Высота крыши дома

Ориентиры выбора высоты конька

Коньком называют горизонтальное ребро двухскатной крыши, образованное в месте соединения вершин ее наклонных плоскостей.Высоту конька без малейших сомнений отнесем к наиболее значимым параметрам, задающим пропорции крыши.

Как занижение, так и завышение ее может привести не только к нарушению архитектурной картины, но и к проблемам в эксплуатации. Горячее желание владельца дома воплотить собственные идеи нередко идет в разрез с техническими предписаниями, ознакомление с которыми поможет избежать серьезных ошибок.

Для того чтобы процесс исследования изучаемой величины был проще и понятнее представим будущую крышу в форме равностороннего треугольника. Это самый распространенный вариант. Кроме него есть асимметричные двухскатные крыши с различающимися по площади скатами.

Однако угол наклона обоих конструктивных составляющих чаще всего равен, потому высота конька вычисляется по стандартной схеме.

Равносторонний треугольник разобьем для удобства на две симметричные части. Проходящая от вершины треугольника до его основания линия – ось симметрии представленной нами фигуры, она же катет прямоугольного треугольника и высота конька.

Ориентир №1: Атмосферные явления

С климатической данностью спорить бессмысленно, необходимо подстраиваться под ее непреклонную диктовку и приспосабливаться. К атмосферным явлениям, оказывающим влияние на выбор высоты конька, относятся:

• Ветровая нагрузка. В областях, погодные условия которых отличаются частыми порывистыми ветрами, принято сооружать пологие и низко-скатные кровельные конструкции с углом наклона до 10º. В регионах со слабыми и умеренными ветрами высота конька может быть любой.
• Количество осадков. Осадки – потенциальная угроза протечек, из-за которых отсыревают, затем постепенно приходят в непригодность элементы стропильной системы и кровельного пирога. С крыш крутизной более 45º осадки удаляются гораздо быстрее, чем с пологих конструкций.
• Масса снежного покрова. В районах с обильными зимними осадками рекомендовано возведение крыш с уклоном более 45º с целью оптимизации скорости схода снежных залежей. С более низких и плоских крыш необходимо будет чаще счищать снег.

Обозначенные характеристики подскажет местная метеослужба. Можно самостоятельно найти их в сборнике с правилами и таблицами по строительной климатологии СНиП 23-01-99 или по приведенным в СП 20.13330.2011 картам районирования.

Ориентир №2: Наличие чердака

В семействе двухскатных крыш есть чердачные и бесчердачные представители. В первом случае пространство чердака отделено от коробки дома потолочным перекрытием. Их также именуют «раздельными», что подтверждает архитектурную независимость помещений между кровельной конструкцией и перекрытием.

Чердачные представители бывают жилыми и нежилыми. Высоту конька жилых крыш задает удобство перемещения. Конструкции с эксплуатируемым чердаком сооружаются в основном по ломаной схеме, предполагающей строительство стропильной системы из двух ярусов.

Высота конька эксплуатируемой чердачной крыши складывается из двух величин: высоты нижней части крыши и высоты вершины крыши, водруженной на нижний ярус. Высотный размер нижнего яруса обычно принимается от 2,0 до 2,3 м.

Вычисляется сложением роста самого высокого из будущих владельцев и запаса в 30 – 40 см, необходимых для удобства и безопасности перемещения. Размер верхушки ломаной крыши произвольный, зависит от вкусовых предпочтений хозяев.

Высота конька нежилых чердаков определена противопожарными нормами. К тому же размер чердачного пространства не должен создавать препоны для технического обслуживания. Регламент строительных нормативов указывает что, на чердаке должен быть сквозной проход вдоль всей крыши не менее 1,6 м по высоте и 1,2 м по длине. На коротких участках сложносоставной конструкции ширину и высоту сквозного прохода можно уменьшить на 40 см в обоих направлениях.

Во втором «бесчердачном» случае пространство под крышей не отделено от коробки перекрытием. Обычно оно расположено ниже: на уровне потолочной системы предыдущего этажа. Бесчердачные крыши именуются «совмещенными», что как раз и говорит о соединение пространства под крышей с частью пространства стопы.

Яркие представители конструкций без чердака относятся к полумансардному типу. Возводят их по обычной двухскатной схеме, но мауэрлат укладывается на стены высотой не менее 1,4 м. Высоту конька половинчатой мансарды отсчитывают от нижней грани мауэрлата.

Практичность сооружения полумансардной крыши в регионах с высокой ветровой нагрузкой сложно переоценить. Благодаря ее возведению на кровлю действует минимальная боковая нагрузка, а владельцы получают удобный и весьма просторный дополнительный этаж.

Без чердака и чердачного перекрытия сооружают невысокие крыши гаражей, небольших бытовых построек, складов. Устройство перекрытия в таких ситуациях и не экономично, и неразумно с точки зрения доступа для технического обслуживания.

Ориентир №3: Тип кровельного покрытия

Мы уже представили двускатную крышу равносторонним треугольником. А высоту конька представили катетом его прямоугольного собрата, полученного при делении конструкции на две симметричные части. В созданной нами геометрической фигуре все компоненты взаимосвязаны, включая углы и длины сторон.

Нам как проектировщикам крыши интересен угол ее уклона, т.к. он находится в прямой зависимости от типа и технических характеристик кровельного покрытия. Он-то и поможет определить оптимальную высоту проектируемой конструкции.

Есть несколько правил подбора кровельного материала с учетом высоты конька и крутизны крыши, это:

• Чем меньше штучные элементы кровли, тем больше обязан быть угол наклона скатных плоскостей. Многочисленные стыки штучных покрытий создают предпосылки для проникновения влаги под кровлю, потому надо ускорить сход осадков.
• Чем ниже крыша, тем меньше стыков и швов должно быть на покрытие. В приоритете для обустройства крупнолистовые и рулонные кровли.
• Чем тяжелее покрытие, тем круче следует строить крышу. Вес массивных элементов будет распределяться в проекции на единицу площади основания. В результате, чем выше конек, тем меньший груз давит на стропильную систему и перекрытие.

Правда, обустройство крутой крыши с высоким коньком обойдется дороже. На возведение конструкции с уклоном в 45º материала уйдет в 1,5 раза больше, чем на покрытие пологой крыши крутизной до 7 – 10º. А если скаты будут наклонены под углом в 60º, расходы вырастут в двукратном размере.

