Оптимальный наклон кровли из профнастила

Технология монтажа

Все расчетные периоды позади, остается один из сложных моментов – строительство всей конструкции своими руками. Монтаж кровли можно сделать на любой пристройке к дому, причем справится с этим даже новичок. Необходимо указать все нюансы работы на схеме и определить порядок действий. Опишем этот процесс поэтапно.

1. Рабочий процесс начинаем с установки мауэрлата. Можно использовать брус 10*15 сантиметров, сбивается основа по заданным размерам. Если строение не из бруса, то достаточно будет верхнего венца. Часто для распределения нагрузки используют армированный пояс из узлов кровли. Мауэрлат необходим для того, чтобы углы крыши были одинаковыми со всех сторон.
2. Несколько шагов по укладке стропил: доски на мауэрлате необходимо стелить со свесами по бокам на 40-45 сантиметров. Ширина сделанных запилов должна совпадать с шириной мауэрлата. Следует сделать верхние и нижние запилы на всех стропилах. Базу крыши сарая или иной постройки составляет обрешетка. Ее можно набить сплошной площадью или с шагом в 30 сантиметров. Если уклон средний, то допускается шаг обрешетки до 55 сантиметров. Набиваем обрешетку в направлении снизу вверх, закрепляя доску гвоздем или скобой к стропилу. Затем необходимо установить свесы или кобылки с подкладкой из рубероида. Это своеобразная защита от сырости, которая впоследствии перекроется сайдингом.
3. Во избежание последующих проблем сразу рекомендуется правильно класть гидроизоляцию. Стелить подкровельную пленку лучше полотнами снизу вверх, оставляя внахлест без утяжки. На обрешетке изоляционный слой зажимается рейкой при помощи гвоздей. Если вентиляция у крыши не предусмотрена, то лучше приобрести и покрыть гидропароизоляционной пленкой либо паронепроницаемой мембраной. Это еще необходимо потому что весенний снег будет таять, давить своей массой на листы, и если есть небольшая трещинка, он сможет просочиться внутрь. Но пленка с защитным слоем удержит влагу.

Важно на односкатной крыше с малым уклоном положить профлист так, чтобы длина листов была больше ската. Для монтажа следует запастись такими инструментами:

• электроножницы;
• шуруповёрт;
• шурупы для кровли с резиновыми вставками и шестигранными головками;
• лестница;
• скобы, степлер.

Для монтажа профлистов необходимо в среднем подготовить 9 шурупов. Первый крепеж идет по вершине или прогибу. Нельзя слишком сильно утягивать крепления, но и ослаблять их не стоит. На первую рейку крепим по одному шурупу на прогиб. На вторую – по 2 крепежа, чередуя через 2 прогиба. На третью – по 3 через 2, а на четвертую – 4 шурупа по всей площади листа. Укладка идет по вертикали встык на размер волны. Но у стен стык должен быть не менее 15 сантиметров, вставляя крепеж во впадину.

Как рассчитать уклон кровли?

Расчет обязательно должен включать в себя такие составляющие:

1. Вес обрешетки, контробрешетки, утеплителя и остальных слоев кровли;
2. Вес кровельного покрытия;
3. Уровень снежных осадков в регионе;
4. Скорость и направление ветра в регионе.

Чтобы дать Вам представление о процессе расчета, возьмем для примера профлист С21-1000-0,6. Масса квадратного метра этой модели составляет 5,4 килограмма. Следующий шаг – просчет теплоизолирующего материала. В нашем примере это будут базальтовые плиты 100 мм толщиной и плотностью 150 кг на кубометр. Масса квадратного метра составит 15 кг. Обрешетка из соснового бруса затянет примерно на 28,3 кг на квадратный метр и прочие компоненты весят 3 килограмма на квадратный метр.

Складываем все эти составляющие и получаем 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м².

Совет! Чтобы оставить себе пространство для манёвра, полученный коэффициент нужно умножить на 1.1. С таким расчетом Вы получите возможность свободно менять некоторые из материалов кровельного пирога.

Так поступим и мы, и в итоге получим массу кровли 56,87 кг на квадратный метр.

