Как рассчитать крышу дома: формулы, нормы и правила

Возводимой крыше частного дома, коттеджа, даже небольшой дачи всегда уделяется особое внимание. Ведь, это не только важный функциональный элемент конструкции здания, но и своеобразная наглядная характеристика хозяйственности его владельца. Неспроста в старину ее украшали флюгером, устанавливали малые архитектурные формы, подчеркивающие зажиточность и статус домовладельца. Наличие на сегодняшнем строительном рынке инновационных материалов, использование прогрессивных технологий позволяет конструировать целые подкровельные ансамбли с ломаными скатами, чередой изогнутых линий, сложной геометрией конструкций и разнообразием декоративных материалов.

Для чего нужны расчеты?

Использую нужную программу, можно смоделировать любой тип крыши. Внеся необходимые данные в он-лайн калькулятор, в считанные секунды получить расчет всех необходимых параметров. Имея такое подспорье, многие хозяева домов решаются на собственноручное возведение крыши. Однако, не всегда есть возможность пообщаться с «умной» техникой. Тогда все необходимые расчеты приходится выполнять самостоятельно. Ведь крыша – это не тот вариант, когда работу можно делать «на глазок».

От применения неверной формулы, недостоверных измерений может не только рухнуть каркас под кровлей. Это чревато нанесением ущерба всему зданию. Предварительные работы по перекрытию кровли очень важны. К ним можно отнести:

• выбор финишного покрытия (листовой металл, металлочерепица, мягкая кровля, шифер, ондулин, пр.);
• составление схемы;
• расчет площади крыши и расходных материалов;
• подбор инструментов.

Точный расчет позволит создать нужную модель, обозначить внешний вид кровли. Выполняя работы самостоятельно, можно воплотить в жизнь свои смелые творческие замыслы и сэкономить на оплате труда наемных строителей.

Считаем высоту

Перед тем, как посчитать площадь крыши, находят ее высоту. Эта величина зависима от формы крыши, числа скатов и угла их наклона, вида декоративного покрытия, наличия или отсутствия теплоизоляции.

Не стоит пренебрегать особенностями местного климата (учитывается роза ветров, объем осадков). Эти данные приводятся в справочных документах и согласуются со строительными нормами в части предельных нагрузок. В Своде правил можно найти формулу для вычисления максимально допустимой нагрузки снежного покрова и других осадков, а также влияние ветра на кровлю. Эти данные находятся перед тем, как рассчитать высоту крыши.

На заметку. Расчет высоты наиболее прочного, презентабельного, потому самого распространенного вида крыш – двускатной очень простой. Берется половина измеренной ширины дома (м) и умножается на тангенс угла наклона ската.

Высоту более сложной модели высчитывают по алгоритму простой двускатной, исходя из того, что сложные конструкции раскалываются на ряд простых, которые без труда можно посчитать по несложным выкладкам.

Угол наклона: как его вычислять?

Определение угловой величины необходимо для выбора конструкции каркаса крыши, вида, количества кровельных материалов. Угол зависит от климата местности, господствующей зоны ветров, обилие снегопадов. Максимально возможная угловая величина наклона плоскостей кровли обуславливает увеличение крутизны вертикальной ее проекции, что увеличивает сопротивляемость ветру. Значит, требуются повышенные прочностные характеристики крыши.

В идеале выбирается такой угол, при котором нагрузка от всех внешних факторов будет воздействовать на кровлю минимально.

• Перед тем, как рассчитать угол крыши, нужно запастись отвесом, метром строительным (рулеткой) и учебником по геометрии.
• По формуле tgβ = a/b находим величину искомого угла наклона (β).
• Для этого в точке, где сходятся вершины скатов (самой верхней, называемой коньком), крепится отвес. Он должен свисать строго ортогонально к поверхности пола, но не касаться ее, оставляя воздушный промежуток порядка 10 см.
• Метром строительным или рулеткой от конька измеряется расстояние до горизонтальной поверхности. Это будет не что иное, как катет (а) прямоугольной треугольной фигуры. Угол величиной в 90 градусов образуется висящим строго вертикально отвесом и основанием.
• Второй замер выполняется от визуальной точки касания отвеса пола до самого отдаленного по горизонтали края крыши (величина второго катета прямоугольного треугольника — b).
• Остается отыскать размер гипотенузы. Для этого по частному от деления a/b (высота к ½ ширины дома) определяется tgβ. Полученный результат в таблицах тригонометрических функций соответствует конкретной величине в градусах.

