Двускатные крыши можно, пожалуй, отнести к наиболее популярным среди частных застройщиков. Их стропильная система обычно не отличается высокой сложностью как в расчётах, так и в практической реализации. Но сама по себе двускатная крыша становится весьма надежной, практичной, привлекательной внешне, а кроме того – при должном планировании позволяет полезно использовать чердачное помещение, вплоть до оборудования там полноценной жилой комнаты.
Одним из ключевых параметров при расчетах самих стропильных систем и кровельных покрытий, в том числе - нагрузок, которые будут на них выпадать в ходе эксплуатации, является угол уклона скатов. Его расчет , в принципе, несложен, но заученные еще в школе формулы имеют свойство постепенно подзабываться. Чтобы упростить себе задачу – используйте калькулятор расчета угла наклона двускатной крыши, предлагаемый в этой публикации. Несколько необходимых пояснений будет приведено ниже.
Калькулятор расчета угла наклона двускатной крыши
Проекты возводимых загородных особняков могут учитывать множество требований, пожеланий и даже причуд или «капризов» их владельцев владельца. Но всегда их «роднит» общая особенность — без надежной крыши никогда не обходится ни одно их зданий. И в этом вопросе на первый план должны выходить не столько архитектурные изыски заказчика, сколько специфические требования к этому элементу строения. Это надежность и устойчивость всей стропильной системы и кровельного покрытия, полноценное выполнение крышей своего прямого предназначения - защиты от проникновения влаги (а в ряде случаев, кроме того, еще и термо- и звукоизоляции), при необходимости - функциональность расположенных непосредственно под кровлей помещений.
Проектирование конструкции крыши - дело чрезвычайно ответственное и достаточно непростое, особенно при сложных ее конфигурациях. Разумнее всего будет доверить это дело профессионалам, которое владеют методикой проведения необходимых расчетов и соответствующим программным обеспечение для этого. Однако, владельцу дома тоже могут быть интересны некоторые теоретические моменты. Например, немаловажно знать, как рассчитать угол наклона крыши самостоятельно, хотя бы приблизительно — для начала. Это даст возможность сразу прикинуть возможность реализации своих «авторских прикидок» — по соответствию задуманного реальным условиям региона, по «архитектуре» самой крыши, по планируемому кровельному материалу, по использованию чердачного помещения. В определенной степени рассчитанный угол ската кровли поможет провести предварительный подсчет параметров и количества пиломатериалов для стропильной системы, общей площади кровельного покрытия.
В каких величинах удобнее измерять угол ската крыши?
Казалось бы - совершенно излишний вопрос, так как все со школьной скамьи знают, что угол измеряется в градусах. Но ясность здесь все же нужна, потому что и в технической литературе, и в справочных таблицах, и в привычном обиходе некоторых опытных мастеров нередко встречаются и иные единицы измерения - проценты или же относительные соотношения сторон.
И еще одно необходимое уточнение — что принимается за угол наклона крыши?
Угол наклона - это угол, образованный пересечением двух плоскостей: горизонтальной и плоскостью ската кровли. На рисунке он показан буквой греческого алфавита α.
Интересующие нас острые углы (тупоугольных скатов не может быть просто по определению), лежит в диапазоне от 0 до 90°. Скаты круче 50 ÷ 60 ° в «чистом» виде встречаются чрезвычайно редко и то, как правило, для декоративного оформления крыш - при строительстве остроконечных башенок в готическом стиле. Однако есть и исключение - такими крутыми могут быть скаты нижнего ряда стропил крыши мансардного типа.
И все же чаще всего приходится иметь дело со скатами, лежащим в диапазоне от 0 до 45°
С градусами понятно - все, наверное, представляют транспортир с его делениями. А ка быть с другими единицами измерения?
Тоже ничего сложного.
Относительное соотношение сторон - это максимально упрощенная дробь, показывающая отношение высоты подъёма ската (на рисунке выше обозначена латинской Н) к проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (на схеме - L).
L - это может быть, в зависимости от конструкции крыши, половина пролета (при симметричной двускатной крыше), пролет полностью (если крыша односкатная), либо, при сложных конфигурациях кровли, действительно линейный участок, определяемый проведенной к горизонтальной плоскости проекцией. Например, на схеме мансардной крыши такой участок хорошо показан - по горизонтальной балке от самого угла до вертикальной стойки, проходящей от верхней точки нижнего стропила.
