Как сделать расчет и монтаж мансардной крыши своими руками

Уклон кровли из металлочерепицы должен соответствовать допустимым значениям, в противном случае крыша не сможет успешно противостоять эксплуатационным нагрузкам.

Типы мансардных крыш

Сегодня трудно удивить архитектурными изысками в частных застройках, люди стремятся к комфорту и эстетике своих домов. Дизайн мансарды поражает размахом: высокие и низкие, ломаные и обычные скатные, башенки и купола, сложные многоуровневые и самые обыкновенные мансардные крыши венчают строения, придавая каждому свой неповторимый индивидуальный стиль.

Односкатная мансардная крыша самая простая по конструкции, опирается стропильной системой, или фермой, на внешние несущие стены, находящиеся на разном уровне. Обычно такие крыши устраиваются при возведении мансард на небольших дачных домиках, веранд.

Двускатная или щипцовая мансардная крыша — классическая конструкция, которая возводится с помощью наклонных или висячих стропил. Углы уклонов скатов могут быть равномерными или неравномерными.

Вальмовая крыша – это четырехскатная конструкция, не имеющая фронтонов. Два больших ската — трапеции, скаты с торцевых стен – треугольники-вальмы. Полувальмовые – это крыши, у которых с боков трапеции, а с фронтов сначала идет вертикальная стена, а к коньку она срезана под углом.

Шатровая мансардная крыша – это почти вальмовая, но все скаты представляют собой равнобедренные треугольники, которые смыкаются в одной точке. Такая конструкция симметрична и не имеет конька, подходит для квадратных строений.

Типы мансардных крыш

Многощипковая мансардная крыша – это, по сути, комбинация нескольких двускатных крыш. Конструкция устраивается на домах со сложной геометрией, с изломами и многоугольным основанием. Подобная крыша имеет много ребер и скатов, поэтому требует сложных расчетов и профессиональных навыков, сделать такую крышу своими руками представляется очень сложной задачей.

Ломаная крыша – это классика мансардного строения, форма крыши мансарды позволяет значительно увеличить полезную площадь, и обустроить внутри полноценную жилую комнату, спальню, детскую, кабинет и пр. Конструкция подразумевает наличие нижнего крутого от 60 до 80о, и верхнего пологого 20-30о скатов. Конструкция кровельной системы мансарды усложняется до фермы, скаты состоят из двух стропил, укрепленных стойками и усиленных в местах излома растяжками. Нижний пояс фермы одновременно является основой пола.

Сводчатые, конические, купольные крыши мансарды применяются в элитном частном домостроении, дизайн таких мансард поражает своими изысками. Стропильная конструкция таких мансардных перекрытий достаточно сложна и изготавливается из материалов, поддающихся изгибам.

При комбинировании нескольких типов крыш получаются сложные и необычайно эффектные, красивые мансардные строения. Такой нетрадиционный подход к проектированию мансардной крыши необходим, если дом сложной формы: с выступами, перепадами высоты, достройками. Несмотря на эстетику и завораживающий вид, сложные мансардные крыши имеют существенные недостатки — это множество внутренних углов (ендовых) с малым уклоном, скатные изломы, которые являются зоной риска для целостности кровли, и становятся причиной протечек и сборища снега. Расчет мансардной крыши этого типа требует специальных навыков и знаний, при намерении сделать такую крышу мансарды своими руками, постарайтесь свести к минимуму наличие сложных элементов.

Простая двускатная или ломаная крыша мансарды не произведет такого эффекта как комбинированная, зато такая конструкция мансардной крыши много надежней, ее можно рассчитать и построить своими руками. Выбор типа мансардной крыши зависит от архитектурного замысла и плана дома, от того, какой уклон скатов заложен в проекте, характеристик несущей конструкции и выбора материалов для кровли.

Факторы, определяющие выбор наклона крыши

Исходя из климатических условий и силы ветра, а также финансовых возможностей, вначале следует рассчитать минимальный наклон крыши. Увеличение же его может привести как к положительным, так и к отрицательным последствиям.

Так, проливаясь на крышу с большим наклоном, дождевая вода быстро стекает вниз, практически не проникая внутрь кровельного покрытия через его микродефекты. Снег соскальзывает с крутой кровли, и при углах ее наклона более 45% снеговая нагрузка может вообще не учитываться.

