Уклон кровли - от чего зависит и как рассчитать

Расчет угла уклона

О факторах, которые влияют на градус угла наклона крыши

На конструкционные характеристики крыши влияет достаточно много факторов, обязательно учитываемых при расчете угла который будет определять ее наклон:

предполагаемая форма крыши;
характеристики климата района;
функциональной использование конструкции (жилое либо нежилое помещение);
материал, используемый для финишного кровельного покрытия.

Градус угла зависит от местности

В тех районах, где преобладают ветры значительной силы, обустраиваются крыши с небольшим углом наклона, т.е. они испытывают ветровое воздействие. При этом специалисты не рекомендуют обустраивать плоские крыши, они выполняются на тех территориях, где большое количество солнечных дней, а осадки выпадают крайне редко.

Чем выше крыша, тем больше сопротивление ветру. Однако следует помнить, что небольшой уклон может стать такой же причиной повреждения ветром финишной кровли, как и слишком большой.

Рекомендуемые показатели зависимости угла наклона от силы ветра выглядят следующим образом:

несильные ветры – 35-40 градусов;
сильные ветры – 15-25 градусов.

При частых и обильных осадках предпочтение отдают крышам с углом наклона до 60 градусов. Ориентировочный диапазон наклона скатных крыш 9-60 градусов, наиболее часто используется 20-45 градусов.

Зависимость угла наклона от материала

Минимальные углы наклона в зависимости от типа материала для кровли:

материалы штучные наборные. например шифер и черепица, — 22 градуса;
рулонные материалы. при 3-х слойной крыше – 2-5 градусов, при 2-х слойной – до 15 градусов;
профнастил – 12 градусов (в случае меньшего значения обязательным мероприятием является проклеивание стыков герметиками);
металлочерепица – 14 градусов;
ондулин – 6 градусов;
мягкая черепица — 11 градусов, с обязательным монтажом сплошной обрешетки;
кровельные мембранные материалы – 2-5 градусов.

До выбора кровельного материала желательно познакомиться с эксплуатационными характеристиками всех доступных материалов. Неплохо посоветоваться с опытными строителями. Расширенная информация даст возможность сделать правильный выбор и снизить риск возможных эксплуатационных проблем.

Как рассчитать угол наклона для двухскатной крыши: особенности и формулы расчета

Разуклонка кровли

Разуклонка – это ряд мероприятий, применяемых для создания наклона на плоских крышах, устройства на них коньков и ендов. Благодаря этому уклон односкатной крыши способствует решению проблем с накоплением осадков на ее поверхности. Уклон нужно просчитать заранее. ещё до того, как сделать односкатную крышу. Минимально допустимым показателем для плоских кровель считается величина 1,5 градуса (подробнее: «Какой минимальный уклон плоской кровли «). Наклон ската необходимо обустроить таким образом, чтобы вода с его поверхности стекала в водоприемные воронки. Для этих целей применяют керамзит или цементные стяжки, но последние значительно увеличивают нагрузку на кровлю.

Если разуклонку выполняют при проведении ремонта, а не при строительстве нового здания, тогда используют плитные материалы, а также пенополиуретан или пенобетон.

Какую кровлю выбрать, подробнее на видео:

Выбор угла наклона кровли

От правильного выбора угла наклона кровли напрямую зависит, насколько долго послужит крыша здания, будет ли она надежной и герметичной. Каким образом определяют эту величину для конкретного дома или хозяйственной постройки?

Специалисты рекомендуют в первую очередь обратить внимание на следующие данные:

влияние ветра. Конструкция крыши тем сильнее оказывает сопротивление нагрузке, чем выше оказывается угол наклона. Когда уклон чересчур небольшой, тогда порыв ветра может сорвать покрытие с кровли. Таким образом, можно сделать вывод, что крутые кровли опасны, а при отсутствии наклона неприятностей не избежать. Поэтому профессионалы, имеющие опыт в создании кровельных покрытий, советуют в районах с сильными ветровыми нагрузками строить крыши с углом наклона от 15 до 25 градусов, а там, где ветра незначительны – от 35 до 40 градусов;
осадки. Разумеется, чем больше уклон крыши, тем скорее вода будет стекать с нее, а снег покидать ее, не успевая затекать под места стыков на покрытии и, таким образом, вероятность протечек снизится. Данное обстоятельство непременно следует учитывать.

