Высота крыши влияет на внешний вид дома, сложность сборки стропильного каркаса и технические характеристики. Поэтому важно уделить особое внимание определению размера и только после этого закупать материал. Для того чтобы сделать расчеты необязательно обращаться в специализированные организации. В статье обсудим как правильно рассчитать высоту крыши, а также что на нее влияет.
Что влияет на высоту конька?
Коньком называют горизонтальное ребро сопряжения вершин двух скатов крыши. Завышение и занижение высоты негативно влияет на эксплуатацию кровли, портит внешний вид здания. Поэтому при расчете недостаточно руководствоваться лишь собственным вкусом. Перед тем как рассчитать высоту конька важно обратить внимание на различные технические условия.
В статье примем по умолчанию крыши с равными скатами по длине и углу наклона. Это упростит определение высоты, хотя все описанные принципа применимы и к асимметричным конструкциям.
Согласно геометрии, один из скатов будет гипотенузой, а расстояние от конька до основания катетом.
- тип кровельного покрытия;
Теперь пройдемся по каждому пункту более подробно.
Кровельное покрытие
Для разных материалов есть собственные требования по крутизне уклона. От этого показателя будет зависеть расчет высоты конька двускатной крыши. Есть общие принципы выбора материал в зависимости от угла ската:
- Для небольших штучных элементов уклон ската должен быть больше чем для длинных листовых материалов. Это связано с тем, что при скапливании влаги в стыках могут появиться протечки. Поэтому коньки для шиферной крыши выше чем коньки на крышу из металлочерепицы. Дело в том, что длина волнового шифера всего 1,75 м, а металлический кровельный материал может занимать всю длину ската.
- Высота коньковой крыши влияет и на количество стыков. С занижением угла должно уменьшаться и количество соединений, нахлестов. Поэтому самыми надежными вариантами считаются крупнолистовые и рулонные материалы.
- Тяжелые кровельные элементы размещают на крутых скатах. Крыши из шифера и керамической черепицы имеют большую массу, поэтому делают крутой уклон. Так, они не прогибают стропильные балки.
При этом стоит помнить, что чем круче уклон, тем больше материала для покрытия крыши понадобится. Так, если брать за 100% потребность для угла ската 7-10°, тогда угол в 45° потребует 150% перерасход, а угол 60° - все 200%.
Размеры скатов относительно ширины дома будет меняться вместе с высотой конька.
Чердачное помещение
Существует две разновидности домов: с чердачным помещением и без него. Для каждого варианта есть собственные условия расчета высоты конька. Если чердачное помещение жилое, тогда к росту самого высокого владельца добавляется 30-40 см. Но лучше подумать и о гостях, сделав потолок на высоте 2,4 метра. Но важно помнить, что это только потолок, а не высота крыши. Сюда нужно будет прибавить еще полметра или больше, в зависимости от предпочтений.
Если чердачное помещение нежилое, тогда высота конька рассчитывается под влиянием пожарной безопасности. Один из пунктов обязывает владельцев обеспечить сквозной проход под кровлей высотой не меньше 1,6 метра, а шириной 1,2 м. При сложных стропильных системах эти размеры могут быть сокращены на 0,4 м. Это пространство обеспечит свободный воздухообмен и проход для ремонта, осмотра.
Бесчерданые здания строятся так, что над перекрытием предыдущего этажа дополнительно возводятся стены. Например, в полумансардных зданиях высота стен увеличена на 1,4 метра. В таких конструкциях высота крыши отсчитывается от нижней грани мауэрлата. Такие конструкции подходят для климатических зон с сильными ветрами. Это делает возможным уменьшить уклон ската.
Бесчердачные сооружения популярны в строительстве гаражей, складов и других небольших бытовых построек. Обычно в них не предусматривается чердачное перекрытие, тем самым происходит экономия материала и времени.