Обычно интервал подходящих углов наклона производителями кровельного покрытия обозначаются в инструкции. Рекомендацией изготовителей стоит следовать во имя долгосрочной службы сооружения.

Зная рекомендованный угол наклона, ширину карнизных свесов и размеры коробки дома, можно в ходе несложных геометрических построений найти высоту конька. Однако в проектировании крыш применяется не только графический метод.

Уклон скатов обозначается градусами, процентами или десятичной дробью, в числителе которой указана высота конька, в знаменателе – половина перекрываемого пролета. Все три выражения наклона взаимосвязаны, но на стройплощадке удобнее пользоваться последним вариантом.

Немного найдется желающих откладывать угол наклона ската строительным транспортиром на объекте. Тем более что процесс установки наслонных стропил, например, производится на уже установленный коньковый прогон. Т.е. знать высоту расположения конькового прогона надо загодя. Это еще одна из веских причин, стимулирующих интерес к вычислению высоты конька.

К процентному выражению уклона крыши сложилось общее отношение и в среде мастеров, и в среде домашних умельцев. Проценты только помогут запутаться. Самый приемлемый метод отображения уклона – это отношение высоты конька к половине перекрываемого пролета. На стройплощадке он используется чаще всего.

Зная высоту конька, можно не подглядывать ежеминутно в проектную документацию. Просто путем измерений определяется середина фронтонной стены. В полученной точке строго вертикально прибивается брусок или жердь. От верхней грани предварительно установленного на стену мауэрлата вверх откладывается исследуемый нами размер. На него ориентируются при строительстве стропильной системы.

Способы определения высоты конька

Для расчетов высоты конька двухскатной крыши, площади плоскостей и прочих размеров проектируемой конструкции в сети есть значительное количество программ-калькуляторов. Все вычисления проводятся автоматически, радует скорость и простота процедуры. Правда, проверить итоги расчетов сложно без наглядного представления о запланированной конфигурации крыши. А еще при случайном введении ошибочного числа обнаружить «удивительные» размеры можно будет только на стройплощадке. Потому лучше заранее разобраться в особенностях построения и вычислений, чтобы банальный огрех не стал причиной сверхвысоких затрат.

Самостоятельным проектировщикам потребуются воспоминания о школьном курсе тригонометрии и желание строить схемы в масштабе, пользуясь монитором или обычным бумажным листком.

Математический и графический методы

Для определения высоты конька кровельной конструкции применяются следующие методы:

• Математический. Заключается в вычислении размера по формуле расчета длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
• Графический. Заключается в построении схемы крыши в масштабе с получением высоты конька.

Для производства математических вычислений применяется формула a= b × tgα, где а – искомая высота конька; b – половина ширины пролета; tgα – угол уклона, выбранный владельцем дома на основании технических предписаний и рекомендаций изготовителя кровельного покрытия.

Графическим способом высота конька определяется при пересечении оси симметрии крыши и линии ската, отложенной под заданным углом от крайней точки карнизного свеса. Разберем один из наглядных примеров графического построения для получения представления о процессе.

Отметим важный нюанс. Описанными способами вычисляется подъем крыши, а не полная высота конька. Реальное значение зависит от технологии крепления верха стропилин. В висячих системах высота конька остается без изменений. Аналогично в наслонных вариантах, если вершина стропилины не выступает над линией конькового прогона.

Если верха стропильных ног возвышаются над прогоном, то к подъему крыши следует прибавить 2/3 толщины доски или бруса, использованного в строительстве стропильной системы. Считается, что глубина врубки уменьшает толщину материала на треть.

Сооружаемой поверх стропилин обрешеткой и толщиной кровельного покрытия обычно в расчетах пренебрегают. Легких отклонений при строительстве крыши практически не избежать, по сути, 5-7 см кровли с обрешеткой почти не на что не влияют.

Практический пример расчета

Разберем на конкретном примере процедуру вычисления высоты конька. Так рассчитывают размеры двускатной крыши североамериканские плотники, специализирующиеся на строительстве малоэтажных каркасных домов. Принципиально процесс ничем не отличается от действий мастеров в других странах.

В примере есть чисто технологическая специфика: узел крепления нижних пяток стропильных ног к основанию крепится врубкой. Стропилины опираются на коньковую доску. Если этого не учесть при составлении схемы и выполнении расчетов, изменится уклон, что крайне нежелательно при выборе граничного значения угла наклона, рекомендованного производителем покрытия.

В основе самостоятельных построений все тот же равносторонний треугольник, разделенный на две симметричные половины. Нам известна ширина пролета коробки дома и угол наклона, т.к. он подбирается в соответствии с типом кровельного покрытия.

Алгоритм вычисления высоты конька сводится к ряду следующих действий:

• Построим масштабированную схему и нанесем на нее точные размеры обустраиваемой коробки. Самый удобный и понятный масштаб 1: 100, согласно которому 1 см отображает в масштабе 1 м. Если работать с таким уменьшением некомфортно, можно подобрать масштаб мельче или крупнее.
• Найдем середину пролета и от полученной точки вверх прочертим ось симметрии крыши.
• От угла коробки откладываем транспортиром угол уклона проектируемой крыши. Проводим согласно отмеченному углу линию уклона.
• Пересечение оси симметрии крыши и линии уклона скатов, т.е. диагонали, даст нам возможность прикинуть, на какой высоте будут располагаться доска конькового прогона.
• Очерчиваем схематически абрис конькового прогона и опорной стойки, на которую будет укладываться прогон. Их ось симметрии обязана совпадать с осью симметрии крыши. Нужно просто в обе стороны от оси отложить половину толщины коньковой доски и провести произвольные линии.
• Линия основания треугольника, диагональ и близлежащая боковая грань конькового прогона вкупе со стойкой определяют искомый треугольник, вертикальный катет которого является подъемом крыши.
• Подъем уменьшаем на 1/3 толщины доски, т.е. на глубину врубки нижнего узла стропилин.
• От полученной высоты вверх откладываем ширину коньковой доски и вычерчиваем коньковый прогон, затем коньковую стойку.
• В масштабе вычерчиваем стропильную ногу, не забыв о том, что она просядет на 1/3 ширины из-за врубки. Для упрощения работы параллельно диагонали проводим прямую линию на расстоянии 2/3 толщины стропильной доски.