Угол уклона так и записывается, дробью, например «1: 3».
Однако, на практике нередко случается так, что использовать величину угла уклона в таком представлении будет чрезвычайно неудобен, если, скажем, числа в дроби получаются некруглые и несокращаемые. Например, мало что скажет неопытному строителю соотношение 3: 11. На этот случай есть возможность воспользоваться еще одной величиной измерения уклона крыши - процентами.
Находится эта величина чрезвычайно просто - необходимо просто найти результат деления уже упомянутой дроби, а затем умножить его на 100. Например, в приведенном выше примере 3: 11
3: 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %
Итак, получена величина уклона ската кровли, выраженная в процентах.
А что делать, если требуется перейти от градусов к процентам или наоборот?
Можно запомнить такое соотношение. 100 % — это угол 45 градусов, когда катеты прямоугольного треугольника равны между собой, то есть в нашем случае высота ската равна длине его горизонтальной проекции.
В таком случае, 45° / 100 = 0,45° = 27´. Один процент уклона равен 27 угловым минутам.
Если подойти с другой стороны, то 100 / 45° = 2,22 %. То есть получаем, что один градус - это 2, 22% уклона.
Для простоты перевода величин из одних в другие можно воспользоваться таблицей:
.jpg)
Для наглядности будет полезным привести графическую схему, которая очень доступно показывает взаимосвязь всех упомянутых линейных параметров с углом ската и величинами его измерения.
К этому рисунку еще предстоит вернуться, когда будут рассматриваться виды кровельных покрытий.
Зависимость типа кровельного покрытия от крутизны ската
Планируя постройку собственного дома, хозяин участка наверняка уже проводит «прикидку» и своей голове, и с членами семьи - как будет выглядеть их будущее жилье. Кровля в этом вопросе, безусловно, занимает одно из первостепенных значений. И вот здесь необходимо учитывать то, что далеко не всякий кровельный материал может использоваться на различных по крутизне скатах крыш. Чтобы не возникало недоразумений позднее, необходим заранее предусматривать эту взаимосвязь.
Крыши по углу наклона ската можно условно разделит на плоские (уклон до 5°), с малым уклоном (от 6 до 30°) и крутоуклонные, соответственно, с углом ската более 30°.
У каждого из типов крыш есть свои достоинства и недостатки. Например, плоские крыши имеют минимальную площадь, но потребуют особых мер гидроизоляции. На крутых крышах не задерживаются снежные массы, однако они больше подвержены ветровой нагрузке из-за своей «парусности». Так и кровельный материал - в силу собственных технологических или эксплуатационных особенностей имеет определенные ограничения на применения с разными уклонами скатов.
Обратимся к уже рассматриваемому ранее рисунку (схема A). Черными кружками с дугообразными стрелками и синими цифрами обозначены области применения различных кровельных покрытий (острие стрелки указывает на минимально допустимое значение крутизны ската):
1 - это дранка, щепа, натуральный гонт. В этой же области лежит и применение до сих пор используемых в южных краях камышовых кровель.
2 - натуральное штучное черепичное покрытие, битумно-полимерные плитки, сланцевые плитки.
3 - рулонные материалы на битумной основе, не менее четырёх слоев, с внешней гравийной посыпкой, утопленной в слой расплавленной мастики.
4 - аналогично пункту 3, но для надёжности кровли достаточно трех слоев рулонного материала.
5 - аналогичные вышеописанным рулонные материалы (не менее трех слоев), но без наружной защитной гравийной посыпки.
6 - рулонные кровельные материалы, наклеиваемые на горячую мастику не менее, чем в два слоя. Металлочерепица, профнастил.
7 - волнистые асбестоцементные листы (шифер) унифицированного профиля.
8 - черепичное глиняное покрытие.
9 - асбестоцементные листы усиленного профиля.
10 - кровельная листовая сталь с развальцовкой соединений.
11 - шиферное покрытие обычного профиля.
Таким образом, если есть желание покрыть крышу кровельным материалом определенного типа, угол уклона ската должен планироваться в указанных рамках.
