Оптимальный угол наклона крыши и особенности его расчета

Угол наклона крыши – ключевой параметр, расчет которого проводится на этапе проектирования дома. От него зависят конструкция стропил, выбор кровельного материала, а также устойчивость кровли к ветровой и снеговой нагрузкам. Если допустить ошибку и остановиться на слишком маленьком значении, в ближайший дождь кровля начнет протекать. Влага, застаиваясь в подкровельном пространстве, приведет к порче элементов: деревянные конструкции будут гнить, железные – покроются коррозией. Если же угол выбрать очень большим, кровлю сорвет шквал ветра. Поговорим о том, какой угол считается оптимальным в зависимости от покрытия, как его рассчитать.

Что значит угол наклона крыши

Уклон (угол наклона) кровли – важнейший параметр, расположенный между перекрытием и скатом. Единицы измерения – градусы или проценты. Наиболее часто изготовители используют градусы, поскольку они более понятны и профессионалам, и «домашним мастерам». Однако переводить в проценты тоже нужно уметь, тем более что именно эту единицу используют в технической литературе. Кроме того, перевод достаточно прост: 100% — это угол в 45 градусов. 1 градус составляет 1,7%. Дополнительные параметры рассчитаны в справочной литературе. Например, если угол наклона крыши 5 градусов, в процентах это 8,7%. Если значение угла 30 градусов, определить его в процентах просто по таблице (она приведена ниже) – 57,7%.

Величина зависит от кровельного материала. Так, минимальное значение возможно для кровли из профлиста, а для битумной черепицы угол ската должен быть больше. Конкретные цифры прописаны в СНиПах и рекомендациях производителей кровельных покрытий.

Также углом наклона крыши назовем частное, полученное при делении высоты конька на ½ ширины дома для кровель в два ската. Если крыша односкатная, для расчета берется 100% ширины.

Для чего нужно знать этот параметр:

• От него зависит вес кровельного пирога.
• Не каждое кровельное покрытие можно использовать при определенном скате. Например, профлист выбирают при диапазоне 12-45 градусов. А для металлочерепицы минимальное значение – 15 градусов.
• От верного расчета зависит сопротивляемость кровли ветровым и снеговым нагрузкам.

Также угол наклона крыши влияет на итоговую стоимость кровельных работ. Разберем на примере. Увеличив уклон кровли из металлочерепицы с 22 градусов до 45, мы получим площадь ската, увеличенную на 20%. Следовательно, потребуется большее количество самого материала, паро- и гидроизоляционных мембран, рулонного утеплителя. Увеличится и вес кровельного пирога, нагрузка на несущие конструкции и фундамент. Вот почему очень важно правильно рассчитать параметр. Делать это нужно при составлении проекта здания. Так вы сможете учесть нагрузку на фундамент и верно выбрать его тип.

Кровли с небольшим скатом предполагают усложнение системы стропил – только тогда крыша справится со снеговой нагрузкой. Чем меньше угол наклона, тем более простой стропильной системой можно ограничиться.

Факторы, влияющие на уклон крыши

Есть несколько факторов, определяющих оптимальное значение наклона ската. Разберем их.

Снеговая нагрузка

Это количество снега, которое способна выдержать кровля без повреждений. Снеговая нагрузка вычислена по регионам, данные можно получить из справочной литературы.

Зимой выпадает снег и постепенно скапливается на поверхностях. Если в регионе высокая норма осадков, плоскую крышу придется регулярно чистить, иначе снеговые наносы создадут большую нагрузку на стропила и несущие стены, фундамент, вызовут их обрушение. Поэтому скаты лучше делать с достаточным уклоном, в диапазоне 45-60 градусов. Однако если речь идет о южных широтах с минимальными осадками, подойдет и пологая конструкция, 9-20 градусов.

Ветровая нагрузка

В регионах с сильными ветрами оптимальный угол наклона крыши – 25-30 градусов. Если отойти от нормативов, последствия будут неприятными. Плоские кровли при шквале будут приподниматься. Ветер воздействует на их нижнюю плоскость, может сорвать конструкцию. Крутые крыши с большой площадью ската создают эффект парусности, могут быть опрокинуты при урагане.