Факторы, определяющие выбор наклона крыши

Но при этом в сравнении с плоской крышей расход стройматериалов возрастает в 1,5 раза при наклоне крыши в 45 º и вдвое при наклоне в 60 º. Увеличится также вес кровельного покрытия и стропильной системы. При большем наклоне увеличится и парусность крыши, что приведет к возрастанию ветровой нагрузки на нее. Можно ознакомиться с материалом о двускатной мансардной крыше.

Рост площади кровельных скатов повлечет увеличение объёма водостока, что может затруднить водоотведение.

Правильность расчета угла наклона крыши предполагает учет многих факторов, к главным из которых относятся:

Факторы, определяющие выбор наклона крыши
  • вид стропильной системы;
  • материал кровли;
  • климатические условия;
  • назначение чердака.

Особое значение последний фактор приобретает для домов с двух- или четырехскатными крышами. Так, если чердачное помещение нежилое и служит складом для изредка используемых предметов обихода, то поднимать конек крыши на большую высоту и увеличивать тем самым ее наклон нет смысла. Но если под крышей устраивается полноценная жилая мансарда, то тут потребуется обустроить крышу с большим наклоном.

Читайте также:  Как правильно сделать стропильную систему крыши

Строительные нормы содержат минимальные величины наклона крыши для каждого из видов кровельного материала с учетом допустимых снеговых и ветровых нагрузок.

Факторы, определяющие выбор наклона крыши

Так минимальный наклон крыши для разных кровельных материалов равен:

  • для шифера и натуральной черепицы рекомендуется выбирать угол уклона 20° для предотвращения скапливания и просачивания влаги на стыках;
  • для профнастила рекомендуется выбирать угол наклона 12 °;
  • для рулонных кровельных материалов минимальный наклон крыши уменьшается при увеличении числа слоев покрытия. Так, при 3-х слоях угол равен 2°-4°, при 2-х слоях он равен 10°-15°;
  • для ондулина рекомендуется наклон в 6 °;
  • для металлочерепицы минимальный наклон следует брать в 14°.

Для правильного расчета наклона крыши следует принять во внимание все вышеприведенные факторы.

Факторы, определяющие выбор наклона крыши

Максимальный диапазон величин углов наклона крыши равен 9°−60°. Обычно правильно рассчитанный оптимальный наклон крыши находится в диапазоне 20°−45°.

Природные условия и нагрузки

Живем мы не на Экваторе, а потому нельзя забывать о зиме и стабильных осадках в виде снега. Опытные архитекторы и строители знаю какой должен быть угол крыши при разных типах материалов, чтоб она могла выдержать осадки снега.

Природные условия и нагрузки

Обычно люди не воспринимают снег так, как строители. Крыша с большой площадью и малым углом наклона обычно собирает достаточно много снега, который оказывает внушительное давление на всю конструкцию. Именно поэтому и рекомендуется делать угол наклона крыши как минимум 25 градусов.

Природные условия и нагрузки

Не менее важную роль играют материалы из которых будет кровля и стропильная система – они должны без проблем справляться с давлением и не деформироваться.

Природные условия и нагрузки

Как высчитать угол уклона крыши?

формула расчета угла уклона ската

В основном, угол уклона кровли зависит от того, на какую высоту подымать конек (высота кровли в коньке тоже будет зависеть от того, для чего предназначен помещение чердака). Если из чердака делать полную мансарду, то угол наклона кровли можно высчитать подобным образом:

  • Нам знаменита ширина фронтона – торца крыши, к примеру, 6 м. Делим ее пополам: 6:2= 3 м, а высота кровли в коньке равняется 1,8 м (обычное значение).
  • Дальше, из курса геометрии известно, что отношение прилежащего катета к противолежащему в прямоугольном треугольнике есть синус угла. Находим этот синус:

Sin A=a/b=3/1,8=1,67

Из таблицы Брадиса находим значение (приближенное) – при Sin A=1,67 угол наклона будет составлять примерно 58-59 градусов. Принимаем значение предельное – 60 градусов. Это и станет наш искомый угол уклона крыши.

Угол наклона крыши из профнастила

Выбор оптимального угла скатов для кровли – вопрос не только эстетический, но, в определенной мере, практический. От этого параметра будет зависеть функциональность покрытия, защита постройки от разного рода атмосферных воздействий (осадков), долговечность конструкции и расход кровельных материалов.

