Угол наклона кровли

Расчет угла ската является важной характеристикой при подготовке проекта дома. От величины угла зависит нагрузка не только на крышу, но и на весь дом. В статье содержится исчерпывающая информация о том, как рассчитать уклон крыши и на какие характеристики кровли он оказывает влияние.

Единицы измерения угла ската

Очень часто в процессе строительства дома приходится вносить коррективы в расчет угла наклона кровли. Например, деревянный дом может первые годы давать усадку, что приводит к изменению рассчитанной крутизны кровли.

Надо делать новый расчет уклона крыши в следующих случаях:

• Перекрытие кровли материалами с большим весом. При большой разнице в весе существенно возрастет нагрузка, которая приходится на стропильную систему
• Утепление кровельного покрытия. Кроме возрастания веса в этом случае для слоя теплоизоляции потребуется обрешетка.
• Установка солнечных батарей. Панели весят довольно много, поэтому необходимо пересчитать суммарный вес кровельной конструкции.
• Укрепление стропильной системы. Действия по укреплению стропильной системы указывают на то, что существуют сомнения в ее надежности.

Рассмотрим как высчитать угол наклона крыши. Надо знать высоту крыши (H) и длину горизонтальной проекции ската (L). Угол может измеряться в градусах или процентах. Для определения уклона односкатной крыши в процентах надо тангенс угла наклона кровли умножить на 100%. Легко понять, что за 100 процентов наклона применяется угол 45°. Как определить угол наклона? Если известны H и L, то его можно определить следующим образом: угол наклона в градусах равен арктангенсу отношения H/L.

Зная крутизну односкатной крыши, можно вычислить высоту конька.  С конька начинают возведение крыши. Размер конька крыши связан с габаритами дома. Для расчета высоты конька надо L умножить на тангенс угла наклона ската. Существует другая формула расчета высоты конька. Надо длину ската умножить на синус угла наклона.

Высота конька зависит от многих параметров. Основные из них:

• снеговая нагрузка;
• выбранный кровельный материал;
• давление ветра.

Расчет высоты конька двускатной крыши проводится аналогично. Подобным образом определяют высоту конька четырехскатной крыши и высоту конька вальмовой крыши.

Зависимость крутизны ската от типа кровельного покрытия

На рынке представлено много различных кровельных материалов. При выборе крутизны кровли надо учитывать технические характеристики различных материалов. Надо руководствоваться следующими правилами:

• Минимальный угол кровли из штучных материалов (к ним относятся в первую очередь шифер, черепица) должен быть больше 20°. При таких углах не происходит накопления влаги на стыках.
• При выборе крутизны крыши при рулонном покрытии (к ним относятся рубероид и бикрост) надо ориентироваться на планируемое количество слоев. Для трех слоев угол может быть шесть градусов. При укладывании двух слоев рулонного покрытия подъем следует увеличить до 15°.
• При использовании профнастила подъем должен составлять 12° или более. При меньших значениях надо проклеить стыки герметиком.
• При использовании металлической черепицы минимальный рекомендуемый угол составляет 15°.
• Уклон односкатной крыши из мягкой черепицы должен составлять по крайней мере одиннадцать градусов. При этом должна быть установлена сплошная обрешетка.
• Подъем крыши при использовании ондулина должен быть больше шести градусов.
• Для мембранных покрытий не существует ограничений на подъем кровли.

Нарушение этих правил может привести к сокращению срока эксплуатации кровли.

Какие силы воздействуют на стропила и кровельное покрытие

Кровлю поддерживает стропильная система.  Она состоит из металлических или деревянных элементов, соединенных в единое целое. Стропила должны выдерживать два типа нагрузок.

Постоянные нагрузки включат в себя вес следующих частей:

• стропильной системы;
• кровли;
• обрешетки и чернового настила;
• утеплителя.

Временные нагрузки включают:

• снеговые;
• ветровые;
• вес работников, которые обслуживают кровлю (чистят снег, ремонтируют кровельное покрытие).