Проще говоря, высотой конька является сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропильной доски. На практике безукоризненной точности все равно не будет, но погрешность можно считать несущественной и вполне допустимой по строительным нормам возведения деревянных конструкций, прописанным в сборнике СП 64.13330.2011. В идеале должны учитываться процессы сжатия и смятия деревянных деталей системы.

На какой угол для двухскатной крыши приходится оптимальная высота конька

В отличие от процесса проектирования, при непосредственном строительстве достаточно сложно работать с угловыми величинами. Чтобы непосредственно определить и точно выставить угол наклона ската, потребуется точная измерительная техника. Вместо угла наклона стропильных балок проще использовать линейные величины, например, длину стропил, размер пролета или высоту конька. Искомый угол наклона в таком случае легко рассчитать по тригонометрическим формулам, измерив высоту конька и расстояние между опорами стропил на мауэрлате.

Климатические и технологические ограничения на высоту конька двухскатной крыши

Для местности, где главным фактором является открытое пространство, соответственно, сильные ветровые нагрузки, высоту конька чаще всего рассчитывают, исходя из рекомендаций производителя кровельного материала.

В таких условиях основным фактором, определяющим устойчивость двухскатной крыши, является ветровая нагрузка. Дождевая вода и мокрый снег не представляют особой угрозы из-за сметающего эффекта горизонтальных воздушных потоков, поэтому в увеличении угла наклона кровельной конструкции нет необходимости. Мало того, при значительной высоте конька резко увеличивается парусность двухскатной крыши и давление на стены здания.

Уменьшать высоту коньковой балки до минимума специалисты не рекомендуют. Во-первых, это значительно снижает теплоизоляционные качества двухскатной крыши и уменьшает объем полезного пространства на чердаке.

Во-вторых, крышу с уменьшенной высотой конька воздушные потоки уже не придавливают к коробке здания, а стремятся опрокинуть или оторвать от опорной поверхности. Такая ситуация значительно хуже ситуации с парусностью, так как двухскатная кровля не рассчитана на избыточное внутреннее давление. В третьих, отдельные виды кровельного материала нельзя укладывать на скатах кровли с предельно малой высотой конька. Если возникает такая ситуация, то лучше обратиться за консультацией к специалистам по конкретному виду кровельного материала, которые помогут рассчитать запас прочности и способ укладки.

Если на местности фиксируется большое количество осадков в виде мокрого снега, высоту подъема конька двухскатной крыши и, соответственно, крутизну скатов рассчитывают по следующей схеме:

1. Определяется максимальное количество мокрого снега, выпадавшего в данной местности в течение последних десятков лет;
2. Исходя из будущих размеров коробки дома и финансовых возможностей, определяют максимальный размер стропил и несущую способность каркаса кровли при установленной толщине снежного покрова. Количество стропил, высота подъема и шаг рассчитываются на основании методики, изложенной в СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия»;
3. Если размер бруса под стропила получается непомерно большим, необходимо увеличивать высоту конька, но так, чтобы угол наклона двухскатной крыши не превысил оптимальные значения для выбранного кровельного материала.

При расчете нагрузки на стропила принимают, что при высоте конька, обеспечивающей угол наклона более 60о, вес снежной массы на поверхности двухскатной крыши можно не учитывать. При соотношении высоты конька над горизонтом мауэрлата к расстоянию между нижними опорами стропил меньше, чем ¼, давление снега на кровлю учитывается в полном объеме. В промежуточном положении при увеличении угла наклона двухскатной крыши от 20о до 60о поправочный уменьшающий коэффициент меняется монотонно от 0,7 до 0,1.

Оптимальная высота конька двухскатной крыши

Зачастую решение об увеличении высоты конька принимается не для снижения нагрузки на кровлю, а для увеличения полезного пространства чердачного помещения. Польза от такой модификации, на первый взгляд, очевидна. Можно увеличить объем полезного пространства и обустроить, например, мансарду и даже балкон. Оценить изменения формы и размеров подкрышного пространства относительно просто по приведенной на рисунке диаграмме.

Прежде чем принимать решение, попробуйте рассчитать геометрию последствий увеличения высоты конька. Рассмотрим в качестве примера изменение характеристик высоты и размеров двухскатной крыши для самого небольшого здания размером 6х4м и высотой стен 2,5м. Эскиз конструкции крыши приведен на рисунке.

При оптимальной высоте конька над плитой перекрытия в 2 м длина стропильной балки составит 2,9 м. При этом полезное пространство под двухскатной крышей составит всего 4х1,8х0,5 м. Этого достаточно для вентиляции и проведения работ по утеплению кровли. Ширина используемого полезного пространства при желании может быть увеличена до 1,5 м. На этой площади можно организовать спальню или комнату отдыха, для чего, собственно, и используется мансарда.

Угол наклона в 45о при высоте конька в 2 м обеспечивает оптимальную прочность конструкции, если правильно подобрать материал и рассчитать расход балки на постройку стропил, то можно получить очень умеренную стоимость стропильной системы, прежде всего, за счет отсутствия подкосов и распорок.

Можно попытаться увеличить ширину комфортной зоны мансарды с 0,5 м до 1,5 м. В этом случае высота конька и угол наклона двухскатной крыши увеличится до 3,6 м и 60о соответственно. Доступное к использованию пространство увеличилось с 1,5 м до 2,5 м, зона комфорта, или площадь, в пределах которой можно ходить, не нагибаясь, составляет 1,5 м, что вполне соответствует средним параметрам мансарды для дачного дома.

Длина стропил увеличилась с 2,9 м до 4,2 м. Предполагается увеличение стоимости бруса для каркаса двухскатной крыши на 30% за счет необходимости установки дополнительных силовых элементов – ригелей и подкосов. Если правильно рассчитать нагрузки и способ крепления, конструкция будет такой же прочной, как и в предыдущем варианте.

Если подробно рассчитать общую стоимость двухскатной крыши с высотой конька в 3,6 м, можно увидеть увеличение стоимости строительства на 45-50%. Большая часть увеличения затрат приходится на кровельные материалы.

