Односкатная крыша.
Одна из самых популярных и простых конструкций крыши – односкатная крыша. При строительстве небольших типов построек у себя дома или же на загородном участке, отличным выбором односкатную крышу делает то, что есть возможность использовать недорогой рубероид в качестве кровли, требуется минимальный расход стройматериалов и простота устройства при монтаже.
Односкатную крышу обычно делают при строительстве небольших хозяйственных построек, гаражей или бань.
Выбор такой конструкции крыши будет наиболее оптимальным решением в том случае, если постройка бани планируется к существующим уже строениям в виде пристройки или же когда на строго определенную сторону требуется организовать сваливание снега с крыши (например, чтобы не сыпался за забор к соседям снег, сваленный с крыши).
Устройство односкатной крыши.
По своему устройству односкатная крыша, имеет из всех типов скатных крыш, пожалуй, наиболее простую конструкцию.
За счет опирания крыши на стены разной высоты, в самом простом случае может осуществляться ее уклон.
Наиболее простая конструкция односкатной крыши – балки из бруса, со стены на стену с обрешеткой и покрытием из рулонных материалов (например, кровельный рубероид), вполне подойдет для бани, которая имеет утепленное потолочное перекрытие.
Угол наклона односкатной крыши.
Исходя из стоимости строительных материалов, материала покрытия, давления ветра, зависящего напрямую от площади парусности крыши и величины снеговой нагрузки, выбирается уклон односкатной крыши.
Конструкции крыши испытывают наибольшую нагрузку в зимний период, от налипающего на нее снега. Поэтому рекомендуется выполнять конструкцию крыши с таким уклоном, чтобы свободно мог скатываться снег. Значительно снижается в этом случае, сечение всех строительных элементов, что удешевляет стоимость постройки.
Необходимо знать в то же время, что в зависимости от угла наклона ската к горизонту, также выбираются различные виды кровли. Если крышу, имеющую уклон в 2-5 градусов или плоскую крышу, можно покрыть несколькими слоями рубероида и простоит она 15-20 лет, то при покрытии такой же точно крыши шифером, она будет протекать.
Как правильно выбрать материал в зависимости от угла наклона, приводится на диаграмме ниже:
Можно не учитывать вес снега, при уклоне крыши в 45 градусов, так как скатываться вниз, он будет сам. Но испытываемая ветровая нагрузка и парусность крыши, при этом сильно возрастает.
Возрастает также и количество необходимых для покрытия крыши кровельных материалов, при увеличении угла наклона ее ската. На покрытие при уклоне в 45 градусов, уже потребуется больше кровельных материалов в 1,5 раза, чем на горизонтальную конструкцию крыши.
Уклон в 10-15 градусов, можно считать для строительства односкатной крыши, покрываемой рубероидом – оптимальным уклоном, также можно использовать при этом уклоне покрытие из металлочерепицы.
Стропильная система односкатной крыши.
В первую очередь, зависит стропильная система односкатной крыши от материала стен и габаритов постройки.
Когда односкатная крыша планируется для покрытия кирпичной постройки, то устанавливают стропила на мауэрлат – брус сечением 100 х 100 или 150 х 150, который уложен на две длинные стены или в случае строительства постройки из бревен, на бревна верхнего венца.
Конструкция стропильной системы будет достаточно простой при размере пролета до 4,5 метров, включая в себя мауэрлат, а также стропила, опирающиеся на него.
Если ширина пролета будет до 6 метров, то в конструкцию добавится подстропильная нога, которая опирается на лежень и служит для придания достаточной несущей способности стропилам.
В конструкции стропильной системы требуется предусмотреть дополнительные схватки и стойки, если постройка планируется большего размера.
Можно произвести выполнение стропильной системы с висячими или наклонными стропилами, если сруб будет из бруса или оцилиндрованного бревна.
Стропильную систему с висячими стропилами очень часто применяют при устройстве двускатных крыш. Можно использовать такую же схему и при строительстве односкатных крыш. Заключается суть висячих стропил в том, чтобы их опереть на горизонтальные балки, выходящие в месте опирания за периметр строения.
За счет устройства прохода сквозь верхние венцы сруба деревянных балок, использование системы с висячими стропилами несколько усложнит конструкцию. Но передающиеся от стропильных ног при этом усилия, более равномерно разгружаются и распирающе на стены не действуют.
Как видно, особыми секретами в постройке односкатная крыша не обладает и можно при желании ее выполнить своими руками.
Каким должен быть уклон односкатной крыши из профнастила?
Выбор оптимального уклона односкатной крыши – главная задача ее проектирования вне зависимости от назначения и типа.
