Инструкция, как выбрать и рассчитать угол наклона двухскатной крыши

Угол наклона двускатной крыши оказывает прямое влияние на ее характеристики и смету, и выбирается еще на этапе подготовки проекта.

Ошибки при его подборе приводят к лишним тратам, износам и деформациям конструкций, и в целом считаются опасными. Избежать их помогает лишь учет всех факторов влияния в комплексе.

От чего зависит параметр?

Данный тип крыш относится к простым, как правило их плоскость формируется двумя равноуклонными скатами с одним смежным хребтом по центру и одинаковой площадью. Более сложные конструкции имеют ассиметричное или разноуклонное исполнение и встречаются реже.

Угол скатов подбирается, исходя из:

• назначения крыши и подкровельного пространства;
• нагрузок на каркас и кровлю;
• вида выбранного кровельного покрытия и технологии его монтажа (включая требования к обрешетке);
• других критериев (совместимости с дизайном, планированием наращивания ската или заложения пристройки в будущем, дополнительных весовых нагрузок, необходимости частого перемещения по крыше).

Тип строения и его назначение

Строительные нормы относят к скатным конструкциям крыши с уклоном от 10-12°. При этом двускатные крыши с уклоном в пределах 10-30 ° считаются пологими, 30-45 – стандартными скатными, 45-60 – высокими и крутыми.

Жестких ограничений нет, но, как правило:

1. Простые чердачные и холодные крыши имеют уклон не менее 20°, но редко закладываются крутыми.

   Это объясняется соображениями практичности – при уклоне в 20° крыша имеет достаточную герметичность и ее конструкции хорошо продуваются. Но тратить деньги на увеличение крутизны скатов нет смысла.

2. Крыши над жилыми и мансардными этажами имеют уклон не менее 30 °, при необходимости наращивания объема полезного пространства крутизну скатов также увеличивают. Данное требование имеет свои исключения – помимо роста крутизны крыши внутренний объем может увеличиваться за счет поднятия аттиковых и фронтовых стен, но при креплении каркаса к перекрытию или поясу верхнего этажа оно соблюдается всегда.

Ветровая и снеговая нагрузки

Климатические условия в регионе имеют первостепенное значение – отклонение величины ветровых или снеговых нагрузок свыше нормативного приводит к необходимости изменения угла скатов или укреплению конструкции при неизменном значении уклона. Расчет нагрузок выполняется с помощью карт снеговых и ветровых нагрузок.

Расчетная величина снеговых нагрузок учитывается с поправочным коэффициентом равным 1 при угле скатов до 25°, 0,7- в диапазоне от 25 до 60° и 0 – при заложении крыш с крутизной от 60 °.

На практике влиянием осадков можно пренебречь при наклоне скатов от 45 ° при использовании гладких или не шероховатых кровельных материалов.

Полученная с помощью карты величина снеговой нагрузки является важной, но не единственной определяющей. По нормам она учитывается в комплексе с ветровой, рассчитываемой по более сложному алгоритму.

Помимо средней величины ветрового давления в регионе строительства, определяемой по карте, при расчете важно знать и учитывать:

• преобладающую розу ветров,
• высоту расположения самого здания с двускатной крышей и соседних построек,
• рельеф местности и вероятность возникновения ураганов или шквалов.

Расположение дома между высокими зданиями снижает величину ветровых нагрузок, и наоборот.

По этому типу выделяют три зоны:

• «А», с домами, расположенными на открытом пространстве, включая берега водоемов.
• «Б», с постройками в лесистой местности, поселках или небольших городах с препятствиями для ветра не выше 10 м.
• «В», с домами в городе с высокой плотностью застройки и высотой препятствий от 25 м.

Принадлежность к определенной зоне также зависит от близости соседних построек (расстояние от соседних препятствий не должно превышать 30-кратной высоты самого дома с двускатной крышей).

На практике это означает, что частные коттеджи с небольшой высотой преимущественно относятся к группе «Б». Исключение делают лишь для районов, примыкающих к ряду многоэтажных домов с высотой свыше 25 м.

Величина поправочного коэффициента для ветровой нагрузки определяется исходя из зоны расположения и высоты дома по таблице:

Высота здания, м	Зона «А»	Зона «Б»	Зона «В»
До 5 м	0,75	0,5	0,4
5-10 м	1	0,65	0,4
10-20 м	1,25	0,85	0,55

При профессиональном расчете полученное значение корректируется с учетом аэродинамических особенностей и направления ветра с целью исключения рисков срыва крыши.

У двускатных конструкций важно проверить как минимум две нагружаемые зоны (точки G и Н). Коэффициенты для каждой из них высчитываются отдельно и суммируются.