Атмосферные явления
Климатические условия напрямую влияют на высоту конька. Поэтому в разных городах имеется свой «золотой» уклон ската. К атмосферным явлениям относят следующие факторы:
- Осадки. Чем больше дождей снега в вашем регионе, тем больший уклон нужно делать. Соответственно увеличивается и высота крыши. Если пренебречь этим условием, тогда увеличивается вероятность появления протечек.
- Ветер. Для местностей с ветрами средней и малой силы нет разницы в высоте конька. А вот так, где часто дуют сильные, порывистые ветра обычно уклон кровли не превышает 10°. Это накладывает определенные ограничения на применяемые материалы. Не учитывая силу ветра, вы рискуете потерять всю конструкцию крыши.
- Количество снега. Существует отношение между крутизной уклона и количеством снега. Чем больше его выпадает зимой, тем больший угол нужно делать. Причина в увеличении нагрузки на стропильную систему. Рекомендуется отдавать предпочтение скатам уклоном больше 45°.
Определить особенности региона проживания можно обратившись в местную метеослужбу или к справочной литературе. В нормативной документации СНиП 23-01-99 или СП 20.13330.2011 есть погодные карты и рекомендации по строительству.
Способы расчета высоты конька
Расчет высоты крыши во многом зависит от ваших предпочтений. Есть два основных способа:
- математический;
- графический.
Разберемся с математическим способом подсчета. Как уже говорилось в первом подзаголовке, по умолчанию взяли двухскатную равнобедренную крышу. У нас есть возможность рассчитать необходимую высоту если знаем угол уклона и расстояние между скатами. Теперь понадобится таблица Брадиса и калькулятор. В справочной литературе находим величину тангенса нашего угла, а после умножаем ее на половину длины между скатами. В итоге получается высота конька.
Рассмотрим расчет на реальном примере. Предположим что наше строение имеет габариты 7х10 метра. При этом находимся в зоне со средними ветрами, а в роли кровельного покрытия используем металлочерепицу. Обустраивать чердак не планируем, а уклон возьмем равным 20°, чтобы дождевая вода без проблем стекала.
Получается, что длина катета составляет 7/10 = 3,5 метра. Согласно данным таблицы тангенс 20° равен 0,839. Теперь перемножаем получившиеся числа: 3,5*0,839 = 2,94. Значит, высота конька двухскатной крыши, от нижней части мауэрлата, составляет 2,94 метра.
Графический способ подойдет тем, кто имеет под рукой лист бумаги, карандаш и линейку с транспортиром. Все что понадобится это начертить крышу в разрезе, соблюдая масштаб. Для этого начертите горизонтальную линию, отметьте на ней границы основания крыши. Определите середину и прочертите перпендикуляр. С одной из сторон при помощи транспортира начертите линию под нужным углом. Точка пересечения покажет высоту, нужно лишь замерить ее линейкой.
Получившийся результат будет приближенным, к нему нужно еще добавить 2/3 толщины стропильной ноги. Небольшие отклонения допустимы и критически не влияют на эксплуатацию крыши. Эти погрешности складываются из необходимости делать вентиляцию под металлочерепицу и обрешетки.
Для того чтобы отметить нужную высоту в реальности достаточно определить середину здания. Затем прибить вертикальный брусок или жердь на нужной высоте. После того как был сделан расчет, постарайтесь как можно точнее перенести его с бумаги на реальное здание. Тогда крыша прослужит многие годы и не даст течи в самые дождливые дни.
- Что важно знать для расчетов и чем грозят ошибки
- Типы и формы современных крыш
- Коньковый прогон и углы наклона скатов
- Расчеты высоты крыш разных форм
- Расчет кровли с помощью онлайн-ресурсов
- Что учитывать, приступая к расчетам крыши
Завершающим этапом строительства любого дома (будь это просторное основное жилище или небольшой дачный домик) становится обустройство крыши. Именно она придает экстерьеру презентабельный и завершённый облик, но при этом выполняет очень важную функцию – сохраняет тепло, создает уютную, максимально комфортную и приятную атмосферу внутри. Именно этот элемент любого строения без преувеличения называют одним из важнейших.
