Как рассчитать угол наклона крыши и получить надежную конструкцию?

Венцом строительства дома всегда является кровля, и какой она будет, зависит не только от пожелания домовладельца, но и от того, как рассчитать угол наклона крыши.

Что нужно перед тем, как рассчитать угол наклона крыши?

Установка стропильных ног обычно не вызывает трудностей, если есть необходимые крепежные элементы, однако, выверяя угол, под которым будут уложены скаты, можно ошибиться, если не знать некоторых тонкостей. Например, очень высокая кровля в местности с сильными ветрами будет постоянно подвергаться большим нагрузкам и в итоге с большой долей вероятности будет разрушена. Следовательно, чтобы этого избежать, иногда стоит отдать предпочтение не слишком эффектной, но устойчивой низкой крыше. Таких примеров можно привести множество, но рассмотрим сами факторы, влияющие на высоту кровли. От чего она может зависеть?

Как уже стало ясно, перед тем, как рассчитать угол наклона крыши, в первую очередь необходимо принять во внимание климатические особенности региона. Так, например, чем острее двускатная крыша, тем хуже на ней удерживается снег и легче стекает с нее дождевая вода. Однако, чем чреват такой крутой уклон, при сильном ветре, мы уже знаем. В тех местах, где жаркое солнце, лучше возводить скаты с минимальным уклоном или вообще обойтись без них, то есть сделать плоской поверхность кровли, которая тем сильнее получает и передает вниз тепло, чем больше ее площадь. Последняя увеличивается пропорционально крутизне уклона.

Чем более полога крыша, тем выше вероятность того, что сильными порывами ветра с дождем влага будет загоняться под края кровельного покрытия.

Помимо прочего, следует учитывать, каким образом будет использоваться пространство под стропильной системой – как чердак или в качестве жилой мансарды. В первом случае допускается расстояние до конька меньше среднего роста человека. Во втором случае необходимо, чтобы было достаточно комфортного пространства для передвижения, то есть просвет в центре помещения должен составлять не менее 2.5 метров и, желательно, не менее полутора метров в самой нижней точке потолка. Немалое воздействие на угол ската крыши может оказать материал покрытия, который можно укладывать только при определенной степени крутизны наклона.

Введение

Скат – поверхность с определенным уклоном. Он предназначается для естественного схода воды с кровельного покрытия. Типы крыш для частного дома, как правило, простые, но встречаются такие, где может потребоваться стыковка двух скатов. Если смотреть с внешней стороны, то такое место будет называться ребром, а если снаружи – ендова. Уголок стыковки в верхней части скатов, идущей по всей длине, называется коньком.

ВАЖНО: Наклон ската определяется не только по советам производителя кровельного покрытия или помощи соседа. Используйте нормативные документы, учтите материал и систему стропил, архитектурные требования, а также климатические условия вашего региона.

Строительным «пирогом» называют слои гидроизоляция – утеплитель – гидроизоляция.

Наиболее распространенные виды кровли крыш частных домов – двускатные, где чердачное пространство играет роль теплозащиты. Не подумайте, что именно эта кровля вам подойдет из-за своей распространенности, ведь в настоящий момент очень большой выбор форм и типажей конструкций для кровли. Они определяют не только дизайн, но и могут предоставить расширенные функции.

Итак, теперь давайте разберем все виды крыш дачного домика в статье, а если вам этого будет недостаточно, то вы можете посмотреть видео в конце статьи.

Конструкция кровли

Прежде чем начать монтаж двухскатной крыши необходимо разобраться, что она из себя представляет. Конструкция отличается от всех остальных фронтонами. Можно привести следующие их разновидности в зависимости от способа сборки стропильной системы:

  • односкатная – фронтоны имеют форму трапеции или прямоугольного треугольника;
  • двускатная характеризуется треугольными фронтонами;
  • четырехскатная (вальмовая) не имеет вертикальных граней.

Основными элементами системы двухскатной кровля являются:

  • стропила;
  • мауэрлат;
  • ригель;
  • подкосы;
  • стойки;
  • схватки (стяжки);
  • обрешетка;
  • упорные бруски и накладки.

Основные элементы кровли

Стропила – это основные несущие конструкции. Важно при строительстве своими руками правильно подобрать их сечение, иначе может возникнуть аварийная ситуация.

