Как рассчитать угол ската кровли по климату региона

Названия элементов и частей кровли

Все конструктивные элементы крыши предназначены для выполнения своей функции:

• Скат – главный элемент, представляющий собой наклонную плоскость, по которой осадки беспрепятственно отводятся с кровли. В какой-то степени скат гарантирует водонепроницаемость крыши.
• Ребра – выступающие углы в местах пересечения скатов.
• Ендова – внутренний угол, также образующийся при пересечении скатов.
• Спуск – нижняя часть ската.
• Капельник – низ спуска, предназначенный для защиты карниза и стены от воды.
• Карнизный свес – часть ската, расположенная горизонтально за плоскостью наружной стены.
• Фронтальный свес – часть ската, выступающая за фронтон.
• Желоб – элемент крыши, в котором собирается талая и дождевая вода. Располагается вдоль горизонтальной нижней кромки ската.

Собранная вода отводится по водосточной трубе, которая может располагаться у внешних стен здания (наружный водосток) или внутри стен (внутренний водосток). Второй вариант чаще всего используют при обустройстве плоской кровли.

Строения небольшой высоты и незначительной площади можно строить без водосточной системы, в этом случае вода со скатов стекает непосредственно на землю.

Используемое кровельное покрытие может укладываться вдоль ската или поперек него. Соединение листов может выполняться внахлест или в замок.

Большое значение имеет угол наклона скатов, который может выражаться в градусах или процентах. Уклон не позволяет осадкам собираться на крыше в большом количестве, особенно это относится к снежной массе. Это препятствует преждевременной деформации кровельного покрытия и продлевает срок его службы. По этому показателю определяют вид кровельного материала, соответствующие элементы крыши дома и способ водоотведения.

Строение плоской кровли

Основанием для плоской крыши может служить железобетонная плита перекрытия или листы металлопрофиля.

Плоская крыша состоит из слоев:

• цементно-песчаная стяжка, если основание бетонное;
• пароизоляция с использованием рулонных материалов или битумных мастик;
• утеплитель: маты минеральной ваты, пенополистирольные плиты, подсыпка из керамзита, бетонные смеси;
• гидроизоляция: несколько слоев из рулонного материала.

Если для плоской крыши используют наплавляемые материалы, то будут несколько иные составляющие кровельного пирога.

В здании, где проектом предусмотрен внутренний водосток, в устройстве крыши будут присутствовать воронки для водосбора.

Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

20. Внутренние водостоки

20.1. Внутренние водостоки должны обеспечивать отвод дождевых и талых вод с кровель зданий.

Примечание. При устройстве внутренних водостоков в неотапливаемых зданиях следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие положительную температуру в трубопроводах и водосточных воронках при отрицательной температуре наружного воздуха (электрообогрев, обогрев с помощью пара и т.д.). Целесообразность устройства обогреваемых внутренних водостоков следует обосновать технико-экономическим расчетом.

20.2. Воду из систем внутренних водостоков следует отводить в наружные сети дождевой или общесплавной канализации.

Примечания: 1. При обосновании допускается предусматривать отвод воды из системы внутренних водостоков в систему производственной канализации незагрязненных или повторно используемых сточных вод.

2. Не допускается отвод воды из внутренних водостоков в бытовую канализацию и присоединение к системе внутренних водостоков санитарных приборов.

20.3. При отсутствии дождевой канализации выпуск дождевых вод из внутренних водостоков следует принимать открыто в лотки около здания (открытый выпуск); при этом следует предусматривать мероприятия, исключающие размыв поверхности земли около здания.

Примечание. При устройстве открытого выпуска на стояке внутри здания следует предусматривать гидравлический затвор с отводом талых вод в зимний период года в бытовую канализацию.

20.4. На плоской кровле здания и в одной ендове необходимо устанавливать не менее двух водосточных воронок.

Водосточные воронки на кровле следует размещать с учетом ее рельефа, допускаемой площади водосбора на одну воронку и конструкции здания.

Максимальное расстояние между водосточными воронками при любых видах кровли не должно превышать 48 м.

Примечание. На плоских кровлях жилых и общественных зданий допускается устанавливать по одной водосточной воронке на каждую секцию.