Вывод из всего вышесказанного можно сделать такой: климатические особенности местности, где возводится крыша на здании, надо принимать во внимание, поскольку от этого зависит выбор наклона кровли

Высота конька тоже зависит от угла ската

При расчетах любой кровли за ориентир всегда берется прямоугольный треугольник, где катеты – это высота ската в верхней точке, то есть в коньке или же переходе нижней части всей системы стропил в верхнюю (в случае с мансардными кровлями), а также проекция длины конкретного ската на горизонталь, которая представлена перекрытиями. Здесь есть только одна постоянная величина – это длина крыши между двумя стенами, то есть длина пролета. Высота коньковой части будет меняться в зависимости от угла наклона.

Высота конька может меняться в зависимости от угла наклона

Спроектировать кровлю помогут знания формул из тригонометрии: tgA = H/L, sinA = H/S, H = LхtgA, S = H/sinA, где А – это угол ската, Н – высота кровли к области конька, L – ½ всей длины пролета кровли (при двухскатной крыше) либо вся длина (в случае односкатной кровли), S – длина самого ската. Например, если известно точное значение высоты коньковой части, то определяется угол наклона по первой формуле. Найти угол можно будет по таблице тангенсов. Если же в основе расчетов лежит угол кровли, то найти параметр высоты конька можно по третьей формуле. Длину стропил, имея значение угла наклона и параметров катетов, можно посчитать по четвертой формуле.

Таблица тангенсов

Что такое уклон в процентах

Стоит поговорить об угле наклона скатов в процентах. Само понятие «угол наклона в процентах» технически неграмотное и используется только теми, кто сам ничего не строит.

Рассмотрим данные определения на практике. Допустим, угол наклона скатов равняется 30%. Что это значит? Это значит, что высота конька крыши составляет 30% половины ширины здания. Для расчетов будем пользоваться тем же треугольником.

Прямоугольный треугольник

Процент наклона рассчитывается по формуле (см. рисунок ниже).

Процент наклона

Где:

a – высота конька;
b – половина ширины строения.

Что такое 30% и как смотрится крыша с таким процентным отношением представить себе очень трудно. Для того чтобы конвертировать эту величину в градусы следует воспользоваться специальной таблицей. С ее помощью узнаем, что 30% значит, что угол наклона ската кровли равняется примерно 16,5°. Дело в том, что для 16° процентное соотношение равняется 28,7%, а для 17° этот параметр составляет 30,5%. Если мастер знает, что угол уклона ската примерно 16,5°, то он без труда может представить внешний вид и геометрию крыши, рассчитать линейные размеры стропильных ног, вертикальных опор кровли, размеры мауэрлата. Как такие расчеты делаются, если есть данные наклона в процентах?

Примеры использования угла наклона в процентах

Расчет параметров стропильной системы с помощью процентного соотношения высоты конька и половины ширины строения делается при помощи калькулятора.

Имея начальную формулу, далее расчеты строятся с использованием элементарных арифметических уравнений. Для начала нужно немного преобразовать формулу.

Начальная формула

В данном случае X – процентное отношение наклона кровли, как мы договорились, для примера возьмем 30%. Эта величина известна и задается во время расчетов.

Для предварительных расчетов следует немного преобразовать формулу в такой вид (см. рисунок ниже).

Преобразованная формула

Теперь определяем по отдельности значения a и b.

Значение а

Значение b

Напомним, что:

a – высота стропильной системы,
b – половина ширины здания, а
X – процент наклона ската.

Процент нам известен, для дальнейших расчетов понадобится замерить или высоту стропильной системы, или половину ширины здания. В связи с тем, что намного легче узнать второе значение, замерим его.

К примеру. Ширина здания 8 метров, соответственно, половина равняется 4 метра (b=4 м).

Узнаем высоту стропильной системы (см. рисунок ниже).

