Как найти минимальный угол наклона скатов металлочерепичной крыши?

Металлочерепица – листовой (0,38-0,55 мм) материал из оцинкованной стали, алюминиевых или медных сплавов, получаемый способом холодного прессования. Профилирование металлической основы с нанесением полимерного защитного покрытия позволило создать имитацию кладки керамической черепицы. Малая масса листа (около 5 кг) упрощает выполнение работ по монтажу.

Назначение кровли – защита от воздействия окружающей среды, отвод талой и дождевой воды, теплоизоляция дома. Верный расчет конструкции, углов наклона скатов, соблюдение правил сборки гарантируют:

• комфортный климат внутри здания,
• долгий срок эксплуатации дома без ремонта.

Наклон – градусная, процентная или дробная мера уклона ската по отношению к перекрытию. От показателя зависит:

• степень отвода осадков;
• противостояние ветровой нагрузке;
• высота конька;
• площадь кровли;
• масса конструкции;
• финансовые затраты на кровельные работы.

Единицы измерения

Производители кровельных материалов указывают в инструкции по монтажу своей продукции рекомендуемый минимальный уклон кровли. Единицы измерения различны:

• Градус – привычный показатель для измерения плоских углов.
• Процент – степень отклонения ската от горизонта. Параметр принят в СНиП и СП. Причина в том, что при градусной системе измерения высока вероятность возникновения погрешностей, отступление от конструктивного плана дома.

За 100 % принимается величина 45°.

Таблица перевода градусов в проценты:

Примет расчета уклона ската: С = 5 : 8 *100 = 62.5 %, это соответствует α ≈ 32°

В относительных единицах – упрощенная дробная величина отношения высоты конька (B) к заложению (A). В нашем случае: 5:8 = 1:1.6.

Расчет, от чего зависит угол

В устройство кровли закладывается определение минимального угла наклона крыши из металлочерепицы. Для этого материала по СНиП II-26-76* рекомендуется 20 % (≈12°). Минимально допустимый угол – 10 %. При параметрах меньше рекомендуемых требуется проведение герметизации стыков листов.

Данный показатель не учитывает особенности климатической зоны и конструкционной специфики проекта дома. Более точное значение даст проект с учетом внешних факторов воздействия и наличие мансарды. Снеговая нагрузка – влияние снежной массы на крышу. Угол уклона должен быть оптимальным.

Обеспечивает:

• минимальное скопление снега;
• целостность наружного перекрытия, кровельного материала, системы водостока;
• исключает резкое схождение скопившегося снега.

Проектирование стропил проводят с определением минимальной массы снега, при которой происходит:

• Разрушение – величина максимальной снежной массы (S), приводящая к обрушению перекрытия.
• Прогиб – нормативный параметр, происходит деформация конструкции, но восстановление возможно.

Площадь России разбита на восемь климатических зон. В СНиП 2.01.07-85* определён территориальный показатель полной снеговой нагрузки на 1 м² горизонтальной поверхности (Sg):

Расчет выполняют по формуле: S = Sg*µ, где

• µ — коэффициент учета уклона нагружаемой поверхности.

Значения µ в зависимости от угловой величины (α):

Влияние снежной массы, определение угла наклона любой крыши можно выполнить с помощью онлайн программ калькуляторов на специализированных ресурсах.

Норматив = S*0,7.

• Ветровая нагрузка – давление воздушных потоков на карнизный свес и скат.

Минимальный угол крыши из металлочерепицы определяется по ветровому влиянию на строение. Факторы, оказывающие воздействие на число:

• климатические условия зоны, в которой проходит строительство;
• высота строения;
• тип местности.

По СНиП 2.01.07-85* ветровое воздействие определяют как сумму составляющих:

• Пульсационная сила – показатель, применимый для зданий более 40 м.
• Проектная величина усреднённой составляющей силы ветра на высоте z, Wр = Wо*k*C.

Норматив Wо – постоянная величина, полученная эмпирическим путём на территории России.

k – коэффициент, корректирующий значение ветровой нагрузки в зависимости от высоты z и типа местности.

C – коэффициент аэродинамического влияния, зависящий от склона (α), соотношения вертикали кровли к ширине пролета и вектора ветра.

C1 – параметр ската с наветренного направления. С2 – с подветренного. Положительное значение – воздействие на скат, отрицательное – от поверхности.

Таблица для двухскатной крыши:

Определяются промежуточные значения методом интерполяции.

Последняя таблица подтверждает влияние уклона при ветровой нагрузке. Рост параметра повышает «парусность» кровли, возникает вероятность опрокидывания конструкции. Снижение показателя – ветер стремится приподнять и сорвать стропильную систему. Расчеты сил от влияния природных факторов должны выявлять минимальный и оптимальный угол.

Расчет минимального угла наклона мансардной крыши выполняют, если чердачное пространство планируется сделать жилым. Помещение должно иметь достаточную высоту потолка, что влечет увеличение уклона ската.

Определение показателя минимально допустимого угла учитывает:

• форму крыши и вид стропильной системы;
• желаемую высоту помещения (по СНиП не менее 2,5 м);
• длину пролета.

Примерный расчет минимального уклона кровли на примере двухскатной крыши:

Где:

• a – расстояние от конька до стропила, b – вертикальный параметр помещения. Расстояние от перекрытия до конька: a + b;
• (a + b) : ½ c – наклон в относительных единицах (выше приведена таблица перевода).

Пример: a = 2,5 м, b = 2,2 м, ½ *c = 5 м; a + b = 4,7 метра. Для угла наклона односкатной крыши длина пролета на ½ не умножается.

Величина: 4,7 : 5 * 100 = 94 %, соответствует по таблице α = 44°. В относительных единицах: 4,7/5 = 1/1,06.

Более точные вычисления позволит выполнить теорема Пифагора с использованием тригонометрической функции: tg (α) = (a + b)/ ½ с = 0,94. По таблице Брадиса находим эмпирические данные. Определение минимального уклона черепицы необходимо проводить с учетом влияния силы ветра и массы снега.