Выбор уклона для кровли в зависимости от покрытия и формы.

Важным критерием выбора наклона крыши является климат района вашей постройки. В регионах, где выпадает много осадков, а в зимнее время бывают обильные снегопады, логичнее выбирать большой уклон кровли (от 45 до 60 градусов).

Такой угол позволит уменьшить нагрузку снега на кровельную систему, так как большие массы снега не будут скапливаться, а начнут сползать с нее на землю, набрав критическую массу.

В случае если для региона, где происходит строительство, характерны сильные ветра, следует выбирать минимальный уклон крыши, в результате чего будет снижаться ее парусность. В данном случае следует выбирать угол наклона кровли в диапазоне от 9 до 20 градусов.

Во-вторых, при выборе угла наклона ската немаловажно учитывать свойства самого материала кровли. Поэтому следует подробнее посмотреть, как определить минимальный уклон для различных материалов кровли.

Третьим критерием выбора угла является само назначение постройки. Т.е. если планируется, что крыша будет играть роль еще и мансарды, то уклон придется значительно увеличить.

Наиболее “ходовым” кровельным материалом является профлист. У этого материала есть ряд преимуществ: он имеет небольшой вес, монтируется достаточно легко и быстро и служит долго.

В качестве кровельного материала основное применение профлист нашел в промышленном строительстве при изготовлении кровель цехов, ангаров, торговых павильонов и других объектов производственного назначения. Стальная основа профлиста и ребра жесткости обеспечивают крыше и несущим конструкциям необходимую жесткость. Профлист не утяжеляет здания и обладает отличной герметичностью.

Листы профнастила для кровли изготавливают из металла толщиной 0,4-1 мм, затем формуют методом холодной прокатки. От других разновидностей кровельный профлист отличается наличием гидрозатвора (бороздки по краю листа, которая препятствует затеканию воды под продольные стыки). Профлист для кровли в своей маркировке имеет индекс «R».

Угол наклона крыши из профнастила

Минимальный наклон кровли из профнастила по рекомендации производителей составляет 12 градусов. Следует помнить, что при небольших углах необходимо дополнительно производить проклейку стыков герметиками во избежание протечек.

Читайте также:  Как крепить поликарбонат к деревянному каркасу

Согласно СНиП, уклон крыши из профнастила может быть и еще меньше, но не менее 6 градусов. При таких малых углах необходимо надежно загерметизировать продольные и поперечные стыки герметиками, например, силиконовыми, а сами поперечные стыки нужно увеличить хотя бы до 25 см.

Основной принцип здесь такой: размер стыков должен быть таким, чтобы ветер не мог задувать под них воду.

В данном случае появляется ряд минусов: во-первых, профлист будет сложнее смонтировать, во-вторых грязь будет значительно сильнее накапливаться на поверхности, следовательно, уход за такой крышей станет более трудоемким. В данном случае крышу необходимо чаще чистить, иначе срок службы профнастила значительно сократится.

Укладка профлиста осуществляется на деревянное основание. Шаг обрешетки основания меняется в зависимости от угла уклона ската крыши и может составлять от 300 до 4000 мм.

Увеличивая угол наклона профнастила, увеличивают и его шаг. По строительным нормам, уклон может отличаться от заданного уровня не больше чем на 5%.

На крышах с небольшим уклоном рациональнее использовать сплошную обрешетку.

Малый угол наклона крыши упрощает процесс монтажа листов профнастила, т.к. отпадает нужда в дополнительных приспособлениях, таких как передвижные лестницы или другие устройства для закрепления монтажника на кровле.

Соответственно, значительно снижаются трудозатраты и сокращается время выполнения работы.

Кроме того, выбирая малый угол ската, вы делаете ее более устойчивой к механическим воздействиям из-за более частой обрешетки и значительного снижения парусности.

Как правильно выбрать уклон кровли из металлочерепицы

Выбирая угол наклона кровли для металлочерепицы, важно понимать, что крутизна обладает некоторыми преимуществами, среди которых выделяют следующие моменты:

  • экономичность – расход кровельного материала небольшой;
  • значительное уменьшение массы конструкции и ее парусность, в результате чего можно предотвратить повреждения кровли при сильных порывах ветра;
  • довольно легко установить отвод под воду.