Эта величина напрямую влияет на остальные характеристики ската, ошибки при ее выборе обходятся дорого и в ряде случаев – фатальны.
Особое внимание при ее расчете уделяется при покрытии крыш профилированными материалами, отклонение от норм и рекомендуемых пределов отрицательно сказывается на смете и герметичности.
О минимальном и максимальном уклоне односкатной крыши из профнастила расскажем в статье.
Рекомендации СНиП
Установленный нормами минимум уклона ската при покрытии профилированным листовым металлом составляет 8 ° при верхнем пределе в 70°. Для односкатных конструкций этот предел сокращают до 10-60°.
Производители тоже вводят поправку – минимум в 8° считается допустимым для хозпостроек и открытых кровель, в жилых домах этот показатель поднимают до 10-12°. При отклонении в меньшую сторону герметичность кровли не гарантируется.
Оптимальный угол по СНиП II-26-76 для крыш с покрытиями из профилированных листов составляет 20 °. При таком уклоне ската и выполнении всех требований технологии конструкция будет иметь низкую парусность и лучшие показатели герметичности и долговечности.
Градусы, проценты и соотношения
Привычной единицей измерения уклона являются градусы, но в нормативных документах эта величина может указываться в процентном и числовом соотношении (а именно – отношении высоты крыши к ее длине).
Минимальный по СНиП уклон в 8% соответствует 14% или 1:7, за 100% принимается угол в 45° (высота и длина ската равны между собой). Для перевода единиц используются таблицы или калькуляторы, в простом приближении 1% соответствует 27 градусным минутам, а 1° — 2,22%.
Минимальный угол ската
Большинство застройщиков между крутыми и скатами с малым уклоном выбирают второй вариант. Причина банальна – увеличение крутизны утяжеляет конструкцию и усложняет ее монтаж. Но окончательное решение выбирается после учета всех плюсов и минусов.
Преимущества
К преимуществам такого исполнения относят:
Недостатки
Минусы в первую очередь проявляются в зависимости долговечности и стоимости такой крыши от снеговой нагрузки.
На скатах с низким уклоном снег приходится сбрасывать вручную или растапливать с помощью дорогостоящих нагревательных систем.
При отсутствии такой возможности ужесточаются требования к марке покрытия, обрешетке и стропильной системе, что в свою очередь приводит к существенным тратам.
Помимо этого, недостатком считается потребность в заложении под профнастилом сплошного основания при уклоне менее 15 °. Системы со сплошными обрешетками всегда обходятся дороже и хуже продуваются, что отрицательно сказывается на сроке службы конструкций и теплоизоляционного пирога.
Последний недостаток условный – при планировании заложения мансардного этажа или использования внутреннего пространства с другими целями крыши с низким уклоном не всегда вписываются в проект. В таких случаях уклон рекомендуют увеличивать до 30-40°.
Оптимальный
Большинство застройщиков согласны с рекомендуемым СНиП значением уклона в 20°, позволяющим сократить смету за счет разряженной обрешетки и малого подъема стропил. При этом же наклоне достигается хорошая герметичность кровли даже при использовании обычных марок профнастила и не возникает проблем с ее теплоизоляцией и вентиляцией. Отклонение в ±5° считается допустимым и практически не влияет на смету и парусность.
Но приведенное значение будет оптимальным лишь в малоснежных регионах. При значительных снеговых нагрузках уклон рекомендуют поднимать до 40-45°, что не всегда возможно.
Альтернативное решение – заложение ската с теми же 20 ° с прочной обрешеткой и покрытием из жестких самонесущих марок профнастила с толщиной листа от 0,7 мм и высотой профиля более 35 мм. При выборе этого варианта заранее продумывается способ удаления снега с крыши или усиливается система стропил.
Ветровая и снеговая нагрузки
Во избежание ошибок значения ветровой и снеговой нагрузки проверяются заранее с помощью климатических карт (приложение к СНиП 2.01.07-85) и учитываются при расчете.
В регионах со средними ветровыми нагрузками наклон ската без проблем поднимают до 35-45°, с сильными – ограничиваются в пределах 15-25 °.
Делать крышу пологой, с широкими свесами при сильных ветровых нагрузках тоже не рекомендуется. Вне зависимости от региона проживания при возведении дома с односкатной крышей высокую стену по возможности располагают навстречу постоянным однонаправленным потокам. При этом влияние ветровой нагрузки усиливается при большой площади крыши, и наоборот.