Узнаем высоту стропильной системы

Высота стропильной системы 1,2 метра, угол наклона мы узнали из таблицы, он равняется примерно 16,5°.

Далее нам следует рассчитать длину стропильной ноги без карнизного свеса. Идти можно двумя путями.

Первый. Используя теорему Пифагора, где c – длина стропилины.

Теорема Пифагора

Соответственно, значение с можно представить формулой на иллюстрации ниже.

Формула длины гипотенузы

Пример расчета (см. картинку ниже).

Пример расчета

Второй. Используя тригонометрические функции. Как мы уже выше указывали, расчет длины стропилины можно делать по формуле ниже.

Расчет длины стропилины

Все данные у нас есть, угол наклона 16,5°, половина ширины здания 4 м.

Пример выполнения расчета

По длине стропилины есть небольшие различия. Это объясняется тем, что угол наклона был выбран приблизительно.

Как материал может повлиять на наклон крыши?

Крыша представляет собой достаточно сложное конструктивное сооружение, состоящее из стропильной системы и нескольких слоев кровельных материалов. Каждый, из них может использоваться только при определенных значениях угла наклона крыши.

К универсальным материалам, в отношении этого показателя, можно отнести разве, что мембранные покрытия. Их использование не ограничивается углом наклона.

Например, использование наборных материалов на крутых скатах нежелательно, т.к. они могут съезжать под влиянием собственного веса. При небольшом наклоне эти материалы, напротив, будут создавать дополнительную нагрузку на стропильную систему.

Для битумной черепицы угол наклона определяет плотность обрешетки. При пологих скатах ее делают максимально плотной с целью придать дополнительную прочность кровле. Сама мягкая кровля имеет значительный вес, который может существенно увеличиваться при формировании снежного покрова. Крутые скаты позволяют сделать менее плотную обрешетку с шагом в 45 см.

Расчет паро- и гидроизоляции

Паро— и гидроизоляционный материал считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

Если один такой рулон содержит 80 кв. м, то даже с вычетом нахлестов и подобных отклонений, получим как минимум 65-70 кв. м, что для рассчитанной поверхности более чем достаточно. Вот и все, с чем нам хотелось поделиться на эту тему.

Что влияет на наклон

Все используемые кровли могут иметь различную форму и количество скатов. Например, у гаражей или других хозяйских построек может присутствовать всего один скат, у сараев таких плоскостей две, а вот кровли гражданских зданий состоят из двух или четырёх скатов. Как определить угол наклона крыши в градусах недоумевают многие строители. По мнению экспертов, подобные расчеты можно проводить при помощи специальных матриц или графиков. Кроме этого, узнать угол наклона крыши можно из курса геометрии при помощи треугольника. Чаще всего описываемый конструкционный элемент напоминает именно эту фигуру.

На этапе проектирования кровли нужно выбрать необходимые изделия и провести необходимые расчёты

Замечено, что тип покрытия берётся во внимание при расчёте угла любой скатной конструкции. Если хозяин постройки не знает, как посчитать наклон правильно, то эта величина находится в пределах 9-20 градусов

При проектировании кровли здания учитывайте следующие нюансы:

предназначение постройки;
материал, из которого изготовлено покрытие;
климатические особенности региона строительства.

Если планируется монтаж крыши с двумя или большим количеством скатов нужно обратить внимание не только на перечисленные требования, но и на район строительства. Также необходимо брать во внимание предназначение чердачного помещения

Если мансарда будет использоваться для хранения ненужных вещей, то делать ее высокую и повышать расход кровельного материала нет смысла. При использовании жилого чердачного помещения необходимо выбирать стропила с максимальным сечением и размещать их на небольшом расстоянии друг от друга.

Выражаем уклон в процентах

В этом случае мы определяем угол уклона не напрямую, а через длины сторон треугольника, образованного стропилами, высотой крыши до конька, и горизонтальной проекцией стропил.

Уклон крыши (%) = (высота крыши от горизонтали до конька/длина горизонтальной проекции стропил) *100Стопроцентному уклону будет соответствовать угол, равный 45°.