20.5. Присоединение к одному стояку воронок, расположенных на разных уровнях, допускается в случаях, когда общий расчетный расход по стояку не превышает величин, приведенных в табл. 10.

Диаметр водосточного стояка, мм

Расчетный расход дождевых вод на водосточный стояк, л/с

20.6. Минимальные уклоны отводных трубопроводов следует принимать: для подвесных трубопроводов 0,005, для подпольных — в соответствии с требованиями разд. 18.

20.7. Для прочистки сети внутренних водостоков следует предусматривать установку ревизий, прочисток и смотровых колодцев с учетом требований разд. 17. На стояках ревизии необходимо устанавливать в нижнем этаже зданий, а при наличии отступов — над ними.

Примечание. При длине подвесных горизонтальных линий до 24 м прочистку в начале участка допускается не предусматривать.

20.8. Присоединение водосточных воронок к стоякам следует предусматривать при помощи компенсационных раструбов с эластичной заделкой.

20.9. Расчетный расход дождевых вод Q, л/с, с водосборной площади следует определять по формулам:

для кровель с уклоном до 1,5% включительно

(34)

для кровель с уклоном свыше 1,5%

(35)

В формулах (34) и (35):

F — водосборная площадь, кв.м;

— интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равной 1 году (принимаемая согласно СНиП 2.04.03-85);

— интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 5 мин при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равной 1 году, определяемая по формуле

(36)

здесь n — параметр, принимаемый согласно СНиП 2.04.03-85.

20.10. Расчетный расход дождевых вод, приходящийся на водосточный стояк, не должен превышать величин, приведенных в табл. 10, а на водосточную воронку определяется по паспортным данным принятого типа воронки.

20.11. При определении расчетной водосборной площади следует дополнительно учитывать 30% суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней.

20.12. Водосточные стояки, а также все отводные трубопроводы, в том числе прокладываемые ниже пола первого этажа, следует рассчитывать на давление, выдерживающее гидростатический напор при засорах и переполнениях.

20.13. Для внутренних водостоков надлежит применять пластмассовые, асбестоцементные и чугунные трубы с учетом требований пп. 17.7, 17.9.

На горизонтальных подвесных линиях при наличии вибрационных нагрузок допускается применять стальные трубы.

Водяной пар

Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке. К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что, как уже говорилось, резко снижает его теплоизоляционные свойства.

Существенным барьером на пути проникновения пара в подкровельное пространство является специальная пленка с низкой паропроницаемостью, которую в конструкции крыши помещают непосредственно под теплоизоляцией. Однако никакой пароизоляционный материал не в состоянии полностью исключить поток пара изнутри здания в подкровельное пространство. Поэтому, для того чтобы крыша год от года не теряла свою теплоизолирующую способность, необходимо чтобы вся влага, накапливающаяся в теплоизоляционном материале зимой, летом выходила наружу.

Эта задача решается конструктивными мерами. В частности, для плоских крыш рекомендуется не сплошная, а частичная приклейка кровельных материалов к основанию.

В скатных крышах устраивают специальные вентиляционные зазоры (рис. 5). Как правило, их два – верхний зазор и нижний. Через верхний зазор (между кровельным покрытием и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (контробрешетка и обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность. Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель из внутреннего помещения. Качественное обустройство пароизоляции со стороны внутреннего помещения и наличие достаточного нижнего вентиляционного зазора, исключают переувлажнение конструкции крыши.

Отметим, что при применении в качестве гидроизоляционных материалов дышащих мембран необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает.

Для обеспечения хорошей циркуляции воздуха многие фирмы, производящие кровельные материалы для скатных крыш, как правило, предлагают в качестве доборных целый ряд вентиляционных элементов: аэраторы для свеса, аэраторы для конька, вентиляционные решетки, а для черепичных кровель — специальные вентиляционные черепицы.