Альтернативный вариант

Большинство специалистов рекомендует для обустройства мансарды ломаную конструкцию кровли. Условная схема такой конструкции приведена рисунке. Чем двухскатная крыша с высоким коньком лучше или хуже ломаной схемы.

Даже беглое сравнение двух вариантов, без попыток рассчитать точные характеристики, позволяет сделать определенные выводы.

Размер полезной площади мансарды в ломаном варианте крыши больше, чем у двухскатной схемы с увеличенной высотой конька на 15%, количество бруса и кровельных материалов затрачено больше на 19% и 7% соответственно. Стоимость работ у ломаной схемы на 30-33% выше. Двухскатная конструкция кровли получается выше на 0.8 м, но при этом центр тяжести каркаса находится ниже центра давления, что позволяет ей быть устойчивее при сильном ветре, несмотря на то, что угол наклона стропил в 60о выше, чем угол верхнего ряда ломаной кровли.

Кроме того, большие воздушные «мешки» над потолком и в боковых стенах мансарды двухскатного варианта хорошо утепляют и звукоизолируют помещение. Для длительного пребывания в помещении мансарды больше подойдет ломаная схема из-за увеличенного комфорта. Тогда как для дачного домика или бани вполне реально использовать конструкцию классической двухскатной крыши с увеличенной высотой коньковой балки.

Приведенное сравнение справедливо только для малоразмерных двухскатных и ломаных схем. По мере увеличения размеров дома двускатный вариант крыши с увеличенной высотой коньковой балки становится значительно дороже, чем стоимость аналогичной по размерам ломаной схемы.

Надо отметить, что расчет потребной высоты конька в огромной степени зависит от типа кровельного материала. На скате с углом наклона в 60о прекрасно укладывается подавляющее большинство кровельных материалов, от черепицы до ондулина. Из-за того, что скат крыши представляет собой единую плоскость, уложенная кровля обладает значительно более высокой стойкостью к любым формам осадков. Ломаные конструкции зачастую страдают протеканиями дождевой воды при сильном дожде с ветром именно на линии излома.

• Виды крыш частных домов
• Как правильно крыть крышу шифером
• Как крыть крышу профнастилом своими руками
• Устройство кровельного пирога под профнастил

Расчет угла наклона крыши

Уклон скатов определяется на этапе проектирования и зависит от выбора кровельного покрытия, климатических условий, типа чердачного помещения (холодный или мансардный), дизайна самой кровли.

Если дом будет строиться в местах с сильными ветровыми нагрузками, то уклон стараются сделать небольшим, чтобы уменьшить нагрузку на кровлю. В случае строительства дома в регионах с обильным выпадением осадков уклон делают значительным (до 60°) с целью снижения нагрузок от снега, талой и дождевой воды.

Однако бывает необходимость узнать величину угла уклона на возведенной кровле. В этом случае используют уклономер или простые тригонометрические формулы.

Но, чаще всего, у начинающего строителя нет под рукой уклономера, и на помощь приходит геометрия. Возьмем двухскатную крышу и рассмотрим ее разрез вдоль конька. Полученное сечение представляет собой односкатную крышу, форма которой представляет прямоугольный треугольник.

Первый катет выступает в качестве половины ширины дома. Второй катет – высота от конька до перекрытия. Гипотенуза – длина ската. Зная два любых параметра, можно с легкостью выполнить расчет уклона. Приведем пример для большей наглядности и понимания.

Ширина дома 8 метров, длина стропильной ноги 10 метров. Уклон двускатной кровли находится из следующего выражения :

где A – угол уклона кровли;

c – половина ширины дома;

b – длина стропильной ноги.

В данном примере половина ширины дома составит с=8÷2=4 метра. Произведем расчет уклона :

Полученное значение является радианной мерой угла. Чтобы перевести радианы в градусы, воспользуемся таблицей Брадиса, которая широкодоступна в сети интернет. Искомый уклон составит 66°.

Определение высоты двускатной крыши

После определения уклона двускатной кровли необходимо рассчитать высоту конька. Зная величину высоты конька, можно с помощью тригонометрических выражений рассчитать длину ската, которая и является длиной стропильной ноги.

Расчет высоты можно произвести двумя способами :

• с помощью прямоугольного треугольника;
• при помощи таблицы соотношений угла наклона к процентам.

Расчет высоты первым способом производится с помощью значений угла наклона и половины ширины дома. Рассмотрим для наглядности на примере. Ширина дома 12 метров, уклон составляет 40°.

Половина ширины дома составит:

Высота конька определяется тригонометрической формулой для прямоугольного треугольника :

а=с×tg A=6×tg 40°=6×0.84=5.05 м.

Для нахождения тангенса 40° была применена, как и в примере выше, таблица Брадиса.

Чтобы не искать значение в таблице Брадиса, можно воспользоваться инженерным калькулятором, который установлен в любой операционной системе!

Второй вариант определения высоты конька заключается в применении таблицы соотношений, приведенной ниже.

Здесь каждому углу наклона соответствует определенная относительная величина, выраженная в процентах. Высота находится путем умножения половины ширины пролета дома на относительную величину. Рассмотрим на примере для пояснения. Возьмем дом с шириной пролета 7 метров и углом наклона 27°. Высота конька составит:

Определение площади двухскатной крыши

При нахождении площади двускатной кровли необходимо принять во внимание следующие моменты :

• Суммарная площадь составит сумму площадей каждого из скатов. Поэтому вначале находят площадь одного ската и умножают на два;
• Редко, но бывают случаи, когда в двухскатной кровле скаты могут отличаться одним или несколькими параметрами (размерами). В этом случае расчет площади каждого ската выполняется отдельно. Общая площадь находится суммированием площадей отдельных скатов;
• Необходимо учесть, что если скат крыши представляет неправильный прямоугольник (т.е. хотя бы один из углов четырехугольника не равен 90°), то следует «разбить» скат на более простые фигуры и найти площади для них. Когда возникает такая ситуация, то скат разбивают на прямоугольник и прямоугольный треугольник;
• При нахождении площади не учитывают дымоходные трубы, слуховые и мансардные окна, отверстия для вентиляции;
• Учитывают фронтонные и карнизные свесы, парапеты, брандмауэрные стены.