Несложно заметить, что влияние ветровых нагрузок снижается при правильном расположении фронтонов дома (не всегда возможного) или при уклоне скатов в пределах 45°. Как следствие, в регионах с сильными ветрами крышу закладывают более пологой, и наоборот.

Помимо этого, при неблагоприятных условиях ужесточаются требования к креплениям кровельного покрытия и ограничивается длина выноса скатов в нижней части.

Значения ветровой и снеговой нагрузки суммируются и учитываются при выборе в комплексе, при превышении суммы более 300 кг/м2 крыша нуждается в более прочном каркасе и креплениях или корректировке уклона.

Как правило, влияние осадков преобладает, в регионах с частыми снегопадами крутизну двускатной крыши пригодится увеличивать, несмотря на рост трат на крепежи и высокую стропильную систему.

Но в регионах с особо неблагоприятными условиями (а именно — с сильными ветрами и обильными осадками в зимнее время) требования к крутизне скатов противоречат друг другу. Выбор уклона скатов в таких случаях должны делать специалисты.

Характеристики и рекомендации производителей кровельного материала

Жесткость, пластичность (устойчивость формы), водонепроницаемость, тип и качество поверхности кровельных покрытий оказывают прямое влияние на герметичность и долговечность двускатной крыши.

При выборе уклона скатов ключевое значение имеют:

1. Степень шероховатости и качество покрытия. Гладкие и имеющие усиленную антикоррозийную защиту материалы практически не задерживают осадки на поверхности.

   Шероховатые кровли чаще укладываются на крутых скатах.

2. Требования технологии монтажа. Величина нахлеста на стыках, число точек крепежа и другие правила герметизации покрытия обязательно указываются производителями и учитываются как при расчете количества материала, так и при выборе минимального допустимого и оптимального угла скатов.
3. Требования к обрешетке. Помимо стандартного заложения сплошной обрешетки под мягкими или пластичными видами кровли следуют помнить, что на крутых крышах обрешетка выполняется более разряженной, и наоборот.

Какой должен быть оптимальный угол?

Оптимальное значение подбирается исходя из всех перечисленных критериев, с преобладающим влиянием климатических условий в регионе и других весовых нагрузок (в свою очередь зависящих от площади, парусности, типа пирога скатов и необходимости размещения на них дополнительных предметов).

Большинство специалистов рекомендуют выбрать уклон в 20-25° при нежилом назначении крыши (исключение делают лишь в районах с большим количеством выпадающего снега), и 40-45 – жилом. Отклонение или корректировка в пределах 5° у скатных крыш не считаются критичными.

Минимальный, в зависимости от кровельного материала

Установленный производителями минимум в зависимости от типа покрытия составляет:

1. 5-11 ° для мягких рулонных покрытий и гибкой черепицы, при оптимальном пределе в 20-25° в случай двускатных конструкций. При этом обрешетка под такими видами кровли без исключения выполняется сплошной.
2. 6° для еврошифера. Заложение разряженной обрешетки допускается при уклоне от 10-15° — на разряженную при шаге в 45 см, от 15 ° — шаге в 45-60 см. Укладывать ондулин на слишком крутые скаты не рекомендуется.
3. 8-12° для профлиста (профнастила) и фальцевой кровли при условии усиленной герметизации стыков, 15 ° — в остальных случаях. Этот же минимум выбирается при планировании покрытия крыши композитной листовой черепицей.
4. 14° для металлочерепицы при герметизации стыков силиконом, от 20 ° — при обычном монтаже.
5. 30-35° — для обычного шифера, 22-25° — у усиленных листов из асбестоцемента.
6. 22-25° — для керамической черепицы.

Расчет

Во избежание ошибок расчет лучше выполнять с помощью онлайн-калькулятора. При отсутствии такой возможности, пошагово:

• определяется предварительное значение уклона скатов исходя из назначения крыши и требований к объему под кровлей;
• вычисляется геометрические параметры крыши, ориентировочная площадь и вес скатов с учетом выноса карнизов;
• по климатическим картам вычисляется снеговая и ветровые нагрузки;
• суммарная величина нагрузки сравнивается с допустимой, при отклонении уклон ската меняется и расчет повторяется — это же проводится при необходимости снижения влияния снеговой или ветровой нагрузки;
• проверенное значение используется при расчете каркаса и пирога двускатной крыши.

Расчет выполняется с помощью тригонометрических формул с обязательным учетом длины выноса скатов. Специалисты рекомендуют сравнить несколько вариантов, при необходимости – с изменением типа покрытия или усилением конструкций.

Видео-урок по расчету угла наклона двускатной крыши:

Заключение

Подводя итог стоит отметить, что в случае простых двускатных крыш данный параметр проще подобрать с помощью строительных калькуляторов или программ. Выбор уклона скатов для сложных и ассиметричных крыш стоит доверить специалистам.