Нагрузки на крышу

В зависимости от продолжительности действий нагрузки на крышу подразделяются на два вида:

  • Постоянные.
  • Временные.
Читайте также:  Установка водосточной системы на крыше

К постоянным нагрузкам относится собственный вес крыши, который складывается из:

  • Веса стропильной системы и обрешетки.
  • Кровельного материала.
  • Веса теплоизоляционного слоя (если кровля утеплена).
  • Веса отделочных материалов внутренней стороны кровли (на мансардных этажах).

Временные нагрузки на крышу подразделяются на:

  • Длительные — снеговые нагрузки и температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями.
  • Кратковременные — снеговые нагрузки и температурные климатические воздействия с полным нормативным значением, ветровые нагрузки, гололедные нагрузки, нагрузки от людей и ремонтных материалов (возникают во время монтажа, ремонта и обслуживания крыши)
  • Особые — сейсмическое воздействие на стропильную систему.

Перейдем к детальному анализу каждого типа нагрузки.

Выбор правильного угла наклона крыши

Этот параметр кровельной конструкции напрямую зависит от погодных условий региона, где проводится строительство дома. В северных районах надо учитывать обильные снегопады, которые наваливают на крышу толстые слои снежной массы, создавая огромные нагрузки на кровлю в целом. Поэтому в таких областях односкатную крышу сооружают под наклоном не меньше 30 градусов.

Этот показатель снижает нагрузки от снега до 50 кг/м2, что является приемлемым значением даже для плоских крыш. Если угол увеличить до 45, то снежная масса не будет задерживаться на скате. В средней полосе России рекомендуется использовать наклон односкатной крыши в пределах 25-30 градусов.

Если дом возводится в регионе, где преобладают сильные ветра, то подход к выбору угла наклона кровли прямо противоположный. То есть, чем круче скат, тем хуже, потому что увеличивается парусность конструкции. К примеру, крыша с наклоном 45 подвергается пятикратным нагрузкам от ветра, в сравнении с углом в 11 градусов.

Определение оптимального угла

Чтобы рассчитать угол наклона односкатной кровли следует учесть архитектуру сооружения. Оптимальный наклон будет в основном зависеть именно от этого. Для небольших строений она будет более экономичной и будет достаточно ската от 10 до 15 градусов.

С односкатной крышей создать мансарду проблематично. Особенности конструкции накладывают свои ограничения. Полноценно использовать пространство проблемно. Однако, если необходимо помещение чердачного типа, то выполнять склон более 30⁰ не желательно. Даже при наличии пологой кровли с небольшим уклоном 10-20⁰ можно создать несколько помещений с различной высотой потолка. Правильно распределив комнаты можно полноценно эксплуатировать пространство под стропильной системой.

Бывает так, что планировка предполагает наличие этажей, смещенных относительно друг друга. В этом случае для использования мансардного помещения оптимальным будет угол от 20 до 35⁰.

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

  1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
  2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
  3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
  4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
  5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
  6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
  7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.
Читайте также:  Как построить мансардную крышу своими руками?

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Установка стоек

Опоры закрепляются к лежням или балкам перекрытия. Выставляются по отвесу и временно крепятся укосинами из брусков с помощью саморезов. В дальнейшем стойки закрепляются металлическими элементами. Верх соединяется с коньковым брусом. Установка опор зависит от вида четырехскатной кровли:

  • для вальмовой конструкции опоры ставятся с шагом 2 м по центру здания (под будущим коньком); Стропильная система вальмовой крыши
  • при шатровом исполнении, стойки устанавливаются на равных расстояниях от углов по диагонали.

Стропильная система шатровой кровли

Скатная кровля: использование штучных и листовых кровельных материалов

К штучным кровельным материалам относят керамическую, песчано-цементную, мягкую и металлическую черепицу. К листовым – ондулин, кровельный профнастил, шифер, фальцевую кровлю. Такие материалы различаются по размерам, но принцип укладки у них одинаковый.