Рассмотрим нахождение площади на простом примере. Коробка дома имеет размеры 7×9м, длина стропильной ноги составляет 4 метра, карнизный свес равен 0.4 метра, фронтонный свес равен 0.6 метра. Площадь одного ската составит :

где Lдд – длина дома (9 метров);

Lфс – значение длины фронтонного свеса (0.6 метра);

Lc – длина стропильной ноги, т.е. длина ската (4 метра);

Lкс – длина карнизного свеса (0.4 метра).

Найдем искомую площадь ската:

S=(9+2×0.6)×(4+0.4)=10.2×4.4=44.9 м 2 .

Площадь двухскатной кровли составит:

S=2×44.9=89.8 м 2 .

В случае использования покрытия из черепицы или рулонного материала длина скатов уменьшится на 0.6-0.8 метра.

Расчет оптимальной высоты конька двускатной крыши — пропорции

В современном строительстве распространены практически все существующие в архитектуре формы крыш. Широко распространены односкатные и двухскатные, а также четырехскатные (вальмовые) виды.

Кроме них встречаются и шатровые кровли, и куполообразные, и ломаные (мансардные) и сложные многоскатные.

Среди получивших наибольшее распространение чаще всего встречаются крыши двухскатные, представляющие собой несложную конструкцию, состоящую из двух наклонных скатов и двух фронтонов – вертикальных стен треугольной формы.

Крыши двускатной конструкции обычно монтируют на гараж. садовую беседку. Оригинально смотрится и двухскатная крыша с мансардой.

Стропильная система таких кровель состоит из спаренных расположенных под углом к горизонтальной линии деталей. Обеспечивает их устойчивость дощатая или сплошная обрешетка.

Верхняя часть двускатных крыш, место стыка стропильных ног получило название конька. Это самая верхняя часть всего здания на которую многие владельцы частных домов устанавливают декоративный флюгер .

Для определения площади крыши и расчета количества досок для обрешетки, кровельного материала и длины самих лаг необходимо научиться рассчитывать высоту конька.

Быстро и точно произвести расчёт двухскатной крыши, в том числе определить высоту конька можно и с помощью онлайн-калькулятора в сети интернет.

Параметры, влияющие на высоту крыши

Крыша – верхняя часть здания, поэтому она воспринимает все нагрузки, приходящиеся на него. В зимний период – это скопление снега на кровле, в течение года – ветровое воздействие, которое тем больше, чем больше площадь скатов и чем круче они расположены относительно горизонтали.

При проектировании можно немного снизить влияние погодных факторов. Так, при использовании гладких кровельных материалов, таких как профлист или металлочерепица, можно значительно снизить количество снега, который будет скапливаться. При достаточном угле наклона он будет соскальзывать вниз, не увеличивая значительно нагрузку на стропильную систему и обрешетку.

Для снижения ветровой нагрузки желательно изготавливать крыши с меньшим уклоном. Но это чревато образованием больших сугробов, которые при таянии снега могут привести к обрушению кровли. Следовательно, необходимо найти «золотую середину» между увеличением и уменьшением угла наклона кровли.

Обращаем Ваше внимание на статью об ОСБ плитах — материале для кровельной обрешетки.

Также Вам может быть полезна статья про ондулин .

Определяем высоту конька

Способ первый – математический

Для расчета высоты конька двухскатной крыши необходимо представить её конструкцию в поперечном разрезе. Она будет представлять собой равнобедренный треугольник. Следовательно, высота конька будет являться высотой этого треугольника.

Построив высоту (перпендикуляр к основанию треугольника) получим два прямоугольных треугольника, в которых один из катетов и будет определять необходимый нам параметр. Второй катет может быть определен делением на 2 общей ширины дома.

Для соблюдения оптимальных условий эксплуатации дома в условиях большого количества осадков и достаточно сильных ветров угол уклона скатов крыш берут в диапазоне 20о — 45о. Рассчитать высоту конька двухскатной крыши, исходя из указанных параметров, поможет теорема Пифагора и таблица Брадиса.

По известной всем со школьных лет теореме длина одного катета (высота конька) будет определяться как произведения второго катета (половина ширины дома) на тангенс угла, противолежащего искомому катету (угол уклона кровли).

Приведем величину тангенса углов от 20о до 45о с шагом 5о.

Для примера рассчитаем высоту конька для стандартного деревянного дома 6х8 метров, расположенного в средней полосе нашей страны, с углом уклона крыши в 40о. В соответствии с приведенной выше формулой, имеющийся в нашем распоряжении катет будет иметь длину 3 метра (6:2=3).

Тангенс угла 40о определим по таблице. Он равен 0, 839. Умножаем известные нам числа и получаем:

Таким образом, при указанных параметрах высота конька от дома будет составлять 2,517 метров.

Способ второй – графический

Менее точно без использования математических формул и таблиц можно определить высоту конька, выполнив изображение разреза крыши в небольшом масштабе. Для этого начертите равнобедренный треугольник и проведите медиану, которая будет одновременно высотой.

Угол при основании треугольника необходимо точно начертить, используя транспортир. При поправках на точность математических инструментов можно получить приближенное значение искомых величин.

Важно! После завершения процесса монтажа конька на крышу, необходимо осуществить покрытие конькового прогона облегченной боковой черепицей. Этого требует устройство конька скатной крыши.

Таким образом рассчитывается высота конька двускатной крыши. При планировании использовать чердачное помещение необходимо определить оптимальные параметры внутреннего пространства для свободного перемещения жильцов и гостей дома.

Смотрите видео о строительстве конька для двускатной крыши и установки стропил:

Стропильная система двускатной крыши: устройство, монтаж, чертежи и схемы, фото и видео

Расчет двухскатной крыши: параметры, площадь и расход материалов

Как рассчитать угол наклона для двухскатной крыши: особенности и формулы расчета

Как сделать фронтон двухскатной крыши своими руками: устройство, материалы, монтаж, фото и видео

Ремонт кровли и крыши

Функции конькового соединения

Коньком называют высшую точку двухскатной крыши, горизонтальное ребро, которое находится в месте соединения плоскостей скатов. Он монтируется на заключительном этапе кровельных работ, но до установки обрешетки на стропильные ноги. Длина конька двускатной кровли соответствует длине ската. Этот элемент стропильного каркаса решает следующие задачи:

Расположение конька в стропильной системе двухскатной крыши

1. Главная функция конька – быть опорой для верхней части стропильных ног крыши. Он связывает между собой все пары стропил, придавая конструкции жесткость, равномерно распределяя вес кровельного материала двускатной кровли.
2. Обеспечение циркуляции воздуха. Воздушный зазор, образующийся в месте оборудования конька предохраняет стропильный каркас от застоя воздуха и загнивания, обеспечивает проветривание все деревянных элементов, благодаря чему срок эксплуатации двускатной крыши увеличивается.

