Расчет минимального и оптимального угла наклона крыши в процентах и градусах в зависимости от вида крыши и кровельного материала

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона боковых стропил

Угол, под которым наклонены боковые стропила к плоскости потолка. Он, как правило, более крутой. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, можно ли возвести крышу под данным углом из выбранного кровельного материала.

Угол наклона коньковых стропил

Угол, под которым наклонены коньковые (висячие) стропила к плоскости пола мансарды. Этот угол, как правило, более покатый. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, возможно ли возвести крышу под указанным углом из выбранного кровельного материала.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности кровли включая свесы. Чтобы определить площадь одного ската, достаточно указанное значение разделить на два.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое количество изоляционного материала для всей площади крыши. Указано количество в рулонах, исходя из стандартного размера рулона — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 % в местах стыков.

Нагрузки на боковую и коньковую стропильную систему

Данные значения показывают максимально возможные нагрузки на данную кровлю. В расчетах участвует как общая масса кровельного пирога, так и сумма ветровых и снеговых нагрузок выбранного региона.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

В первой колонке указаны допустимые сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород

Во внимание берется вес, заданные параметры конструкции, возможные нагрузки на кровлю. Калькулятор рассчитывает суммарные нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, и подбирает оптимальные варианты сечений стропил.
Вторая колонка содержит информацию о весе стропил с указанным сечением

Здесь указан общий вес стропил для рассчитываемой крыши.
Третья колонка отображает суммарный объем стропил в кубических метрах. Используйте данные значения для расчета стоимости пиломатериалов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Расстояние, которое рекомендуется выдерживать между досками обрешёток, чтобы оптимизировать расход материала и обойтись без его подрезки.

Расчет уклона кровли из профнастила

При расчете уклона крыши из профнастила, необходимо учитывать четыре составляющие:

Вес утеплителя, обрешетки, контробрешетки и других слоев кровельного пирога;
Вес самого кровельного покрытия;
Снеговую нагрузку для вашего региона;
Ветровую нагрузку для вашего региона.

Предположим, что мы будем крыть крышу профлистом С21-1000-0,6. Вес квадратного метра профнастила этой марки составляет 5,4 кг. В качестве теплоизоляции будем использовать базальтовые плиты толщиной 100 мм и удельной плотностью 150 кг/м³. Следовательно, масса 1 м² утеплителя составит 15 кг. Для обрешетки применяем брус 200×200 мм из сосны с шагом 650 мм, поэтому масса 1 м² обрешетки составит 28,3 кг. Массу остальных составляющих берем равной 3 кг/м².

Таким образом, масса всего кровельного пирога равна: 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м². Полученное значение умножаем на коэффициент 1,1 для того, чтобы обеспечить возможность изменения некоторых материалов кровельного пирога. Итого, общая масса 1 м² кровли равна 56,87 кг/м².

Теперь необходимо вычислить допустимый уклон, исходя из существующих снеговых и ветровых нагрузок. Предположим, что дом построен в Новгородской области. Она относится к III снеговому району, что можно определить с помощью карты, представленной выше.

Итак, наша снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Однако учитывать ее необходимо с поправочным коэффициентом µ, который зависит от угла наклона кровли:

Если наклон минимальный — угол кровли из профлиста меньше 25°, то значение поправочного коэффициента берется равным 1;
Если угол наклона кровли из профнастила находится от 25° до 60°, то µ=(60°-α)·(60°-25°), где α — искомый уклон крыши;
Если угол наклона крыши из профнастила больше 60°, то µ равен 0, то есть снеговая нагрузка при расчете кровли не учитывается.

Ветровую нагрузку необходимо учитывать при расчете угла наклона. Новгородская область относится к Iа ветровому району, где, как видно из карты ниже, нормальная нагрузка равна 23 кг/м².

Нагрузка, действующая непосредственно на кровлю, вычисляется по следующей формуле:

W=Wn·Kh·C

Здесь Wn — нормальная нагрузка для выбранного региона, Kh — коэффициент, учитывающий высоту здания, и С — аэродинамический коэффициент, который может находится в пределах от -1,8 до 0,8, в зависимости от уклона крыши. Поскольку рассчитать его довольно сложно, для нашей формулы возьмем наибольший — 0,8, что позволит упростить подсчеты в сторону большей прочности кровли.

