Простая геометрия: расчёт параметров крыши

Примеры вычислений, которые несложно выполнить самостоятельно

В принципе, если речь идет о простых конструкциях кровли, то понадобится совсем немного для того, чтобы сделать расчет высоты крыши дома: калькулятор и несколько всем известных принципов из основ геометрии, которые преподают ещё по школьной программе.

Если речь идет о том, как рассчитать высоту конька односкатной крыши, то здесь получается всё предельно просто:

• 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.

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.

Как считать?

В расчет кровли входит:

• стропила;
• обрешетка;
• количество изоляционных материалов;
• площадь поверхности кровли;
• оптимальный угол наклона крыши.

Чтобы узнать, справятся ли стены с нагрузкой, которую будет давать ваша конструкция, необходимо рассчитать общий вес кровли, а потом уже приступать к работе. При расчете нельзя забывать о погодных условиях региона, в котором находится конструкция. Если учесть все эти нюансы, то можно не беспокоиться о том, что крышу может снести.

Для каждого вида крыш приходится разное количество материала. Основные виды:

• односкатная;
• двускатная;
• четырехскатная;
• многоскатная.

Важно не забывать про ветер, который дает определенную нагрузку на крышу. Чем он сильнее, тем ниже по отношению к горизонту должен быть угол кровли

Первым делом надо узнать исходные данные, то есть длину и ширину. После этого можно переходить к остальным вычислениям.

Умножаем длину крыши на ее ширину, получаем площадь, зная которую можно определить, сколько материала потребуется. Все остальные данные и измерения лучше всего узнавать в специальных справочниках.

Если выполнить все расчеты тщательно и правильно, то можно избежать лишних расходов, получив прочную крышу над головой.

Влияние угла наклона на объем помещения мансарды

Если дом возводится с мансардой, то угол наклона скатов приобретает прикладное значение. И здесь соотношение прямое, то есть чем больше угол, тем больше объем мансарды. Чтобы было понятно, на фото ниже это хорошо видно.

Соотношение угла наклона скатов к объему мансардного помещенияИсточник legkovmeste.ru

Приведем пример, основанный на верхнем рисунке. Здесь четко видно, что высота помещения зависит от параметров наклона крыши. При этом надо учитывать, что оптимальная высота не должна быть меньше 2,5 м. А значит, угол наклона скатов мансарды минимально должна быть 25°

Но обратите внимание, что при таком расположении элементов кровли не учтен объем помещения. То есть ширина комнаты не будет больше 3 м

Это притом, что ширина дома – 10 м. Получается, что используется всего лишь 30% от пространства.

А значит, надо увеличивать значение угла. И чем больше он, тем больше полезная площадь мансарды. Но здесь есть обратная сторона медали. Увеличивая угол, увеличивается высота конька. А это расходы стройматериалов на возведение крыши, плюс увеличение парусности конструкции

Поэтому очень важно найти золотую середину. К примеру, 40° практически решают все проблемы

Чтобы отойти от этих проблем раз и навсегда, строители давно применяют совершенно другую конструкцию. Она сложна и в сооружении, и в проведении расчетов, но этот вариант решает проблему полезной площади помещения, не увеличивая высоту крыши.

Конструкция мансардной крышиИсточник ok.ru

Расчет высоты конька и угла наклона крыши:

Заключение по теме

Проведение расчетов кровельной конструкции – прерогатива специалистов. Потому что правильный расчет, того же угла наклона, это надежность крыши в целом. Но ориентироваться в некоторых технических понятиях будет полезно и владельцам строящихся домов.