Следующий этап – измерение скорости ветра и снежных осадков в регионе. В интернете нетрудно найти карту снежной нагрузки на поверхности РФ. Точно также доступна и карта ветровой нагрузки.

Наш гипотетический дом будет находиться в третьем снеговом районе со снеговой нагрузкой в 180 кг на квадратный метр. Эта цифра относится  для плоскостей, для наклонных поверхностей существует специальный коэффициент µ. Для углов меньше 25 градусов он равен 1, для углов от 25 до 60 существует формула µ: (60-а)*(60-25), в которой «а» — искомый уклон крыши. Для кровель с углом больше 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле W=Wn*Kh*C. В ней Wn – средняя ветровая нагрузка в регионе, Kh – коэффициент высоты здание и С – аэродинамический коэффициент от -1.8 до 0.8, в зависимости от уклона крыши. Наша нагрузка 23, С – 0.8, а Kh выясняется по следующей таблице:

Итого 23*1*0,8-18,4 кг/м2.

Складываем массу кровли и нагрузки ветра и получаем 56,87+18,4=75,27 кг/м2. Второй главнейшей цифрой становится максимально допустимый вес для нашего листа. При шаге опор в 1,8 м, она составляет 253 кг на квадратный метр.

При наклоне меньше 25 градусов, масса снеговой нагрузки будет равна средней для региона, то есть 180 кг. Тогда 180_75,27-255,27 кг/м2 0 масса кровли со всеми возможными нагрузками больше, чем максимально несущая для листа. Тогда нужный на угол находится в промежутке между 25 и 60 градусами.

Это добавляет в нашу формулу коэффициент µ и уровень уклона кровли из профлиста поддается такому вычислению:

180*(60-а)*(60-25)+75,27=253

Результатом такого уравнения является нужный нам угол а. Он составляет 25,441 градус, его можно округлить до 26 – это будет минимальный уклон крыши из профнастила. По такому же расчету, между прочим, можно рассчитать и угол наклона односкатной крыши.

Пользуйтесь указанными в статье формулами и стройте грамотно!

Стропильная система и обрешетка

Необслуживаемые крыши промышленных объектов, в основном, делаются плоскими или односкатными. Для их обустройства применяется несущий профильный лист, высота которого не меньше 4,4 см, который приваривается на металлическое основание. В жилых домах для обустройства крыш используется профнастил, который монтируется на специальную обрешетку при помощи саморезов с резиновыми шайбами. Размер обрешетки зависит от высоты профилированного материала и угла наклона кровли.

Обустройство стропильной системы также осуществляется с учетом величины уклона и, соответственно, общей нагрузки кровли. Для среднего уклона стропила устанавливаются с шагом от 0,6 до 1 метра, а для минимального уклона рекомендуется уменьшить шаг до 0,4 метра, что позволит усилить конструкцию при скоплении большой массы снега на поверхности крыши.

Еще одним обязательным требованием при обустройстве стропильной системы является наличие вентилируемого зазора – пустого пространства под кровлей, которое необходимо для проветривания крыши, а также для снижения теплопотерь. Ширина зазора уменьшается с увеличением угла наклона кровли, однако его минимальное значение должно быть не меньше 50 мм.

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Расчет уклона кровли из профнастила

При расчете уклона крыши из профнастила, необходимо учитывать четыре составляющие:

• Вес утеплителя, обрешетки, контробрешетки и других слоев кровельного пирога;
• Вес самого кровельного покрытия;
• Снеговую нагрузку для вашего региона;
• Ветровую нагрузку для вашего региона.

Предположим, что мы будем крыть крышу профлистом С21-1000-0,6. Вес квадратного метра профнастила этой марки составляет 5,4 кг. В качестве теплоизоляции будем использовать базальтовые плиты толщиной 100 мм и удельной плотностью 150 кг/м³. Следовательно, масса 1 м² утеплителя составит 15 кг. Для обрешетки применяем брус 200×200 мм из сосны с шагом 650 мм, поэтому масса 1 м² обрешетки составит 28,3 кг. Массу остальных составляющих берем равной 3 кг/м².