Основная претензия к этому способу выражения наклона кровли – он совершенно не наглядный. Если мы увидим в проектной документации, что уклон ската будущей крыши составит 70%, мы не сможем сразу же ее себе представить.

Однако есть и плюс. Зная уклон крыши в процентах, можно легко подсчитать, например, длину стропил или высоту чердака, не используя сложных синусов и косинусов.

Традиционно в процентах выражают небольшие углы наклона. Для описания малоуклонных крыш такой способ употребляется намного чаще, чем для обычных скатных.

Внимание! При переводе процентов в градусы велик соблазн воспользоваться следующим соображением: 45° соответствует 100% уклону, а значит, увеличивая угол наклона на 1°, мы увеличиваем его на 2,22%. Так вот – это соображение неверное! Точнее верным оно является в очень ограниченном диапазоне

Дело в том, что функция, связывающая градусы и проценты уклона – нелинейная! Если использовать указанную выше пропорцию в области сверхмалых (меньше 10°) и сверхбольших (больше 45°) углов, то погрешность такого расчета окажется недопустимо большой! Рис. 1 очень убедительно это показывает.

Рис. 1. Взаимосвязь между «процентами» и «градусами». По оси абсцисс отложены значения градусов, а по оси ординат – соответствующие значения в процентах.

Чтобы правильно перевести проценты в градусы, нужно разделить угол наклона в процентах на 100 и посмотреть в таблице Брадиса арктангенс этого числа. Звучит сложно, но ничего не поделаешь!

Влияние кровельного материала на угол наклона кровли

Для следующих кровельных материалов, в результате инженерного расчета, были приняты такие минимальные градусные меры наклона:

черепица (шифер): 22° (при меньших углах в двухскатной крыше высока вероятность задувания ветром влаги в места стыков и примыканий);
металлочерепица: 14° (меньший угол уклона приводит к риску срыва или деформации кровельного материала из-за увеличения подкровельного вентиляционного зазора);
профнастил: 12° (такой маленький уклон требует обязательного промазывания стыков и примыканий герметиком);
ондулин: 6° (оптимальный вариант для сооружения малоуклонных крыш);
рулонные материалы: 5-15° (рассчитать точное значение можно при учете количества слоев кровли: при 3-4-х слоях минимальное значение может быть равно 5°, а при 1-2-х слоях – 10-15°).

Что такое уклон в процентах

Прямоугольный треугольник

Процент наклона рассчитывается по формуле (см. рисунок ниже).

Процент наклона

Где:

a – высота конька;
b – половина ширины строения.

Примеры использования угла наклона в процентах

Начальная формула

Для предварительных расчетов следует немного преобразовать формулу в такой вид (см. рисунок ниже).

Преобразованная формула

Теперь определяем по отдельности значения a и b.

Значение а

Значение b

Напомним, что:

a – высота стропильной системы,
b – половина ширины здания, а
X – процент наклона ската.

К примеру. Ширина здания 8 метров, соответственно, половина равняется 4 метра (b=4 м).

Узнаем высоту стропильной системы (см. рисунок ниже).

Узнаем высоту стропильной системы

Высота стропильной системы 1,2 метра, угол наклона мы узнали из таблицы, он равняется примерно 16,5°.

Далее нам следует рассчитать длину стропильной ноги без карнизного свеса. Идти можно двумя путями.

Первый. Используя теорему Пифагора, где c – длина стропилины.

Теорема Пифагора

Соответственно, значение с можно представить формулой на иллюстрации ниже.

Формула длины гипотенузы

Пример расчета (см. картинку ниже).

Пример расчета

Расчет длины стропилины

Все данные у нас есть, угол наклона 16,5°, половина ширины здания 4 м.

Пример выполнения расчета

Выбор кровельного материала в зависимости от наклона крыши

Выбор типа материала для кровельных работ, устройство гидро- и теплоизоляции зависят не только от наклона ската, но и от особенностей самого материала.

