Угол наклона крыши: минимальный и оптимальный

Учёт снеговой и дождевой нагрузки

В умеренных климатических условиях оптимальными показателями для уклона кровли становятся параметры в пределах 25-45 градусов. При разработке кровли с учётом климатических факторов, учитываются такие факторы.

Кровли с сильным уклоном более 50 градусов не склонны задерживать осадки и снежные покровы, такие крыши оптимальны для холодных и снежных регионов;
При желании снизить градус ската, следует применять дополнительные меры: качественную гидроизоляцию, установку снегоудержателей для предотвращения лавинных спадов снега, обогрев кровли в сочетании с особой водосточной системой;
В условиях обильных снегопадов следует усиливать стропильную систему.

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.

Допустимые значения угла уклона для различных материалов

Если будущее здание возводится на территории с большим количеством осадком, то крышу устанавливают под углом минимум 45 градусов. В таком случае снег не будет задерживаться на поверхности. Угол может быть, и увеличен, но нужно учитывать, что при сильном ветре «острая» крыша может и слететь. При этом дождь и солнце тоже будут испытывать вашу крышу на прочность, тогда лучшим вариантом будет сделать угол наклона небольшим.

При выборе материала для кровли учитывайте, что чем плотнее материал, тем меньше угол уклона должен быть.

Чтобы уклон покрытия здания отвечал архитектурным нормам, следует учесть материал из которого будет изготовлена будущая крыша. Он может быть гладким, тогда по нему легко будут стекать осадки, или шершавым, тяжелым, более устойчивым к ветру или легким и пластичным.

Металлочерепица. Производители называют минимальный порог уклона для крыши из металлочерепицы – 14-15 градусов. Более плоская кровля будет задерживать воду и снег.
Профнастил. В данном случае минимальный показатель уклона составляет 12 градусов. Из данного материала собирают и плоские крыши, при условии наличия сплошной обрешетки.
Гибкая черепица. Здесь минимальный показатель 11 градусов. Обрешетка для мягкой черепицы является сплошным основанием из ОСП или фанерных листов.
Битумные материалы. Очень мягкое покрытие, с нижней границей угла всего 2 градуса. Из материалов на битумной основе выполняют плоские крыши. Нюанс – этот материал следует укладывать в несколько слоев для защиты кровли от протекания. Если есть необходимость увеличить уклон кровли, то количество слоев можно сократить.
Еврошифер. Минимальный уклон составляет 11 градусов. При покрытии крыши еврошифером необходима сплошная облицовка.
Глиняная черепица. Наиболее тяжеловесный материал, требующий серьезного расчета конструкции стропил, с учетом и возможного давления снега и ветра. Минимальный уклон ската – 22 градуса.
Материалы из древесины. В основном такие материалы в современном строительстве не используются, так как они не долговечны, подвержены гниению, и легко воспламеняются.
Кровельные панели. Данный вид покрытия является готовым продуктом, собранным фабрично «под заказ» и уже содержит в себе все необходимые слои – плиту, тепло и пароизоляцию. Это уже полностью готовая крыша, которую нужно лишь укрепить. Что также не составляет труда поскольку панели соединяются между собой специальными лентами, без применения какого-либо оборудования. Единственный минус такой крыши – высокая цена.

Снеговая нагрузка, расчёт

Карта снеговой нагрузки России показывает вес снегового покрова на горизонтальной плоскости. Наибольшее количество снежного покрова приходится на горные районы и центральную часть России.

Карта с зонами снеговой нагрузки РФ Источник dom-krovly.ru

Гарантированно нельзя вычислить минимальный угол наклона крыши из профнастила для схода снега, однако, наклон в 30° и более позволит крыше оставаться чистой уже при среднеинтенсивных осадках.

Взяв для расчёта тверскую область, количество снегового покрова примем 240 кг/м². Данная величина должна быть умножена на поправочный коэффициент µ, учитывающий предполагаемый наклон крыши.

Коэффициент µ равен 1 при наклоне менее 25 градусов.
Коэффициент высчитывается по формуле (60 – α)*35, если предполагаемый угол от 25 до 60 градусов.
Угол крыши в 60 градусов, коэффициент равен 0, давление создаваемое снегом не учитывается ввиду отсутствия задержки снега на поверхности профнастила.