Таким образом, масса всего кровельного пирога равна: 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м². Полученное значение умножаем на коэффициент 1,1 для того, чтобы обеспечить возможность изменения некоторых материалов кровельного пирога. Итого, общая масса 1 м² кровли равна 56,87 кг/м².

Теперь необходимо вычислить допустимый уклон, исходя из существующих снеговых и ветровых нагрузок. Предположим, что дом построен в Новгородской области. Она относится к III снеговому району, что можно определить с помощью карты, представленной выше.

Итак, наша снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Однако учитывать ее необходимо с поправочным коэффициентом µ, который зависит от угла наклона кровли:

• Если наклон минимальный — угол кровли из профлиста меньше 25°, то значение поправочного коэффициента берется равным 1;
• Если угол наклона кровли из профнастила находится от 25° до 60°, то µ=(60°-α)·(60°-25°), где α — искомый уклон крыши;
• Если угол наклона крыши из профнастила больше 60°, то µ равен 0, то есть снеговая нагрузка при расчете кровли не учитывается.

Ветровую нагрузку необходимо учитывать при расчете угла наклона. Новгородская область относится к Iа ветровому району, где, как видно из карты ниже, нормальная нагрузка равна 23 кг/м².

Нагрузка, действующая непосредственно на кровлю, вычисляется по следующей формуле:

W=Wn·Kh·C

Здесь Wn — нормальная нагрузка для выбранного региона, Kh — коэффициент, учитывающий высоту здания, и С — аэродинамический коэффициент, который может находится в пределах от -1,8 до 0,8, в зависимости от уклона крыши. Поскольку рассчитать его довольно сложно, для нашей формулы возьмем наибольший — 0,8, что позволит упростить подсчеты в сторону большей прочности кровли.

Итак, предположим, что наш дом находится на открытой местности и имеет высоту выше 5 метров, тогда Kh будет равен 1, а ветровая нагрузка — 23·1·0,8=18,4 кг/м².

Таким образом, с учетом массы кровельного пирога и влияния ветра, нагрузка на кровлю будет равна 56,87+18,4=75,27 кг/м². Так как предельная несущая способность профлиста С21-1000-0,6 при шаге опор 1,8 м и использовании второй схемы опирания равна 253 кг/м², необходимо выбрать такой уклон кровли из профлиста, чтобы посчитанная нами нагрузка, с учетом снеговой, была меньше этого значения.

Поскольку 75,27+180=255,27 кг/м², что очевидно, больше, чем 253 кг/м², уклон крыши из профнастила в нашем случае не может быть меньше 25°. Так как делать угол больше 60° тоже нецелесообразно, получаем, что необходимое нам значение находится в пределах от 25° до 60° — то есть µ нужно вычислить по формуле.

Вычисляем минимальный уклон для профнастила кровельного С21 при наших условиях:

180·(60-α)·(60-25)+75,27=253

Решив это простое уравнение, получаем, что α=25,441°. Таким образом, допустимый минимальный уклон кровли из профлиста при заданных нами параметрах будет равен 26°. Для большей надежности здание, расположенное в данных условиях и имеющее указанный кровельный пирог, лучше снабдить кровлей с наклоном в 30°. Хотя можно остановится и на минимальном значении, учитывая то, что на предыдущих шагах расчета уклона кровли из профнастила были несколько раз использованы повышающие коэффициенты.

Расчет угла наклона

Приняв во внимание все вышеперечисленные факторы, следует определиться с тем, какой угол наклона будет оптимальным для конкретной ситуации. В первую очередь, собираясь построить дом нужно посмотреть, какой угол наклона крыши у соседей, ведь климатические особенности на одной территории одинаковые

Также важно определить, как будет использоваться чердачное помещение. Если нужно создать еще одну или несколько жилых комнат, тогда высота крыши будет большей, чем минимально допустимая

Существует несколько видов крыш из профлиста:

• Малоуклонные (14° и меньше). Вертикальный нахлест материала составляет 20 см, а стык выполняется в три волны.
• Среднеуклонные (15-30°). Нахлест по вертикали делается в 15-20 см и перекрытие в 1 или 2 волны.
• Крутоуклонные (30° и выше). Минимальный нахлест — 10-15 см, а перекрытие — в одну волну.