Зависимость высоты конька от угла наклона крыши
Для тех читателей, которые хорошо помнят курс тригонометрии средней школы, этот раздел может показаться неинтересным. Они могут сразу его пропустить и перейти дальше. А вот подзабывшим это нужно освежить знания о взаимозависимости углов и сторон в прямоугольном треугольнике.
Для чего это надо? В рассматриваемом случае возведения крыши всегда в расчетах отталкиваются от прямоугольного треугольника. Два его катета - это длина проекции ската на горизонтальную плоскость (длина пролета, половины пролета и т.п. - в зависимости от типа крыши) и высота ската в высшей точке (на коньке или при переходе на верхние стропила - при расчете нижних стропил мансардной крыши). Понятно, что постоянная величина здесь одна - это длина пролета. А вот высоту можно изменять, варьируя угол наклона крыши.
В таблице приведены две основные зависимости, выраженные через тангенс и синус угла наклона ската. Существуют и иные зависимости (через косинус или котангенс) но в данном случае нам достаточно этих двух тригонометрических функций.
.jpg)
Зная эти тригонометрические тождества, можно решить практически все задачи по предварительному проектированию стропильной конструкции.
Так, если необходимо «плясать» от четко установленной высоты подъёма конька, то отношением tg α = H / L несложно будет определить угол.
По полученному делением числу в таблице тангенсов находят угол в градусах. Тригонометрические функции часто бывают заложены в инженерные калькуляторы, они есть в обязательном порядке в таблицах Exel (для тех, кто умеет работать с этим удобным приложением. Правда, там расчет ведется не в градусах, а в радианах). Но чтобы нашему читателю не приходилось отвлекаться на поиски нужных таблиц, приведем значение тангенсов в диапазоне от 1 до 80°.
.jpg)
В случае, наоборот, когда за основу берется угол наклона кровли, высота расположения конька определяется по обратной формуле:
Теперь, имея значения двух катетов и угла наклона кровли, очень просто вычислить и требуемую длину стропила от конька до карнизного свеса. Можно применить теорему Пифагора
S = √ (L² + H²)
Или же, что, наверное, проще, так как уже известна величина угла, применить тригонометрическую зависимость:
Значение синусов углов — в таблице ниже.
.jpg)
Умелое использование тригонометрических формул позволяет, при нормальном пространственном воображении и при умении выполнять несложные чертежи, провести расчеты и более сложным по конструкции крыш.
Например, даже кажущуюся такой «навороченной» вальмовую или мансардную крышу можно разбить на совокупности треугольников, а затем последовательно просчитать все необходимые размеры.
Зависимость размеров помещения мансарды от угла наклона скатов крыши
Если хозяевами будущего дома планируется использовать чердак в качестве функционального помещения, иначе говоря - сделать мансарду, то определение угла ската крыши приобретает вполне прикладное значение.
Чтобы стало несколько понятнее, лучше выполнить подобную схему в определенном масштабе. Вот, например, как будет выглядеть мансардное помещение в доме с шириной фронтонной части 10 метров. Следует учитывать, что высота потолка никак не может быть ниже 2 метров. (Откровенно говоря, и двух метров маловато для жилого помещения- потолок будет неизбежно «давить» на человека. Обычно исходят из высоты хотя-бы 2.5 метра).
Можно привести уже подсчитанные средние значения получаемой в мансарде комнаты, в зависимости от угла наклона обычной двускатной крыши. кроме того, в таблице приведены величины длины стропил и площади кровельного материала с учетом 0,5 метров карнизного свеса кровли.
.jpg)
Итак, чем круче наклон скатов, тем просторнее помещение. Однако, это сразу отзывается резким увеличением высоты стропильной конструкции, возрастанием размеров, а стало быть - и массы деталей для ее монтажа. Гораздо больше потребуется и кровельного материала - площадь покрытия также быстро растет. Плюс к этому, нельзя забывать и о возрастании эффекта «парусности» — большей подверженности ветровой нагрузке. Видам внешних нагрузок будет посвящена последняя глава настоящей публикации.
Чтобы в определенной степени нивелировать подобные негативные последствия, проектировщики и строители часто применяют особую конструкцию мансардной крыши - о ней уже упоминалось в настоящей статье. Она сложнее в расчетах и изготовлении, но дает существенный выигрыш в получаемой полезной площади мансардного помещения с уменьшением общей высоты здания.
