Какой должна быть высота крыши дома

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту. Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

• углы и количество скатов;
• тип;
• как планируется использоваться чердачное помещение;
• климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
• личные предпочтения;
• характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы. В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов

Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Как рассчитать высоту крыши: расчет высоты конька дома

Кровля является первым защитным барьером дома, который препятствует проникновению в жилое помещение холодного воздуха, талой или дождевой влаги. Если грамотно рассчитать, а затем правильно определить высоту конька кровли, она будет самостоятельно отводить атмосферную влагу, снеговую массу с поверхности ската, не допуская увеличения нагрузки на стропильную систему. В этой статье мы расскажем, как просто рассчитать высоту крыши дома, а также как этот параметр влияет на качества кровельной конструкции.

Определение и функции

Чтобы внешний вид крыши был гармоничным и органично дополнял архитектурный замысел дома, необходимо правильно рассчитать соотношение ширины и длины здания. Согласно строительной терминологии высотой конька называют расстояние от середины основания кровли до ее высшей точки. От этого параметра зависят следующие качества конструкции:

1. Угол наклона скатов крыши. Чем выше конёк, тем круче должен быть уклон крыши дома. На территории средней полосы России, которая славится большим количеством зимних осадков, затяжными ливнями осенью, рекомендуется выбирать угол наклона скатов в пределах 20-50 градусов.
2. Площадь скатов. Чем выше кровля, тем большую площадь имеют скаты, за счет чего увеличиваются расходы на кровельное покрытие, а также материал для изготовления стропильного каркаса.
3. Несущая способность каркаса. С увеличением высоты крыши возрастает вес, а, следовательно, и нагрузка от кровельного пирога, из-за чего приходится усиливать каркас конструкции дополнительными элементами.

Важно! Существует 2 метода расчета высоты крыши: можно рассчитать этот параметр, исходя из величины желаемого уклона, или, наоборот, определиться с высотой кровли, а затем рассчитать, какой для этого нужно сделать угол наклона скатов

Факторы, влияющие на выбор

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

• Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.
• Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.
• Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.

Обратите внимание! Высота и уклон крыши рассчитываются до составления проекта, так как эти показатели оказывают сильное влияние на конструкцию стропильного каркаса и выбор кровельного покрытия

Порядок расчета

Выполнить расчет высоты кровли достаточно просто, даже если не иметь под рукой специальной программы-калькулятора. В основу вычислений принимается, что вертикальный срез крыши представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого соответствует ширине фронтона. Зная геометрические формулы, мы можем найти высоту конька по формуле вычисления, справедливой для треугольника:

1. Сначала нам необходимо измерить ширину сооружения, а затем разделить эту величину на 2.
2. Затем нужно определить уклон ската, то есть вычислить угол между основание кровли и поверхностью ската.
3. Следующим действием мы по таблице Брадиса или с помощью инженерного калькулятора определяем тангенс угла, образованного основание крыши и скатом.
4. Затем мы умножаем половину ширины перекрываемого сооружения на тангенс угла между скатом и основание крыши, получая высоту конька.

Опытные мастера рекомендуют выбирать высоту конька таким образом, чтобы уклон кровли находился в пределах 25-45 градусов. При этих значениях конструкция обладает оптимальным соотношением цены и эффективностью водоотведения.

Как рассчитать высоту крыши: расчет высоты конька дома Как рассчитать высоту крыши? От чего зависит этот показатель? Методы расчета высоты конька кровли без помощи специальной программы.

Квадратура четырехскатной кровли

Если взглянуть на такую крышу сверху, то можно увидеть, что она состоит из четырех геометрических фигур, площади которых нам и нужно вычислить. Иными словами, нам нужно рассчитать эти значения для двух трапеций и двух равносторонних треугольников. Все получившиеся показатели нужно будет сложить.

В качестве длины и ширины возьмем те же значения, т.е. 7 (значение A) и 4 (значение B) метра, а высота будет ровняться условным 3 (значение H) метрам.

Рассчитываем по следующей формуле:

S = A*H/2 = 7*3/2 = 21/2 = 10,5 метров. Значение второго треугольника будет такой же, поэтому складываем эти значения: 10,5 + 10,5 = 21 метр.

Рассчитываем площадь трапеции:

S = (A+B)*H/2 = (7+4)*3/2 = 11*1,5 = 16,5 метра. Прибавляем значение второй трапеции: 16,5 + 16,5 = 33 метра.

Складываем получившиеся значения: 21 + 33 = 54 метра. Это и будет конечная площадь четырехскатной поверхности.