Как видно, уклон крыши влияет также и на расход кровельного материала. Если учесть все строительные нормы и правила, а также правильно определить снеговые и ветровые нагрузки, можно создать оптимальный угол наклона кровли для строящегося здания.

Расчет угла наклона односкатной кровли

Для того, чтобы рассчитать параметры кровли, правильнее всего обратиться к СНиП, где имеются все необходимые данные, методики и формулы расчета. К удивлению, специализированного расчета угла наклона односкатной кровли не имеется. Указывается только, что допускается угол от 2° до 60°, после чего рассматриваются детали и размеры конструкций. Поэтому основным источником информации становятся инструкции к различным кровельным покрытиям, в которых указываются оптимальные параметры укладки, и в том числе – диапазон углов наклона.

Минимальный угол уклона кровлиИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Нередко производители рекомендуют значения, отличные от требований ГОСТ, что объясняется развитием технологий и постоянными изменениями в технологии изготовления и химическом составе материалов

Практика вносит свои коррективы в рекомендуемые показатели, на которые следует обратить внимание

Рекомендованный угол уклонаИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Приступая к расчету кровли, следует прежде всего определиться со среднегодовым количеством снега в зимний период. Проще всего это выяснить по таблицам СНиП или из других источников:

Вес снегового покрова на горизонтальной плоскостиИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Необходимо учитывать, что минимальный угол наклона односкатной крыши наиболее экономичен с точки зрения расхода материалов и, соответственно, денег. При этом, возможность соскальзывания снега практически исчезает, он накапливается на крыше и создает значительную нагрузку на конструкции здания.

Чем выше угол наклона, тем больше потребуется кровельного материала. При этом, резко возрастает ветровая нагрузка, особенно опасная при фронтальном направлении на высокую сторону дома. Преобладающие ветра в разных регионах также можно изучить в таблицах СНиП:

Карта ветровых нагрузок в РФИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

Немаловажный фактор – расположение дома. Если он находится в низине, прикрытый от ветра складками рельефа или другими зданиями, стоящими неподалеку, ветровые нагрузки существенно уменьшаются. И наоборот, если дом расположен на возвышении и открыт для воздействия ветра, нагрузки будут максимальными.

Это потребует выбрать минимальный наклон односкатной крыши, иначе риск ее потери становится слишком высоким. Рекомендуется учитывать все требования по ветровым нагрузкам при выборе, поскольку, в отличие от снеговых, они существуют в течение всего года и способны оказывать воздействие как в летний, так и в зимний период.

Окончательный выбор угла наклона производится исходя из сопоставления свойств кровельного покрытия и величины нагрузок. Не рекомендуется выбирать предельные значения, поскольку они создают слишком много рискованных ситуаций при появлении внешних воздействий экстремального характера. В любом регионе время от времени случаются обильные снегопады, образующие мокрые и очень тяжелые сугробы. Не исключение и ветра ураганной силы, которые случаются не часто, но последствия от них достаточно серьезные.

Последствия ветраИсточник izvestiy-kamen.ru

В видео можно увидеть строительство односкатной крыши:

Заключение

В заключение необходимо напомнить, что любой инженерный расчет – сложная задача, которая не должна выполняться неподготовленными людьми, в особенности, если речь идет о жилых или хозяйственных постройках. Вероятность появления ошибок почти стопроцентная, а следствием от них могут стать разрушения, потери имущества и травмы для людей. Поэтому выбор параметров кровли следует поручать опытным и грамотным специалистам, которые смогут принять оптимальные решения и исключат возможность появления ошибок.

Факторы, влияющие на выбор уклона

Некоторые считают, что угол наклона связан лишь с желанием заказчика и архитектурной задумкой. На самом деле, существуют две группы факторов, от которых зависит минимальный уклон:

• Климатические условия.
• Особенности кровельного материала.