Справка! Для приблизительных расчетов нужно принимать за аксиому, что двускатная модель в условиях европейского климата должна иметь угол уклона от 30° до 50°. Если крыша менее пологая, создается опасность накапливания снега и плохая его сходимость. При более крутых скатах увеличивается ветровая нагрузка.

«Коньковый ход» в комбинации стропильной системы

Важный расчет, влияющий на конфигурацию каркаса, высота конька крыши. Этот результат влияет на длину и форму стропильной системы, на площадь кровли. Наиболее популярная двускатная модель.

Высота конька двускатной конструкции – искомая величина – один из сторон (катетов) прямоугольного треугольника. Еще одной его стороной является измеренная ширина дома, но только вдвое меньше (половина диагонали дома для шатровой кровли). Тогда собственно конек крыши по высоте вычисляется путем умножения известной измеренной длины катета на тангенс угла наклона ската кровли, величина которого занесена в тригонометрические таблицы. Очевидно, что чем положе плоскости кровли, тем ниже располагается конек.

Кстати: в качестве истины в расчетах можно принять, что при двускатной форме крыши и угле наклона в 45 градусов конек по высоте буде ровно вдвое меньше, чем ширина здания под крышей.

Если два ската кровли образуют уклон (β), равный 37° на доме шириной в 6 м, то, найдя по таблицам tgβ =0.7535, вычисляем высоту конька:

Н = 6/2 *0,7535 = 2,26м.

Площадь крыши: возможные варианты расчета

Но не все так однозначно в расчетах. Многообразие форм (с одним скатом, в форме шатра, вальмовая, многощипцовая, трех- или двускатная, мансардная, многоскатная), выбор материала для покрытия, гидро- теплоизоляции диктует различие и в расчетах. Их точность влияет на составление плана (чертежа), на который наносятся цифровые значения размеров.

Внимание! Методические рекомендации, требования, предъявляемые конструкциям, можно найти в Строительных нормах и Правилах 2.08.01-89 «Жилые здания», а также в Справочном пособии к ним «Проектирование жилых зданий. Объемно-планировочные решения».

Чем проще конструкция каркаса крыши, тем легче рассчитываются необходимые размеры: высота крыши и конька, площадь, угон наклона скатов. Не следует забывать и о параметрах свесов кровли. Но даже самую сложную крышу можно представить в виде расположенных определенным образом по отношению друг к другу треугольников, трапеций, прямоугольников. Тогда рассчитанные по простым формулам геометрии площади отдельно взятых фигур в сумме дадут общую искомую величину (кв.м.). Самые распространенные формы скатов:

• параллелограмм;
• треугольник (равносторонний);
• прямоугольник (параллелограмм со всеми прямыми углами);
• трапеция.

Самый простой расчет, по которому находится площадь крыши, понятный для начинающего строителя можно рассмотреть на примере одного прямоугольного ската. Из школьной программы известно, что размер площади зависит от длин двух его смежных сторон и находится по формуле:

S = a *b,

где:

S – площадь ската;

a – его длина;

b – ширина ската.

Но этот расчет будет не точным, т.к. не учитывается размер стропильной ноги, длина свесов.

Более точные подсчеты площади разных форм крыш сведены в таблицу

[table id=60 /]

Сложность расчета «сложной» крыши

Перед тем, как рассчитать крышу дома сложной конструкции (многощипцовую, купольную), состоящую из геометрических разных компонентов (скатов), нужно выполнить все замеры, количество которых по сравнению с двускатным вариантом намного больше. Разбить поверхность на отдельные плоскости. Каждый скат просчитать по «своей» формуле в зависимости от формы: треугольная, трапециевидная, в виде прямоугольника либо параллелограмма. Далее все результаты суммируются.

Внимание: время и трудоемкость работ на проведение замеров можно сократить, если иметь под рукой составленный предварительно план крыши.

От того, насколько правильно будет рассчитана крыша, зависит в итоге срок ее эксплуатации и долговечность покрытия. Сложные конструкции стропильных систем крыш изобилуют ломаными формами, неровностями, с одной стороны, придающие этому элементу особый шик, а с другой – усложняющие обязательные расчеты. Здесь нужна более тщательная теоретическая подготовка, консультации специалистов, сокращающие возможность ошибок. В противном случае ненадежность кровельного сооружения может привести к его обвалу.