Оптимальный угол наклона двухскатной крыши и чем опасен неверный подбор угла

Как выбирают оптимальный угол проектировщики

Расчеты делаются на основании СНиП 2.01.07-85. Размещаемые нормы используются во время расчетов с учетом постоянно действующих, временных и особых нагрузок и их различных сочетаний.

Какие нагрузки принимаются во внимание при определении угла наклона крыши

Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.

Длительные (постоянные) нагрузки на стропильную систему. К ним относится вес кровельных материалов, утеплителей, деревянных элементов стропильной конструкции. К этой категории следует относить нагрузки, возникающие вследствие тепловых расширений и изменений линейных размеров из-за изменений показателей относительной влажности пиломатериалов. Нормативные изменения температур определяются по формулам отдельно для отапливаемых и неотапливаемых помещений

Вес снегового покрова также считается длительной нагрузкой на стропильную систему и в обязательном порядке принимается во внимание во время определения оптимального угла наклона стропильных ног.

Кратковременные. На стропильную систему оказывает влияние вес рабочих, складируемых стройматериалов, масса специального оборудования и инструментов, используемых во время строительства, и ветровые нагрузки.

Особые нагрузки

Усилия, возникающие во время стихийных бедствий, землетрясений, взрывов, при резкой потере несущей способности одного или нескольких нагруженных узлов стропильной системы.

Во время определения угла наклона крыши учитывается максимально возможное сочетание нагрузок. Оба эти параметра оказывают влияние на толщину и длину стропильных ног. Расчет стропильной системы и угла наклона скатов делается по предельным состояниям с учетом всех неблагоприятных факторов.

Максимальные прогибы и перемещение стропильных ног регламентируются без зависимости от их линейных размеров и не должны приводить к частичной разгерметизации крыши. Ко всем типам крыш, вне зависимости от угла наклона, выдвигаются такие условия:

• должна гарантироваться безопасная эксплуатация зданий;
• целостность конструкции не может нарушаться даже во время кратковременных пиковых нагрузок;
• внешний вид крыши не должен изменяться весь период эксплуатации.

Стропильная система должна выдерживать пиковые нагрузки без деформаций

При этом каждое требование должно выполняться вне зависимости от других. Предельные значения прогиба стропил ограничиваются с учетом эксплуатационных характеристик кровельных материалов. Если нормативные значения не оказывают заметного влияния на внешний вид, то они не корректируются.

Компенсатор усадки, скользящая опора

Минимальный угол наклона скатов

Согласно требованиям СНиП, если длина ската составляет 6 метров, минимально допустимый угол уклона кровли из металлочерепицы – 14 градусов. Данный параметр рассчитан на основании средних показателей прочности материала, его способности противостоять высоким нагрузкам

Однако при проектировании кровельной системы следует обратить внимание на рекомендации производителя выбранного кровельного материала

В большинстве случаев производители указывают, что минимальный уклон для металлочерепицы должен составлять 12 градусов. Некоторые компании выпускают материал, пригодный для монтажа на крышах с уклоном скатов в 11 градусов. Изменение данного параметра в меньшую сторону стало возможным за счет улучшения технических характеристик ряда моделей металлочерепицы: она обладает повышенной жесткостью и снабжена более гладким и скользким покрытием.

Стоит отметить, что металлочерепичную кровлю с минимальным углом наклона можно использовать лишь в определенных климатических условиях, то есть, в регионах, где не выпадает большого количества дождя и снега. Малый угол уклона позволяет крыше прекрасно противостоять ветровым нагрузкам, но значительно увеличивает снеговые нагрузки, так как снег не скатывается под собственным весом.

Кровля из металлочерепицы с минимальным углом наклона более всего актуальна в местности, для которой характерно большое количество солнечных дней в году. Такая крыша имеет меньшую площадь, за счет чего греется значительно меньше, а это благоприятно сказывается на микроклимате внутри дома. Минимальный угол наклона дает возможность сэкономить средства на материалах для возведения стропильной системы и укладке кровельного пирога, так как их требуется меньше, чем при строительстве более крутой крыши.

Металлочерепичная крыша с минимальным углом наклона скатов – практичный и экономичный вариант обустройства для южных регионов с небольшим количеством среднегодовых осадков.

Если уклон для металлочерепицы будет составлять меньше указанного производителем, это приведет к тому, что кровельное покрытие не сможет обеспечить надежную защиту здания от влаги. Помимо этого, в регионах с сильными снегопадами возникает риск обрушения такой металлочерепичной крыши.