Итак, предположим, что наш дом находится на открытой местности и имеет высоту выше 5 метров, тогда Kh будет равен 1, а ветровая нагрузка — 23·1·0,8=18,4 кг/м².

Величина высотного коэффициента для расчета ветровой нагрузки
Высота объекта, м	Открытая территория (берега водоемов, степь, лесостепь, пустыня, тундра)	Небольшие города, лесные массивы другие пространства с регулярными препятствиями выше 10 метров	Средние и крупные города с высотой зданий от 25 метров
до 5	0,75	0,5	0,4
от 5 до 10	1	0,65	0,4
от 10 до 20	1,25	0,85	0,53

Таким образом, с учетом массы кровельного пирога и влияния ветра, нагрузка на кровлю будет равна 56,87+18,4=75,27 кг/м². Так как предельная несущая способность профлиста С21-1000-0,6 при шаге опор 1,8 м и использовании второй схемы опирания равна 253 кг/м², необходимо выбрать такой уклон кровли из профлиста, чтобы посчитанная нами нагрузка, с учетом снеговой, была меньше этого значения.

Поскольку 75,27+180=255,27 кг/м², что очевидно, больше, чем 253 кг/м², уклон крыши из профнастила в нашем случае не может быть меньше 25°. Так как делать угол больше 60° тоже нецелесообразно, получаем, что необходимое нам значение находится в пределах от 25° до 60° — то есть µ нужно вычислить по формуле.

Вычисляем минимальный уклон для профнастила кровельного С21 при наших условиях:

180·(60-α)·(60-25)+75,27=253

Решив это простое уравнение, получаем, что α=25,441°. Таким образом, допустимый минимальный уклон кровли из профлиста при заданных нами параметрах будет равен 26°. Для большей надежности здание, расположенное в данных условиях и имеющее указанный кровельный пирог, лучше снабдить кровлей с наклоном в 30°. Хотя можно остановится и на минимальном значении, учитывая то, что на предыдущих шагах расчета уклона кровли из профнастила были несколько раз использованы повышающие коэффициенты.

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

Рассмотрим каждый пункт более подробно .

Ветровые нагрузки

Россия — огромная страна, и климатические условия в различных её регионах сильно отличаются.

Ветер, дождь и снег — это факторы, которые оказывают решающее значение при выборе угла наклона. Посмотрите на карту ветров по всем регионам России. Найдите свой город и определите, в какую зону он попадает.

Если вы живете в регионе где круглый год дуют сильные ветра, то крыша с большим углом наклона — не ваш вариант. У крыш со скатами более 45° очень высокая парусность (парусность — свойство предмета воспринимать кинетическую энергию ветра).

При сильном штормовом ветре такую крышу может запросто оторвать от стропильной системы .

Интересный факт! Увеличение угла уклона крыши с 30° до 60° увеличивает ветровую нагрузку в пять раз.

В районах с сильной ветровой нагрузкой рекомендуется делать скаты с уклоном 30°- 42°. Почему не меньше? Ведь так мы значительно уменьшим ветровую нагрузку. Да потому, что для плоских крыш сильный ветер тоже нежелателен.

В такой конструкции ветер стремится приподнять крышу. задувая в зазоры между стропилами и кровельным материалом.

Снеговые нагрузки

На наши крыши каждую зиму падает огромное количество снега. В отдельных регионах России снеговая нагрузка может достигать просто фантастических цифр — до 500 кг на квадратный метр кровли.

Сколько килограмм снега ляжет на квадратный метр вашей крыши, вы можете найти в СНиП .

Если вы живете в местах, где обильные снегопады длятся всю зиму, то стоит обратить внимание на крыши с углом наклона 45°. Факт! Крыши с углом наклона 45° являются самоочищающимися

Снег и вода на такой крыше не задерживаются вообще

Факт! Крыши с углом наклона 45° являются самоочищающимися. Снег и вода на такой крыше не задерживаются вообще.

В том случае, если снегопады сопровождаются сильными ветрами, можете уменьшить угол до 35°- 40° (сильный ветер будет сдувать часть снега).

Не следует делать скат с углом наклона больше 45°. Да, чем больше угол, тем меньше снеговая нагрузка, но в этом случае увеличивается площадь кровли, а с ней растет и вес крыши. Вес всей этой конструкции несут на себе стены. а лишняя нагрузка им и вовсе ни к чему.