Зависимость величины внешних нагрузок от угла наклона крыши
Еще одно важнейшее прикладное применение рассчитанного значения угла наклона кровли - это определение степени его влияния на уровень внешних нагрузок, выпадающих на конструкцию крыши.
Здесь прослеживается интересная взаимосвязь. Можно заранее рассчитать все параметры - углы и линейные размеры, но всегда в итоге приходят к деталировке. То есть необходимо определить, из какого материала будут изготавливаться детали и узлы стропильной системы, какова должна быть их площадь сечения, шаг расположения, максимальная длина между соседними точками опоры, способы крепления элементов между собой и к несущим стенам здания и многое другое.
Вот здесь на первый план выходят нагрузки, которые испытывает конструкция крыши. Помимо собственного веса, огромное значение имеют внешние воздействия. Если не брать в расчет несвойственные для наших краев сейсмические нагрузки, то главным образом надо сосредоточится на снеговой и ветровой. Величина обеих - напрямую связана с углом расположения кровли к горизонту.
Итак, трудно преуменьшить значение правильного расчета угла наклона крыши, влияние этого параметра на целый ряд важнейших характеристик стропильной системы, да и всего здания в целом. Хотя проведение настоящих архитектурных расчетов, конечно, является в большей мере прерогативой специалистов, умение ориентироваться в основных понятиях и проводить несложные базовые вычисления - будет очень полезным для каждого грамотного владельца дома.
И в завершение статьи - видео-урок по расчету стропильной системы обычной двускатной крыши:
В системе основных конструктивных элементов (фундамент, стены, перекрытия, крыша) любого дома или здания роль архитектурного завершения принадлежит крыше, которая не только определяет внешний вид дома, но и в главной своей части выполняет функции защиты от атмосферного воздействия (снег, дождь, солнечное излучение). И оттого, как эти функции выполняются, в немалой степени зависят безопасность, комфорт и самочувствие жильцов.
Конструктивно любая крыша делится на две части: несущая (стропила, фермы, панели) и ограждающая кровля (оболочка).
Крыша и ее части
Крыши делятся на односкатные и многоскатные. В свою очередь, у многоскатных крыш есть свои подвиды (в зависимости от количества и расположения скатов): вальмовая, шатровая, мансардная, щипцовая и другие.
Конструктивно любая крыша делится на две части: несущая (стропила, фермы, панели) и ограждающая кровля (оболочка). Для выполнения своих защитных функций крыши строятся под некоторым углом (уклон ската) к горизонту. Угол может измеряться в градусах или в процентах. Прилагаем таблицу перевода одних единиц измерения в другие (см. таблицу). Если уклон не превышает 3-5 градусов (в процентах 5-9), то крыша называется плоской. Для больших углов получаем скатные крыши (скат - наклонная плоскость). По форме, в зависимости от количества скатов, крыши делятся на односкатные и многоскатные. В свою очередь, у многоскатных крыш есть свои подвиды (в зависимости от количества и расположения скатов): вальмовая, шатровая, мансардная, щипцовая и другие.
Что же влияет на этот параметр крыши?
- Сила ветра - чем больше уклон, тем большую величину ветровых нагрузок выдерживает крыша.
- Атмосферные осадки - для регионов с большим количеством осадков в виде снега, дождей рекомендуются крутые крыши, препятствующие скоплению снега, листьев, грязи.
- Кровельное покрытие - для каждого материала покрытия рекомендуется свой оптимальный наклон.
- Архитектурные предпочтения - по местным традициям в разных регионах предпочтение отдается той или иной конструкции.
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.
- 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.
- 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).
- Профнастил - рекомендуемый угол наклона составляет 12 градусов. При меньших углах необходимо проклеивать стыки кровли герметиками.
- 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.
Самостоятельный математический расчет элементов крыши
Таблица преобразования градусов в проценты.
Рассмотрим примеры практического применения таблицы преобразования градусов в проценты. Чтобы найти высоту конька (точки соединения скатов) математическим способом, применим следующий алгоритм.