Однако не стоит забывать и про ряд определенных нюансов, таких как:

  • возникает необходимость в наличии герметичного покрытия, при большом уклоне невозможно добиться высокого уровня защиты дома от проникновения воды между стыками листов металлочерепицы;
  • увеличиваются требования относительно своевременного удаления снега с поверхности крыши, например, если с крутой поверхности снег сдувает ветер, то на пологой кровле осадки будут задерживаться, в том случае, когда уровень прочности небольшой, имеется высокая вероятность того, что кровля под тяжестью снега обрушится;
  • обрешетка получается довольно тяжелой;
  • не предоставляется возможности сделать помещение на чердаке.

Для того чтобы найти оптимальный уклон кровли из металлочерепицы, рекомендуется брать среднее значение. Благодаря тому что производители на заводах постоянно проводят испытания кровельных материалов, то можно сделать вывод, что оптимальный угол уклона для крыши, выполненной из металлочерепицы, является 22 градуса. При таком наклоне на поверхности не будет задерживаться снег и вода.

Кроме этого, стоит понимать, что угол наклона еще зависит и от формы кровли:

Как правильно выбрать уклон кровли из металлочерепицы
  • 20-30 градусов для односкатной кровли;
  • 20-45 градусов для двухскатной кровли.

Долговечность и качество кровли напрямую зависит от правильного подбора материала покрытия. Не последние по важности критерии выбора – внешний вид и соответствие экологическим нормам. Среди специалистов давно укрепилось мнение, что металлические кровли в полной мере отвечают этим требованиям.

Из трёх типов металлического кровельного материала выгодно выделяется покрытие из профилированного листа имитирующее натуральную черепицу – металлочерепица.

Её основа – рулонная сталь, покрытая алюмоцинковым составом для сопротивления вредным воздействиям окружающей среды. Для повышенной устойчивости финишным слоем на металл дополнительно нанесено полимерное покрытие. В этой статье вы узнаете, как рассчитать угол кровли для металлочерепицы и какие факторы воздействуют на кровельное покрытие.

Для точного расчёта угла наклона необходимо знать два размера:

  • высоту стропильной конструкции, иначе говоря, вертикальное расстояние от верха парапета, на который опирается стропильная нога, до конька;
  • ширину самого дома.

Для односкатной кровли уклон будет составлять величину, полученную от деления высоты конструкции на расстояние ширины дома. В случае расчёта двухскатной крыши берётся высота и делится на половину ширины дома. Поскольку принято уклоны выражать в процентном соотношении то полученная цифра умножается на 100.

Для получения более точного результата использовать в качестве точки отсчёта расстояния до конька не плиту перекрытия, как многие ошибочно считают, а именно верх парапета, как основания для опоры стропил.

На практике существуют варианты устройства кровель, минимальный уклон для металлочерепицы меньше 10 градусов. К таким исключениям применяются особые рекомендации по строительству.

Шаг металлочерепицы в зависимости от угла наклона кровли

В виду повышенной снеговой нагрузки делается усиленная конструкция стропильной системы с устройством сплошной обрешётки. На неё при соблюдении всех норм укладывается водоизоляционный ковёр. При укладке под поперечные и продольные стыки листов устанавливаются специальные прокладки.

Как правильно выбрать уклон кровли из металлочерепицы
  • Факторы, влияющие на прочность и долговечность кровли
  • Влияние угла наклона на характеристики кровли
  • Величины угла наклона для каждого материала
  • Заключение по теме

Как определить оптимальный угол наклона двухскатной крыши, является чрезвычайно актуальным вопросом, от которого зависит прочность и надежность всего здания. Современное строительство развивается стремительными темпами. С каждым днем становится все больше новых материалов и, соответственно, подходов к их установке.

Читайте также:  Внутренний водосток – устройство, виды и особенности

Схема устройства двускатной крыши.

Совет! Расчет угла наклона рекомендуется осуществлять до теплоизоляции, что в дальнейшем позволит избежать проблем, касающихся скопления снега на крыше.

Профессиональный подход в конструировании кровли

Необходимый угол наклона кровли может моделироваться за счет изменения высоты конька, а также с учетом всех факторов для создания долговечного и комфортного дома. Чтобы грамотно определить уклон кровли, как того требуют стандарты качества, необходимо учесть все нюансы в расчетах и возведении кровли. Поэтому это дело нужно доверить профессионалам. Однако каждый дом начинается с бумаги. Благодаря необходимым знаниям и нехитрым расчетам, будущий застройщик может строить реалистичные и подходящие для него наброски своего будущего дома.

