случае она прослужит долго и не потребует капитального ремонта.