Обозначения изменены

Что такое крыша и из чего она состоит

Крыша – основной элемент любого здания. Прямое её назначение – защита от атмосферных осадков и воздействия прямых солнечных лучей летом и от холода в зимнее время года. Но, помимо чисто практического назначения, она несёт ещё и эстетическую функцию. Этот конструктивный элемент дома видно издалека, от его внешнего вида судят о владельцах, а различные дизайнерские решения добавляют жилому зданию неповторимости и уникальности.

Существуют три основных вида крыш:

• односкатная;
• двухскатная
• четырёхскатная.

Самый популярный из этих трёх видов – двухскатный, классическая постройка, внешне напоминающая перевёрнутую раскрытую книгу. Дома с такой крышей можно встретить практически в любом коттеджном посёлке, именно такую сооружают над гаражами и хозяйственными постройками.

Центральный конструкционный элемент кровли – стропила. Это наклонные брусья, которые берут на себя основную нагрузку. Два стропила, соединённые вместе, образуют конструкцию в виде треугольника. Несколько таких треугольников, поставленных один позади другого и соединённые между собой лагами, составляют каркас крыши. На такой каркас укладывается утеплитель и кровельный материал.

Сами стропила крепятся внизу к специальной балке – мауэрлату. Основной способ крепления, при котором сохраняется угол наклона ската – вырубка стропил приблизительно на 1/3 её толщины и закрепления с помощью скоб, болтов, стягивающих брусьев и тому подобных средств на мауэрлате.

Основные конструктивные элементы крышиИсточник yandex.net

Два торцевых «треугольника» принято называть фронтонами. Такое их выделение из общего ряда вполне объяснимо – эти пары соединённых стропил видны снаружи и к их внешнему виду предъявляются повышенные требования.

Нижняя часть стропил, выходящая за пределы коробки дома, образует карниз, который не даёт скапливаться дождевым лужам и кучам снега прямо у стены, а выносит их на некоторое расстояние.

Ребро в месте соединения двух наклонных поверхностей называется коньком, а непосредственно сам горизонтальный брус, на который опираются стропильные ноги – коньковый брус или коньковый прогон.

Наиболее популярные виды крыш

Постройка кровли представляет достаточно сложный процесс, в котором нужно учитывать не только кровельный материал, но гидро — и теплоизоляцию. Также нужно определиться с типом кровли. Итак, строители различают несколько разновидностей кровли:

• односкатная;
• двухскатная;
• четырехскатная (вальмовая);
• мансардная крыша;
• многоскатная;
• многощипцовая.

Если кровля достаточно простой формы, без лишних изломов, то рассчитать ее площадь не составит большого труда. Если же крыша более сложной конфигурации, с множеством скатов, то тут придется вооружиться всеми своими знаниями в геометрии. Это объясняется тем, что нам придется высчитывать параметры геометрических фигур, входящих в условный рисунок кровли, а сложность будет состоять в типе этих самых фигур.

Виды крыш

В большинстве случаев, крыши частных построек бывают следующих геометрических форм. Площадь скатных крыш считается с помощью этих формул:

1. Трапеция. Формула расчета (A+B)*H/2.
2. Прямоугольник — A*B.
3. Параллелограмм — A*H.
4. Треугольник с равными сторонами — (A*H)/2.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Стоит понимать, что чем сложнее кровля, т.е. если она состоит из нескольких скатов, тем она сложнее в постройке, а также в иных моментах — утеплении, обслуживании и т.д

Финансовый вопрос также никто не отменял, ведь на такую крышу понадобится больше строительных материалов.

Кровельные материалы

Конструкции шале предполагают обустройство мансарды на верхнем этаже. Создать комфортные условия для проживания людей помогут натуральные кровельные материалы. Для утепления подойдут стандартные минеральные плиты или обычный камыш. Стебли камыша плотно укладывают между стропилами и подшивают снизу вагонкой или гипсокартоном. Натуральные материалы хорошо пропускают воздух, не образуют конденсата и сырости.

К традиционным кровельным материалам для стиля шале относится деревянная черепица, изготовленная из лиственницы, дуба, осины или кедра. Ее прикрепляют к кровельному настилу с помощью специальных деревянных гвоздей. Плюсы материала заключаются в привлекательном виде, хорошей теплозащите и звукоизоляции. Минус деревянной черепицы — дорогая цена, поэтому чаще выбирают другие виды кровельных материалов. Для обустройства кровли можно использовать:

• битумную мягкую кровлю;
• гибкую керамическую черепицу;
• песчано-цементную черепицу;
• композитные материалы, стилизованные под деревянную дранку.

Металлическая черепица не рекомендуется при небольшом угле наклона крыши, так как под давлением снега она может деформироваться.