Следует обратить внимание на вес материала, способ его крепления и сопротивляемость «сползанию» под действием силы тяжести, влияния осадков и ветров. СНИПы дают следующие рекомендации по использованию кровельных материалов для крыш с разным уклоном. Рекомендации СНИП: уровень уклона крыш и подходящие кровельные материалы

Рекомендации СНИП: уровень уклона крыш и подходящие кровельные материалы

При увеличении угла наклона выбирается более легкое и удобное для монтажа покрытие. При этом крутоуклонные крыши, применяемые в основном в горных сельских районах с сильными снегопадами, кроются природными легкими материалами – щепой, соломой или камышом. При нежелании (невозможности) использования таких покрытий и необходимости организовать быстрый сход осадков, применяют обогрев кровельных конструкций и усиленный отвод воды – это обеспечивает постепенное таяние снега и его равномерный сток.

Важно: в местностях с сильными снегопадами и морозами водосточные системы при подогреве крыши также требуют подогрева, в противном случае талая вода будет замерзать в водосточных трубах, образуя ледяные пробки. Нахлест листов (панелей, рулонов) кровельного материала зависит от климатических условий, ската крыши дома и особенностей самого материала

Общая зависимость проста – чем круче крыша, тем меньший нахлест можно делать

Нахлест листов (панелей, рулонов) кровельного материала зависит от климатических условий, ската крыши дома и особенностей самого материала. Общая зависимость проста – чем круче крыша, тем меньший нахлест можно делать.

В зависимости от того, какой уклон кровли организован и какие материалы используются для нее, может потребоваться установка снегозадержателей. При расчете их количества учитывается климатическая зона (согласно карте снеговых нагрузок), длина ската крыши и его ширина, угол наклона. Для упрощения расчета предусмотрены онлайн-калькуляторы. Сориентироваться помогут табличные данные.

Выбор типа снегозадержателя зависит от уклона ската и покрытия. Для крыш с мягкими покрытиями больше подходят уголковые модели, для твердых профилированных – решетчатые (при большом уклоне) или трубчатые (со средним уклоном).

Пример расчёта

А теперь ознакомимся, как рассчитать угол наклона крыши на конкретном примере. Для начала необходимо узнать высоту конька по отношению к основанию. Этот параметр зависит от предназначения чердака. Если это помещение будет использоваться в качестве мансарды, то нам понадобится ещё одна величина – длина фронтона или основания.

Как измерить угол наклона, если высота от основания кровли до конька составляет 1,8 метра, а длина фронтона принимается кратной 6 метрам. Для начала необходимо разделить «подошву треугольника» на две части, а затем вычисляют синус угла по теореме Пифагора.

В нашем случае, это значение синуса угла, который находится из соотношения прилежащей стороны к противолежащей. Сначала делим треугольник на две равные части 6/2=3. Теперь вычисляем синус нужного угла 3/1,8= 1,6. Заглядываем в таблицу Брадиса и видим, что это значение соответствует углу в 59 градусов.

Советуем почитать:

Каким должен быть угол наклона кровли из металлочерепицы;
Определение угла наклона односкатной кровли;
Минимальный уклон для кровли из профнастила

https://youtube.com/watch?v=fZ2cD9j-k98

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Что нужно знать об уклоне скатов?

Уклон крыши – это величина наклона скатов относительно уровня горизонта. Этот показатель измеряется в градусах на практике, но в нормативных документах может указываться в процентах, как, например, в СНиПе II-26-76 «Кровли».

Уклон кровли в процентах сильно отличается от значений в градусах, например, 1 градус = 1,7 %, а 31 градус будет составлять уже 60 %, поэтому такие соотношения важно знать, чтобы не ошибиться при расчетах. Для проектируемых крыш актуально вычисление величины наклона, но при оформлении готовой стропильной системы можно использовать специальный прибор – угломер, который поможет определить угол

Для проектируемых крыш актуально вычисление величины наклона, но при оформлении готовой стропильной системы можно использовать специальный прибор – угломер, который поможет определить угол.

В случае готовой конструкции из стропил знание угла нужно для расчета материала покрытия.