Наиболее надежная защита от водяного пара особенно необходима в крышах над помещениями с большой влажностью: бассейны, музеи, компьютерные залы, больницы, некоторые производственные помещения и т.д

Защите от пара необходимо уделить также особое внимание при строительстве в районах с экстремально холодным климатом, даже при нормальной влажности внутри помещений. При анализе условий окружающей среды и температурно-влажностного режима внутри помещений можно сделать предположения о возможности конденсации влаги и ее накопления, и, используя различные комбинации компонентов крыши, попытаться предотвратить эти явления

Существующие разновидности крыш домов

Выбрать правильную и надежную крышу – миссия серьезная и ответственная. Ведь возводится она не на один сезон, а на десятилетия. К тому же красивая кровля – это еще и достойный внешний вид вашего дома. Фото частных домов, красивые крыши которых безупречно завершают архитектурную композицию, наглядное тому подтверждение. Также каждый застройщик стремится придать крыше возводимого дома рациональную форму, которая сможет перенести все капризы погоды.

Комбинированный тип крыши загородного дома

Формы крыш для частных домов, фото которых можно отыскать в интернете, отличаются удивительным разнообразием. Многочисленные модели конструкций могут стать основой для смелых идей и помочь определиться с выбором. Современные проекты крыш частных домов позволяют реализовать самые оригинальные задумки в любом стиле.

Перед тем как остановиться на оптимальном варианте крыши частного дома, следует ознакомиться с существующими формами и конструктивными особенностями кровель. Основными критериями, по которым классифицируют крыши различных типов, являются:

• уклон кровли;
• форма конструкции;
• материал крыши.

Выбор той или иной конструкции крыши зависит от многих факторов, например, климата в регионе

Насколько идеально подойдет тот или иной вид крыши для дома зависит от правильного подбора всех трех параметров. Главным фактором, оказывающим влияние на конструкцию крыши, является климатическая зона. Особенности климата и будут влиять на уклон конструкции, ее форму и выбор кровельного материала. Нет смысла сооружать крышу с небольшим уклоном в районе, где выпадает большое количество снеговых осадков: они будут скапливаться и разрушать конструкцию.

Плоские крыши относительно недороги в исполнении, так как в этом случае потребуются минимальные затраты на материалы и работу по обустройству. Можно не волноваться, что кровлю сорвет ветер. Многие на плоских крышах обустраивают дополнительные открытые площадки для различных нужд. Но следует учитывать, что осадки будут портить такую кровлю, образовывая на поверхности лужи.

В современном дизайне домов часто можно встретить комбинирование различных видов крыш

Существует также разделение крыш на неэксплуатируемую и эксплуатируемую, чердачную и бесчердачную. Эксплуатируемые кровли как раз и используют в качестве площадок для отдыха и спорта, покрыв их специальным материалом. Площадь такой крыши, как правило, равна площади самого дома, поэтому многие владельцы задумываются о рациональном использовании этого пространства. Серьезным недостатком является незащищенность покрытия от осадков.

При укладке металлочерепицы максимальный угол наклона не нормируется, а минимальный составляет 15°

Чердачными называют конструкции, когда расстояние между перекрытием и поверхностью крыши не больше 1,5 м. Обычно пространство под такой крышей эксплуатируют в технических целях. Бесчердачные крыши применяют, когда есть задумка использовать пространство под крышей в качестве жилой комнаты – мансарды. Кроме того такой дополнительный этаж можно надстроить над существующим домом.

В большую группу выделяют разновидности крыш по геометрической форме и количеству скатов. Скатной крыша называется, если угол ее наклона превышает 10°. Крыши бывают с одним, двумя и четырьмя скатами. Более сложные конструкции имеют совмещенные скаты – это шатровые, многощипцовые крыши. Реже в частном строительстве встречаются купольные или конические модели. Крыши, включающие несколько различных форм, называют комбинированными.

Эксплуатируемый тип кровли: на плоской поверхности обустроена площадка для отдыха

Как снег влияет на кровлю ↑

Понятно, что выпавший на поверхность кровли снег имеет массу, что создает давление на всю систему. Однако создаваемая нагрузка неравномерна и постоянно изменяется.

На заметку
Стоит знать, что оттаивание и замерзание снега уплотняет его, и как следствие растет масса.

• Снежный покров не является статичным, он находится в постоянном движении: сползает со скатов, сдувается ветром. Следствием этого на различных участках крыши давление распределяется неравномерно. В особенности этот фактор проявляется на кровлях с нестандартными конфигурациями (так называемые ломаные типы).
• Так как снег сползает по скату, его большая масса скопляется на свесах, что также не влияет благотворно на кровельную конструкцию.
• Снеговой покров создает воздействия не только на сам кровельный настил и стропильную систему, но и на водостоки, результатом чего часто является обрушение последних.