Чердачное помещение

Чтобы узнать, какой угол наклона необходим для крыши, учитывайте сферу применения чердачного помещения. Зависимость простая: чем меньше значение, тем меньшей будет и площадь полезного пространства. Важна и высота конька. К примеру, параметр может быть 30 градусов, но высота – 3 или 1,5 метра. В первом случае в помещении комфортно будет себя чувствовать взрослый человек, во втором – встать в полный рост способен только ребенок. Следовательно, при плоской кровле оформление мансарды невозможно.

Геометрия кровли

Это ключевой параметр при определении оптимального угла наклона крыши. Для односкатной определяется в диапазоне 20-30 градусов, а для двухскатной – 20-45 градусов. Для вальмовой четырехскатной кровли ската – от 20 до 45 градусов. Для вальмовых крыш учитывается ветровая нагрузка. Если в регионе сильные ветра, угол делается 30 градусов, если слабые – 35-45°.

Допустимые значения угла наклона

Разберем допустимые значения угла наклона крыши для частных домов.

Минимальный

Данный параметр регламентируется СНиП II-26-76. Минимальный наклон ската зависит от выбранного кровельного покрытия. Так, для черепицы или шифера допустимое значение – не менее 22 градусов, только в этом случае удастся добиться нормального схода осадков и не допустить их проникновения в подкровельное пространство и протечек в жилые помещения. Для профлиста – минимум 12 градусов, стыки при этом тщательно герметизируются. Для металлочерепицы – 14 градусов, для ондулина – 6 градусов.

Если в качестве кровельного покрытия выбраны кровельные материалы, скат формируется в зависимости от количества слоев. При двухслойной укладке min – 15 градусов, при трех слоях – 2-5 градусов. Для мембран – 2 градуса.

Гибкая черепица имеет минимальный наклон 11 градусов. Но даже если параметр выше, монтаж проводится по единой схеме – на сплошную обрешетку.

Оптимальный

Разберем, какой угол наклона крыши считается оптимальным. Для его определения учитываются погодные условия конкретной местности. Например, если в регионе постоянно дожди, а зимой – выпадает много снега, рекомендованы крутые скаты, не задерживающие осадков. Снег и влага сходят с них естественным способом, не создавая повышенной нагрузки на стропила. Следовательно, эти конструкции можно сделать менее прочными, снизить затраты на пиломатериал.

Если в населенном пункте сильная ветровая нагрузка, угол наклона крыши должен быть иным, рекомендованный диапазон – 15-20 градусов. Такая конструкции менее подвержена парусности – кровлю не сорвет даже при урагане.

Есть регионы, в которых одновременно высокая норма осадков и сильные ветра. Выбираются усредненные значения – 20-45 градусов.

Для двускатных крыш оптимальный угол наклона 20-45 градусов, для кровель в один скат – 20-30 градусов.

Для разных материалов

Минимальный угол наклона зависит от материала, выбранного для крыши. В теории диапазон составляет 0-90 градусов, однако на практике в строительстве редко когда выбирают кровли более 45-50 градусов. Исключение – декоративные элементы типа башенок или оформления стропил мансард.

В зависимости от кровельного покрытия минимально допустимое значение угла наклона крыши будет различным. Для битумной черепицы (мягкой кровли) – параметр от 12 градусов, для профнастила – также от 12 градусов. Но лучше делать не менее 15, чтобы избежать нахлеста листов в две волны при монтаже. Для металлочерепицы минимум 14 градусов, но в реальных условиях цифру рекомендуется увеличивать, поскольку чем меньше скат, тем больше снега будет скапливаться на поверхности, требуя регулярной очистки. Поэтому рекомендуемое значение – 35 градусов.

Для композитной черепицы скат должен иметь уклон от 15 градусов, монтаж проводится на разреженную обрешетку. Фальцевая кровля достаточно сложна в реализации, значение угла – от 11 градусов, работу лучше доверить профессионалам.