Схема и этапы монтажа кровли из штучных и листовых кровельных материалов:

  1. Мауэрлат. Это брус, на который будут опираться стропильные ноги. Главная задача – распределение нагрузки, оказываемой конструкцией на несущие элементы. Стандартно используется брус сечением 150х150 мм. Крепят мауэрлат посредством крепежей анкера, которые фиксируются к армирующему каркасу, изготовленному из стальной арматуры. Сам каркас на этапе строительства закладывается в армпояс.
  2. Стропильная конструкция – основа крыши, от которой зависит количество скатов кровли. Конструкция изготавливается из деревянного бруса (коньковый брус 50х200 мм, стойки 100х100 или 100х150 мм, затяжки, прогоны подкосы – 50х100 или 100х100 мм), который обрабатывается специальными составами, защищающими древесину от воздействия влаги и вредителей, а также уменьшающими ее горючесть.

    Количество брусьев и их сечение подбирается в зависимости от размеров и конфигурации крыши, климатических условий региона. Конструкция должна выдерживать предполагаемые ветровые и снеговые нагрузки.

    Стропильные ноги фиксируются с помощью стальных угловых профилей, закрепленных саморезами по дереву. Дополнительно конструкцию усиливают длинными гвоздями.

    При обустройстве стропильной системы сперва устанавливают опору, используя коньковый брус, на него ложится конек, крепятся между собой они с помощью профилей.

  3. Пароизоляционная мембрана. Фиксируется к нижней стороне стропил. Сверху на нее набивается фиксирующая обрешетка. Она является основой для укладки утеплителя и внутренней отделки чердака.
  4. Утеплитель укладывается между стропил со стороны кровли. Он может быть рулонным или в виде матов. Чаще всего используется минеральная вата или плиты пенополистирола.

    Стыки между ними изолируются устойчивой к воздействию влаги клейкой лентой. Сверху утеплитель закрывается гидроизоляционной мембраной по траектории от карниза к коньку. Она прижимается к стропильной системе с помощью контрбрусьев. На них сверху набивают разреженную обрешетку, изготовленную из досок. Используются рейки 50х50 мм и доски 20х150 мм.

  5. Сплошная основа и кровля. Поверх обрешетки монтируется сплошная основа. Она может быть выполнена из устойчивой к воздействию влаги фанеры (пропитывается специальным составом либо вскрыта лаком) или листов ОСП. Основа застилается подкладочным ковром, поверх которого фиксируется кровельный материал. Этот этап важен при монтаже мягкой черепицы. При использовании металлочерепицы она фиксируется напрямую к обрешетке оцинкованными саморезами.

  6. Отделка карнизов и монтаж системы водоотвода. На этом этапе выполняют подшивку софитов, отделку свесов. При необходимости устанавливается система антиобледенения. Водоотвод бывает точечным и линейным. Первый подразумевает обустройство в определенных местах уклонов конвертерного типа. Из них вода подается в водосборник. Линейная система состоит из желобов, которые заключены в модульные каналы. Это оптимальное решение для плоской крыши.

Плюсы и минусы вальмовых крыш

Вальмовый вид крыши относится к одной из самых популярных конструкций, благодаря прекрасным техническим характеристикам, высокой прочности, оригинальному внешнему виду.

К огромному преимуществу можно отнести большое количество вальм (наклонных рёбер) в конструкции таких крыш. Они то и делают кровельное покрытие обтекаемым со всех сторон, что позволяет крыше в таком стиле выдерживать даже ураганные ветра, без малейшего ущерба для нее. К тому же, карнизные свесы этого покрытия практически не подвергаются разрушению из-за удачного расположения, а угловые ребра, сходящиеся к коньку, придают конструкции высокую жесткость, благодаря чему, она практически не подвергается деформации. Такая крыша дает возможность смонтировать большие свесы со всех сторон дома, что служит защитой фасада от атмосферных осадков. Еще одним плюсом является равномерный прогрев такой крыши. Дома с вальмовой крышей очень актуальны в районах с сильными ветрами и частыми природными катаклизмами.

Читайте также:  Как утеплить мансарду если кровля без гидроизоляции?

К достоинствам следует отнести и возможность создавать любые углы наклона такой кровли. В местах, где снеговой покров достаточно велик, монтируют крутые скаты, чтобы снег не задерживался на крыше, более пологие подходят для районов с сильными ветрами.