Чтобы устранить или снизить неблагоприятное влияние снеговой нагрузки на крыши, разработана целая концепция решения проблемы. Она включает в себя очистку поверхности на уже имеющихся накрытиях, изменение конструкций, или расчет, и закладку определенных свойств еще на этапе проекта возводящегося дома.

Целостные стропильные фермы: для особой прочности

Стропильную систему, как обычный конструктор, можно собрать прямо на месте, в процессе строительства дома, или же заказать в виде готовых стропил на заводе, и только потом устанавливать на крыше. Одним словом, наверх поднимаются цельные элементы, которые остается только закрепить. Это удобнее в плане стропильных работ, ведь на высоте многие манипуляции с инструментами не удобно производить.

Сегодня немало фирм занимается подобным производством. Они адаптируют проект клиента под нужную технологию, точно рассчитывают, какая должна быть структура стропильной системы, до миллиметра высчитывают все поперечные сечения элементов под выбранный тип кровли, уклон и покрытие. Также время уделяется расчету планируемых нагрузок на крышу, коих немало. Но при определенных знаниях и навыках все это реально сделать самостоятельно.

Давайте внимательно рассмотрим устройство таких стропильных рам. Они представляют собой треугольник, который достаточно жесткий по своей структуре и не деформируется при давлении или усилии распора:

Благодаря таким фермам крыша обеспечена необходимой устойчивостью, а для многих современных проектов это – главный критерий надежности.

Влияние на конструкцию

Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:

• Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
• Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
• Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
• Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.

Критерии выбора уклона

Висячие стропильные системы

Такие конструкции имеют только две точки опоры, которыми они упираются к стенам здания, и выполняют свою функцию посредством изгиба и сжатия. Нагрузка, падающая на подобное устройство, довольно велика, и часть ее передается на стены. С целью уменьшения тяжести, падающей на стропила и стены, у основания стропильных ног обычно монтируется затяжка, выполняющая одновременно функции балки перекрытия.

В простейшем случае стропильная система висячего типа состоит из стропильных ног, мауэрлата и дополнительных связующих конструкций. Стоит отметить, что в названиях элементов стропильных систем используется строительная терминология, знакомая далеко не всем. Стропильные ноги – это те же самые балки, часто называемые просто стропилами. Они образуют основной каркас несущей конструкции кровли. Мауэрлат представляет собой бревно или брус, который может изготавливаться из различных материалов, и служит крайней нижней опорой для стропил. В случае стропильных сооружений висячего типа он укрепляется железобетонным поясом для придания большей прочности.

Висячие стропильные системы обладают следующими достоинствами:

• высокая жёсткость конструкции;
• простота проектировки и монтажа;
• отсутствие в структуре стропильного сооружения сложных узлов и механизмов.

Конструкции из стропил висячего типа чаще всего находят применение для нежилых строений, либо для жилых зданий с двускатными крышами.

Как устроена водосточная система?

Мы уже говорили о том, что наружный организованный водосток можно вполне соорудить своими руками. Для этого понадобятся следующие элементы:

• Трубы для слива воды. В данном случае, целесообразнее будет использовать пластиковые трубы, ведь они намного проще в монтаже.
• Герметик для смазывания щелей и стыков.
• Желоба.
• Хомуты и скобы, удерживающие трубы.
• Клеевой состав.
• Воронки.
• Антиобледенительная система.

По всему периметру ската необходимо установить специальные кронштейны, которые будут удерживать лотки для стекания воды. Устанавливаются они на расстоянии 50 см друг от друга, а крепятся к доске, либо к последнему элементу обрешетки крыши.

Лоток должен быть установлен под определенным углом к воронке со стояком, чтобы вода самостоятельно стекала по нему. Стояк может быть установлен под углом или прямо, в этом особых рекомендаций нет.

Устройство водосточной системы

Как сделать козырек на фронтоне самостоятельно: краткое руководство

Для того чтобы обеспечить полноценную защиту от попадания воды, наилучшим вариантом станет организация козырька, имеющего ширину вылета ската как минимум 60 см. При этом желательно, чтобы конструкция изделия не слишком бросалась в глаза и не портила общий вид строения.

