Как посчитать уклон кровли в процентах и градусах

Как посчитать уклон кровли в процентах и градусах

Существуют нормативы на уклоны при проектировании различных коммуникаций и сооружений, которыми руководствуются в своей работе архитекторы и строители. Пользоваться можно любыми размерностями, в том числе и градусами. На практике принято крутые склоны обозначать в градусах, а пологие — в процентах и промилле.

• Способы вычисления склона в процентах
• Определение угла наклона через тангенс
• Соотношение величин с уклоном крыши

Как образуется угол наклона?

Сторонами острых углов крыши являются скаты, а также горизонтальная поверхность настила. Именно между ними образуется угол наклона, который зависит от объективного фактора: вида крыши. Их выделяют несколько.

1. Пологая крыша (используется для большей экономии средств, так как на фоне крутой крыши материал для нее значительно дешевле; стоит отметить, что дома с такими крышами, как правило, находятся в регионах с минимальным количеством осадков).
2. Высокая крыша (достаточно красивый вариант кровли, однако более дорогостоящий, так как требует дополнительных затрат на материал, к тому же дома с высокими крышами не могут быть построены в областях, где характерны сильные ветра).
3. Плоская крыша (один из самых экономных вариантов настила крыши, однако следует учитывать, что уклон, хоть и не ярко выраженный, должен быть обязательно, иначе вода не сможет стекать, а при обильном снегопаде конструкция и вовсе может не выдержать, поэтому при строительстве данной крыши необходимо поставить водоотвод).
4. Скатная крыша (поверхность кровли наклонена в сторону наружных стен, особенно популярный вид для загородных домов из-за климатических условий нашей страны).

Как перевести градусы в проценты

Показатели, указывающие в документации уклон кровли градусами и процентами, верны. Не существует никаких формул перевода этих значений. Все руководствуются только специально разработанной таблицей:

Пользоваться ей довольно просто. Главное, надо знать исходное расчетное значение, выраженное в градусах или процентах. Далее, по таблице находят соответствующий показатель, выраженный в другой измерительной системе.

После того как выяснили, чем измеряется уклон кровли и способ перевода систем измерений, надо изучить факторы, влияющие на образование угла. Их нельзя игнорировать, так как это грозит неправильно распределенной нагрузке кровли. От чего зависит ее длительность эксплуатации.

Влияние климатических факторов

На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.

Карта снеговых нагрузок РФ

Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.

Расчет снеговых нагрузок

На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.

Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:

• угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
• от 25° до 60° — 0,7;
• на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.

Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.

И все это крыша должна выдержать

Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м². Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м² * 0,7 = 167 кг/м². Это — только часть расчета угла наклона крыши.

Расчет ветровых нагрузок

Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.

Карта ветровых нагрузок РФ

Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:

• Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
• Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
• Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.

Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).

В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания. Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.

Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м². В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м² * 0,5 = 16 кг/м².

Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).

Коэффициенты для учета аэродинамической составляющей ветровой нагрузки

Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.

Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м². Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.

Итак, выводы. Рассчитать угол наклона крыши — это, Скорее, выбрать один из возможных вариантов. Важно только чтобы выбор этот оказался правильным.

Анатолий Рыцев / Мастер — строитель, автор сайта

Мастер — строитель. Занимается внутренними и фасадными отделочными работами всех видов: малярка, штукатурка, оклейка обоев, все виды плиточных работ, а также строительством загородных домов.

Разуклонка

Разуклонка крыши это комплекс мероприятий, которые выполняются для создания уклона плоских крыши, создания на ней коньков и ендов. Данное мероприятие помогает решить проблему с застаиванием воды.

Для плоских крыш минимально допустимый уклон составляет 1,5 градусов (желательно сделать больше) и он должен быть сделан так, чтобы вода с крыши стекала в специальные водоприемные воронки. Для этого обычно используются цементные стяжки или керамзит.