От чего зависит высота конструкции и что учитывают, выполняя предмонтажные вычисления
Особенно важно знать, как рассчитать высоту крыши для дома, причем точно понимать, как сделать это правильно. Именно поэтому нужно уделить некоторое время на изучение данного вопроса. Неточности, допущенные в предмонтажных вычислениях, приводят к серьёзным проблемам, с которыми потом слишком сложно справиться. Часто для устранения ошибок приходится приступать к работам по обустройству кровли заново. Например, если скаты выполнены с малым углом наклона, то такой конструкции будут причинять серьёзный вред зимние снегопады (из-за скопления снега есть риск того, что произойдет пролом кровли). Логично предположить, что можно просто делать высокий конёк и все проблемы будут решены, но и это не так, ведь слишком высокая крыша наиболее всего уязвима к порывам ветра.
Таким образом, приступая к расчетам крыши и углов наклона скатов, а также обустройству кровли, необходимо помнить, что на ее высоту значительное влияние оказывают:
- общая квадратура сооружения;
- климатические условия (как вы уже догадались, в регионах со снежными зимами не рекомендуются покатые крыши, оптимальные для тёплых континентов);
- материал для обустройства кровли, а также обрешетки;
- выбранная форма;
- высота основного здания;
- личные предпочтения и вкусы хозяина.
На параметры конструкции во многом влияет и ряд других факторов, например, прямая зависимость есть от слоя положенного утеплителя или установки снегозадержателей. Размеры конька связаны с особенностями стропильной системы, но вместе с этим могут увеличить общую площадь кровли и количество требующихся для её обустройства материалов.
Всё описанное выше подтверждает тот факт, что от размера крыши зависит прочность конструкции, долговечность её эксплуатации, эстетичность и гармоничность внешнего облика постройки.
Какие распространены типы современных кровельных конструкций
Тип крыши оказывает самое прямое влияние на расчет и используемые для него формулы, а также на величину и, следовательно, на расход материала, который нужно приобрести для обустройства кровли. Сегодня чаще всего возводятся такие конструкции:
- односкатная (её предпочтительнее использовать для хозяйственных построек);
- двускатная (самая популярная для жилых домов);
- четырехскатная. Тоже отличный выбор для жилых сооружений. Здесь предусмотрены многообразные варианты: эффектные шатровые (характерная черта которых – одинаковый размер и форма всех скатов) или сложные вальмовые (их особенностью является участие двух треугольных вальм и двух скатов с изломом (формы трапеции));
- мансардная (состоит из двух скатов, но обязательно с изломом). Данный излом позволяет увеличить площадь мансарды.
Конёк и определение рациональных углов наклона скатов
Для расчётов разных форм кровли используется такая величина как размер конька. Под этим названием понимается верхнее, горизонтально расположенное ребро конструкции, которое образовалось при пересечении двух скатов кровли (наклонных плоскостей).
Конёк есть на всех видах крыш, кроме шатровых и купольных. Если конструкция простая двухскатная, то он один, если же сложная – то коньков образуется от двух и более. На коньковые прогоны при возведении кровли опираются стропильные ноги, а исходя из того, какой кровельный материал выбран для окончательного покрытия, выбирается и основа конька.
Знать, как высоту крыши дома рассчитывать правильно, нужно и для сооружения надежной и прочной конструкции, а также для того, чтобы спрогнозировать предварительные затраты на строительство, и запланировать бюджет. В вычислениях рационального угла наклона учитывают материал, из которого решено выложить кровлю: одни кровельные покрытия могут быть уложены под углом до 90 градусов, а другие – только от 15 до 60 градусов.
Подбирая, с каким наклоном плоскостей выбрать крышу для своего дома, необходимо принимать в учет функциональность, общий внешний вид полученного в итоге сооружения (ведь вы захотите получить эстетичное строение) и климатические условия. Как показывает практика, для европейских стран идеальным решением можно назвать угол в 35-40 градусов.