Определившись с углом установки кровли в 30°, давление снежного покрова будет составлять 205 кг/м².

Заключительной частью расчёта угла ската крыши из профнастила является сравнение предельной нагрузки металлического листа профнастила Н60-845-0,8 к суммарной нагрузке создаваемой ветровой и снежной нагрузкой.

Предельная нагрузка, кг/м².	Удельный вес кровельного пирога, кг/м²	Ветровая нагрузка, кг/м².	Снеговая нагрузка, кг/м².	Суммарно, кг/м².
324	58	25,8	205	288,8

Данный расчёт допускает при соблюдении всех выбранных условиях возможность установки профнастила под углом в 30 градусов.

Обобщённо, для большинства территорий Российской Федерации наиболее рациональным может быть постройка крыш с углами скатов от 25 до 40 градусов. Скаты крыш, расположенные в зонах сильных ветров не стоит сооружать с углами более 25 градусов. Оптимальный диапазон начинается от 15 до 25 градусов. Установка скатов с минимальным наклоном крыши из профнастила в зонах сильных ветров может создать подъёмную силу и содрать металлический настил.

Выбор конструкции кровли будет зависеть от уклона крыши Источник zen.yandex.ru

Виды плоских крыш

Выделяют два основных типа плоской кровли:

инверсионная. Этот тип предназначен для регулярной эксплуатации и требует при монтаже создания жёсткого и надёжного основания. Прочный каркас с хорошей целостной гидроизоляцией — залог бесперебойного использования поверхности строения

К теплоизоляции в таких конструкциях есть очень важное требование — прочность материалов на сжатие, в противном случае они не смогут выдерживать большие динамические и статические нагрузки;

неэксплуатируемые. При устройстве таких кровель можно обойтись без жёсткого основания и прочного утеплителя

Основой конструкции здесь вполне может стать профилированный лист. Для верного распределения нагрузок в неэксплуатируемой кровле строят специальные мосты и трапы. Как правило, такие поверхности посещают только по мере необходимости: профилактический осмотр, ремонт.

Конструкционные отличия двух типов плоской кровли состоят в порядке укладывания слоёв. В неэксплуатируемой крыше верхний слой — гидроизоляция, который довольно быстро разрушается при воздействии разных природных факторов — солнца, ветра, осадков и т. п. Этот вариант не подойдёт для активного использования крыши.

Крыша инверсионная «упакована» по-другому. Последовательность слоёв здесь такая: бетон, гидроизоляция, теплоизоляция, защитное покрытие. Последний слой часто делают из дренажа или геотекстиля. Такие долговечные конструкции пользуются спросом у проектировщиков, желающих максимально использовать всё кровельное пространство.

Проведение концертов, строительство автопарковок, летних кафе и студий подразумевает высокую степень нагрузки, поэтому между изоляционными слоями строители укладывают дополнительные укреплённые материалы.

Разуклонка плоской крыши

Идеально плоской крыши быть не может. Отдельным этапом возведения крыши считается разуклонка кровли. Это комплекс мероприятий по устройству уклона плоской крыши. Это позволит увеличить сроки эксплуатации кровельного покрытия. На плоско крыше вода может застаиваться и разрушать кровлю.

Разуклонка кровли может быть выполнена несколькими способами:

С помощью сыпучих утеплителей (керамзит);
С помощью легких бетонных смесей вместе с утеплителями;
С помощью легких бетонных смесей вместе с наполнителями из полимеров;
С помощью утеплительных материалов.

Сыпучих утеплители со временем деформируются, смещаются, а значит, уклон будет нарушен. Да и уклон изначально получается не совсем ровным.

Разуклонка с помощью бетонных смесей, пусть даже самых легких все равно несет дополнительную нагрузку на несущие конструкции здания. И поэтому она должна быть изначально запроектирована и создается на этапе строительства здания.

Для небольшого переоборудования кровли, для создания некоторого уклона достаточно эффективно применяют полимерные материалы, например, экструдированный полистирол.

В отличии от скатных крыш, плоская кровля – это совсем другая конструкция.. Плоская кровля, как правил имеет следующие слои:

Несущий слой – железобетонное основание или настил из профлиста.
Цементно-песчаная стяжка – укладывается на железобетонные плиты;
Слой пароизоляционных материалов – для исключения образования конденсата;
Теплоизоляционный слой;
Гидроизоляционный слой – выполняется, как правил, рулонными кровельными материалами.