Подобранная по карте снеговая нагрузка всегда прибавляется в общей весовой при уклоне менее 40-45°. Параметр варьируется от 56 до 560 кг/м 2 и обязательно учитывается при проектировании и выборе марки профлиста.
Несложно заметить, что в регионах с сильными ветровыми и снеговыми нагрузками у владельцев возникает дилемма – требования к оптимальному углу противоречат друг другу. В этом случае подбор этого параметра и проектирование кровли однозначно доверяют специалистам.
Как сделать расчет самостоятельно?
Для определения высоты подъема второй несущей стены или вертикальных подпорок конструкции используется формула L=H∙tgA (длина между горизонтальными опорами умножается на тангенс выбранного угла наклона).
Эту же формулу используют для определения или проверки самого угла. Также при самостоятельном расчете можно легко найти минимальную длину стропила (Lc=L/sinA), к полученному значению обязательно добавляют отступы на свесах.
При расчете угла в процентном соотношении достаточно разделить высоту подъема на расстояние между несущими стенами и умножить результат на 100 (A= L/H*100). Перевод в градусы выполняется с помощью приведенных выше таблиц.
Система стропил и обрешетка в зависимости от наклона
Стропильная система крыш, покрываемых профнастилом, закладывается из качественных пиломатериалов (мауэрлат с сечением 100×150 мм, брус от 80 или доска от 50×150) или металлического профиля. Деревянные системы весят легче и стоят дешевле.
Оптимальный шаг стропильных ног варьируется в пределах 50-80 см, при низком уклоне и повышенных снеговых нагрузках его приходится сокращать. Дополнительные вертикальные опоры в стропильную конструкцию вводятся лишь при расстоянии между несущими стенами более 6 м.
Тип обрешетки напрямую зависит от уклона: на скатах с углом менее 15° основание выполняется сплошным. При уклоне более 15 ° под профнастил монтируется разряженная обрешетка с шагом от 30 см.
Точное значение шага зависит от марки и высоты профиля листа, по мере роста крутизны крыши и толщины кровельного покрытия расстояние между соседними планками увеличивается до 60-100 см при использовании обычных видов, 100-400 – самонесущего профиля.
Важные аспекты строительства и тонкости монтажа
При покрытии крыши профнастилом ошибки проектирования практически не заметны на этапе монтажа, основные проблемы (протечки, срывы листов, деформация покрытий или конструкций) возникают после, в сезоны сильных ветров или обильных осадков.
Во избежание подобных ситуаций следует:
К обязательным требованиям технологии относят:
Нарушение любого из перечисленных требований приходит к снижению герметичности или срыву листов с крыши.
В ходе монтажа важно оставить доступ свежего воздуха ко всем вентиляционным зазорам пирога, полное перекрытие или чрезмерное примыкания профнастила к основанию опасно из-за накопления конденсата.
Защита от протечек пологих кровель
При необходимости монтажа профнастила на малоуклонные кровли, выполняется ряд доп.требований:
Заключение
В заключение стоит отметить, что требования к уклону односкатной крыши из профнастила снижаются при второстепенном значении постройки и ужесточаются при покрытии этим материалом скатов жилых домов или производственных объектов. Это же относится к марке самого покрытия.
Как правильно рассчитать угол наклона и высоту односкатной крыши
В мире существуют тысячи архитектурных традиций внешнего вида крыш. В современной архитектуре довольно популярны односкатные формы крыш. Они идеально сочетаются с ландшафтным дизайном и многообразны в исполнении. Модный тренд пришел к нам из Австралии, где отсутствие снега позволяет творить с архитектурой жилых домов все, что диктует фантазия.
Но в снежных регионах России такую крышу нужно строить только с соответствующим уклоном и в правильном направлении. Одним словом, главный параметр функциональности – угол наклона односкатной крыши. Как правильно его рассчитать вы узнаете из нашей статьи.
Содержание
Чтобы у вас было общее представление об односкатных кровлях, посмотрите это видео:
Шаг 1. Рассчитываем постоянные и динамические нагрузки
Первым делом рассчитайте нагрузки на односкатную крышу. Их принято делить на постоянные и динамические. Первые – это вес кровельного покрытия, которое всегда находится на крыше, а также антенны, ТВ-тарелки, дымоход и прочее. Т.е. все то, что будет на кровле и днем, и ночью.
А динамические нагрузки, или, как их еще называют, переменные, – это те, что бывают время от времени: снег, град, человек, ремонтные материалы и инструменты. А еще ветер, который может срывать односкатные крыши ввиду их парусности. Рассмотрим их подробнее.
Снеговые нагрузки
Давление снега также зависит от угла наклона. К примеру, для Московского региона при скате кровли в 30℃ нагрузка составит порядка 130 кг/кв.м.