Примеры вычислений, которые несложно выполнить самостоятельно
В принципе, если речь идет о простых конструкциях кровли, то понадобится совсем немного для того, чтобы рассчитать высоту крыши: калькулятор и несколько всем известных принципов из основ геометрии, которые преподают ещё по школьной программе.
Основной принцип расчета берём из правила, что длина одного катета в прямоугольном треугольнике будет равна длине другого, если его умножить на тангенс угла, образованного с основанием.
- измеряем ширину строения (допустим, у нас четырехметровый дом);
- принимаем величину угла, равную 35 градусам (как рекомендованный оптимальный вариант для европейских широт);
- рассчитываем тангенс, он получается для данного угла 0,7002;
- 4 метра * 0,7002 = 2,8 метра.
Если выбрана двухскатная конструкция, то в этом случае высоту конька вычислить также очень просто: ширину дома можно разделить на «два», а затем умножить на тангенс угла, образованного наклоном скатов. Рассмотрим для наглядности описанное выше, как рассчитать высоту двухскатной крыши на примере дома, у которого ширина будет составлять 10 метров. Итак, для вычислений:
- принимаем угол, равным 35 градусов;
- рассчитываем тангенс, он получается 0,7002;
- 10 метров/2 * 0,7002 = 3,5 метра.
Самыми применяемыми на сегодняшний день являются четырёхскатные конструкции, и для их вычисления можно воспользоваться тем же принципом (формулой), что и для того, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, но только ширина дома делится не на два, а на четыре. Плюс, занимаясь вычислениями для четырехскатной крыши, важно учитывать непосредственно длину конькового прогона, а также стропильную систему.
Наиболее сложными вычислениями сопровождается обустройство кровли мансардного типа, характерной чертой которого можно назвать наличие двух скатов с изломом, что со стороны делает её общий вид как бы «ломаным». Обустройство ломаной крыши позволит увеличить функциональную область мансарды. В основе расчета вальмовой крыши положен уже рассмотренный выше пример вычисления высоты двускатной крыши, однако не стоит забывать, что у кровли получается не один угол наклона, а несколько. Перед переходом к расчетным операциям необходимо определиться с ними. Практика показывает, что лучше всего выбрать такие величины углов:
- для нижнего – свыше 40 градусов;
- для остальных – меньше 40 градусов, но обязательно больше 15.
Чтобы упростить вычисления, но в то же время получить быстро наиболее точный результат, специалисты предпочитают пользоваться методом «золотого сечения», для этого на чертеже контур крыши вписывают в круг. Прибегая к этому удачному правилу, можно без проблем решить вопрос, как правильно рассчитать высоту крыши, и главное, избежать неточностей в расчете, которые на практике приведут к тому, что общий вид сооружения окажется неэстетичным, негармоничным и попросту некрасивым.
Куда можно обратиться за помощью: онлайн-ресурс и консультанты
Если возводимая крыша сложной формы, то она требует и более объёмных, длительных расчетов. Для вычислений используются данные по сечению стропил, шаг между ними, величина пролётов стропильной конструкции. Кроме того, в учет берутся размеры окон кровли, дымоходов, наличие парапетов и свесов, обязательно понадобится проанализировать возможность опор и выносливость фундамента.
Сегодня любой, кто не знает, как рассчитать высоту крыши, сделать это сможет, обратившись к помощникам, найти которых можно на просторах Интернета. Это могут быть специалисты, готовые вам оказать такие услуги в режиме онлайн, или специальный интернет-ресурс под названием «калькулятор», в этом случае посетитель сайта вводит запрашиваемые данные и система производит по ним вычисления.