Важно! В процессе проектирования крыши нужно выбрать и правильно рассчитать высоту расположения конька. Если помещение, расположенное под сводом крыши, используется как жилое, то выбор делают, исходя их желаемой высоты потолка, в остальных случаях расчет выполняют, опираясь на рекомендуемый угол наклона скатов.

Окно онлайн-калькулятора, рассчитывающего высоты конька

Проще всего произвести вычисления, используя специальную программу калькулятор, введя исходные данные в которую, можно определить высоту конька, площадь скатов и подкровельного помещения.

Методы вычисления высоты и площади крыши

Выполнить расчет высоты конька и площади двускатной кровли и остальных сопутствующих параметров можно, не используя программу-калькулятор. Для этого требуется знание элементарных геометрических формул, которые, надеемся, вы не успели забыть с школьных времен. Самостоятельно рассчитать конек можно двумя простыми методами:

• Математический. Этот способ основан на формуле вычисления длины катета треугольника. Если представить двухскатную крышу в вертикальном разрезе, она образует равнобедренный треугольник. Высотой конька называют отрезок, которые идет от середины основания до вершины треугольника (крыши). Чтобы определить, чему равно это расстояние, нужно воспользоваться формулой:
  a= b x tgα, где
  a – высота конька,
  в – расстояние между скатами по карнизу,
  α – угол, образованный основанием крыши и скатом.
  Выполнив расчет высоты конька, можно вычислить площадь фронтона, а также, сколько пиломатериалов потребуется для его зашивки. Программа-калькулятор использует для вычисления математический метод.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Графический. Графический метод основывается на построении масштабированного чертежа, отражающего длину и ширину дома, а также реальный уклон скатов двухскатной крыши. На листе бумаги вычерчивают фронтальную проекцию коробки дома, затем с помощью транспортира отмеряют угол между основанием кровли и скатом. Расстояние от карниза до конькового соединения измеряют линейкой и переводят, исходя из масштаба. Для графического метода определения высоты конька не требуется расчет, но ошибки при его использовании возникают не реже.

Важно! Самый надежный способ выполнить расчет высоты конька и площади ската – специальный онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, нужно ввести исходные данные: длину и ширину дома, уклон ската.

Определение высоты крыши

Наиболее важные факторы, влияющие на выбор высоты расположения конькового соединения, относятся к природным условиям зоны, в которой происходит строительство. Согласно строительным нормам этот параметр выбирают, исходя из следующих условий:

1. Количеству выпадающих осадков. Чем больше в регионе строительства выпадает осадков зимой, тем выше располагают конек крыши. чтобы получить крутые скаты, с поверхности которых снег соскальзывает «самотеком». Для средней полосы России рекомендованный уклон составляет 40-50 градусов. Чтобы поучить это показатель при ширине дома 6 м, конек надо поднять минимум на 2,52 м.

Зонирование регионов России по величине выпадающих осадков в зимне время

Тип кровельного материала. Характер поверхности покрытия крыши отражается на рекомендованном уклоне крыши. Если поверхность шершавая, то угол расположения скатов увеличивают, чтобы облегчить сход снежных масс. Если кровельный материал гадкий, то уклон выбирают в районе нижней границы рекомендованных значений, так как увеличение этого параметра увеличивает площадь и вес скатов.

Рекомендуемый уклон крыши в зависимости от используемого материала

Силу ветра. В районах, где превалирует резкий порывистый ветер, часто случаются ураганы, уклон крыши уменьшают, чтобы снизить парусность кровельной конструкции. Сильный ветер срывает покрытие с поверхности крыши, снижая защиту от проникновения влаги.

Ветровая нагрузка на крышу

Обратите внимание! Высота расположения конькового соединения влияет на полезную площадь мансардного помещения. Чтобы оборудовать жилую комнату под крышей, следует поднять крышу на высоту не менее 2,5 м, однако, это негативно отразится на полезной площади из-за низких боковин.

Зависимость высоты конька от уклона скатов

>Видео-инструкция

Описание и конструктивные особенности фронтона

Фронтон является частью торцевой стены, которая с боков ограничивается скатами крыши, а внизу – карнизом. Форму фронтона определяет расположение скатов, в зависимости от этого образуется треугольник, трапеция, пятиугольник и даже овал.

Фронтон можно установить двумя способами:

• До возведения стропильной системы. Такой вариант требует тщательных вычислений высоты и площади, в противном случае можно получить перекошенную конструкцию крыши. Преимуществом этого вида можно назвать строительство фронтона без помех.
• После выполнения кровельных работ. В этой ситуации решать проблему, как посчитать площадь фронтона двухскатной крыши, не обязательно, так как пространство между скатами зашивают досками или выполняют кирпичную кладку. Таким вариантом могут воспользоваться начинающие мастера, которые испытывают трудности в проведении расчетов. Кроме того отделка фронтона таким способом никак не влияет на готовую крышу.

Высоту и площадь фронтона важно высчитывать на этапе проектирования, чтобы знать, какой использовать материал для обшивки, и какая нагрузка от этого предполагается на фундамент. Задачу, как посчитать фронтон крыши, можно с помощью простых геометрических формул из школьного курса, но более точные расчеты помогают сделать онлайн-калькуляторы.

Расчет высоты фронтона

Определение высоты фронтона является достаточно ответственным этапом проектирования крыши. Этот параметр определяет внешний вид крыши и функциональность строения.

При решении вопроса, как рассчитать фронтон крыши, следует принимать во внимание следующие факторы:

• Конструктивные особенности крыши. Главными определяющими высоты и площади фронтона являются уклон и длина скатов. По этим параметрам несложно сделать соответствующие расчеты с помощью калькулятора. Для этого измеряют длину торцевой стены, делят ее пополам, полученное значение умножают на тангенс угла, который образуется между скатом и основание крыши.
• Функциональное назначение подкровельного пространства. От характера использования помещения под кровлей зависит высота фронтона. Для обычного чердака достаточно высоты 140-180 см. Для крыши мансардного типа, в которой планируется обустройство жилого помещения, высота крыши должна составлять от 250 до 300 см.