Угол наклона крыши из ондулина – от 6 градусов. Шаг обрешетки зависит от выбранного значения. Если параметр – 10-15 градусов, он составляет 0,45 метра, ширина нахлеста – до 20 см. Если параметр более 15 градусов, шаг делают 0,6 метра, нахлест – до 17 см.

Особенности крыш с различными углами наклона

Существуют крыши с разными углами наклона. Большее значение параметра приводит к увеличению затрат на кровельные работы. Они нуждаются в усиленных стропилах, что также сказывается на бюджете. Однако такие кровли удобнее для схода снега и позволяют реже чистить их вручную. Небольшие скаты не дают возможности оформить жилое чердачное помещение или мансарду. Разберем особенности различных вариантов кровли.

Плоские

Это двух- или односкатные кровли с минимальным углом наклона, 5 градусов. Отличаются максимальной устойчивостью к ветровым нагрузкам. Ветровые потоки огибают конструкцию, поэтому риск ее срыва минимален. Еще один плюс – отсутствие конька. Поэтому не придется тратить силы на его установку.

Недостатки у такой конструкции также есть. Это повышенная снеговая нагрузка. Из-за отсутствия ската снеговые наносы не смогут сходить естественным путем, будут накапливаться на поверхности, что негативно скажется на покрытии и стропилах. Зимой придется взять в привычку регулярную очистку. Кроме того, плоские конструкции не позволяют оформить мансарду или чердак, максимум – небольшое по высоте помещение для хранения инвентаря.

Малоуклонные

Правильный угол наклона в данном случае – в диапазоне от 5 до 30 градусов. Такие крыши позволяют оформить чердак, однако достаточно скромной площади. Они надежны с точки зрения протечек – их вероятность ниже, чем у пологих конструкций, поскольку влага будет стекать вниз естественным путем. Однако это не говорит о том, что нужно проигнорировать герметизацию стыков. Если скат более 12 градусов, например, 20, обязательно воспользуйтесь качественным герметиком. Устойчивость к ветровым нагрузкам средняя.

Недостатки:

• Снеговая нагрузка чуть выше средней, зимой кровлю придется регулярно чистить.
• Подобный уровень наклона скатов может быть у двухскатной или вальмовой крыши. Это увеличит расходы на закупку кровельного покрытия.

Крутоуклонные

Скат в данном случае более 30 градусов. Такие кровли максимально защищены от протечек, поскольку осадки сходят естественным путем, при укладке покрытия можно отказаться от дополнительной герметизации. Снеговая нагрузка по этой же причине незначительна. Величина наклона позволяет оформить мансарду, на которой будет комфортно стоять взрослому человек.

К минусам отнесем высокие ветровые нагрузки. Ураган или шквалистый ветер может опрокинуть такую кровлю. Кроме того, увеличивается расход материала. Определенные трудности возникают и при установке – удержаться на крутой кровле без строительного опыта сложно.

Общая технология расчета уклона

Разберем, как рассчитать угол наклона крыши в градусах. Есть формула, которая позволит получить искомое значение:

I = (H/(0,5L))×100, где

I – искомый параметр;

H – высота стропильной системы;

L – ее ширина;

0,5 – поправочный коэффициент, позволяющий определить разницу между двумя катетами треугольника.

Далее подробно рассмотрим, как вычислить угол наклона для одно- и двускатной крыши.

Односкатные

Посчитать угол наклона односкатной крыши можно по базовой формуле, однако не используя поправочный коэффициент. В итоге формула выглядит так:

I = (H/L)×100

Разберем на примере, как рассчитать угол наклона односкатной крыши, если ширина ее равна 12 метрам, а высота – 4 метра.

I =  4 / 12 х 100 = 33,3%

Далее необходимо вычислить угол наклона крыши в градусах. Есть уже рассчитанные таблицы с переводом единиц измерения. Найдите в столбце процентное значение – и узнаете, параметр в градусах.

В нашем примере уклон должен составлять 19 градусов. Используя методику и таблицу, вы сможете высчитать угол наклона односкатной крыши в процентах или градусах.