Крыша Шале с углом наклона кровли 45°. Дома с такими крышами строят в горах, где обильные снегопады и частые температурные перепады не редкость.

Особенностью крыш шале являются большие выносы свесов и козырьков. Козырьки и выносы шале накрывают террасы, которые окружают дом.

В странах, где дожди — редкость, а снег выпадает раз в сто лет, постройка двухскатных крыш с большим углом наклона — неоправданная трата денег. Пример — страны Ближнего Востока, где этот параметр редко превышает 20 C .

Организация подкрышного пространства

Если географическое положение вам позволяет сэкономить на материалах и сделать плоскую крышу (односкатную) (2° — 7°) или пологую (3°-10°), то учтите, что свободного пространства между коньком и потолочным перекрытием хватит только на небольшое техническое помещение или чердак.

Двухскатная же крыша, с углом наклона 30° — 45°. дает возможность обустроить мансарду или даже жилые комнаты.

От величины угла будет зависеть полезная площадь вашей мансарды. Чем больше угол, тем больше у вас пространство для маневра.

Вид кровельного материала

Рассмотрим самые популярные виды кровельных материалов и рекомендуемый под их укладку угол наклона крыши:

Шифер — не менее 22°. Если сделать его меньше, вода будет попадать в зазоры;
Металлочерепица — не менее 14°. Со слишком пологого ската ветер может сорвать листы;
Профнастил — не менее 12°. Материал прилегает к стропильной системе плотнее, чем металлочерепица, поэтому угол можно уменьшить;
Битумная черепица — до 15°. Если сделать угол больше, то черепица, приклеенная на мастику, может в жаркие дни отставать от кровли и сползать вниз. Мне этот довод кажется надуманным, ведь такую черепицу еще крепят к обрешетке кровельными гвоздями;
Рулонные кровельные материалы. изготовленные на основе того же битума. Угол их укладки может варьироваться от 3° до 25° — все зависит от количества слоев. Чем больше слоев, тем на более пологую крышу их можно класть.

Подробную информацию о таком кровельном материале, как ондулин. читайте в следующей нашей статье.

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши — один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

Перед тем как рассчитать высоту крыши, важно учесть некоторые факторы:

размеры дома;
планы на использование подкровельного пространства;
планируемая форма крыши и количество ее скатов;
угол наклона скатов;
нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:

где a — искомая величина, b — величина половины ширины дома, tg α — тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

Шатровая — все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли — длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты — важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

Расчет угла наклона

Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:

В областях с частыми осадками в виде дождя и снега оптимально строить кровлю крутизной 45-60°, так как она быстрее избавляется от осадков, что минимизирует нагрузку на стропильную систему;
Если крыша возводится в ветреном регионе, то хорошо будет разместить угол ее наклона в промежуток 9-20°. Она не будет играть роль паруса, ловя пролетающий ветер, но и не опрокинется его резкими порывами;
В областях, где и ветер, и снег бывают регулярно, обращаются к средним значениям в 20-45°. Этот диапазон можно назвать универсальным для скатных конструкций.

Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.

Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:

Известна высота крыши. Если возникает желание обустроить под кровлей просторную жилую комнату с приемлемой высотой потолка, то высота конька может быть определена заранее. Имея известные два катета, несложно узнать величину искомого угла.

Примем следующие обозначения:

H – высота конька;
L – ширина половины дома;
α – искомый угол.

Находим тангенс нужного угла по формуле:

tg α = H / L

Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.

Заранее определен угол наклона. При желании использовать определенный кровельный материал или в связи с погодными условиями в регионе уклон кровли может быть определен заранее. По его значению можно определить высоту конька дома и проверить – возможно ли создание под этой кровлей жилой комнаты. Для обустройства помещения высота конька должна быть не менее 2,5 м.

Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:

H = L * tg α

Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.

Далее рассмотрим детально для односкатной крыши

В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.

Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.

Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, следует воспользоваться тригонометрической формулой.

Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.