Если речь идет о разуклонки крыши во время ремонта, а не строительства здания, тогда лучше использовать другие материалы (пенобетон, пенополиуретан, плитные материалы), так как стяжка значительно увеличит нагрузку на кровлю. А это уже чревато непредсказуемыми последствиями.

Что еще надо знать при выборе угла наклона крыши:

• Уклон в ендове должен быть не менее 1%;
• При угле наклона крыши менее 10%, если используются рулонные битумные материалы, верхний слой обязательно должен быть защищен гравием (10-15 мм) или каменной крошкой (3-5 мм);
• При использовании в качестве кровельного материала шифера или профнастила, обязательно выполняется герметизация стыков между ними;
• От выбора угла наклона крыши будет зависеть способ отвода дождевых и талых вод.

Как вы уже поняли от выбора угла ската крыши зависит многое. Специалисты говорят, что оптимальный уклон крыши рассчитывается для каждого здания индивидуально.

Надо во внимание взять многие факторы: климатические условия, конструкция здания, какой кровельный материал будет использоваться и т.д. Так что универсального ответа нет.

Минимальный уклон кровли

Кровельный материал, являющийся одним из главных элементов структуры верхней плоскости, также предусматривает определенные рекомендации уклона в зависимости от своего типа.

• В случае с профнастилом устанавливают угол на уровне 12 градусов, для металлочерепицы данный показатель следует увеличить до 15º.
• Ондулин или мягкую черепицу на простонародном языке можно укладывать при склоне в 11 градусов. Вот только в этом случае также есть один нюанс, который заключается в сплошной обрешетке.
• При укрытии керамической черепицы наклон должен быть минимум 22º. Также стоит учесть, что стропильная система поддается большим нагрузкам в случае небольшой наклонности ската. Во избежания перегрузок следует этот фактор взять на вооружение во время проектирования.
• К самым распространенным видам поверхностного покрытия относится шифер. При настилании асбестоцементных волнистых листов показатель склона кровли не должен превышать 28%. Те же требования и к стальным плоскостям.
• Минимальный уклон кровли из сэндвич панелей по нормам составляет 5 градусов, если планируются окна в панелях, то уклон увеличивается до 7 градусов.

По какому СНиП посмотреть уклон кровли? Оптимальный и минимальный уклон кровельного материала вы можете посмотреть в СНиП II-26-76 Кровли.

Зависимость уклона от выбора кровельного покрытия

Уклон кровли: факторы влияния

Остановимся более подробно на каждом из факторов.

Ветровая нагрузка. Параметр, прямо пропорциональный углу ската: чем больше наклон, тем большее сопротивление ветру оказывает крыша, но и тем выше вероятность того, что покрытие может быть разрушено. Малый угол ската – меньше сопротивление, но в этом случае ветер проникает под стыки и может сорвать листы кровли. Специалисты рекомендуют для районов с частыми сильными порывами ветра угол ската – 15-20 градусов (в процентах 27-36), для местности с несильными ветрами – 35-40 (в процентах 70-84).

Дождь и снег. Чем больше уклон ската, тем быстрее и лучше сходит снег и уходит вода. Практика показывает, что для районов с большим количеством осадков самый оптимальный вариант – 45 градусов, а для небольших осадков достаточным будет угол в 30 градусов. При меньшей величине уклона кровли вода может загоняться под стыки и нарушать герметичность кровли даже при небольшом ветре.

Материал для кровли. Самый важный фактор, при правильном учете которого кровля будет служить долго и надежно. Укажем рекомендуемые углы наклона.