Выбирая, к кому обратиться за помощью, помните, что вальмовая крыша – конструкция недешевая, поэтому не терпит ошибок и неточностей. Правильность проведенных вычислений должна быть гарантирована. Для новичков вычисления четырехскатных, вальмовых и шатровых крыш оказываются довольно сложными, поэтому их лучше доверить специалисту-проектировщику со стажем работы в данной сфере. Самостоятельно можно заниматься только вычислениями, касающимися односкатных конструкций для хозпостроек и гаражей, или простых двускатных, сооружаемых для покрытия небольшого дачного домика.
Классическая крыша русской избушки – двухскатная. Стропильная система для неё достаточно проста, и это обеспечило большую популярность такому виду крыши. Вальмовая крыша (четырёхскатная), например, геометрически сложнее. Её труднее рассчитать и построить, поэтому возьмёмся за расчёт симметричной крыши с двумя скатами.Расчёт её заключается в определении длины стропил, которые образуют пары. Каждая из этих пар присоединяется к соседним стропильным фермам при помощи обрешётки. Торцы крыши – это треугольные фронтоны. Длина стропил, как и высота крыши, будет определяться её углом. Как его выбрать правильно? Это подскажет преобладающая в местности погода.
Выбор высоты конька
Кто бывал в странах Балтии или в Скандинавии, смог заметить, что крыши деревенских домов там островерхие. Это связано с большим количеством осадков, которое, в свою очередь, объясняется преобладанием морского и умеренного климата. С такой крыши моментально стекает вода, а снег – и вовсе не задерживается. Однако соседство с холмами, поросшими лесом, надёжно защищает эти населённые пункты от сильного ветра, поэтому большая парусность таких крыш не имеет большого значения.В арабских домах крыши были плоскими, потому что количество осадков в пустынной местности – минимальное. Зато сильные сухие ветры в таких краях случаются.Там же, где свирепствуют ветры в средней полосе, можно встретить дома с совершенно другими крышами – почти плоскими или дугообразными, потому что большую роль играет как раз отсутствие парусности или хорошая обтекаемость.И если раньше такие дома строили интуитивно, основываясь на опыте поколений, сегодня для разных регионов России созданы своды правил, в которых описаны ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. В частности, это СП20.13330.2011, разработанный на основе СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». В центральном регионе страны, к примеру, рекомендовано выбирать высоту конька так, чтобы угол наклона скатов был равен приблизительно 30–45°. Именно этот угол даст возможность рассчитать и высоту конька крыши, и длину стропил.
Обратимся к школьной геометрии. Нашу крышу надо представить в виде треугольника, собственно которым и является каждый из её фронтонов. Такой треугольник будет тупоугольным. Разделим его по оси симметрии на два прямоугольных треугольника. Мы получили два катета, один из которых (a) нам известен – это половина ширины дома. Второй катет (b), который пока не известен – это высота нашей крыши.
b = a * tg α, где:
α – угол крыши, взятый из свода правил.Тангенс этого угла можно вычислить на инженерном калькуляторе или воспользоваться математическими таблицами. Полученный катет b – это и есть высота крыши.Зная оба катета, мы можем вычислить величину гипотенузы. Это приблизительная длина стропил. Однако, поскольку крыша часто выходит за пределы стен дома, нависая над ними, длину стропил можно увеличить. Здесь вся зависит от архитектуры конкретной постройки.Зная длину стропил и длину самой крыши, которая и в этом измерении тоже может выступать за края дома, нависая козырьком над фронтонами, мы уже можем рассчитывать её площадь, а следовательно – и количество кровельного материала.
Пример расчёта
Допустим, дом имеет ширину 6 м. Делим её пополам и получаем 3 м. Это наш катет a. Угол ската, рекомендованный для постройки дома в данной местности, составляет 45°.b = 3 * tg 45° = 3 * 1Но и без применения этой формулы можно догадаться, что при угле наклона 45° наш прямоугольный треугольник получится равносторонним. То есть даже без таблиц и калькулятора станет ясным, что высота крыши будет равна 3 м, то есть – половине ширины дома.