Кроме того, правильный расчет фронтона определяет внешний вид всего строения. Невысокая крыша делает дом приземистым, а при слишком большом расстоянии от карниза до конька крыша занимает подавляющее положение. Оптимальным вариантом считается отношение высоты дома от верхнего венца до земли к высоте фронтона в пропорции 1:1.

Определение площади фронтона

В большинстве случаев площадь фронтона вычисляется для более точного определения количества материалов, которыми будет выполняться зашивка, утепление и облицовка фронтона.

Площадь фронтона вполне можно вычислить самостоятельно, применяя знание некоторых школьных курсов, для этого необходимо представлять форму конструкции:

• Чтобы решить, как рассчитать квадратуру треугольного фронтона крыши, необходимо произведение высоты фронтона и длины основания крыши разделить пополам. Для примера можно взять фронтон высотой 3 метра и длину торцевой стены 6 метров. В этом случае площадь фронтона будет равна (6*3):2=9 м2.
• Площадь трапециевидного фронтона высчитывается следующим образом: половину суммы длин оснований умножают на высоту. Например, высота крыши составляет 3 метра, нижнее основание крыши имеет длину 6 метров, длина вальмы 4 метра. Площадь фронтона будет иметь следующее значение: (4+6):2*3-15 м2.
• Решать задачу, как рассчитать площадь фронтона крыши, который выполнен в форме пятиугольника, нужно более сложным способом. Для этого необходимо разделить фронтон на две более простые фигуры, треугольник и трапецию. Затем высчитывают площадь отдельно взятых фигур, и полученные результаты суммируют.

Для крыши нестандартной формы с несколькими фронтонами вычисляют площади отдельных частей. В этом случае выполнить вычисления без специальной программы будет намного сложнее и дольше.

Влияние атмосферных явлений

Климатический фактор – та переменная, которую стоит обязательно учитывать при проектировании крыши.

К атмосферным явлениям, которые повлияют на высоту крыши, относятся:

• Сила ветра. В регионах, характеризующихся довольно частыми порывами ветра, лучше возводить пологие и низко-скатные кровельные конструкции уклоном до 10 градусов. Там, где ветра сдержанные, конек может быть установлен любой высоты.
• Численность осадков. Осадки всегда считаются самыми вероятными угрозами, вызывающими протечки, которые приводят к постепенному разрушению стропильной системы и всего кровельного пирога. К примеру, с крыш под уклоном 45 градусов осадки сходят значительные быстрее, чем с более пологих.
• Объемы снежных осадков. В регионах, где из года в год выпадают обильные зимние осадки, лучше всего сооружать крышу с уклоном, превышающим 45 градусов. Таким образом, можно добиться более быстрого схождения снега, чего нельзя сказать о крышах с малым уклоном, где большую часть снега придется счищать вручную.

Все эти данные можно получить из местной метеослужбы. Как вариант, их можно раздобыть самому в литературе по строительной климатологии СНиП 23-01-99 либо по имеющимся картам районирования СП 20.13330.2011.

Как рассчитать при устройстве чердака в двухскатной крыше

Расчет высоты крыши также будет зависеть от того, собираетесь ли вы устанавливать чердачное помещение. Если собираетесь, то чердачное пространство от дома будет отделено потолком. Чердак может быть жилым и нежилым. Конструкция с жилым чердаком, как правило, имеет ломаную схему, при которой стропильная система будет состоять из двух ярусов.

Определяясь с тем, какой высоты должен быть конек крыши в случае наличия чердака, нужно рассчитать две величины: высоту нижнего сегмента крыши и высоту ее вершины, опирающуюся на нижний ярус. Нижний ярус, зачастую, имеет высоту в 2,0-2,03 метра.

Кроме того, нужно учесть рост самого высокого хозяина дома, прибавив к этому показателю 30-40 см, для того, чтобы в помещении было удобно и безопасно передвигаться. Размеры верхней части ломаной крыши могут быть любимыми, они будут определяться индивидуальными предпочтениями хозяев.

Высота конька чердаков, которые не будут предназначаться для проживания, будет зависеть от норм пожарной безопасности.

Еще один вариант бесчердачного помещения – с пространством, объединенным с основной коробкой. Как правило, его расположение находится на одной высоте с потолком предыдущего этажа. Чердаки мансардного типа сооружают по двускатной схеме, при этом мауэрлат должен быть уложен на стены выше 1,4 метров. В случае с половинчатой мансардой отсчет высоты конька начинают от нижней грани мауэрлата.

Делаем расчет исходя из типа кровельного материала

Еще одним фактором, влияющим на то, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, является тип используемого кровельного материала.

Для выбора подходящего кровельного покрытия, учитывая высоту конька, можно воспользоваться некоторыми правилами:

• Высота уклона скатной плоскости тем выше, чем меньше штучные узлы крыши. Большое количество стыков чаще всего становится причиной попадания влаги под кровлю, поэтому в таких случаях очень важно сделать схождение осадков более быстрым.
• Чем ниже уклон вашей крыши, тем меньше на ней должно присутствовать стыковых швов. Лучше всего в таких ситуациях покрывать кровлю крупнолистовыми и рулонными материалами.
• Чем больше масса покрытия, тем уклон крыши должен быть круче. Получается, что чем выше конек, тем меньшее усилие оказывается на систему стропил и перекрытие.

Перед тем как рассчитать высоту конька, учтите, что кровля с высоким коньком получится несколько дороже. К примеру, для крыши с уклоном 45º нужно в полтора раза больше материала, чем для конструкции с наклоном в 7-10º, а для кровли с наклоном в 60º потребуется денежных средств в два раза больше.

Как правило, расстояния подходящих узлов наклона изготовителями кровельных материалов указываются в инструкции. Такие рекомендации стоит учесть, если вы рассчитываете, что ваше сооружение прослужит как можно дольше. Учитывая рекомендованный уклон, ширину карнизных отсеков и размеры коробки дома, можно с легкостью определить высоту конька. Тем не менее, при планировании крыш используются и другие методы.