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши — один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

• Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
• Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

Перед тем как рассчитать высоту крыши, важно учесть некоторые факторы:

• размеры дома;
• планы на использование подкровельного пространства;
• планируемая форма крыши и количество ее скатов;
• угол наклона скатов;
• нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
• вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:

где a — искомая величина, b — величина половины ширины дома, tg α — тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

• Шатровая — все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
• Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли — длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты — важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

От чего зависит высота крыши

Расчёт высоты крыши сводится к нахождению оптимального угла наклона составляющих её плоскостей. На эту цифру влияют несколько факторов, каждый из которых либо повышает, либо понижает высоту навеса. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Атмосферные осадки

Здесь скорее принято говорить не о дожде, ведь жидкая вода стекает с поверхности с любым углом наклона, а о снеге, точнее снеговой нагрузке. Дело в том, что накопившиеся за зиму на крыше массы снега весят очень много и прибавляют дополнительную нагрузку на несущие конструкции крыши. Поэтому лучше всего, чтобы снег не задерживался на крыше, а падал на землю под действием силы тяжести. Это тем более актуально в тех регионах, где выпадают значительные снежные осадки. Для таких областей оптимальный угол ската крыши – не менее 45°.

С пологой крыши снег счищать придётся самостоятельно

Ветровая нагрузка

Сильный порывистый ветер, который преобладает на местности, требует, чтобы крыша была наоборот, более покатой и пологой, не более 20° к горизонту. Это объясняется тем, что высокая крыша увеличивает свою парусность. Массы воздуха давят на такую крышу, а значит, и на несущие конструкции, сильнее, все элементы испытывают повышенную нагрузку. Опаснее всего порывистый ветер. Он норовит сорвать крышу с места, разрушить кровлю.

Кровельный материал

Как зависит угол наклона от выбранного кровельного материала

Чем меньше элемент кровли, тем более высокую крышу он для себя требует. Это вполне объяснимо: маленькая черепица имеет гораздо больше линий, за которые может зацепиться снег, и соответственно, нарасти снеговая шапка. Поэтому для такой кровли лучше всего больший угол наклона. В сущности, на упаковке любого кровельного материала указывается наиболее оптимальный угол наклона крыши, поэтому здесь не существует каких-либо определённых тенденций.

Несущая способность и материальные затраты

Увеличение высоты крыши увеличивает и нагрузку на несущие конструкции. Вместе с этим растёт и площадь самой крыши, что влечёт за собой увеличение расходов на кровельный материал, стропила и каркасные элементы, призванные укрепить всю конструкцию.

Чердак

Перед тем, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, необходимо определить, как именно будет использоваться пространство под кровлей. Чаще всего в хозяйственных постройках и гаражах нет потолка, и, зайдя в такое здание, можно увидеть стропила и несущие элементы навеса.

Однако в жилых домах чаще всего верх комнат отделен от подкрышного пространства перекрытием, которое одновременно является полом для чердака.

Возможности обустройства чердака поистине безграничны

Использовать получившееся помещение под крышей можно двумя способами: как нежилое (как правило, в качестве склада) или как жилое. В любом случае к таким помещениям предъявляются свои особые требования:

Даже нежилой чердак требует периодического технического обслуживания.

Да и при использовании его как места хранения различного инвентаря домовладельцу может понадобиться подняться на чердак. В этом случае под крышей должен иметься проход высотой не менее 160 см и шириной 120 см.

Если кровля имеет сложную форму и обеспечить такие размеры прохода не представляется возможным, то можно сократить его высоту и ширину на 40 см.

Жилой чердак предполагает, что здесь постоянно будут находиться люди.

Такие помещения конструируются двухъярусными, когда более высокое нижнее отделено от маленько верхней части своеобразным потолком. В любом случае, высота подбирается по самому высокому владельцу дома.

К этому значению необходимо ещё прибавить 40 см, чтобы членам семьи было максимально комфортно и удобно перемещаться по мансарде. Как правило, итоговая высота жилого чердака оказывается равной 2,20 – 2,30 м.

Размеры жилого чердака по высоте

Собственно, именно к поискам «золотой середины» и сводится все изыскания, отражённые в настоящем разделе. Крыша не должна быть слишком крутой, чтобы её не сдул резкий порывистый ветер, но и не слишком пологой, чтобы снег зимой н лежал на ней толстым слоем. К тому же, всё это вдобавок не должно сильно ухудшать условия проживания внутри чердака, если владелец намерен использовать его в качестве дополнительного жилого помещения.

