Методика определения уклона кровли

При проектировании частного жилого дома на уклон кровельных скатов обращают особое внимание.

Его нельзя сделать таким, каким пожелают хозяева.

На данный параметр влияет множество различных факторов, как сама конструкция здания, так и внешние природные явления.

От чего зависит выбор угла наклона?

Основные критерии, влияющие на выбор уклона скатов крыши жилого загородного дома:

• особенности конструкции здания – наличие мансардного либо чердачного помещения;
• климатические условия в регионе возведения жилой постройки – количество атмосферных осадков, ветровые и снеговые нагрузки;
• тип покрытия крыши сооружения.

Есть и другие вспомогательные критерии, которые следует учитывать на этапе разработки проекта кровельной конструкции. Такие, как частота обслуживания крыши, дополнительное оборудование и конструкции, которые планируется устанавливать на кровле и прочие нюансы.

Ветровые нагрузки

Чем больше кровельный уклон, тем сильнее на покрытие воздействуют ветровые нагрузки. У крутых скатов увеличивается парусность, сокращается сопротивление ветру.

Поэтому в климатических зонах, в которых преобладают интенсивные ветровые нагрузки, жилые дома рекомендуется перекрывать крышами с минимальным скатным уклоном.

Кровля, смонтированная под углом 10o, выдерживает достаточно сильный ветер, характеризуется высокой стойкостью к опрокидыванию. Но ураганный ветер сорвать его может. Как правило, воздушные массы обтекают скаты, расположенные под небольшим углом, и формируют подъемную силу.

На покрытия с крутым наклоном ветровые нагрузки давят, и в отличие от пологих крыш, ветер пытается не приподнять облицовочный материал, а опрокинуть.

Компенсировать эффект опрокидывания крутых кровельных скатов позволяют небольшие вентиляционные (слуховые) окна с решетками, оборудованные в верхней части ската либо фронтона. Такие оконца всегда открыты, поэтому наружное и внутреннее давление ветра на кровлю постоянно выравнивается.

Рекомендуемый уклон кровли загородного коттеджа, возведенного в климатической зоне с нормальными ветровыми нагрузками, составляет 30-45o. В этом случае кровля не будет испытывать избыточного давления ветра, и его подъемную силу.

Снеговые нагрузки

У каждого типа кровельной конструкции индивидуальные показатели максимальных нагрузок, которые они способны выдерживать. Эти параметры также зависят от прочности стропильной системы, несущей способности фундаментного основания и стен здания.

Соответственно превышение максимального значения создаваемыми внешними нагрузками способно привести, как к разрушению самой кровли, так и постройки в целом. При этом на фактический показатель нагрузок также влияет угол наклона ската.

Общая весовая нагрузка на 1 м² кровли – это суммарное значение двух составляющих:

1. постоянная нагрузка – масса всех элементов «кровельного пирога», в т.ч. элементов стропильной системы, обрешеточной конструкции, внутренней облицовки;
2. переменные внешние нагрузки – ветровые, дождевые и снеговые воздействия, в т.ч. вес рабочих, периодически обслуживающих крышу сооружения.

При разработке кровельной конструкции загородного коттеджа, расчете максимально подходящего уклона скатов в большей степени учитывают не возможные ветровые нагрузки, а снеговые. При незначительном скатном уклоне на покрытии будет задерживаться снег, соответственно его слой и масса увеличиваться.

Согласно СНиП снеговые воздействия рассчитывают по такой формуле:

S0 =Sg * u

• Sg — нормативная масса снежного покрова в климатическом регионе (постоянное значение);
• u — коэффициент, зависящий от угла наклона кровли.

Поправочный коэффициент для разных типов крыш высчитывают индивидуально. Для одно-, двускатных кровель с уклоном до 30o коэффициент u = 1, более 60o u=0.

Поправочные коэффициенты промежуточных углов рассчитывают по формуле:

u = (60°–?)/(60°–30°), где ? — угол скатного уклона.

Тип крыши

Крыши зданий делятся на два основных типа: плоские, скатные. Но плоские кровли также имеют незначительный наклон – от 0 до 5o

Скатные крыши зависимо от скатного уклона условно подразделяют на две группы:

• с углом наклона – от 6o до 30o;
• с уклоном – от 30o.