Выбор оптимального наклона крыши

Чем больше угол ската, тем больше общая площадь поверхности крыши. Кровля с более крутыми скатами не удерживает снег и воду на своей поверхности, осадки эффективно скатываются вниз. Но у высокой крыши увеличивается парусность, кроме того, при ее строительстве требуется затратить большее количество материала для стропильной системы и кровли.

Чем выше и круче крыша, тем дороже обойдется ее строительство и сложнее монтаж.

Необходимо принять во внимание, что из-за повышенной парусности высоких крыш, металлочерепичные кровли с большим углом наклона не рекомендуется строить в регионах с сильными ветрами, так как они могут не выдержать механической нагрузки

Уклон крыши из металлочерепицы влияет на ее способность противостоять нагрузкам. Для увеличения прочности кровли с небольшим наклоном может понадобиться более частая обрешетка, которая не только усилит стропильную систему, но и повысит надежность кровельного покрытия.

Несмотря на то, что не существует определенных ограничений в использовании металлочерепицы для остроконечных крыш, данный материал не очень подходит для покрытия таких кровель. Если угол ската превышает 45 градусов, листы металлочерепицы могут сползать вниз под собственным весом. Чтобы избежать этого, при монтаже листов необходимо предусмотреть дополнительные точки крепления материала к обрешетке.

Основываясь на результатах испытаний, проделанных производителями металлочерепицы и многолетнем опыте строителей, можно сказать, что оптимальный угол уклона крыши с данным покрытием составляет 22 градуса. С такой кровли быстро стекает вода, на ней не задерживается, накапливаясь до большой толщины, слой снега. Кровельная система с углом наклона в 22 градуса достаточно экономична в монтаже и при этом прочна и прекрасно выдерживает высокие ветровые нагрузки.

Расчет оптимального угла наклона кровли – это в определенной степени поиск компромиссного решения, в котором будет учтена прочность кровельной конструкции, а также ее соответствие архитектурному облику сооружения.

Зависимость конструкции крыши от материала перекрытия ↑

Прежде чем выбрать кровельный материал, следует изучить его технические характеристики: это поможет оптимально подойти к решению вопроса и подобрать наиболее надежный. Кроме того, существует правило, определяющее зависимость угла наклона скатов от применяемого кровельного материала.

Перечислим основные из них:

1. Для шиферного покрытия или черепицы минимальный уклон кровли должен составлять 22 градуса во избежание образования скоплений влаги в местах стыковки элементов перекрытия и просачивания ее.
2. Для рубероида, еврорубероида и прочих кровельных материалов этот параметр зависит от количества настеленных слоев: для трех слоев достаточно 5 градусов, а для двух потребуется все 15 градусов.
3. Минимальный уклон кровли из профлиста должен равняться 12 градусам: так советуют производители данного материала. Кроме того, при минимально допустимых углах необходимо дополнительно проклеивать стыки с помощью герметиков.

   Уменьшение угла уклона позволяет снизить площадь ската, количество материалов, необходимых для перекрытия крыши, а, следовательно, и стоимость крыши в целом

4. Минимальный уклон кровли из металлочерепицы должен быть не меньше, чем 14 градусов. Угол наклона крыши из металлочерепицы диктует некоторые правила устройства перекрытия. В частности, если он превышает 45 градусов – меняется место установки подконьковой доски, а также метод крепления конька. При малых значениях этого параметра между планкой конька и черепицей крепят аэроролик: это предотвращает задувание снега.
5. Для крыши, покрытой ондулином, необходимо 6 градусов.
6. Мягкая черепица может монтироваться на поверхность с уклоном от 11 градусов и больше. Обрешетка вне зависимости от угла наклона должна быть выполнена сплошной.
7. Кровельные покрытия мембранного типа наиболее универсальные: они подходят для практически любой конфигурации, минимальный уклон при этом должен быть в пределах 3-5 градусов.

При выборе значения наклона следует учитывать прочностные характеристики кровельной конструкции: запаса прочности должно хватать не только на то, чтобы выдерживать собственный вес и массу кровельного материала, но также и на внешние нагрузки (порывы ветра, снег). Также от наклона ската зависит и тип обрешетки для укладки большинства материалов: при малых значениях этого параметра монтируют либо сплошную обрешетку, либо с небольшим шагом (350-450 мм). При возведении любой крыши, а тем более плоской, необходимо устройство системы уклонов и водоотведения. Если площадь особенно велика – потребуется дополнительный слив.