Теперь, когда рассмотрены основные моменты, на которые стоит ориентироваться при выборе угла наклона поверхности ската крыши, можно приступать к непосредственному расчёту её высоты. Существует два метода, как рассчитать высоту крыши по ширине дома: графический и математический, но оба они основаны на предположении, что крыша будет построена симметричной, то есть две её половины абсолютно ничем не будут отличаться друг от друга.

Расчет общей площади крыши

Чтобы рассчитать площадь крыши перед покупкой материала для ее покрытия, следует принимать во внимание довольно большое количество различных факторов, например – ключевые особенности разных типов кровельных конструкций. При этом многие варианты требуют расчета количества материала в штуках или листах вместо квадратных метров

При этом многие варианты требуют расчета количества материала в штуках или листах вместо квадратных метров.

Для того, чтобы рассчитать количество материала для крыши в штуках, необходимо обладать точными данными о высоте крыши и ее уклону.

Для выполнения расчета при этом используют простейшую формулу. В случае же мягкой или оцинкованной кровли используется совершенно другая формула:

S = (2 x a + b) x (2 x a + c) / cos (m),

Где S – площадь крыши, а – ширина свесов, b и с – длина и ширина дома, m – угол наклона. Все используемые показатели следует брать по скатам.

Медное кровельное покрытие

Следует также подробнее рассмотреть различные варианты расчета площади крыши в зависимости от типа покрытия.

• Шиферная кровля. Требуемое для покрытия кровли количество  листов вычисляется с помощью простых математических формул, для этого требуются такие данные как длина и ширина дома, а также ширина свеса кровли.
• Формула расчета выглядит следующим образом: Площадь крыши = (2 х ширина свеса + длина дома) х (2 х ширина свеса + ширина дома) / cos (угол уклона).
• Пример: если размеры дома составляют 10х15 м, угол наклона – 30°, а ширина свеса – 0,5 м, то площадь будет равна (2х0,5 + 15) х (2х0,5 + 10) / cos (30) = 16 x 11 / 0,87 = 202,2 м2.
• Расчет площади металлочерепичного покрытия кровли также имеет свои особенности. Необходимо знать следующие величины: сумма длин коньков, свесов и ендов, карнизов, длина и ширина здания, а также количество хребтов и их суммарная длина. Кроме того, вычисляя площадь крыши, следует учитывать количество скатов и их тип.
• При покрытии крыши гибкими мягкими материалами применяется следующая формула расчета крыши: Площадь крыши = (2 х ширина свеса + длина дома) х (2 х ширина свеса + ширина дома) / cos (угол наклона). При этом необходимо учесть, что площади покрытий коньков крыши и ендов рассчитываются отдельно, а количество использованного материала также зависит от того, какой тип черепицы применяется. При расчете мягких кровель используют следующие принципы:

Следует учесть все элементы конструкции кровли;
Иногда требуется провести дополнительно расчет высоты крыши и расчет системы стропил;
Важно также учитывать свесы карнизов, перекрытия коньков и размер нахлеста.

Пример: если размеры дома составляют 5х10 м, угол наклона – 45°, а ширина свеса – 0,5 м, то площадь будет равна (2х0,5 + 10) х (2х0,5 + 5) / cos (45) = 11 x 6 / 0,70 = 94,2 м2.