Климатический фактор

Есть несколько особенностей климата, которые могут существенно повлиять на угол наклона:

• Снеговая нагрузка. В отличии от дождя, снег очень часто задерживается на поверхности крыши. Если в местности может выпасть метр и более снега, то сложно представить, какой должна быть мощной кровля, чтобы выдерживать такую массу, если она не будет скатываться вниз. Чем больше угол наклона, тем вероятнее, что под своим весом снеговая масса сползет вниз. Вряд ли кому-то захочется зимой чистить не только двор, но и крышу от снега. Поэтому в таких регионах могут быть конструкции с уклоном кровли и 40° и выше.
• Дождевые осадки. Чем больше нагрузка от дождей в территории, тем более крутой создают угол наклона крыши. Чем дольше вода остается на кровле, тем больше вероятность того, что со временем она крыша начнет протекать. Если делать уклон кровли меньше 12°, нужно все стыки кровельного материала тщательно герметизировать, а нахлест листов делать больше.
• Ветровая нагрузка. Если предыдущие факторы говорили в пользу крутых крыш, то в территориях с сильными и порывистыми ветрами наоборот советуется делать уклон кровли небольшим. Это позволит уменьшить парусность конструкции. Если регион подвергается сильным ветрам, крышу лучше создать под углом 15-25°, не более. В случаях же вероятности ураганных ветров, угол наклона может и вовсе составлять 8° и меньше. Однако, это не значит, что можно вообще делать конструкцию плоской, так как она тоже не устоит перед сильным ураганом.

Высокая снеговая нагрузка

Какие силы воздействуют на кровельное покрытие

Крыша любого дома находится под воздействием внешней среды. Она изнашивается от частых дождей, деформируется от значительных перепадов температуры. Дуют ветры, трещат морозы, обжигает горячее солнце, и кровля теряет свои функциональные свойства.

Снег и ветер

Снег не страшен, если не так часто случается. Но если он идет неделю, то образует достаточно тяжелый покров. Если его вес будет в районе 100-500 кг/кв. м., ненадежная крыша может не выдержать такую тяжесть. В России есть районы, где вес снежного покрова доходит до 400 кг/кв. м.

Причиной обвала крыш может стать и высокий коэффициент связывания снежной массы с кровлей. При очень низком уклоне крыши, снег не съезжает на землю, остается на поверхности и слеживается. Это может спровоцировать аварийную ситуацию. А вот крутая крыша подвержена опасному влиянию сильного ветра.

Карта районов снеговой нагрузки

Перепады температуры

Они случаются, как правило, в первые месяцы весны и перед зимними холодами, поздней осенью. Неустойчивая в своем температурном режиме погода позволяет проникать влаге в мелкие поры кровли, где она замерзает и, расширяясь, образует трещины.

Град

Величина града бывает иногда такого размера, что крыши, крытые черепицей или шифером разлетаются на мелкие кусочки. И это не очень приятное атмосферное явления весьма частый гость в России. Засвидетельствованы случаи небывалого размера града — диаметром 10 см.

Солнце

Оно способно не только менять цвет кровельного покрытия, но и разрушать верхний слой, выжигая его. К примеру, черепичные крыши, жаркое солнце может размягчить и оплавить. С потерей верхнего слоя появляются трещины, и кровля постепенно разрушается.

Требования к уклонам

Уклон крыши – это угол, который образовывается между стропилами и перекрывающей плоскостью (материалом покрытия кровли).

Фото — Угол наклона крыши

Часто мастера рассчитывают этот показатель при помощи простого уравнения:

i = h / (1/2L)

Здесь мы видим следующие значения:

h – по традиционному определению, это высота, в данном случае, это определение высоты коньковой доски над материалом перекрытия;
L – это расстояние, которое перекрывается данным участком крыши, или другими словами, ширина здания

Важно помнить, что если у Вас ломаная кровля, то данное значение варьируется от одного ската к другому, поэтому расчеты немного усложняются.. Фото — Оптимальные уклоны кровли

Фото — Оптимальные уклоны кровли

Как пример, если Ваш дом шириной 10 метров, а конек высотой 4, то размер наклона кровли будет составлять:

(1/10*2) / 4 = 0,2, либо если нужно преобразовать данное число в проценты, то умножьте его на 100, получится 20 %. Угол также выражается в градусах, от конвертации его значение не меняется и сейчас одинаково популярны все системы. Градусы предпочтительнее использовать, т.к. в них мы видим реальную величину геометрического значения.