Из-за достаточно необычной конфигурации кровля этого типа позволяет просто и с минимальными затратами разместить мансардные окна. К тому же, загородные участки часто не отличаются большой площадью, а здание с вальмовой кровлей, позволяет увеличить жизненное пространство, оборудованное в мансардном помещении, что значительно экономит площадь земли, ведь такой дом может получиться значительно меньших размеров.

Всё это относится к плюсам этого вида кровли, но, как и во всём имеется и ряд недостатков.

К ним можно отнести прежде всего сложность в расчётах и установке. Такая крыша требует точнейшего расчёта, прочных и дорогих строительных материалов, профессионализма мастеров, что естественно сильно увеличивает расходы на постройку дома.

Значительным минусом является большой отход кровельного покрытия при монтаже, особенно при применении металлочерепицы.

К тому же, торцевые скаты частично уменьшают площадь мансардного помещения, при необходимости постройки максимально большой мансарды следует задуматься о крыше с двумя скатами.

Конструкция такой крыши состоит из многочисленных элементов, что естественно увеличивает её вес. Следственно, фундамент дома, на котором планируется установка такого покрытия, должен обладать повешенной прочностью.

Впринципе, это все минусы вальмовых крыш и по сравнению с достоинствами, они почти незаметны.

Родственные типы крыш

Вальмовые крыши имеют ряд родственных типов крыш.

Голландская крыша — одна из разновидностей скатных крыш, в которой торцовые скаты (вальмы) расположены выше уровня боковых, они словно обрываются не достигая карниза, по форме такие скаты напоминают трапецию. Такая крыша широко известна под названием полувальмовая крыша. В целом, такая кровля достаточно сложна в возведении, но такие дома могут простоять многие годы не нуждаясь в ремонте. Крыши в голландском стиле особенно хорошо подойдут для небольших домов, имеющих деревянные перекрытия, ведь стропильная система конструкции снабжается специальными стяжками. Такая крыша особенно уместна, если изначально планируется обустройство жилого пространства в мансарде дома.

Датская крыша отличается тем, что боковые скаты, в виде трапеции, опираются на мауэрлат (брус из дерева, смонтированный по периметру дома сверху стен, необходим для правильного распределения нагрузки покрытия на стены сооружения, одна из обязательных деталей в конструкции вальмовой крыши), торцевые вальмы, так же трапециевидной формы, имеют упор на угловые балки, вверху монтируется небольшой фронтон, в форме треугольника, доходящий до конька крыши. В таком фронтоне обычно располагают чердачное окно, именно в такой конструкции кровли есть возможность установить окно вертикально.

Ещё одной разновидностью этой крыши считается конструкция из скатов разного размера, соединенных под разными углами, такая крыша носит название ломанной, встречается достаточно редко, очень сложна в установке, но имеет наиболее эффектный вид среди остальных разновидностей вальмовых покрытий. Возведение такой кровли придаст любому строению изысканность и необычность, лишит постройку безликости, сделает архитектурно привлекательной. Хорошо впишется в строения, украшенные башенками или другими необычными деталями. Из-за сложности конструкции, большой общей площади и обязательном возведении только специалистами высокого уровня, является наиболее дорогостоящей среди вальмовых крыш.

Виды доборных элементов

Доборные элементы играют существенное значение в оборудовании кровли, поэтому ими не стоит пренебрегать. Элементы для водостоков, планки, флюгеры, элементы для задержания снега должны быть установлены для того, чтобы поддержать функциональность кровли.

Таким образом, монтаж односкатной кровли можно произвести своими руками довольно качественно.

Не следует опускать такие показатели, как направление ветра в регионе, количество осадков при расчете проекта конструкции, так как каркас несет основную нагрузку кровли. Кроме того, не следует экономить на комплектующих.

Виды крыш со специфической формой

Существует несколько видов крыш со специфической формой:

  • плоская;
  • скатная;
  • двускатная;
  • вальмовая;
  • полувальмовая;
  • шатровая;
  • многощипцовая;
  • купольная.

Эти виды считаются самими популярными, но существуют крыши и с более сложной конструкцией. Они менее востребованные, например: арочные, шпилеобразные, сводчатые, складчатые и сферические. Каждый вид обладает своими индивидуальными тонкостями в монтаже, функциональностью и архитектурным оформлением.

Шатровое кровельное изделие считается одной из часто возводимых конструкций.

Виды крыш со специфической формой