Величина уклона скатов зависит от следующих параметров:

возможность защиты здания от внешних негативных воздействий с помощью возводимой конструкции;
дизайнерские решения и архитектурные особенности региона;
используемый материал: каждый материал требует определенных допустимых показателей, при которых его можно устанавливать;
ветровые нагрузки: чем выше угол, тем больше крыша будет играть роль паруса – крутые скаты будут ловить больше ветра;
снеговые и дождевые нагрузки: крыши с большим углом наклона способны быстрее избавляться от выпавших осадков;
функция будущего чердачного помещения: если планируется мансарда, для рационального использования пространства у двускатных крыш делаются не слишком крутые уклоны;
финансовые возможности: у строений, угол уклона кровли которых составляет 45 градусов и более, вырастают затраты на стройматериалы.

Разуклонка скатов подразумевает собой работы по созданию наклона у плоских крыш, устройства на них коньков, ендов и обустройства дымоходов и фронтонов.

За счет таких действий односкатная крыша избавляется от проблем с осадками и мусора на поверхности.

Минимальным значением наклона для плоских скатов считается полтора процента. При таком показателе подойдут далеко не все виды кровельных материалов.

При этом скаты обязательно оборудуются системой водоотведения для эффективного удаления осадков.

Разуклонку лучше проверять до монтажа скатов на земле, выстроив нужный угол наклона у небольшого элемента ската.

Его поливают водой, и если жидкость эффективно пройдет к водосливу, то выбранный наклон можно считать достаточным.

Расчет угла наклона кровли

Следует разобраться, как посчитать уклон кровли. Расчет наклона – важный процесс, от которого зависит надежность крыши и строения в целом.

Чтобы верно определить угол будущих скатов, нужно грамотно подойти к учету нагрузок на стропильную систему. К этим нагрузкам относятся вес возводимой конструкции и возможные нагрузки от ветра и осадков.

Расчет уклона кровли можно сделать как самостоятельно, так и с помощью калькулятора.

Для самостоятельного расчета в первую очередь необходимо знать высоту конькового прогона от карнизной части крыши и длину заложения.

Видео:

Заложение – это расстояние нижней горизонтальной части ската от угла до проекции верхней точки кровли к карнизной части.

Наклон рассчитывается в градусах или процентах и обозначается латинской буквой «i». Расчет угла ската в виде формулы выглядит так:

i= H/L, где Н – это высота кровли, а L – длина заложения.

Далее результат переводится в проценты – умножается на 100. Для перевода угла наклона в градусы нужно воспользоваться соотношениями процентов к градусам, представленным в виде таблицы.

Этот расчет покажет, каким кровельным материалом можно воспользоваться при имеющемся значении уклона.

Расчет снеговых нагрузок определяется по карте и зависит от региона размещения. Основная задача такого расчета — учесть проектируемый наклон кровли.

Для учета показателя требуются поправочные коэффициенты:

угол менее 25 градусов — коэффициент 1;
от 25 до 60 градусов — 0,7;
скаты более 60 градусов не предполагают расчет таких нагрузок.

Для определения снеговой нагрузки значение региона по карте умножается на коэффициент.

Например, при угле наклона кровли 45 градусов в Москве расчет будет выглядеть следующим образом: по карте это третья зона со средней нагрузкой 180 кг/м². Это значение умножается на 0,7, получается 126 кг/м².

Ветровая нагрузка более непредсказуемая, и для ее вычисления понадобится карта ветровых нагрузок.

К примеру, рассчитывая нагрузку для одноэтажного дома в частном секторе Московского региона, нужно умножить среднюю нагрузку по карте на корректирующий коэффициент для домов ниже 5 метров.

Это выглядит так: 32 кг/м² * 0,5 = 16 кг/м². К этому значению добавляется коэффициент аэродинамической составляющей ветра.

Видео:

Общие нагрузки на стропильную систему не должны превышать 300 кг/м², в результате чего при необходимости уклон изменяют либо выбирают другой кровельный материал.

Можно сделать вывод, что расчет уклона крыши со всеми нагрузками – непростая задача, которая зачастую под силу только опытным мастерам.

Такой расчет повлияет на надежность крыши и безопасность нахождения под ней, поэтому к этому процессу нужно подойти с ответственностью и умом.