Разуклонку насыпными материалами выполнить достаточно просто. Нужно всего лишь насыпать слой керамзита и распределить его по крыше с некоторым уклоном к краям. Так как используется керамит, то идеально ровный, точно рассчитанный уклон не получится.

Поверх керамзит покрывают полиэтиленовой пленкой. Поверх пленки укладывают стяжку в виде цементно-песчаной смеси. А вот здесь угол уклона уже можно контролировать.

Пенобетон для создания уклона крыши

Вместо описанного способа, в последнее время строители используют пенобетон. Кровля получается с наиболее высокими техническими и эксплуатационными характеристиками. Правда, стоимость работ значительно увеличивается. Ведь подобную разуклонку очень трудно провести без специальных навыков.

Разуклонка теплоизоляционными материалами достаточно экономичный процесс. Используют плиты минеральной ваты или полистирола.

Материалы очень легкие, поэтому никакой дополнительной нагрузки на несущие здания не будет. Плиты крепятся к основанию саморезами или наклеиваются специальным клеем. При последнем способе креплении необходимо тщательно очистить основание.

Для формирования уклона используют специальные плиты, которые уже производятся с некоторым уклоном. Плиты между собой скрепляются пластиковыми опорами.

Итак, мы рассмотрели, какое значение в строительстве имеет уклон кровли, как этот показатель влияет на проведение некоторых работ и возведение некоторых конструкций. Более подробно по расчету уклона в графиках и в таблицах можно ознакомиться на профессиональных строительных сайтах.

Расчет угла наклона

Конструкция должна отвечать таким требованиям: быть достаточно прочной, обеспечивать надежную защиту от атмосферных осадков, обладать хорошей термо- и звукоизоляцией

Важно также, чтобы был доступ для ремонта и эксплуатационного обслуживания. Как рассчитать угол наклона крыши, чтобы выполнялись все эти условия? Специалисты рекомендуют применять простые варианты ее устройства, к которым относятся односкатные, двускатные, вальмовые (и полувальмовые), мансардные кровли могут иметь конструкцию любой сложности, с различными углами уклона. Односкатные наиболее удобны для веранд, пристроек и хозяйственных строений

Принцип создания односкатной – такой же, что и других видов: выполняется монтаж стропил, обрешетки, после чего – укладка кровельного материала. Последнее играет решающую роль: для профнастила требуется угол от 8-11 градусов (лучше делать 20), для металлочерепицы – минимум 25, для шифера и фальцевой кровли – 35 градусов

Односкатные наиболее удобны для веранд, пристроек и хозяйственных строений. Принцип создания односкатной – такой же, что и других видов: выполняется монтаж стропил, обрешетки, после чего – укладка кровельного материала. Последнее играет решающую роль: для профнастила требуется угол от 8-11 градусов (лучше делать 20), для металлочерепицы – минимум 25, для шифера и фальцевой кровли – 35 градусов.

Если климатические условия позволяют, лучше делать кровлю с уклоном в 45 градусов: это позволит пренебречь расчетами, связанными с массой снега. Это практически идеальная односкатная крыша: угол наклона не затруднит ее монтаж и облегчит обслуживание (снег не будет накапливаться на ее поверхности). Но в данном случае придется усилить стропила и обрешетку, так как давление ветра на конструкцию увеличивается в 5 раз. Следует также учитывать, что это потребует больших расходов на материалы – примерно в 1,5 раза.

Как видно из графика, каждому наклону соответствует определенная группа кровельных гидроизоляционных материалов. Всего их – 11, при этом наклонные линии соответствуют углу наклона ската. Жирной линией обозначается, как относится высота конька к ½ ее заложения. Видно, что отрезок h равен половине горизонтального отрезка, обозначенного дробью ½. Цифры в вершинах полукруглых шкал соответствуют углу наклона (в градусах), вертикальная шкала тоже обозначает в процентах. Выбирая какую-либо конфигурацию крыши, следует придерживаться данных рекомендаций и приобретать подходящие для облюбованного варианта кровельные материалы.