Нагрузка от снежной массы

В регионах с обильными снегопадами давление снежной массы может быть очень большим. В таких регионах предпочтительно использовать высокие крыши. Этим объясняется их популярность в северных странах. Они часто встречаются в Швеции, Норвегии и Финляндии. При большой крутизне снег не остается на кровле. Если небольшая крутизна, снег будет скапливаться на крыше и создавать повышенное давление на конструкцию. При создании стропильной системы с достаточным запасом прочности слой снега может принести пользу. Он улучшает теплоизоляцию, уменьшая потери тепла. Отсутствие запаса прочности накопивший снег приведет к возникновению проблем.

Нагрузки от ветра

Высокие крыши испытывают большие ветровые нагрузки. За счет большого уклона они имеют большую парусность. Давление ветра передается на стропильную систему, поэтому требуется серьезно укреплять основание. При сильных ветрах в районе строительства не рекомендуется устанавливать плоские крыши. Порывы ветра создают большую нагрузку на нижнюю часть ската. Недостаточно укрепленную кровлю сильный ветер может сорвать.

В регионах с сильными ветрами рекомендуется делать скатные крыши с уклоном 20° -30°. Если ветры не являются серьезной проблемой, то крутизну можно увеличить до 45°.

Нагрузки комбинированного типа

Обычно крыши испытывают оба вида временной нагрузки, поэтому они рассчитываются на устойчивость к комбинированной нагрузке.  Какой должен быть уклон крыши? При больших уклонах увеличивается ветровая нагрузка, при уменьшении крутизны возрастает снеговая нагрузка. Поэтому при расчетах пытаются определить оптимальную крутизну крыши. В регионах с большим снеговым покровом выбирают крыши с большим уклоном. В местах с сильными ветрами крутизну стараются делать поменьше.

Влияние крутизны на объем помещения мансарды

В зависимости от крутизны чердачное пространство используется по-разному. Если планируется устроить там мансарду, то крутизна не может быть меньше 25°. Это необходимо, чтобы получить высоту потолков в мансарде по крайней мере 2,5 метра. В этом случае подкровельное пространство будет использовано только частично. Чтобы увеличить полезную площадь мансарды, надо повышать крутизну кровли.

Какой наклон ската должен быть в градусах и процентах

Как рассчитать уклон односкатной крыши? Наклон ската в первую очередь зависит от климатических условий. В теплом и сухом климате можно использовать более пологую конструкцию. Если регулярно дуют сильные ветры, то уклон не должен превышать 20° (36%).

В местах с большим количеством снега наклон ската должен составлять 45° (100%).

Факторы, влияющие на уклон односкатной крыши

При выборе угла односкатной крыши надо учитывать многочисленные факторы:

• назначение строения (жилой дом, хозяйственная постройка и др.);
• необходимость вентиляции и утепления;
• снеговые, ветровые и другие временные нагрузки;
• материал кровельного покрытия;
• стоимость возведения конструкции.

Тип строения и его назначение

Односкатные крыши могут быть на различных постройках. Они часто используются при возведении террас, беседок, навесов, одноэтажных жилых домов. Крутизна должна быть не менее шести градусов. Кровлю, как правило, делают невентилируемой. В целях экономии используют минимальный угол ската крыши. Снег в этом случае придется очищать вручную.

Если нежилые постройки (гаражи, бани) редко посещаются в зимнее время, то крутизну рекомендуется делать не меньше пятнадцати градусов. Решение принимается с учетом местных климатических условий. При частых дождях в месте строительства можно увеличить крутизну кровли до 30°.

В жилых постройках крыши утепляют и организуют на них вентиляцию. Наклон составляет 15° -30°. Оптимальной крутизной односкатной крыши считается 25°. При желании эффективно использовать чердачное пространство для проживания или хранения вещей крутизна может быть увеличена до 30°.

Ветровая и снеговая нагрузки

При расчете оптимального наклона для этих типов временной нагрузки получаются различные значения.

При сильных ветрах оптимальная крутизна составляет 20°.  Для более крутой кровли парусность становится очень большой, а при меньших углах возрастает риск срыва кровли. В то же время снег соскальзывает с поверхности кровли при крутизне порядка 45°.