А если сделать кровлю круче 45°, снег с большой вероятностью не сможет на ней задерживаться, но это зависит от шероховатости кровельного покрытия. Для средней полосы России, где снегопады умеренные, односкатную крышу достаточно делать в пределах 35-30°:
Минимальный угол, который должен быть, чтобы снег смог сходить с односкатной кровли сам – это 15°. А максимальный – 60°, делать крышу более крутой нет смысла.
Ветровые нагрузки
В регионах с сильными ветрами крышу с большим уклоном может легко сорвать. В этом случае плоскость ската лучше обращать к наветренной стороне. Но и слишком пологую кровлю не стоит делать по той же причине.
Комбинированные нагрузки
Обязательно рассчитайте для односкатной крыши такое значение, как сочетание максимально неблагоприятных постоянных и временных нагрузок. Т.е. критическую точку, которую должна выдерживать стропильная система.
К примеру, вам придется в сильную бурю и снегопад выйти на крышу, да не одному, а с помощником. Выдержит ли ваша конструкция одновременно и снег, и ветер, и двух человек? Лучше знать об этом заранее.
Шаг 2. Подбираем уклон крыши
Уклон односкатной крыши – в довольно широком диапазоне: от 6° до 60°. Все зависит от местности, в которой вы собрались строиться: если вам нужно сбрасывать тонны снега с крыши каждую зиму, тогда делайте скат покруче, если планируете защититься от ветра – более пологий. Кроме того, при определенном угле односкатная крыша направляет поток воздуха в нужном направлении, захватывая осадки и отводя их. Помните об этом!
Крутые односкатные крыши
Чем больше угол односкатной крыши, тем быстрее по ней стекает вода. Здесь не будут задерживаться ни листья, ни грязь, а потому само кровельное покрытие прослужит намного дольше. Кроме того, на такой кровле лучше заметна визуальная эстетика выбранной черепицы или металлопрофиля, что часто играет немалую роль для владельцев дома.
Малоуклонные односкатные крыши
Скорость стекающей дождевой и талой воды на малоуклонных скатах намного ниже, а потому есть риск застаивания воды, скопления грязи и застревания льда. На таких кровлях быстро развивается мох и налипает листва. Особенно, если кровельное покрытие шероховатое.
Главное требование к кровле — чтобы вода при таянии снега или после дождя не оставалась на поверхности кровельного материала, а легко скатывалась. Если же она имеет слишком низкий уклон, то влага будет подолгу стоять во всех неровностях и швах. И чем дольше – тем больше у нее шансов проникнуть внутрь и создать много проблем в виде сырости, испортившегося утеплителя и коррозии металлических элементов кровли:
Но есть и свои плюсы: чем меньше угол наклона односкатной крыши, тем более близка геометрия внутренних помещений к традиционному кубу. А, значит, воспринимается легче и используется с большей пользой.
Однако в этом случае нужно тщательно позаботиться о ее гидроизоляции, чтобы талые и дождевые воды не смогли проникнуть в стропильную систему. Необходимы такие кровельные покрытия, как мембраны, рулонная изоляция или цельные листы.
Со стандартным углом наклона односкатная кровля строится так:
Минимальный угол односкатной крыши
Односкатную крышу, угол которой всего 3-5° или совершенно плоскую, нередко делают инверсионной. От обычной кровли она отличается тем, что внутренняя многослойная начинка пирога формируется в строго противоположном порядке. А в качестве кровельного покрытия используют материалы с высокой стойкостью к физическим нагрузкам и к истиранию. На такой кровле часто устраивают веранды, сады или зоны отдыха.
Шаг 3. Определяемся с требованиями к уклону
В функциональном плане односкатные крыши делят на три основных типа: вентилируемые, невентилируемые и комбинированные. Рассмотрим каждый вариант подробнее.
Вентилируемая конструкция
Такие обустраивают в строениях закрытого типа. В качестве вентиляции служат продухи и специальные пустоты между изоляционными слоями, через которые воздух, проходя, захватывает капельки влаги из утеплителя и выносит их наружу.
Если такой вентиляции не обеспечить, тогда влага будет оставаться внутри утеплителя (а она все равно в него попадает, хоть и понемногу), и утеплитель начнет отсыревать, портиться. И в итоге разрушаться будет постепенно весь кровельный пирог.
Невентилируемая конструкция
Этот тип односкатной крыши преимущественно встречается на террасах и хозпостройках. Обычно угол такой крыши находится в интервале всего 3-6°, хотя никаких ограничений к нему нет.