Пусть ширина строящегося дома составляет 8 метров. После выбора материала кровли, учета климатических условий, бюджетных возможностей определяем, что угол уклона должен составлять 24 градуса. Берем половину ширины дома (4 метра), умножаем на 44,5 (из таблицы для угла в 24 градуса) и делим на 100. Получаем результат: 4*44,5/100 = 1,78 м. Примерно 1,8 м - это и есть высота конька, на которую должны быть подняты стропила.
Таким образом, варьируя материал (ассортимент широко представлен на современном рынке) согласно климатическим условиям и бюджету, вы сами сможете выбрать нужный уклон кровли и рассчитать высоту крыши, используя в качестве инструментов только рулетку, угольник и калькулятор.
Бывают случаи, когда необходимо уже готового строения. Найти его несложно по следующей формуле: i = H / L, где i - уклон кровли, H - высота конька, L - половина пролета (ширины здания). Если нужно произвести расчет в процентах, то применяем формулу: i = H / L * 100%.
Уклон = 1,78 / 4 * 100% = 44,5%
Из таблицы преобразования “градусы в проценты” для 44,5% находим величину 24 - градусная мера.
Вот так, доступно и просто вы можете самостоятельно посчитать параметры кровли: ее уклона, формы, материала.
Крыша — венец каждого здания, поскольку она влияет не только на внешность фасада, но и придает ему особенный и завершенный вид. Поэтому, определяясь с правильным сочетанием размеров сооружения, каждый человек сталкивается с необходимостью произвести расчет ската крыши.
Конечно, лучше всего поручить решение этого вопроса специалистам, однако если вы желаете выполнить все это самостоятельно, вам следует ознакомиться с несколькими подходами, каждый из которых базируется на определенном приоритете.
Факторы, которые определяют угол ската крыши:
- климатические условия данного района;
- кровельный стройматериал;
- скорость ветра;
- проект крыши;
- дизайн фасада.
Виды кровли и расчетный угол наклона:
1. Односкатная
Является наиболее распространенной формой для строительства подсобных сооружений. Главным ее преимуществом считается экономичность. Рекомендуемый угол ската данного типа крыши варьируется от 9° до 25°.
2. Двухскатная
Такая крыша образуется путем соединения по одной линии 2-х площадей, которые создают скаты в разные стороны. Оптимальный угол ската двухскатной крыши варьируется от 5°-60° и зависит от типа кровельного стройматериала и снеговой нагрузки. Если планируется большая снеговая нагрузка, то скат крыши и его угол наклона увеличиваю от 45°-60°.
3. Вальмовая
Сегодня данный вид крыши — самый востребованный способ строительства. Уклон в этом случае варьируется от минимума к максимуму - все зависит вашего воображения.
4. Мансардная
Представляет собой один из вариантов вальмовой крыши, которая несколько усложнена. Она задействует чердачное пространство, поэтому подразумевает создание паро- и теплоизоляции. При этом имеет увеличенный угол наклона и ломаную систему ската.
Таким образом, существует огромное множество форм и видов крыш, так что, начиная строительство, постарайтесь предусмотреть все факторы, влияющие на нее и оправданные в данном регионе.
Как рассчитать скат крыши
Чаще всего угол наклона крыши варьируется в пределах от 11° до 45°.
К примеру, при повышении угла, можно существенно уменьшить давление снежного покрова на крышу, однако при слишком большом угле, может повыситься нагрузка от бокового ветра, поэтому придется покупать дорогостоящие прочные кровельные стройматериалы, обрешетки, стропила и т.п.
Даже минимальный угол ската крыши требует определенного количества материалов, а при большом наклоне, придется позаботиться о расходовании огромной суммы финансовых средств.
Расчет ската крыши
Для того чтобы определить данный показатель нам понадобится уточнить 2 параметра:
- параметр нагрузки снега в данном регионе и местности;
- общую массу конструкции.
Первоначально следует определить вес 1 м.кв. покрытия кровли, затем полученные данные сложить для всех слоев кровли и далее произвести умножение этого показателя на 1,1.
Какой скат крыши должен быть?
Угол кровли в зависимости от климатических условий
В тех регионах, где зимой идет обильный снегопад, нагрузка на кровлю увеличивается, поэтому угол ската выбирают от 45°-60°. Такой угол обеспечивает сход больших снежных масс, тем самым снижая нагрузку на кровельные элементы.