Какой должен быть угол наклона крыши? Надо находить компромиссное решения, используя климатические карты для конкретного региона. В них опубликованы данные для различных регионов по силе ветра и снеговым нагрузкам. Также надо руководствоваться СНиП 2.01.07-85.

При среднем ветре наклон ската может составлять 35° -45°, что согласуется с оптимальным наклоном в 45° для больших снеговых нагрузок. Если частые сильные ветра, наклон не может превышать 25°. При такой небольшой крутизне снег придется очищать вручную.

Ветровая нагрузка растет с увеличением площади кровли. С другой стороны, снег также оказывает большую нагрузку на кровлю. В районах с ограниченным снежным покровам нагрузка на каждый квадратный метр крыши превышает пятьдесят килограммов. Вес снега прибавляется к общей нагрузке при крутизне меньше 45°. При больших углах считается, что снег не накапливается на поверхности, а скатывается на землю.

Если из-за сильных ветров нельзя строить крутую крышу, то приходится ее дополнительно укреплять и строить системы водоотвода и снеготаяния.

Также не следует забывать про дождь и град. При частых дождях и большой вероятности града крутизну следует увеличить до 30°С.

Характеристики материалов кровли

При выборе материала надо в первую очередь ориентироваться на разрешенный минимальный уклон крыши, при котором можно применять рассматриваемый материал. Одновременно надо уточнить:

• тип обрешетки;
• количество крепежа на лист;
• нахлест материалов.

Ниже приведены основные условия применения и существующие ограничения для различных кровельных материалов:

• Мягкая кровля, битумная черепица. Различные марки этих материалом можно использовать при крутизне 5° -25°. Оптимальный угол составляет 15°. Обязательно устанавливать сплошную обрешетку. При превышающих углах наклона необходимо обеспечить дополнительное укрепление.
• Ондулин, еврошифер. Материал смотрится очень привлекательно, но не может использоваться при большой парусности и значительной крутизне. При углах до десяти градусов надо обязательно устанавливать сплошную обрешетку. При углах 10° -15° возможно использовать обрешетку с шагом 25-45 сантиметров. При углах свыше 15° шаг обрешетки может быть увеличен до 60 сантиметров.
• Профнастил. В случае больших ветровых нагрузок толщина кровельного материала должна быть увеличена. При углах до 15° используется сплошная обрешетка и проводится обработка стыков силиконовым герметиком. При крутизне свыше 15° возможно использовать разряженную обрешетку. Для разной толщины профнастила шаг обрешетки может отличаться.
• Фальцевая кровля (листы металла, соединенные особым методом). Применяется при крутизне 7° — 25°. С уменьшением угла наклона требования к гидроизоляции и прочности обрешетки ужесточаются.
• Металлочерепица. Используется при крутизне свыше 15°. Шаг обрешетки должен строго соответствовать рекомендациям изготовителя, содержащимся в инструкции по эксплуатации. Оптимально применять при углах 30° -35°.
• Композитная и натуральная черепица. Используется при крутизне крыши 20° -30°.
• Шифер. Применяют при крутизне от 22° до 50°.

Следует особое внимание обращать на парусность кровли. При увеличении наклона надо использовать более твердые кровельные материалы. По парусности лучшим материалом является черепица (натуральная или металлическая). Худшие показатели парусности у ондулина.

Минимальный угол наклона односкатной крыши

Наклон односкатной крыши может варьироваться в широких пределах. Минимальное значение для односкатной крыши составляет шесть градусов. При минимальном наклоне упрощается монтаж, но надо все время следить за очисткой от снега. Также надо обеспечить систему отвода воды с кровли. При минимальной крутизне выбор кровельных материалов существенно меньше. Кроме того, сложнее делать обрешетку. Минимальный уклон скатной кровли соответствует минимальной высоте конька.

Максимальная крутизна может достигать 60°С, но в этом случае надо аккуратно рассчитать ветровые нагрузки.