В последние годы все большей популярностью пользуется применение экологически чистых материалов для возведения кровли. К таким материалам относятся материалы из древесины, такие как дранка, гон или шипдель, являющиеся изготовленными из дерева разновидностями черепицы размером 40х(9-10) см

Рассчитывая площадь крыши под такой материал, важно учитывать, что укладка деревянной черепицы производится в 3 слоя, а на 1 м2 поверхности уходит до 80 элементов покрытия. Для расчета площади применяются стандартные математические формулы для площадей фигур.
Площадь крыши для покрытия профнастилом рекомендуется рассчитывать квалифицированным специалистам
В случае же необходимости самостоятельного выполнения расчетов важно принимать во внимание количество и тип скатов кровли

В случае простой двускатной крыши площадь рассчитывают, умножая длину на ширину
Поскольку ширину определяют по коньку, полученное значение умножается на два. В случае более сложных кровель производят расчеты площадей каждого ската по отдельности. Расчет требуемого количества материала выполняют в соответствиями с размерами и характеристиками листов профнастила. При этом учитываются следующие факторы:

1. Размеры элементов кровли с учетом отверстий;
2. Площади нахлестов;
3. Свесы и перекрытия коньков.

Вальмовые кровли являются разновидностью скатных крыш и выполняются в виде шатра или палатки. При этом площадь крыши рассчитать можно, выяснив – какие значения имеют малые площади отдельно взятых элементов, которых всего четыре: две вальмы в виде треугольников и две – в виде трапеций. Расчеты площадей вальмовых кровель являются одними из наиболее сложных, поэтому для их выполнения обычно применяются специальные программы-калькуляторы.

Ширина. От основания вычисляется ширина кровли:

• Монтаж конструкции на большие балки позволяет сформировать необходимый свес, это в свою очередь определяет габариты.
• Монтаж системы на мауэрлат высчитывается сложением проекций свеса и ширины коробки.

Монтаж материалов на мауэрлат также должен проводиться по предварительным расчетамИсточник builderclub.com

Мауэрлатом выступает венец, который делается из прочного бревна или широкого бруса. Карнизные свесы могут делаться из стропильных ног, также для этого может использоваться кирпичный выступ. Ширина свеса вычисляется из выбранного типа кровельного материала и стен. Для шифера свес до 10 см, керамической черепицы до 60 см, профлиста до 50 см, битумной черепицы до 40 см. при увеличении свеса требуется его усиление, например, опорными столбами или подкосами.

Определение уклона. Расчет размера крыши двускатной осуществляется с определением угла наклона скатов, который может составлять 10-60 градусов. В основном используют равное значение для обеих сторон. Эффекта симметрии добиваются благодаря созданию разноразмерных скатов.

При определении крутизны скатов учитывают следующие факторы:

• Покрытие, свес и обрешетка. Тип кровли влияет на выбор технологии сборки и обустройства основы.
• Вес кровли и пирога. Покрытие дает нагрузку на основание, чем больше уклон, тем меньше нагрузка на перекрытие.
• Климатические условия региона. Крутые крыши быстро отводят воду и снег, но они подвергаются действию ветра.

Рассчитывая крутизну скатов, берут во внимание будущий «пирог» покрова крышиИсточник goldkryshi.ru

Эти факторы имеют большое значение на выбор угла наклона, и они учитываются при проведении всех расчетов.

Высота конька. Чердак в основном используется для обслуживания крыши. По требованиям безопасности от перекрытия до вершины должно быть не меньше 1,6 м. При такой высоте удобно проводить осмотр кровли и она полностью соответствует противопожарным требованиям.

Расчет расходных материалов. Особенности возведения подобной крыши накладывает некоторые коррективы на первоначальный расчет требуемых материалов.

При возведении кровли первоначальный расчет материалов может потребовать коррективовИсточник yandex.ru

Однако в предварительной смете надо учитывать следующие материалы для:

• мауэрлата и лежня – пиломатериал сечением 100х150-200х200 мм, дополнительный запас 5%;
• стропилин – пиломатериалы 25х150-100х150 мм, запас до 20%;
• опоры, затяжки, подкосы – бруски или доски 50х100-100х100 мм, запас до 10%;
• обрешетка – зависит от покрытия, может быть сплошной или разреженной;
• гидроизоляция – в рулонах, метраж определяется исходя из крутизны и типа кровли;
• кровельное покрытие – учитывается площадь скатов;
• обшивка свесов и фронтонов;
• расходный материал (саморезы, анкеры, уголки, шпильки, гвозди и так далее).