Монтаж

После того, как вы сделали схему будущей крыши, рассчитали основные параметры конструкции и закупили материалы, можно приступать к монтажным работам. Для сборки потребуется следующий инструмент: электрическая дрель, шуруповерт, строительный степлер, рубанок для обработки древесины, ножовка или болгарка, шнур, маркер для разметки и линейка. Монтаж выполняют в следующем порядке:

К стене дома с помощью прочных анкерных болтов или металлических шпилек прикрепляют мауэрлатный брус. Нужно позаботиться о надежности крепления, так как на него будут опираться стропильные ноги.

Три основных фактора, влияющих на кровельный уклон

У строителей принято эту величину (угол, под которым скат крыши расположен относительно горизонта) измерять в градусах или в процентах. Для получения точного результата пользуются геодезическим инструментом. Чтобы было ясно, то 0 градусов соответствует абсолютно плоской крыше, а большие значения угла – остроугольной кровле. Для скатных крыш он как правило колеблется в пределах от 11 0 до 45 0. При строительстве надо просчитать, каким должен быть этот угол

А для этого необходимо обратить внимание на следующие вещи

Ветровые нагрузки

Если в вашей местности преобладают сильные ветра, то не стоит задумываться о проекте с острой крышей. Из-за высокой парусности кровли с большим уклоном она больше подвержена разрушающему воздействию ветра. В этом случае лучше сделать крышу более пологую (чем меньше будет наклон ската, тем безопаснее), а стропила под нее соорудить прочные, усиленного типа. Хоть и значительно дороже обойдется строительство, зато крыша будет значительно лучше защищена от ветра. Однако при строительстве крыши дома следует учитывать не только силу ветра, но и его направление. Так, для металлочерепицы желательно, чтобы ветер дул прямо в плоскость листов. Если же его порывы зайдут с торцов, то листы кровли будут с большей вероятностью гнуться и отрываться. Поэтому в зависимости от преобладающего направления ветра необходимо соответствующим образом поворачивать скаты крыши.

Количество осадков и снеговые нагрузки

Если вы проживаете в такой климатической где снежный покров зимой бывает достаточно солидным, то крышу делают с минимальным уклоном кровли 45 градусов (можно и больше, но не менее). Это необходимо для соскальзывания снега вниз, иначе он слежится на кровле, образуя слишком большой слой, способный продавить покрытие. А вот если кровля имеет достаточный угол (около 45 градусов), можно и об усилении стропил не беспокоиться. Как, впрочем, и о системе задержания снега. Однако ветровые нагрузки для такой крыши усиливаются. Поэтому окончательный выбор делают, учитывая все климатические условия.

Надо заметить, что не только снег, но и дождь, и град, и палящие солнечные лучи периодически будут испытывать вашу крышу на прочность. Если местность солнечная, а дождей в году выпадает немного, то можно ограничится и плоской крышей с уклоном, близким к минимуму.

Важно: несмотря на то, что плоскую крышу называют именно плоской, уклон ей все же необходим. Минимальный уклон для плоской кровли составляет 1 градус или 1,7 %

Материал кровельного покрытия

Материал, которым кроют крыши, может быть гладким или шершавым. В последнем случае вода стекать с крыши будет хуже, задерживаясь на ее поверхности (как и снег). А вот с гладенького покрытия вся влага стечет моментально. Существуют и другие конструкционные параметры от которых зависит минимальный и максимальный уклон.

Плюсы и минусы

В пользу односкатной крыши говорят такие преимущества:

Низкая стоимость. Такая конструкция в 2-3 раза дешевле двухскатной конструкции. По этому показателю она уступает только плоской кровле.
Стойкость к ветровой нагрузке. В регионах, где дуют сильные ветра с преимущественным направлением, односкатный вариант имеет явные преимущества

Важно сориентировать скат на наветренную сторону.
Возможность использования в регионах, где выпадает много снега. Он распределяется равномерно по поверхности кровли, что уменьшает нагрузку.
Простота конструкции и технологии. Такую крышу может возвести даже начинающий мастер своими руками при правильной разработке чертежа.
Возможность использования практически любых кровельных материалов.
Уменьшение тепловых потерь за счет сокращения расстояния между потолком и кровлей.
Простота обслуживания и ремонта кровли своими руками.

Такую крышу может возвести даже начинающий мастер своими руками при правильной разработке чертежа.
Возможность использования практически любых кровельных материалов.
Уменьшение тепловых потерь за счет сокращения расстояния между потолком и кровлей.
Простота обслуживания и ремонта кровли своими руками.

Следует отметить и определенные минусы конструкции:

• проблемы с обустройством мансарды или большого чердака;
• ограничение ширины крыши даже при использовании дополнительных опор;
• уклон не более 25-30°;
• недостаточная привлекательность внешнего вида.