Фото — Теорема расчета угла кровли

Чтобы не путаться самому и не усложнять работу строителям (если Вы заказываете услугу у определенной компании), можно воспользоваться нашей таблицей, в которой, зная данные в процентах или градус уклона, Вы можете подобрать соответствующий угол:

Крыша должны проектироваться вместе со всем строением, но как Вы понимаете, в процессе строительства, от полученных показаний можно немного отойти. Если возникла такая необходимость, то Вы можете изменить высоту конька для изменения угла уклона. После того, как Вы рассчитали нужный уклон, нужно вычислить, какая высота конька будет для Вас оптимальной. Чтобы узнать это значения, нам опять понадобится таблица, по которой определяют коэффициент высоты коньковой доски:

Чтобы обработать значение, полученное в таблице, Вы должны умножить градус с половины перекрытия, который выясняли в первой таблице, на коэффициент из второй. Получится величина, которая характеризует высоту конька кровли. Точно такое же действие проводится для определения рекомендуемый высоты конька у односкатной кровли, только в таком случае необходимо рассчитывать брать полную площадь перекрытия.

Если у Вас вальмовая или крыша-конверт, то торцевые стороны меряются от середины, до места, на которое опирается скат. Чтобы вывести высоту конька по определенному участку крыши, необходимо по длине каждой стены, где идет скат кровли, прорисовать специальные метки или установить маяки из гвоздей или шурупов. Желательно располагать их четко по центру стены. Между маяками, которые расположены друг напротив друга, нужно натянуть нить или монтажную ленту.

При помощи метра или уровня находим центр бечевки и монтируем на него тонкую планку, которая по отношению к перекрытию будет расположена под углом 90 градусов. Обязательно проверяйте это уголком, уровнем или строительным транспортиром. После двигая веревку по планке, Вы сможете измерить угол стены, и увидеть, где находится оптимальный уклон крыши. Когда определите место, пометьте его при помощи маркера, мела или гвоздя. Если в этом месте Вы отпилите планку, то у Вас будет готовый шаблон, при помощи которого можно будет нарезать любое количество полностью соответствующих Вашим требованиям коньковых досок.

Фото — Градус крыши и её стиль

Расчет угла наклона крыши – это достаточно сложная и кропотливая работа, даже минимальный недочет может стать причиной плохой вентиляции, стоков вод, разрушения кровельного и подкровельного пространства.Видео: устройство крыши

От чего зависит угол наклона крыши

При проектировании покрытия любого сооружения важно обратить внимание на такой параметр, как уклон крыши. Он зависит от следующих условий:

1. Климатические особенности. Здесь берутся в расчет два важных показателя – кровельный материал и присущие району погодные условия. Если осадки, прежде всего снега, интенсивные, то кровельный материал должен быть более прочным. Снежная масса не таит в себе опасности, если уклон составит 45 градусов. Но зато при таком показателе увеличивается негативное влияние ветра. Появляется необходимость в увеличении прочности несущих конструкций.
2. Тип крыши. Если верхнюю часть здания не планируют эксплуатировать, то есть не использовать под чердак или мансарду, то кровле достаточно иметь минимальный наклон или остаться плоской. Она будет проста в своем устройстве и сэкономит вам деньги на ее установку. Отпадет необходимость в стропилах и несущих конструкциях, достаточно будет простой подложки. Если требуется дополнительное пространство под бытовые нужды или дополнительная жилая площадь, делают крыши со скатами. Здесь, чтобы соорудить вертикальную стену, увеличивают уклон крыши. Вместе с тем возрастает риск негативного влияния стихии ветра.
3. Финансовые и физические затраты. Плоская крыша, конечно, обойдется дешевле, так как не надо тратить деньги на лишнюю работу, приобретение необходимых несущих конструкций и других строительных принадлежностей. Однако, если есть желание пользоваться крышей для определенных хозяйственных целей, то необходимость соорудить крышу под необходимом для этого уклоне все таки придется, как и приложить к этому больше физических сил и энергии.

Виды крыш