В том случае, если проект жилого дома создается для местности с сильными ветрами, то сооружению следует обеспечить минимальную парусность, то есть ветровую нагрузку на конструкцию кровельных элементов. В данных проектах расчет угла наклона ската крыши выбирают от 9°-20°.
К сожалению, на практике достаточно редко встречаются одни лишь погодные условия, чаще всего специалистам приходится учитывать и другие факторы, поэтому значение угла выбирается среднее от 20°-45°. Именно по этой причине большинство кровельных стройматериалов предназначено для использования с данным углом крыши.
Угол наклона кровли в зависимости от используемого стройматериала
Для каждого вида кровельного стройматериала существует собственный минимальный угол ската крыши:
- для металлочерепицы минимальный угол наклона 14°;
- для ондулина — 6°;
- для профнастила — 12°;
- для наборных элементов (черепица, шифер и т.п.) — 20°;
- для рулонного типа покрытий угол зависит от численности слоев — чем их больше, тем меньше минимальный угол. К примеру, при трехслойном покрытии, угол варьируется от 2° до 4°, при двухслойном — от 10°-15°.
После как рассчитан угол ската крыши, следует произвести подсчет несущей способности каркасных элементов. Они вместе с крышей должны выдержать различного типа нагрузку, образующуюся в процессе эксплуатации. Что касается шага обрешетки, то она зависит от типа используемого стройматериала и от наклона кровли.
Угол уклона крыши односкатного типа в зависимости от используемого кровельного стройматериала:
- шифер — 20°-35°;
- фальцевая кровля — 18°-30°;
- рубероид — 5°;
- профнастил — 8°;
- металлочерепица — 30°.
Если наклон достаточно легких кровельных стройматериалов, таких как оцинкованный металл или профнастил, сделать меньше, то под тяжестью снежного покрова кровля может прогнуться. Поэтому, в том регионе, где снега довольно много и он долго лежит на крышах, лучше не рисковать.
Также важно не снижать угол ската для крыши из металлочерепицы и шифера, потому что в этом случае в стыковочные узлы может просочиться вода.
Проекты возводимых загородных особняков могут учитывать множество требований, пожеланий и даже причуд или «капризов» их владельцев владельца. Но всегда их «роднит» общая особенность — без надежной крыши никогда не обходится ни одно их зданий. И в этом вопросе на первый план должны выходить не столько архитектурные изыски заказчика, сколько специфические требования к этому элементу строения. Это надежность и устойчивость всей стропильной системы и кровельного покрытия, полноценное выполнение крышей своего прямого предназначения – защиты от проникновения влаги (а в ряде случаев, кроме того, еще и термо- и звукоизоляции), при необходимости – функциональность расположенных непосредственно под кровлей помещений.
Проектирование конструкции крыши – дело чрезвычайно ответственное и достаточно непростое, особенно при сложных ее конфигурациях. Разумнее всего будет доверить это дело профессионалам, которое владеют методикой проведения необходимых расчетов и соответствующим программным обеспечение для этого. Однако, владельцу дома тоже могут быть интересны некоторые теоретические моменты. Например, немаловажно знать, как рассчитать угол наклона крыши самостоятельно, хотя бы приблизительно — для начала.
Это даст возможность сразу прикинуть возможность реализации своих «авторских прикидок» — по соответствию задуманного реальным условиям региона, по «архитектуре» самой крыши, по планируемому кровельному материалу, по использованию чердачного помещения. В определенной степени рассчитанный угол ската кровли поможет провести предварительный подсчет параметров и количества пиломатериалов для стропильной системы, общей площади кровельного покрытия.
Казалось бы – совершенно излишний вопрос, так как все со школьной скамьи знают, что угол измеряется в градусах. Но ясность здесь все же нужна, потому что и в технической литературе, и в справочных таблицах, и в привычном обиходе некоторых опытных мастеров нередко встречаются и иные единицы измерения – проценты или же относительные соотношения сторон.
И еще одно необходимое уточнение — что принимается за угол наклона крыши?
Угол наклона – это угол, образованный пересечением двух плоскостей: горизонтальной и плоскостью ската кровли. На рисунке он показан буквой греческого алфавита α.