Двускатные

Чтобы рассчитать угол наклона двухскатной крыши без калькуляторов, используйте базовую формулу без изменений. Приведем пример расчета. Если высота конька 2 метра, ширина – 8 метров, то

I = (2/(0,5 х 8))×100 = 50%.

Исходя из данных таблицы, определяем параметр в градусах – 27 градусов.

Чтобы не допустить ошибки, вы также можете воспользоваться специальными калькуляторами. Они позволяют задать базовые параметры и самостоятельно проводят вычисления и перевод единиц измерения.

Определение и расчет уклона для популярных кровельных материалов

Разберем некоторые моменты, которые помогут выполнить расчет для популярных материалов.

Для металлочерепицы

Прочное и практичное кровельное покрытие из листовой стали с защитным полимерным слоем. Стандартная толщина листа 0,5 мм. Металлочерепица имеет небольшой вес, поэтому не создаст большой нагрузки на стропила, не требует усиления каркаса. Материал прост в монтаже, фиксируется на саморезы. Срок службы – около 35-40 лет, даже в сложных условиях высокой влажности.

Оптимальный угол наклона для металлочерепицы зависит от конструкции крыши. Для односкатных – 20-30 градусов, для двухскатных – 20-45 градусов. Также ориентируйтесь на параметры, обозначенные в СНиПах: если длина ската от 6 и более метров, угол должен быть 14+ градусов.

Вполне понятно желание каждого сэкономить. Но помните, делая для кровли из металлочерепицы небольшой скат, вы рискуете зимой столкнуться с большим количеством снеговых наносов. Они увеличат нагрузку на стропила и вынудят владельца проводить регулярную чистку. Поэтому рекомендуется делать скат от 30 градусов.

Если необходима пологая крыша (10-14 градусов), проведите предварительную подготовку:

• Шаг между стропилами и досками обрешетки должен быть минимальным (10-15 см). Это снизит риск обрушения.
• Применяются дополнительные вертикальные опоры. Для экономии можно взять недорогие пиломатериалы, которые хорошо сопротивляются сжимающим нагрузкам.
• Стыки между листами металлочерепицы нужно тщательно загерметизировать.
• Для крепления материала используйте большое количество саморезов.

Для профнастила

Как и металлочерепица, профлист имеет небольшой вес, не создаст сложностей при монтаже. Материал долговечен, практичен, устойчив к негативным факторам, в том числе к высокой влажности и перепадам температуры. Имеет повышенную прочность на изгиб. Именно профлист рекомендован для кровель с малым скатом. Выбор профнастила зависит от типа кровли. Если она плоская, выбирается исключительно несущий, устойчивый к максимальным нагрузкам. Для крутых крыш подойдет профилированный стеновой профлист.

Согласно СНиП II-26-76, минимальный угол наклона крыши из профнастила = 10 градусов. Однако производители материала увеличивают параметр до 12 градусов. В этом случае потребуется сплошная обрешетка и увеличенный нахлест листов. Оптимальное значение – 20 градусов. Если чердак при кровле из профлиста планируется сделать жилым, параметр – 25 градусов.

Угол наклона крыши из профнастила зависит от конструкции. Для односкатных кровель – в диапазоне от 10 до 60 градусов. Для двухскатных параметр зависит от ветровой и снеговой нагрузки. В один скат чаще всего делают хозяйственные постройки, двухскатными и вальмовыми – жилые дома. Скат влияет и на тип обрешетки:

• При значении менее 15 градусов и высоте профиля до 20 мм подойдет сплошная из обрезной доски 3 см.
• Если при аналогичном скате высота профиля 35 и более мм, возможна укладка разреженной обрешетки с шагов между досками 30 см.
• Если скат более 15 градусов, высота волны – 44 мм, для основания применяется обрезная доска.

Правильное определение угла наклона очень важно для последующей эксплуатации. Перед тем, как покупать кровельное покрытие, нужно рассчитать параметр для односкатной или двухскатной крыши. Учитывайте указанные в материале факторы, используйте справочные данные, чтобы не допустить ошибки. Заказать качественное кровельное покрытие можно в компании «Водостокстрой» по самым выгодным в текущей непростой ситуации ценам.