Для обозначения угла скатов используются градусы, проценты или десятичные дроби, в числе которых присутствует высота конька, а после дроби – половина перекрываемого пролета. На стройплощадке же легче всего пользоваться третьим вариантом. К процентным выражениям прибегают значительно реже, потому что мастера и домашние умельцы в них лишь путаются.

Монтаж наслонных стропил осуществляется на уже смонтированный коньковый прогон. Это значит, что уже заранее нужно знать высоту размещения конькового прогона. Если знать высоту конька, то можно не смотреть время от времени в проект. Методом измерений высчитывается центр фронтальной стены. В этом месте четко по вертикали закрепляется брусок или жердь. От верхней грани заранее смонтированного на стену мауэрлата вверх отсчитывается определяемый нами размер. Его и нужно будет учитывать в момент возведения стропильной системы.

Как вычислить высоту крыши

Для правильного расчета высоты конька крыши, а также, чтобы высота крыши по отношению к высоте дома была подобрана корректно, можно воспользоваться одним из многочисленных программ-калькуляторов, которые можно легко найти в интернете. Пользоваться ими очень просто, результаты вычислений получаются быстрыми и точными.

Единственный минус – проверить готовые результаты расчетов не так уже легко без возможности наглядной демонстрации планируемой конструкции крыши. К тому же, если вы случайно забьете в такой калькулятор неверное число, то найти ошибку можно будет лишь во время строительства. Поэтому, будет намного лучше, если вы еще до вычислений проверите все цифры и особенности конструкции, чтобы минимальная ошибка в будущем не стоила вам значительных незапланированных затрат.

Для того чтобы рассчитать высоту конька крыши как можно точнее, понадобятся знания тригонометрии, а также умение возводить постройки в масштабе согласно схемы. Воспользоваться для этого можно либо монитором, либо простым бумажным листом.

Графический и математический способы определения высоты конька

Чтобы лучше разобраться в том, как рассчитать конек крыши, можно воспользоваться такими методами расчетов:

• Математическим – в этом случае вычисление размера происходит по формуле определения длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
• Графический – потребуется создание схемы крыши в масштабе.

При использовании математического метода расчетов, нужно взять формулу a= b × tgα, где а – высота конька; b – полширины пролета; tgα – уклон, определенный хозяином дома исходя из технических предписаний и рекомендаций производителя кровельного материала.

Графический метод предполагает получение размеров при пересечении центра крыши и линии ската, идущей под определенным углом от последней точки свеса карниза.

Стоит отметить, что перечисленными методами можно определить подъем крыши, но не всю высоту конька. Настоящие показатели определяются технологией монтажа верхних частей стропил. При использовании висячих стропильных систем высота конька будет такой же. То же самое касается наслонных систем, в случае, когда вершина стропила выходит за линию конькового прогона.

Когда стропильные ноги выходят за пределы прогона, то к высоте крыши нужно приплюсовать 2/3 толщины доски или бруса, примененного при возведении стропильной системы. Стоит учесть, что глубина врубки делает толщину материала меньше на треть.

В расчете, как правило, не учитывается укладываемая на стропила обрешетка. Неизбежны во время возведения крыши незначительные отклонения, которые могут достигать 5-7 см – это нормально, так как к негативным последствиям не приводит.

Использование практического метода расчетов

Какой бы ни была высота одноэтажного дома до крыши, определить высоту конька можно и практическим методом. Его используют при расчетах североамериканские плотники, работа которых ориентирована на возведение малоэтажных каркасных домов. Однако кардинально этот процесс практически ничем не разнится с работами, проводимыми мастерами в иных странах.

У данного метода имеется технологическая особенность: монтажный элемент нижних пяток стропил к основанию осуществляется методом врубки. Стропила опираются на коньковую доску. При несоблюдении этого условия на этапе создания схемы и получения расчетов, уклон станет другим, а этого лучше избегать во время определения крайнего параметра уклона, рекомендованного изготовителем кровельного материала.

В основе вычислений мы опять имеем равносторонний треугольник, поделенный на две одинаковые части. У нас есть ширина коробки дома и уклон.

Последовательность определения высоты конька будет состоять из таких действий:

• В первую очередь создаем масштабированную схему, и указываем на ней точные размеры коробки дома. Лучше всего, если масштаб будет 1:100, при котором 1 см будет равняться 1 метру в масштабе. Если вам по каким-либо причинам с таким масштабом работать неудобно, можно выбрать свой, покрупнее или помельче.
• Определим центр пролета, и уже от него прочертим вверх линию, являющуюся осью симметрии кровли.
• При помощи транспортира от угла коробки дома пометим угол наклона создаваемой крыши. Для этого проведем линию, опираясь на помеченный угол.
• Чтобы определить, на какой высоте потребуется разместить доску конькового прогона, стоит опираться на данные, полученные в результате пересечения оси симметрии крыши с линией наклона скатов.
• Помечаем абрис конькового прогона и стойки, на которую будет опираться прогон. Их линия симметрии должно совпасть с линией симметрии кровли. Для этого потребуется в оба направления от оси отложить полтолщины коньковой доски и прочертить линии.
• Линия нижней стороны треугольника, диагональ и рядом расположенная боковая грань конькового прогона вместе со стойкой укажут на определяемый нами треугольник, у которого вертикальный катет будет равняться высоте крыши.
• Подъем делаем меньше на треть толщины доски – то есть на глубину врубки нижнего элемента стропил.
• От определенной нами высоты вверх отсчитывает ширину коньковой доски, и прочерчиваем коньковый прогон, после чего – коньковую стойку.
• Теперь согласно масштабу чертим стропильную ногу, учитывая, что у нее будет просадка на треть ширины из-за вырубки. Чтобы сделать работы проще, параллельно диагонали чертим прямую линию длиной 2/3 толщины стропила.

Иными словами, высота конька – это сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропила. В реальности идеальной точности в любом случае вы не получите. Однако незначительная погрешность считается таковой, которой можно пренебречь. Незначительные огрехи допускаются по строительным нормативам сооружения конструкции из дерева, указанным в сборнике СП 64.13330.2011. Идеальный просчет характеризуется учитыванием физических процессов на сжатие и смятие деревянных элементов системы.