Расстояние до конька

Конёк – это наивысшая точка крыши здания. Необходимая для правильной эксплуатации высота дымоотвода указывается в регламенте к газовому котлу или другому отопительному прибору. Но есть и общие рекомендации по определению высоты трубы:

• Если дымоотводящая труба расположена не дальше, чем полтора метра от конька крыши, то дымоход должен возвышаться на полметра относительно конька;
• Если дымоотвод размещается на расстоянии от полутора до трёх метров, то труба должна быть практически на одном уровне с коньком крыши или чуть ниже его;
• Если дымоход удалён на расстоянии больше чем 3 метра, то высоту определяют с помощью линии, проведённой под углом в 10° от конька крыши.

Схема расчета высоты дымохода

Для плоских крыш высота дымохода должна быть не меньше 1,2 м.

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.

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.

Как определиться с тем, под каким углом устанавливать скатные поверхности

Двускатная крыша — расчет наклона скатных поверхностей

То, какой угол рациональнее всего применить для постройки, зависит от многих факторов:

• климата региона;
• используемого материала;
• архитектурной задумки.

Если речь идёт о регионе, в котором преобладает засушливая погода, с минимальным годовым количеством осадков, тогда скатную поверхность можно делать пологой, не используя большого угла (можно брать 10-15 градусов или немного больше).

В случае, если в данной местности выпадает немало осадков, тогда нужно установить достаточно крутые скаты. Они обеспечат естественный отток воды и снега, не позволив ему скапливаться и приводить к постепенному разрушению материала или его прогибу под тяжестью снегового скопления.

Для всех европейских стран наиболее рациональным решением является обустройство угла в 35-40 градусов, это доказано с учетом климатических условий, модных у нас дизайнерских решений и наиболее применяемых материалов.

Виды и формы вальмовой крыши

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса

Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины

Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.

Полувальмовая крыша отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.

Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.

А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.

Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.

Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.

Расчёт высоты для кровли четырёхскатного типа

Хотя четырёхскатная крыша характеризуется более сложной конструкцией, общий принцип расчётов такой же, как для двухскатного аналога. Хотя четырёхскатные кровли имеют немало разновидностей, наиболее распространёнными считаются две: шатровые и вальмовые.

Для шатрового типа кровли характерны одинаковые формы всех четырёх граней — треугольник. Именно шатровая кровля имеет наилучшую сопротивляемость высоким ветровым нагрузкам, поэтому в северных и горных регионах преобладают дома с именно такой конфигурацией.

Вальмовая конструкция имеет два ската в виде наклонных треугольников и два в форме трапеций. Подобный вариант – наихудший с точки зрения экономии строительных материалов, но при желании иметь мансардный этаж это лучшее из возможных решений. В местностях с сильными ветрами такая конструкция нежелательна. Но если очень хочется, придётся озаботиться дополнительным укреплением каркаса конструкции.

Приводим алгоритм, разъясняющий, как правильно рассчитать высоту любой разновидности четырёхскатной крыши, а также длину стропил и площадь скатов (обозначения см. на рисунках выше):

• высоту крыши определяем по формуле h=(b*tg(α))/2;
• длина боковых стропил определяется по формуле e=b/2cos(α);
• для вальмовой конструкции длина стропил вычисляется с использованием теоремы Пифагора:

Наконец, площадь кровли рассчитывается как сумма площадей всех скатов (четырёх треугольных или двух треугольных и двух прямоугольных):

Подробнее об угле уклона

Прежде, чем вводить в поле угол крутизны, необходимо определиться с используемым кровельным материалом. Большинство современных покрытий допускается применять при уклоне ската более 12-14 градусов. К таковым относятся: металлочерепица, еврошифер, гибкая черепица и профилированные листы. Фальцевая может устраиваться при угле уклона более 5 градусов. Что касается максимальной крутизны, то она не имеет значения.

При небольшом уклоне расходуется значительном меньше материалов. Таким образом, конструкция получается экономичной. В то же время существенно снижает ее вес и восприимчивость к ветровым нагрузкам.

Несмотря на перечисленные достоинства, при небольшой крутизне ската могут возникать некоторые сложности. Во-первых, поверхность покрытия должна отличаться высокой герметичностью, так как вода не будет быстро сходить, а значит, она может проникать в стыки и другие уязвимые места. Во-вторых, кровля должна иметь достаточную прочность, чтобы выдерживать дополнительные нагрузки от снега.

Другим минусом крыш с малым уклоном можно считать невозможность устройства дополнительного помещения под ней. Если же конструкция будет достаточно крутой, то во внутреннем пространстве можно сделать , увеличив тем самым жилую площадь строения.

Для односкатных крыш угол уклона должен варьироваться в пределах 20-30 градусов, а для двускатных – от 20 до 45 градусов.