дополнительно необходимо наличие некоторых фасонных элементов, при помощи которых делаются сквозные проходы через крышу. Для теплого типа кровли дополнительно учитывается тепло- и пароизоляция, контробрещетка и внутренняя обшивка.

Видео описание

Пример расчета материалов для крыши на онлайн-калькуляторе в видео:

Специалисты для проведения таких операций используют формулы расчета двускатной крыши. В других случаях применяют специальные онлайн калькуляторы

Однако в независимости от выбранного варианта очень важно работать с мастером в данной сфере. В процессе проведения расчетов требуется помнить о многих важных нюансах, которые могут иметь большое значение на конечный результат

Допущенная одна ошибка в расчетах может привести к серьезным проблемам. В лучшем случае придется просто докупить материал, в худшем – потребуется перестройка конструкции. Иногда допущенные ошибки ведут к тому, что уже в скором времени может потребоваться капитальный ремонт всей крыши и замена подкровельных материалов.

Допущенные ошибки при расчете и возведении крыши впоследствии могут обойтись дорогоИсточник pinterest.com

Заключение

Рассчитать двускатную кровлю с необходимым количеством материалов и конструкцией самостоятельно невозможно. Используя онлайн-калькуляторы можно примерно узнать все необходимые параметры. Однако точные данные смогут предоставить только специалисты. Работа с мастером позволит добиться лучшего результата, безопасной кровли, которая прослужит много лет. Лучше заранее договориться с мастером и вместе провести все расчеты, указать те параметры, которые вы хотите и озвучить свое виденье будущей кровли. Немаловажными будут советы специалиста, который предложит самый оптимальный и выгодный вариант.

Факторы, влияющие на выбор

Высота крыши дома оказывает значительное влияние на технические характеристики, эксплуатационные характеристики конструкции. Если правильно рассчитать, а затем сделать проект кровли, отвечающий климатическим условиям, характеру использования сооружения, то она прослужит дольше, будет нуждаться в меньшем уходе и обслуживании. При проектировании крыши дома учитывают следующие факторы:

-Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.

-Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.

-Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.

Обратите внимание! Высота и уклон крыши рассчитываются до составления проекта, так как эти показатели оказывают сильное влияние на конструкцию стропильного каркаса и выбор кровельного покрытия. Влияние климатических факторовВлияние кровельного материалаФункции стропильных систем

Влияние климатических факторовВлияние кровельного материалаФункции стропильных систем

Что характерно для расчета двускатной крыши, и какие элементы подлежат математическим вычислениям

Прежде, чем разобраться, как провести расчет двухскатной крыши, отметим, что конструктивно двухскатная крыша является самым простым из всех существующих типов и форм. Такая крыша состоит из двух наклонных поверхностей, называемых скатами, которые расположены под определенным углом в отношении наружных стен дома. Это обязательное условие, т.е. благодаря наклону происходит естественный сток дождевой воды и отход талого снега, поэтому как минимум в пять-десять градусов угол должен быть. Примечательно, что во многих случаях целесообразно делать наклон даже более, чем на 60 градусов.

Ещё одной отличительной чертой конструкции рассматриваемого типа является фронтон, часто называемый «лицом» крыши. Данный элемент имеет форму треугольника, он образован карнизом и двумя скатами, и становится верхней частью переднего фасада здания.

Занимаясь строительством небольшого дачного домика, такую незамысловатую и наиболее простую в монтаже форму кровли многие предпочитают возводить самостоятельно

Это действительно реально, но необходимо понимать, насколько важно выполнить максимально верные вычисления. Сказать точно, как сделать расчет двухскатной крыши невозможно, т.к

есть общие правила и направления исчислений, но необходимо при этом учитывать индивидуальные особенности каждой постройки и ряд нюансов.