Оптимальный угол наклона односкатной крыши из профнастила

При выборе параметров профнастила надо учитывать следующие факторы:

• Прочность профнастила сильно зависит от толщины профиля. Поэтому при уменьшении наклона кровли надо использовать металлопрофиль большей толщины.
• Важное значение имеет обрешетка. Она может быть сплошная или иметь различный шаг.
• При наклоне около 15° высота профилирования должна превосходить 25 миллиметров

СНиП II-26-76 ограничивает применение профнастила при наклоне меньше десяти градусов, потому что становится трудно обеспечить герметичность кровельного покрытия. Оптимальные значения наклонов крыш для применения профнастила  лежат в диапазоне 25° -35°.

Выбор уклона

Важной характеристикой является уклон кровли. Какой уклон должен быть у односкатной крыши? По нормам СНиП к скатным относятся кровли с уклоном больше 10°С. Конструкции с меньшими углами относятся к плоским крышам.

Крутые крыши

Такие крыши считаются оптимальными для регионов большим количеством осадков. На них не скапливается снег, не образуются лужи и не скапливается мусор. На таких скатах хорошо смотрится профилированное кровельное покрытие. Чаще всего на крутых крышах используется натуральная или металлическая черепица. За счет увеличения крутизны они имеют большую площадь, поэтому затраты на строительные материалы возрастают.

Малоуклонные

К этому сегменту относятся кровли с углом ската от 12° до 25°. Малоуклонные крыши могут покрываться различными листовыми кровельными покрытиями с сохранением герметичности. При этом может устанавливаться разряженная обрешетка.

Малоуклонные конструкции имеют следующие преимущества:

• низкая парусность;
• простота возведения;
• невысокая стоимость.

В снежных регионах надо обязательно укреплять стропильную систему. Также придется часто вручную чистить снег.

Минимальный скат

К этому сегменту относятся односкатные крыши, наклоненные под углом 10° -12°. Жилые одноэтажные дома с минимальным уклоном односкатной крыши должны иметь сплошную обрешетку и усиленную гидроизоляцию. В качестве кровельного материала чаще всего используют ондулин или мягкую черепицу. За счет небольшого уклона упрощается конструкция и монтаж. Требуется меньше материалов, поэтому уменьшается давление на фундамент. Такие крыши относятся к бюджетным.

Требования к высоте подъема

От наклона скатной конструкции зависит объем свободного пространства, образующегося под кровлей. По степени обустроенности этого пространства и используемой системе вентиляции можно выделить несколько видов.

Вентилируемые

В таких конструкциях между гидроизоляцией и утеплителем в вентиляционной системе предусмотрены специальные продухи. При этом современные строительные материалы обеспечивают герметичность. Такие крыши делают в жилых домах. Уклон не превышает 20°С.

Невентилируемые

В таких крышах не предусмотрено вентиляционных зазоров. Они чаще всего используется для нежилых открытых построек или домов с неутепленными чердаками. Наклон таких построек выбирают, исходя из общих правил.

Смешанные

В этом случае кровля выполняет также функции чердачного перекрытия. Ее обязательно утепляют. Такие кровли могут быть:

• вентилируемые;
• частично продуваемые;
• невентилируемые.

Такие конструкции приобретают популярность последнее время. Для них используют дорогие кровельные материалы и сложные схемы построения. В зимнее время надо регулярно чистить снег, а в остальное время необходимо отводить воду с поверхности кровли.

Несоблюдение нормативов и последствия

К грубым технологическим нарушениям относят:

• неправильный расчет нагрузок;
• игнорирование рекомендаций изготовителей кровельных покрытий;
• несоблюдение норм СНиП.

Такие нарушения могут привести к следующим негативным последствиям:

• протечки, возникающие в местах стыков;
• продавливание крыши из-за превышения допустимой нагрузки;
• срыв или деформация кровли при сильном ветре;
• ухудшение теплоизоляции из-за неправильной вентиляции и протечек;
• образование мха и плесени на неровностях покрытия;
• дополнительные затраты на частый ремонт.