Интересующие нас острые углы (тупоугольных скатов не может быть просто по определению), лежит в диапазоне от 0 до 90°. Скаты круче 50 ÷ 60 ° в «чистом» виде встречаются чрезвычайно редко и то, как правило, для декоративного оформления крыш – при строительстве остроконечных башенок в готическом стиле. Однако есть и исключение – такими крутыми могут быть скаты нижнего ряда стропил крыши мансардного типа.
И все же чаще всего приходится иметь дело со скатами, лежащим в диапазоне от 0 до 45°
С градусами понятно – все, наверное, представляют транспортир с его делениями. А ка быть с другими единицами измерения?
Тоже ничего сложного.
Относительное соотношение сторон – это максимально упрощенная дробь, показывающая отношение высоты подъёма ската (на рисунке выше обозначена латинской Н ) к проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (на схеме – L ).
L – это может быть, в зависимости от конструкции крыши, половина пролета (при симметричной двускатной крыше), пролет полностью (если крыша односкатная), либо, при сложных конфигурациях кровли, действительно линейный участок, определяемый проведенной к горизонтальной плоскости проекцией. Например, на схеме мансардной крыши такой участок хорошо показан – по горизонтальной балке от самого угла до вертикальной стойки, проходящей от верхней точки нижнего стропила.
Угол уклона так и записывается, дробью, например «1: 3 ».
Однако, на практике нередко случается так, что использовать величину угла уклона в таком представлении будет чрезвычайно неудобен, если, скажем, числа в дроби получаются некруглые и несокращаемые. Например, мало что скажет неопытному строителю соотношение 3: 11 . На этот случай есть возможность воспользоваться еще одной величиной измерения уклона крыши – процентами.
Находится эта величина чрезвычайно просто – необходимо просто найти результат деления уже упомянутой дроби, а затем умножить его на 100. Например, в приведенном выше примере 3: 11
3: 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %
Итак, получена величина уклона ската кровли, выраженная в процентах.
А что делать, если требуется перейти от градусов к процентам или наоборот?
Можно запомнить такое соотношение. 100 % — это угол 45 градусов, когда катеты прямоугольного треугольника равны между собой, то есть в нашем случае высота ската равна длине его горизонтальной проекции.
В таком случае, 45° / 100 = 0,45° = 27´ . Один процент уклона равен 27 угловым минутам.
Если подойти с другой стороны, то 100 / 45° = 2,22 %. То есть получаем, что один градус – это 2, 22% уклона.
Для простоты перевода величин из одних в другие можно воспользоваться таблицей:
| Значение в градусах | Значение в % | Значение в градусах | Значение в % | Значение в градусах | Значение в % |
|---|---|---|---|---|---|
| 1° | 2,22% | 16° | 35,55% | 31° | 68,88% |
| 2° | 4,44% | 17° | 37,77% | 32° | 71,11% |
| 3° | 6,66% | 18° | 40,00% | 33° | 73,33% |
| 4° | 8,88% | 19° | 42,22% | 34° | 75,55% |
| 5° | 11,11% | 20° | 44,44% | 35° | 77,77% |
| 6° | 13,33% | 21° | 46,66% | 36° | 80,00% |
| 7° | 15,55% | 22° | 48,88% | 37° | 82,22% |
| 8° | 17,77% | 23° | 51,11% | 38° | 84,44% |
| 9° | 20,00% | 24° | 53,33% | 39° | 86,66% |
| 10° | 22,22% | 25° | 55,55% | 40° | 88,88% |
| 11° | 24,44% | 26° | 57,77% | 41° | 91,11% |
| 12° | 26,66% | 27° | 60,00% | 42° | 93,33% |
| 13° | 28,88% | 28° | 62,22% | 43° | 95,55% |
| 14° | 31,11% | 29° | 64,44% | 44° | 97,77% |
| 15° | 33,33% | 30° | 66,66% | 45° | 100,00% |
Для наглядности будет полезным привести графическую схему, которая очень доступно показывает взаимосвязь всех упомянутых линейных параметров с углом ската и величинами его измерения.
К этому рисунку еще предстоит вернуться, когда будут рассматриваться виды кровельных покрытий.
