Наступает момент, когда для воплощения мечты о собственном доме, даче сделаны первые шаги: куплен земельный участок, определено место под строительство, нарисованы пробные эскизы дома. Опора дома должна быть надежной, нести весовую нагрузку: стен и перегородок с отделочным слоем; стропильной системы; кровельных и изоляционных материалов.
Вычисления проводят с учетом:
- уклона скатов;
- высоты конька;
- площади;
- вида кровли.
На просторах интернета существует множество онлайн-калькуляторов в помощь начинающим строителям. Самостоятельные вычисления более надежны.
Расчет угла наклона, высоты и площади для двухскатной и четырехскатной крыши
Рассматриваемые величины тесно взаимосвязаны между собой. Отправная точка для метода вычислений:
- проектирование;
- выполнение работ по готовому чертежу;
- контроль качества, реставрационные работы.
Конструкция двухскатной крыши знакома всем. Более сложный вариант – четырехскатная:
- вальмовая – состоит из конька (прогона), двух пар трапециевидных и треугольных скатов;
- шатровая – соединение в одной точке четырех треугольных скатов с одинаковыми основаниями.
Уклон скатов и высота конька
1. Кровельный материал – завершающий слой, принимающий на себя воздействие осадков, ветровые и снеговые нагрузки. Для каждого вида существуют ограничения применения, в зависимости от минимального, максимального угла наклона скатов, примеры:
- Рулонные: различные виды рубероида и мембранных покрытий, рубемаст – 0 ~ 14°.
- Оцинкованная сталь – 8°.
- Шифер (асбоцементный) – 15°.
- Мягкая черепица – 11°.
- Профнастил – 12°.
- Металлочерепица – 14°.
- Ондулин – 6°.
2. Климатическая зона строительства – определяет частотность выпадения, обильность осадков, розу ветров. Для расчетов территория России поделена на 8 зон. Собраны и сведены в таблицу среднестатистические данные:
- показатель полной снеговой нагрузки на 1 м²;
- ветровой нагрузки.
Табличные величины используют для расчета снеговой и ветровой нагрузок, которые прямо пропорциональны углу наклона. Рассчитать можно с помощью программ-калькуляторов, изучив методику вычислений или обратившись к специалисту.
3. Планирование организации мансарды. Устройство на чердаке жилого помещения влияет на стропильную систему. По СНиП минимально допустимая высота комнаты – 2,5 м. Чем выше располагается конек, тем больше угол наклона скатов. При этом необходимо обеспечить сохранение эстетики, поэтому на домах небольших размеров устанавливают ломанные (мансардные) конструкции.
4. Эстетика. Нельзя оставлять без внимания положительное визуальное восприятие дома в целом. Одинаковые высоты кровли и стен (1:1) выглядят довольно несуразно. Согласно принципу «золотого сечения» идеальное соотношение: 32/68 = 1/2,125 – это 42-43°.
После определения угла наклона посчитать высоту конька достаточно просто: К = Z х :tgβ
Особенности расчета четырехскатной крыши
1. Вальмовая:
Определение угла наклона вальмы: tgα = К/Z – из таблицы Брадиса высчитываем значение в градусах.
Высота конька рассчитывается так же, как для двухскатной крыши, относительно центральных или промежуточных стропил. При стандартном архитектурном решении: Z = 1/2 А. В противном случае: Z = 1/2 (В-Lк).
2. Расчет высоты конька и угла наклона шатровой конструкции. Отличительная особенность:
- в одной точке сходятся четыре треугольных ската;
- основание кровли – квадрат.
Как и в предыдущем случае: tgα = К/Z, К = Z х tgα.
Определение угла наклона кровли построенного здания
- при самостоятельном проведении работ;
- при замене покрытия;
- для контроля качества строительства.
Уклон кровли готового строения определяется после замера высоты конька и длины пролета:
- Угол в градусах: tgβ = K/Z, по таблице Брадиса для тангенсов определяется величина.