1. Штучные материалы: черепица и шифер. Для керамической и битумной черепицы наименьший уклон – 11 градусов. Для шифера (асбоцементные листы) – 9 градусов. Такие скаты предотвращают накапливание и просачивание воды на стыках.
2. Рулонные материалы – рубероид, рубемаст, мембранное покрытие и другие. Кровля состоит из нескольких слоев: небольшой уклон (2-5 градусов) – 3,4 слоя, больший угол (до 18) – 2 слоя. Материалы достаточно дешевы, легко укладываются, ремонтируются, но недолговечны и требуют для скатной кровли сплошной обрешетки (конструкция из досок, на которую крепится кровля).
3. Профнастил – рекомендуемый угол наклона составляет 12 градусов. При меньших углах необходимо проклеивать стыки кровли герметиками.
4. Ондулин – облицовочный и кровельный материал. Оптимальный угол ската – 5-6 градусов.

Отметим, что перечисленные материалы обладают своими относительными преимуществами и недостатками для разных климатических и температурных условий, разных строений, разных конструкций крыши и, наконец, разных предпочтений и возможностей хозяина постройки. Но, в любом случае, чтобы рассчитать количество материала, обязательно надо учитывать указанные минимальные или оптимальные углы ската кровли.

Что влияет на уклон крыши?

В конструкции жилых домов обычно сооружается скатная кровля, которая в зависимости от наклона может быть таких видов:

• пологая – от 12 до 30°;
• традиционная – 30-45°;
• крутая – от 45 до 60°.

Выбор угла наклона осуществляется в зависимости от природных факторов (ветровых и снеговых факторов) в определенном регионе и разновидности кровельного покрытия.

Ветровая нагрузка

Для регионов с большими ветровыми нагрузками оптимальное значение угла ската кровли находится в диапазоне от 25 до 30°. На другие кровельные конструкции сильные порывы ветра воздействуют следующим образом:

• Крутые кровли – характеризуются большой площадью скатов, что способствует высокой парусности. Т.е. сильный ветер стремится опрокинуть такие крыши.
• Чрезмерно пологие – ветровые нагрузки воздействуют преимущественно на нижнюю часть, стремясь приподнять такие конструкции.

Рисунок 1. Воздействие ветра на крутые и пологие кровли

Однако наличия данных только по среднестатистической ветровой нагрузке в конкретной местности недостаточно. При проектировании кровельных конструкций требуется учитывать множество других факторов – преобладающее направление ветра, наличия препятствий для его распространения (здания, естественные или искусственные барьеры и т.д.), высота дома.

Нагрузка снеговая

На угол наклона кровли оказывает влияние среднегодовое количество осадков в зимний период. Чем больше снежный покров зимой, тем круче должна быть кровельная система. В этом случае снег будет беспрепятственно сползать со скатов.

Рисунок 2. Образование снежного покрова на разных участках крыши

На пологих крышах скапливаются снеговые массы, что создает значительные весовые нагрузки на стропильную конструкцию и само покрытие.

Рисунок 3. Снеговые нагрузки для скатов с разным наклоном

Как измерить уклон конструкции?

Таблица соотношения градус/процент уклона крыши. Уклон крыши можно узнать через высоту конька. Для этого определяется соотношение между высотой конька крыши и половиной заложения, полученный результат умножается на 100. По этому значению в процентах и узнается угол уклона крыши (см. таблицу).

Расчет уклона кровли – это один из важнейших процессов, от него зависит надежность конструкции, ее устойчивость к самым разнообразным нагрузкам. Оптимальный угол скатной кровли – от 11 до 45 градусов. При увеличении угла можно добиться снижения снеговых нагрузок, но вот ветровые от этого только усилятся, а это потребует усиления стропильной системы, обрешетки, контробрешетки, что в конечном итоге приведет к увеличению веса кровли, нагрузкам от ее собственного веса и просто к удорожанию строительства.

Важно помнить и то, что уклон зависит от типа кровельных материалов, их качества и количества. Немалое влияние оказывает и климатический регион.

Чтобы точно определить угол плоской либо скатной крыши, необходимо правильно учесть все нагрузки на конструкцию. К ним относят:

• общую массу возводимой конструкции;
• снегову нагрузку для конкретного региона.

Формулы расчета уклона кровли. Во внимание следует принимать не только расчетные значения, но и ветровую/снеговую нагрузку. В районах с сильными ветрами надо использовать минимальный уклон кровли.