Факторы выбора уклона

Непрофессиональным строителям, незнакомым со строительным нормами, часто кажется, что уклон кровли из профлиста выбирается только в соответствии с архитектурным стилем сооружения и вкусом заказчика

Однако, такой подход является грубой ошибкой, потому что на выбор этого важного показателя оказывают влияние факторы, которые можно условно разделить на 2 группы: технические и механические. К техническим факторам, которые учитывают, определяя угол наклона крыши из профнастила, являются свойства самого материала

К климатическим факторам относятся:

Определяя угол наклона крыши из профлиста, в первую очередь учитывают снеговую нагрузку. В регионах, где выпадает большое количество снега, делают конструкции с уклоном от 20-25 градусов, чтобы предотвратить образование снежной шапки на поверхности скатов.
Важным фактором, который учитывается в процессе проектирования кровельной конструкции, является количество выпадающих дождей. Чем больше в регионе строительства выпадает осадков, тем круче делают угол наклона крыши.
Также на уклон скатов из профлиста оказывает влияние ветровая нагрузка. Если в регионе строительства дуют сильные, порывистые ветра, то кровлю делают боле пологой, чтобы снизить парусность конструкции.

Минимальный уклон крыш из профнастилаРекомендованные уклоны для разных кровельных материалов

Как рассчитать величину угла наклона крыши

Устройство односкатной крыши подразумевают использование опор в виде стен. Они могут иметь разную высоту. Чтобы сформировать оптимальный угол наклона, необходимо зафиксировать скаты на одной из плоскостей. Как правило, вбирают самую высокую опору.

После этого вдоль такой стены проводят перпендикуляр, который начинается в той точке, где заканчивается одна из коротких стен. Именно она имеет максимальную длину. В результате у нас появляется треугольник с прямым углом.

Для вычисления длины угла наклона необходимо воспользоваться геометрической формулой. Например, если длина стены будет равна 10 м, то угол наклона будет равен 45 градусов. Длина стены в этом случае должна быть не менее 15 м.
Для получения вычислений двускатной кровли принцип расчёта имеет сходство с предыдущей методикой. Например, перед нами на рисунке изображён катет Д. Он будет половиной ширины всего здания. Следующий катет В является высотой для здания. Гипотенуза в этом случае будет длиной будущего ската.

Если в нашем случае ширина стены будет равна 8 м, а её высота 10 м, то используем геометрическую форму:

Cos D = B+A.
Согласно таблице Брадиса найти угол значения можно при расчёте величины косинуса.
По нашим расчётам он будет составлять 66 градусов.

Минимально допустимый уклон кровли для различных материалов

Металлочерепица

Минимальный угол уклона скатов крыши с металлочерепичным покрытием должен равняться пятнадцати градусам (есть изготовители данного вида покрытия, которые допускают угол в четырнадцать градусов). При незначительных наклонах некоторые изготовители советуют пропитать каждый стык листов герметиком и влагостойким составом, который не боится морозов. Но на практике было замечено, что больше всего снежные массы слеживаются на кровле с металлочерепичным покрытием, уклон которой составляет от двадцати до тридцати пяти градусов. Чересчур минимальный наклон не приветствуется, так как жидкость не будет успевать уходить с кровли, таким образом, оказывая на нее давление, и протекая под стыки во время значительных проливных дождей. Данную ситуацию можно немного поправить, выбрав черепицу с более высокими волнами.

Профлист (профнастил)

Этот вид кровельного покрытия требует уклон минимум в двенадцать градусов, что меньше нежели для металлочерепицы. Незначительные углы уклона нуждаются в двухволновом нахлесте, а углы от пятнадцати градусов – в нахлесте в двадцать сантиметров. Ширина каркаса становится выше с повышением наклона. У практической плоской кровли используют сплошной каркас, потому что при скоплении значительных объемов снежных масс может прогнутся крыша.

Гибкая черепица (мягкая кровля)

Каркас под данный вид покрытия является цельным основанием, выполненным из листов фанеры либо же ОСП. Минимальный наклон скатов для гибкой черепицы должен быть не меньше одиннадцати градусов.

Материалы на битумной основе

Для этого мягкого покрытия достаточно всего-навсего двух градусов. Для совсем незначительного наклона необходимо увеличить численность слоев крыши (ибо для плоской поверхности имеет огромное значение хорошая водонепроницаемость). Коль вы собираетесь использовать только один или два слоя, то необходимо выполнить наклон не меньше, чем пятнадцать градусов.

Еврошифер (Ондулин)

Для Ондулина необходим уклон минимум в одиннадцать градусов

Однако при использовании еврошифера на крыше с незначительным наклоном существует одно немаловажное условие: необходимо использовать каркас цельного типа