- В процентах: K/Z х 100 %.
- Угол в относительных (правильная дробь) единицах: K/Z, дробь упрощаем (в числителе 1) – на чертежах архитектурных проектов чаще всего используется эта система измерения.
Площадь крыши
На этапе проектирования приходится выполнять пробные вычисления воздействия веса кровли в зависимости от квадратуры и вида материала.
1. Как посчитать площадь двухскатной крыши.
Равнозначные скаты:
Lк и К – длина и высота конька, β –величина уклона, Z – заложение или 1/2 пролета.
Чтобы высчитать площадь крыши Sкр, необходимо определить Нскат – ширину ската:
Нскат = √(Z² + К²) = К / sinα, значение синуса легко посчитать по таблице Брадиса. Sкр = Нскат х Lк х 2.
Ассимитричная конструкция:
- Sкр = Н1скат х Lк + Н2скат х Lк.
- Н1скат = √(Z1² + К²) = К / sinα, Н2скат = √(Z2² + К²) = К / sinβ.
2. Как рассчитать площадь четырехскатной крыши:
2.1. Вальмовая.
Рассчитываем квадратуру вальм (Sв):
- Нв = √(Z² + К²).
- Sв = (1/2 А х Нв) х 2 = А х Нв, А – расстояние между диагональными стропилами вальмы.
Посчитаем квадратуру скатов вальмовой конструкции:
- Lц.стр.ската = = √(Z² + К²) = К / sinβ, Sск = 1/2 х(В + Lк) хLц.стр.ската
- Расчет площади: S = Sск + Sв.
2.2. Шатровая.
Н = √(Z² + К²) = К / sinβ; S = (1/2 А х Н) х 4 = 2 х А х Н.
Высчитать квадратуру готовой двух-, четырехскатной крыши достаточно просто. Поверхность разбивается на геометрические фигуры. Выполнив замеры, легко найти квадратуру каждого участка, суммирование даст конечный результат.
Площадь кровельного покрытия
Рассчитать квадратуру завершающего элемента необходимо для определения:
- веса конструкции;
- нагрузки на стены и фундамент;
- количества материалов;
- расчета финансовых затрат.
Площадь крыши и кровельного покрытия различны это объясняется технологией укладки, необходимости выполнять:
- нахлест;
- фальцевание;
- монтаж нескольких слоев.
Существует понятие «полезная площадь», умножив ее на количество единиц (лист, рулон, штука), получим значение, равное площади кровли.
Для каждого покрытия существуют требования по укладке. Величина нахлеста, полезная площадь зависят от:
- угла наклона;
- климатических условий эксплуатации;
- вида материала;
- наличия дополнительных конструкций на плоскости четырех- или двухскатной крыши (печная труба, мансардные окна и другие).
Производители предоставляют инструкции по укладке, необходимую информацию. Квадратура полезной (рабочей) поверхности обязательно указывается в перечне характеристик.
Грубый расчет материала (Sм), исходя из квадратуры кровли (Sк):
- Определить количество Nм =Sк/Sм.полезная.
- Высчитать разницу квадратур (∆нахлест) единицы кровли (лист, рулон, штука) и ее рабочей площади.
- Вычислить квадратуру нахлестов: Sн = Nм х ∆нахлест.
- Итоговое значение: Sм = Sк + Sн.
В этом методе не учтено, что по краю, в области конька, нахлесты и фальцевание не выполняются. Но при более точных вычислениях применяют коэффициенты 7-15 %, принимающие в расчет подрезку и ошибки в работе – результаты будут довольно близки.
Идеальным расчетом считается выполнение чертежа скатов, вальм в масштабе и раскладкой листового, рулонного материала, черепицы. Вычисления таким способом более сложные, но дают самый верный результат.
Определить величины основных характеристик конструкции можно:
- самостоятельно;
- воспользовавшись онлайн-калькуляторами на специализированных сайтах;
- привлекая к работе инженера-расчетчика.