Определение уклона кровли по геометрическим размерам или в градусах

Формула расчета крутизны ската для крыши из металлочерепицы по размерам, например, для двускатной крыши рассчитывается по следующей формуле: I = H/(1/2L), где:

  • I — нужный угол для металлочерепицы;
  • H – расстояние от границы перекрытия до конька, то есть показатель высоты стропильной конструкции;
  • L – размеры ширины строения.

Чтобы найти процентное соотношение, полученный показатель i умножается на 100. А для выражения в градусах следует воспользоваться тригонометрической функцией или найти значение в соответствующей таблице:

градусы % градусы % градусы %
1 1,7 16 28,7 31 60,0
2 3,5 17 30,5 32 62,4
3 5,2 18 32,5 33 64,9
4 7,0 19 34,4 34 67,4
5 8,7 20 36,4 35 70,0
6 10,5 21 38,4 36 72,6
7 12,3 22 40,4 37 75,4
8 14,1 23 42,4 38 78,9
9 15,8 24 44,5 39 80,9
10 17,6 25 46,6 40 83,9
11 19,3 26 48,7 41 86,0
12 21,1 27 50,9 42 90,0
13 23,0 28 53,1 43 93,0
14 24,9 29 55,4 44 96,5
15 26,8 30 57,7 45 100
Определение уклона кровли по геометрическим размерам или в градусах

Важно! Данный тип расчета подходит для одно-, двухскатных крыш. Для односкатной берется во внимание вся длина пролета. В случае обустройства кровельного ковра с наличием нессиметричного ската, угол крыши рассчитывается по расстоянию от точки проекции конькового элемента до перекрытия для каждого ската по отдельности.

Оптимальный угол для кровли с наличием сложных конструктивных элементов принимается в расчет поправочный коэффициент для проекции по горизонтальному направлению:

  • Угол кровли 1: 12 (7°) – К = 1,014;
  • 1:10 (8°) = 1,020;
  • 1:8 (10°) = 1,031;
  • 1:6 (13°) = 1,054;
  • 1:5 (15°) = 1,077;
  • 1:4 (18°) = 1,118;
  • 1:3 (22°) = 1,202;
  • 1:2 (30°) = 1,410.

Зависимость конструкции крыши от материала перекрытия ↑

Прежде чем выбрать кровельный материал, следует изучить его технические характеристики: это поможет оптимально подойти к решению вопроса и подобрать наиболее надежный. Кроме того, существует правило, определяющее зависимость угла наклона скатов от применяемого кровельного материала.

Перечислим основные из них:

Зависимость конструкции крыши от материала перекрытия ↑
  1. Для шиферного покрытия или черепицы минимальный уклон кровли должен составлять 22 градуса во избежание образования скоплений влаги в местах стыковки элементов перекрытия и просачивания ее.
  2. Для рубероида, еврорубероида и прочих кровельных материалов этот параметр зависит от количества настеленных слоев: для трех слоев достаточно 5 градусов, а для двух потребуется все 15 градусов.
  3. Минимальный уклон кровли из профлиста должен равняться 12 градусам: так советуют производители данного материала. Кроме того, при минимально допустимых углах необходимо дополнительно проклеивать стыки с помощью герметиков.

При выборе значения наклона следует учитывать прочностные характеристики кровельной конструкции: запаса прочности должно хватать не только на то, чтобы выдерживать собственный вес и массу кровельного материала, но также и на внешние нагрузки (порывы ветра, снег). Также от наклона ската зависит и тип обрешетки для укладки большинства материалов: при малых значениях этого параметра монтируют либо сплошную обрешетку, либо с небольшим шагом (350-450 мм). При возведении любой крыши, а тем более плоской, необходимо устройство системы уклонов и водоотведения. Если площадь особенно велика – потребуется дополнительный слив.

Шаг 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:

  1. Обозначим А длину стропильных балок.
  2. Обозначим Б длину стропил от стены до конька, или длину части стены в этой области (если стены вашей постройки разной высоты).
  3. Обозначим Х длину стропил от конька до края противоположной стены.

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.