Вентиляция в таких крышах не нужна потому, что воздух в помещении без стен или с часто открытыми широкими дверьми (как в случае с гаражом) и сам хорошо вентилирует, унося на улицу любые водяные пары. Которых, к слову, и так почти не образовываются в подобных постройках:
Шаг 4. Вычисляем точный угол ската
Углом односкатной крыши принято называть угол, под которым стропила и скат крыши наклонены к горизонтальной плоскости потолка. Причем отнеситесь серьезно к этой схеме, если вы хотите обеспечить вашей крыше правильную механическую прочность:
Угол наклона скатов измеряется в процентах и градусах. Но, если с градусами еще более-менее понятно (спасибо школьному курсу геометрии), то что такое проценты? Проценты – это отношение разницы высоты конька и карниза к горизонтали ската, умноженное на 100.
Есть еще один интересный момент: многие архитекторы специально рассчитывают угол односкатной кровли так, чтобы он был равен углу возвышения солнца в данной местности в середине весны. Тогда можно до миллиметра рассчитать, когда и какая будет тень, что важно для планирования террас перед домом и других мест отдыха.
Шаг 5. Ограничиваем круг выбора кровельного покрытия
Свои требования к минимальному и максимальному углу наклона односкатной кровли имеют и современные кровельные материалы:
Конечно, чем меньше угол, тем более дешевые материалы вы можете применять: рубероид, профнастил и подобные им.
Вы удивитесь, но специально для малоуклонных кровель сегодня разрабатывают те же виды кровельного покрытия, что обычно используются при наклоне не менее 30°. Зачем? Такова мода в Германии, которая дошла и до нас: односкатная крыша почти пологая, а кровля – стильная. Но как? Просто производители улучшают качество замков, делают больше область нахлеста и тщательнее продумывают защиту от грязи. Вот и все хитрости.
Шаг 6. Определяемся со стропильной системой
А от выбранного угла наклона крыши и планируемых на ее нагрузок определяемся с видом крепления стропил к стенам. Так, всего таких видов три: висячие стропила, наслонные и скользящие.
Висячие стропила
Висячие стропила – единственный вариант, когда соединение должно быть жестким, но для стропил между боковыми опорами нет возможности сделать опору.
Проще говоря, у вас есть только внешние несущие стены, и никаких перегородок внутри. Скажем, это довольно сложная стропильная система, и к ее строительству нужно подходить с ответственностью. Вся проблема в больших пролетов и в давлении, которое оказывается на стены:
Или как в этом проекте:
Наслонные стропила
Здесь уже вся крыша давит минимум на три опоры: две внешние стены и одну внутреннюю. А сами стропила здесь используются плотные, с сечением не менее 5х5 см брусков и 5х15 см стропильных ног.
Скользящие стропила
В этой стропильной системе в качестве одной из опор служит бревно в коньке. И для соединения с ним стропил используются такие специальные элементы, как «скользячки». Это металлические элементы, которые помогают стропилу при усадке стен немного двигаться вперед, чтобы избежать трещин. Совсем немного! И благодаря этому устройству крыша легко переносит даже достаточно ощутимую усадку сруба, без каких-либо повреждений.
Суть проста: чем больше в стропильной системе узлов, тем она гибче и прочнее. Тем больше односкатная крыша способна выдерживать давление веса кровельного покрытия и снега, и при этом не ломаться. Но есть стропильные системы, где соединение вообще статично:
Шаг 7. Вычисляем высоту односкатной крыши
Вот три самых популярных способа точно вычислить нужную высоту будущей крыши.
Способ №1. Геометрический
Односкатная крыша имеет вид прямоугольного треугольника. Длина стропильной ноги в этом треугольнике – гипотенуза. А, как вы помните из школьного курса геометрии, длина гипотенузы равна корню из суммы квадратов катетов.
Способ №2. Тригометрический
Еще один вариант расчета длины стропильных ног такой:
В этом случае Б = А * tgY, где Y – это угол наклона крыши, а длина ската высчитывается так:
Х = А / sin Y
На самом деле все это не сложно – просто подставьте нужные значения, и вы получите все параметры будущей крыши.
Способ №3. Онлайн-калькуляторы
Кстати, рассчитать нужный угол односкатной крыши помогут также современные онлайн-калькуляторы. Обычно их настраивают под действующие СНиПы – «Нагрузка и воздействие» ТКП 45-5.05. Но этот метод можно использовать только как дополнительный.
Вычислили? А теперь переходим к строительству самой крыши:
Надеемся, что вы во всем разобрались легко!