Расчет угла наклона крыши

Перед тем как рассчитать угол крыши дома, необходимо тщательно ознакомиться с факторами, которые нужно учитывать при выполнении этой задачи.

Ветровые нагрузки

Перед тем как рассчитать высоту крыши следует ознакомиться с интенсивностью ветровых нагрузок, характерных для места возведения дома. Начнем с того, что от угла наклона кровли зависит парусность крыши. Чем больше угол, тем лучше крыша сможет противостоять ветрам.

Однако и здесь имеются свои подводные камни. Чересчур пологие скаты кровли обладают низкой способностью к самоочищению от снежных и дождевых осадков, что обязательно приведет к скоплению их на ее скатах.

А это достаточно нежелательное явление, так как оно может вызвать попадание влаги в подкровельное пространство. Не менее нежелательно и возведение чересчур крутой крыши, так как она обладает плохой сопротивляемостью ветрам и может сложиться от сильных порывов ветра в любой момент.

Интенсивность ветровых нагрузок увеличивается прямо пропорционально увеличению угла наклона кровельных скатов. Например, ветровые нагрузки на крышу, угол которой равняется 45°, будут в целых пять раз выше, чем на кровлю с углом около 11°.

Чем круче кровля, тем более высокой способностью к самоочищению она обладает.

Помимо этого, крутые кровли обладают лучшей герметичностью, так как при большем угле ветер задувает дождевую воду в подкровлеьное пространство встыки между элементами кровельного материала, что обязательно сопровождается возникновением течей и снижением эксплуатационного срока конструктивных элементов.

Знание этих тонкостей поможет понять, как рассчитать уклон кровли правильно. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для районов с интенсивной ветровой нагрузкой идеальным вариантом будет обустройство угла наклона крыши от 15 до 20°, в то время как для областей, которые не характеризуются сильными ветрами, от 35 до 40°.

Не менее важно перед тем, как посчитать уклон крыши, обратить внимание на геометрию сооружения, его размеры и имеющиеся конструктивные особенности

Расчет угла кровельных скатов

Расчет угла скатов кровли – важный параметр при разработке проекта сооружения. Как правило, размеры угла кровли варьируются от 11 до 45°. Но в наши дни довольно часто выбираются совсем другие цифры.

При проведении расчетов необходимо помнить о том, что увеличение угла наклона будет способствовать снижению снежных нагрузок на кровлю, но при этом значительно повысит ее устойчивость к резким порывам ветра.

Поэтому для того чтобы такая кровля могла переносить воздействие интенсивных ветровых потоков, придется значительно усилить стропильную систему, что обязательно повлечет за собой дополнительные материальные расходы.

Кровельный пирог односкатной крыши

Чтобы защитить односкатную крышу от жарких солнечных лучей, ветра, холода и влаги, её необходимо покрыть несколькими специальными слоями. Защитные покрытия, именуемые кровельным пирогом, устанавливаются на стропильную систему в строгом технологическом порядке. Кровельный пирог включает в себя такие элементы и слои как:

1. Отделочные материалы внутреннего покрытия.
2. Обрешётку.
3. Пароизоляционную мембрану или плёнку.
4. Контробрешётку.
5. Утеплительный слой.
6. Гидроизоляционное покрытие.
7. Вентиляционный зазор между внешним покрытием и гидроизоляцией.
8. Кровельный материал.

Состав слоёв кровельного пирога для холодной или тёплой крыши имеет некоторые различия. В варианте с холодной кровлей отсутствует утеплитель, но добавлен дополнительный слой гидроизоляции. При использовании мягких кровельных материалов обрешётку делают сплошной. Для этого используют плиты OSB или толстую влагостойкую фанеру.

При возведении кровли все слои кровельного пирога нужно укладывать в строго определённой последовательности

Ошибки при изготовлении кровельного пирога

При нарушении очерёдности укладки материалов кровельного пирога их эффективность значительно снижается.

1. Частой ошибкой неопытных строителей является то, что они путают место расположения пароизоляционной мембраны и гидроизоляционного слоя. Если сначала установить гидроизоляционную плёнку, то испарения будут скапливаться под кровлей, а накопившись, впитываться в стены. Пароизоляционная мембрана, размещённая на месте гидроизоляции, не будет задерживать влагу, которая в итоге проникнет в утеплитель. В свою очередь, утеплительные слои потеряют свои качества из-за намокания.