Что касается габаритных скатов крыши, для них делать консольную конструкцию козырька не имеет смысла. Гораздо более рациональным решением станет обустройство навеса с выносными опорами. Зачастую стараются, чтобы ширина козырька была не менее ширины ленты отмостки фундамента.

Произвести отделку карниза можно с помощью профнастила

Наиболее легким вариантом является формирование козырька на миниатюрных деревянных стропильных опорах, которые по своему строению напоминают кобылки. При этом сделать и закрепить несущую конструкцию козырька необходимо до того, как фронтон будет закрыт посредством обрешетки либо сайдинга.

Что касается конструкции козырька фронтона, она должна характеризоваться жесткостью и одновременно легкостью. Для этого на стропильные мини-опоры необходимо нашить несколько брусков обрешетки. В идеале можно сконструировать козырек со сплошной зашивкой ската рейкой либо вагонкой. В подобном случае скат рекомендуется сформировать из остатков мягкого кровельного материала и зашить металлочерепицей либо шифером.

После того как уложен настил, следует позаботиться о защите зоны примыкания кровельного материала козырька к стене.

Полезный совет! Участок примыкания козырька легко оформить в виде желобов водосточной системы. Благодаря этому можно минимизировать количество воды, которая стекает на козырек по поверхности фронтона.

Ширина вылета ската должна быть не меньше 60 см

Наиболее простым решением является заделка стыка между металлом и материалом стены посредством герметика либо путем поклейки ленты из рубероида. Затем необходимо сформировать и пришить поверх герметичного слоя узкую полоску карниза из металла.

Виды зеленых крыш

Способы озеленение крыш условно можно разделить, на два типа.

1. Интенсивное. Почвенный слой составляет не менее пятнадцати сантиметров, максимальная высота – пять метров. Деревья, применяемые при таком озеленении — это высокие растения с мощной корневой системой. На крыше здания возможно высаживать даже фруктовый сад, хвойные и лиственные деревья. Можно поставить скамейки, разбить небольшой пруд, воплотить проект небольшого парка отдыха. За таким полноценным садом необходим квалифицированный постоянный уход. Больше всего такое озеленение подходит для офисных крыш, торговых центров, жилых домов. Устраивать такие релаксирующие зоны возможно лишь на плоских, хорошо укрепленных крышах.
2. Экстенсивное. Высота грунта от пяти до восьми сантиметров. В такой сад высаживают низкорослые кустарники, траву, цветы. После обустройства такой газон не требует тщательного и частого ухода, достаточно вносить периодически удобрения. Еще одним преимуществом является то, что слой почвы не оказывает такого значительного давления на крышу, как при интенсивном. Подходит как декорирующей элемент на крышах складов, промышленных зданий, гаражей, домов. Экстенсивное озеленение возможно как на ровных поверхностях, так и на наклонных крышах жилых домов.

Основные составляющие элементы кровельной конструкции

Строительство крыши производится в несколько этапов, основными среди которых является:

• создание стропильной системы;
• обустройство обрешётки;
• монтаж ограждений.

К дополнительным элементам относятся наклонные части (скатные поверхности, рёбра), горизонтальные детали (коньки, ендовы). Нижний край ската, как правило, оборудуется желобами. Каркас крыши полностью деревянный и складывается из мауэрлата, стропильной системы, основной и обязательной обрешётки, затяжки, стоек и подкосов. По мере готовности скелета крыши, на него укладывается кровельное покрытие.

Для опоры стропил служит мауэрлат — толстый брус, установленный поверх несущих стен дома на двух его сторонах. В качестве крепёжных элементов используются металлические болты, шпильки или проволока. Поскольку мауэрлат в последующем соединяется со стропильным каркасом, то качество крепления должно быть наилучшим. Для изоляции деревянных деталей используется любой подходящий материал, как правило, рубероид. Так брус прослужит дольше и сохранится лучше. Средняя толщина мауэрлата составляет 15 см и выше по его меньшей стороне.

Основные элементы кровельной конструкции присутствуют во всех видах крыш

Крыша дома устанавливается в постепенно, и каждый её элемент при взаимодействии друг с другом создаёт основу устойчивого каркаса. Незначительная ошибка на любом из этапов работы может сказаться на качестве всего проекта по обустройству кровли.