Оптимальный угол скатной кровли рассчитывается таким образом: сначала требуется определить массу одного квадратного метра каждого слоя кровельного пирога, при этом учитываются стропила, обрешетка, утеплитель, гидроизоляция и прочее. Полученные значения складываются между собой, после чего результат умножается на специальный коэффициент 1,1. Для этого нам необходимо использовать такие математические данные, как длина стропил, тангенс для угла наклона крыши, половина длины пролета дома, высота конька.

Кроме математических формул будет полезна таблица Брадиса, где указаны требуемые значения. Из формул чаще всего надо будет пользоваться такими:

• вычисление длины стропил. Это высота конька, умноженная на угол в градусах между линией пролета и скатом;
• высота конька крыши, то есть вычисление средней линии треугольника, образованного пролетом и скатом крыши.

Пример расчетов

Устройство уклономера конструкции Козловского: а – вид сверху и сбоку; б – шарнир в разрезе; в – маятник, нижняя часть ; 1 – пластина; 2 – кольцо; 3 – ось для маятника; 4 – планка для крепления маятника 5 с указателем 9; 6 – направляющая для маятника; 7 – рамка прибора; 8 – груз-маятник; 10 – шкала измерительная; 11 – опорная рейка.

Рассмотрим случай, когда толщина укладываемой обрешетки составляет 2,5 см, а кв. м кровли весит 15 кг. При этом укладывается утеплитель с толщиной слоя в 10 см, вес которого на кв. м составляет 10 кг. При покрытии крыши используется ондулин, вес кв. м которого равен 3 кг.

Расчет нагрузки для уклона будет выполнен таким образом:

1,1х(15+10+3)=30,8 кг на кв. м

Также учитываем, что обычно нагрузка принимается за значение до 50 кг на кв. м, но цифра эта несколько завышена для того, что обеспечить некоторый запас. То есть полученное нами значение полностью соответствует норме.

Оптимальный угол скатной кровли рассчитывается при помощи математического инструмента, это таблица Брадиса, где приняты такие значения:

• угол наклона в градусах – 5, относительная величина – 0,8;
• угол – 10, относительная величина – 0,17;
• угол – 5, величина – 0,26 и так далее.

Зависимость площади мансарды от угла наклона крыши: если взять слишком большой угол наклона кровли, это сократит количество полезной площади мансарды. Слишком маленький угол наклона приведет к затруднению эксплуатации самой кровли: очищению от осадков, прочности.

При этом коэффициент зависит от угла уклона в градусах, если он не превышает 25 градусов, то коэффициент принимаем за единицу. При угле от 25 до 16 – коэффициент принимается за 1,25 и так далее.

Для расчета тоже может применяться таблица Брадиса, которая позволяет после этого узнать угол, который соответствует полученной цифре. Высота конька в данном случае определяется таким образом:

• сначала производятся подсчеты для ширины пролета;
• полученная ширина делится на два;
• значение умножается на величину, индивидуальную для угла наклона.

Так как посчитать уклон кровли? Все очень просто: при ширине здания в 8 м получаем значение половины пролета – 4 м. Теперь считаем высоту стропил для уклона в 25 градусов. Таблица дает нам значение коэффициента в 0,47. Теперь половину ширины умножаем на полученное число, то есть 4х0,47 и получаем, что стропила крыши надо поднимать на 1,88 метра.

Чтобы выбрать угол уклона, необходимо провести соответствующие расчеты. От этого зависит многое, в том числе и выбор материалов, высота конька. Такие расчеты нужны для организации правильного стока воды, устойчивости к снеговым, ветровым нагрузкам. В некоторых случаях требуется перевод в проценты полученного значения, но чаще всего для расчетов применяется таблица Брадиса. Кроме того, на все значения оказывает влияние материал кровельного пирога, то есть утеплитель, гидроизоляция, стропила, покрытие.