2. При монтаже слоёв кровельного пирога некоторые строители пренебрегают изготовлением вентиляционного зазора между внешним покрытием и гидроизоляционным слоем. Такое решение чревато тем, что поднимающиеся из помещений пары будут скапливаться под кровлей, не найдя выхода наружу. В результате этого влага начнёт впитываться в элементы деревянного каркаса и утеплитель. В таких условиях кровельный пирог потеряет свои теплоизоляционные качества, к тому же деревянные элементы стропильной системы начнут гнить. Всё это приведёт к дорогостоящему ремонту, который самому сделать будет не под силу.

3. Функциональность кровельного пирога в большой степени зависит от аккуратности и качества укладки материалов утеплителя. При недобросовестной работе утеплитель в нишах размещают не встык или неравномерно. Разная высота наполнения или наличие зазоров приведёт к образованию пустот и полостей, в которых будет скапливаться холодный воздух и пар, образуя обледеневшие области кровли.
4. Если пароизоляционные мембраны или гидроизоляционные плёнки имеют неправильные нахлёсты, то влага будет попадать внутрь утеплителя. Чтобы этого избежать, необходимо использовать специальную склеивающую ленту, которая надёжно изолирует края и стыки материала.
5. В процессе монтажа любая из перечисленных ошибок может создать большие проблемы, так как устранить их получится, лишь разобрав часть крыши. В этом случае без привлечения специалистов не обойтись. На всё это уйдёт масса времени и денежных затрат.

Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала

Диапазон углов наклона крыш – 0-90°, тупоугольных конструкций не бывает по определению. При этом на практике уклон свыше 50° тоже делается крайне редко – преимущественно при декоративном оформлении (например, при сооружении разных башенок) и для скатов нижнего ряда стропил мансардной кровли.

Рисунок 4. Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Уклон кровли может выражаться как в процентах, так и в градусах. Большинство производителей кровельных покрытий рекомендуемые значения указывают в градусах, поскольку они более понятны и для профессиональных кровельщиков, и для обычных потребителей.

Однако довольно часто в технической литературе и различных справочниках уклон обозначается в процентах. Поэтому надо иметь представление о том, как их перевести в градусы. Согласно строительным нормам 100 % равняются углу в 45°, тогда как 1° = 1,7 %. Зная эти данные, перевести уклон из процентов в градусы не составит особого труда.

Минимальный угол наклона

Все производители кровельных материалов в технической документации указывают минимальный уклон скатов кровли. Под этим параметром стоит понимать минимально допустимый угол наклона покрытия относительно горизонтального уровня.

У разных кровельных покрытий свой допустимый уклон, который определяется конструктивными и эксплуатационными особенностями материала:

Гибкая черепица – не менее 12°, при этом требуется обустройство сплошной обрешетки из обрезной доски, OSB или фанеры.

Фото 5. Крыша из гибкой черепицы

Металлочерепица – от 14°, но практика показывает, что конструкции с уклоном до 35° склонны к скоплению снеговых масс на поверхности.

Фото 6. Внешний вид крыши из металлочерепицы

Профнастил – не меньше 12°, при этом до 15° требуется двухволновой нахлест листов.

Фото 7. Кровля из профнастила

Композитная черепица – не менее 15°, укладка выполняется на разреженную обрешетку.

Фото 8. Крыша из композитной черепицы

Фальцевая кровля – от 11°, обеспечивается соединения отдельных картин методом закатывания фальцев.

Фото 9. Внешний вид фальцевой кровли

Керамическая черепица и асбестоцементный шифер – не меньше 22°, требуется сооружение усиленной стропильной системы, поскольку данные материалы имеют большой вес. Чем меньше уклон, тем больше будет нагрузка на стропила от снежного покрова и воздействий порывов ветра.

Фото 10. Крыша из керамической черепицы

Фото 11. Шиферная кровля

Таблица 1. Сводные данные по минимально допустимым значениям наклона для крыш из разных материалов

Оптимальные значения наклона скатов

С точки зрения финансовых затрат на кровельное покрытие и конструктивные элементы стропильной системы лучше конструировать пологие кровли – расход строительных материалов в этом случае будет минимальным.

Однако оптимальный угол наклона скатов для кровли следует подбирать с учетом и климатических условий региона:

Фото 12. Большой снежный покров на кровельном покрытии

• Для регионов с сильными ветровыми нагрузками – 15-20°. Такие конструкции отличаются минимальной парусностью, что снижает вероятность разрушения крыши под воздействие резких и сильных порывов ветра.
• Для местности со значительными осадками и сильными ветрами подбирается среднее значение угла – от 20 до 45°.