Для того чтобы было ясно, как производится расчет угла наклона крыши, приведем пример вычисления наименьшего угла уклона перекрытия с гидроизоляцией из черепицы. На графике находим полукруглую кривую, соответствующую данному покрытию: это будет кривая, обозначенная цифрой 2. Отслеживая ее до места пересечения с вертикальной шкалой, обнаруживаем, что минимальный уклон такой кровли равен 50%.

Учитывая тот факт, что уклон ската – это отношение высоты конька к ½ его заложения, вычисляем уклон. То есть, при высоте конька h = 4 м и заложении, равном L = 15 м, уклон будет определяться, как h:(L/2) = 4:(15/2) = 0,53. Для отображения в процентах умножаем полученный результат на 100 и получаем 53%. Такое значение этого параметра гарантирует хорошее отведение дождевой воды. Минимальный уклон в ендове – 1%.

Минимальный и оптимальный угол ската

В ГОСТах, технической документации и учебниках по проектированию жилых помещений указаны минимальные углы наклона для разных типов кровельных покрытий. Но следует понимать, что минимальные значения в большинстве случаев не являются оптимальными. А вот для определения оптимального угла наклона кровли нужно не только посмотреть табличку с нормами ГОСТ, но и учесть следующие параметры:

ветровые нагрузки на крышу;
количество атмосферных осадков;
планы касательно эксплуатации чердачного помещения;
климат в регионе.

Так как при возведении здания планируется, что оно будет служить долгие годы, важно ориентироваться на максимальные значения нагрузок, которые могут влиять на перекрытия. К примеру, даже если в регионе сильные ветра дуют редко, нельзя упускать их из внимания и сооружать крышу со скатами круче 30-35°. В областях с большим количеством осадков архитекторы не рекомендуют строить дома с плоским или пологим перекрытием, так как оно попросту не справится с отводом стоков

Оптимальным углом уклона крыши в таких регионах будет 20-25 градусов

В областях с большим количеством осадков архитекторы не рекомендуют строить дома с плоским или пологим перекрытием, так как оно попросту не справится с отводом стоков. Оптимальным углом уклона крыши в таких регионах будет 20-25 градусов

Если же дизайн дома предполагает пологую, а не угловую кровлю, нужно уделить особое внимание ее гидроизоляции и обустройству системы отвода стоков

От угла уклона перекрытия также зависит способность крыши удерживать тепло. В домах из плоскими крышами теплопотери выше, чем в помещениях с кровлей с средним уклоном скатов. Поэтому нет смысла стелить плоскую крышу в целях экономии кровельных материалов — ее теплоизоляция в будущем обойдется в разы дороже.

Основы вычисления уклона

Уклон кровли — это величина, которая показывает, насколько круто наклонена поверхность крыши. Это очень важный параметр при проектировании и строительстве здания, поскольку правильный уклон кровли обеспечивает безопасность от стока воды и предотвращает скопление снега.

Уклон измеряется в процентах, градусах или отношении в виде наклона на некоторую длину. В нашем руководстве мы будем использовать проценты.

Формула для вычисления уклона кровли в процентах:

Уклон (в %) = (Высота подъема / Горизонтальное расстояние) x 100

Чтобы выполнить вычисления уклона, вам понадобятся следующие данные:

Высота подъема — это вертикальное расстояние от начала кровли до ее конца. Оно измеряется в метрах или футах.
Горизонтальное расстояние — это горизонтальное расстояние от начала кровли до ее конца. Оно измеряется в метрах или футах.

Пожалуйста, учтите, что формула рассчитывает уклон кровли на определенную длину. Если вам нужно вычислить уклон только на части кровли, учтите это при вводе данных в формулу.

Ниже приведен пример вычисления уклона кровли:

Высота подъема (м)	Горизонтальное расстояние (м)	Уклон (в %)
2	10	20
3	12	25

В первом случае уклон кровли составляет 20%, а во втором — 25%. Эти значения показывают, что кровля наклонена на некоторый угол, который позволяет стекать воде и снегу без задержки.

Вычисление уклона кровли может быть полезным как для профессиональных строителей, так и для домашних мастеров, которые планируют строить или ремонтировать свою крышу. Следуя приведенным выше инструкциям, вы можете легко определить правильный уклон кровли для вашего строительного проекта.