Разные конструкции крыш загородных коттеджей отличаются собственными достоинствами и недостатками эксплуатации.

Плоские крыши имеют минимальную площадь покрытия, требуют меньше кровельного материала для перекрытия, но усиленную гидроизоляцию. Удалять с них зимой снеговые наметы приходится исключительно вручную.

С достаточно крутых кровельных скатов осадки сходят самостоятельно. При этом подобные конструкции имеют повышенную парусность, требуют усиления элементов стропильной системы.

С учетом этих факторов подбирают вариант облицовочного покрытия для крыши частного жилого дома. Производители кровельных покрытий указывают в инструкции по эксплуатации минимальный угол, под которым рекомендуется укладывать материал.

Правила расчета

На проектных чертежах зданий уклон кровли обозначают латинской буквой «i». Его значение указывают в процентах либо градусах. Скатный уклон измеряют специальным строительным инструментом – уклономером. Также его можно вычислить математическим способом.

Замер уклономером

Уклономер представляет собой рамку с реей. Между планками размещена ось, измерительная шкала, маятник.

Шкала отображает 0o при горизонтальном расположении рейки. Для выполнения измерений рейку прикладывают перпендикулярно коньку крыши. Маятник уклономера показывает на шкале уклон ската в градусах.

Сегодня такой инструмент для вычисления угла кровли применяют реже, так как появились более современные геодезические устройства, уровни капельного, электронного типа, оснащенные уклономером.

Математический способ

В случае отсутствия специального геодезического устройства либо уклономера, вычислить углы наклонов кровельных скатов частного жилого дома можно математическим способом. Для расчетов понадобятся следующие исходные данные:

• Н – вертикальная высота ската от карниза до кровельного конька;
• L – заложение (дистанция между карнизом и коньковым брусом по горизонтали).

Измерив вертикальную высоту и заложение кровельного ската, полученные значения подставляют в математическую формулу:

i = Н / L

Угол наклона покрытия соответствует отношению кровельной высоты к заложению. Умножив полученный показатель на 100, получают скатный уклон в процентах, при необходимости переводят в градусы по уже разработанной таблице соотношений градусов к процентам (см. ниже).

Пример расчета:

• высота кровли – Н = 3 м;
• заложение – L = 6 м;
• угол наклона ската – i = 3 м / 6 м = 0,5 х 100 = 50%.

Чтобы перевести проценты в градусы, можно воспользоваться таблицей ниже, по которой 50% ? 27o.

Профессиональные строители чаще всего пользуются значениями углов скатов, выраженных градусами, либо процентами, т.к. именно такие обозначения указаны в технической литературе и строительных справочниках.

Также вычислить угол расположения ската к горизонтальному основанию в градусах можно по соотношению размеров сторон крыши (см. диаграмму ниже).

Как перевести градусы математическим способом в проценты:

• согласно диаграмме (см. выше) угол 45o = 100%;
• соответственно 1% = 45o / 100% = 0,45o или 60? * 0,45o = 27? (градусных минут), а 1o = 100% / 45o = 2,22%.

Вычислить уклон кровли собственного загородного дома при желании можно без помощи специальных геодезических устройств, а с помощью простых математических формул. Достаточно знать исходные параметры сторон кровельных скатов, которые также можно измерить самостоятельно с помощью строительной рулетки.

Требования для разных материалов

Для всех вариантов кровельных покрытий, используемых для перекрытия скатных крыш, предусмотрены ограничения по минимальному углу наклона (см. таблицу ниже).

В таблице указаны рекомендуемые минимальные значения уклонов разных кровель. Они не запрещают монтировать скаты под меньшим углом. Но стоит учитывать, чем больше будут отклонения от нормы, тем больше рисков возникновения протечек.

Заключение

Современные загородные коттеджи имеют крыши самой разнообразной формы, скаты которых расположены под разным углом. Но это не связано с дизайнерским решением и эстетичностью конструкции. К наклонам скатов предъявляются определенные требования зависимо от особенностей конструкции самого здания, типа кровельного покрытия, годового объема атмосферных осадков, ветровых, снеговых нагрузок и прочих.