Кут нахилу односхилого даху: оптимальний та мінімальний
Будинки з односхилим дахом завжди були поширені у південних країнах. Мода на подібну архітектуру, що з'явилася відносно нещодавно у північних регіонах, змусила будівельників вирішувати проблеми з вагою снігу, яка іноді здатна досягати десятків тонн. Одним із способів перерозподілити навантаження та забезпечити максимальну міцність конструкції є вибір правильного кута нахилу покрівлі. Це досить складне інженерне завдання, метою якого стає не лише зниження снігового навантаження в зимовий час, а й вирішення багатьох інших супутніх питань. Нахил односхилих дахів визначається багатьма факторами, які будуть розглянуті в цій статті.
Особливості односхилих дахів
Односхилий дах – це найбільш простий та економічний варіант конструкції, будівництво якого обходиться набагато дешевше, ніж інші варіанти. Вона є похилою площиною, покритою покрівельним матеріалом, укладеною на поверхню опорної конструкції – кроквяної системи.
Кут нахилу покрівлі визначається багатьма факторами, основними з яких є:
- Вітрове навантаження.
- Снігове навантаження.
Мінімальний ухил односхилого даху дозволяє знизити вітрове навантаження, але збільшує тиск снігу. У той же час, при збільшенні кута з'являється можливість зісковзування снігових мас, але підвищується парусність покрівлі.
Проблема в тому, що вимоги щодо снігового та вітрового навантаження суперечать одна одній, змушуючи будівельників приймати компромісні рішення. Оптимальний кут нахилу односхилим даху є «золотою серединою», що дозволяє мінімізувати обидва види навантаження.
Варіанти конструкції
Односхилий дах являє собою одну половинку від найпоширенішого варіанту конструкції – двосхилий покрівлі. З погляду конструкції це набагато простіше, тому що потрібно лише збільшити висоту однієї стіни та зменшити розмір протилежної.
Існує два варіанти конструкції:
- Вентильовані . Відрізняються наявністю вентиляційного зазору між покрівельним покриттям та кроквяною системою.
- Невентильовані . Покладено на опорну конструкцію щільно, без повітряного зазору.
Принциповою відмінністю між ними є сфера використання – вентильовані покрівлі потрібні лише на житлових будинках.
Причина цього в тому, що повітря в житлових приміщеннях містить велику кількість водяної пари. Він конденсується на холодних поверхнях і вбирається у матеріали, руйнуючи їх. Страждають дерев'яні та металеві елементи конструкції, що рано чи пізно призводить до необхідності ремонтувати чи повністю переробляти дах. З точки зору конструкції різниця полягає тільки в наявності шару контробрешітки між покрівлею та кроквяною системою, яка і створює вентиляційний зазор.
Достоїнства і недоліки
До переваг односхилих дахів прийнято відносити:
- Простота та економічність будівництва.
- Відносно мала вага даху.
- Допускається укладання різноманітних покрівельних покриттів .
- Висока ремонтопридатність , безпека пересування по даху (особливо на малих кутах нахилу).
- Можливість будівництва як на малих , так і великих будівлях з великою площею покрівлі.
Недоліками односхилих дахів є:
- Залежність конструкції від снігових та вітрових навантажень.
- Необхідність враховувати напрямок вітрів, що переважає в регіоні.
- Напрямок нахилу покрівлі доводиться вибирати з урахуванням можливості сходу снігових мас у зимовий час.
- Стік дощових або талих вод необхідно організувати так, щоб не завдавати шкоди елементам благоустрою чи опорним конструкціям будинку.
- Необхідність якісної гідро- та теплоізоляції покрівлі, особливо якщо ухил односхилого даху малий і не сприяє активному стоку води.
Основним недоліком прийнято вважати необхідність розташовувати будівлю нижньою стороною даху у напрямку вітру. Переважний напрямок – далеко не єдиний, а шквалисті пориви можуть виникати з будь-якого боку, що суттєво ускладнює вибір напряму ухилу. Зазвичай виходять із реальніших міркувань – розташування сусідніх будівель, доріжок, стоянок автомобілів тощо.
Висока сторона даху повинна розташовуватися з боку входу там, де можлива наявність людей, майна або автомобілів. Інакше, у разі раптового сходу снігу, можливі небажані, інколи ж і дуже небезпечні інциденти.
Вибір покрівельного покриття
Вибір матеріалу для покрівельного покриття – важливе та відповідальне завдання. Односхилий дах має велику площу, що визначає особливі вимоги до типу покрівлі:
- Стійкість до зовнішніх механічних навантажень.
- Несприйнятливість до ультрафіолетових променів.
- Високі гідроізоляційні якості.
- Низький коефіцієнт теплового розширення.
- Міцність , стійкість абразивної дії дрібних частинок, принесених вітром.
Існують різні типи покрівлі:
- Плівковий .
- Мастичний .
- Листовий .
- Рулонний .
- Штучний .
Найбільш поширеними видами є листові та рулонні матеріали – металочерепиця, профнастил, ондулін або руберойд (м'яка покрівля).
Серед користувачів найбільш популярними є металеві види покриттів – профнастил, металочерепиця тощо. Вони утворюють герметичну та міцну покрівлю, стійкі до всіх видів навантажень. При цьому герметичність нерідко стає причиною небажаних інцидентів, пов'язаних з атмосферними проявами. Сильний порив вітру, спрямований з потрібного боку, легко зриває суцільне металеве полотно, чого не спостерігається при використанні, наприклад, штучних матеріалів.
Крім того, металеві покриття потребують якісного утеплення або, як мінімум, шумоізоляції. Під час дощу вони видають гучний звук, що поширюється через конструкції будинку по всіх приміщеннях. М'які покриття не шумлять, практично не сприяють конденсації вологи, але набагато менш стійкі до зовнішніх дій.
Традиційні азбоцементні матеріали (гладкі листи або шифер) довговічні та досить міцні, але вважаються шкідливими через виділення азбестового пилу. Крім того, вони мають велику вагу, що створює зайве навантаження на кроквяну систему. У поєднанні з вагою снігу (один м3 мокрого снігу може важити до 950 кг) це може спричинити деформацію або руйнування опорної системи покрівлі. Односхилі покрівлі з малим ухилом, покриті подібними матеріалами, схильні до накопичення снігових мас через високу шорсткість поверхні, а також внаслідок здатності вбирати вологу.
Сніг примерзает до покриття і втрачає можливість сходу, у результаті чого на даху утворюються великі кучугури, які доводиться регулярно зчищати.
Корисне відео
Розрахунок кута нахилу односхилий покрівлі
Для того, щоб розрахувати параметри покрівлі, правильніше звернутися до СНиП, де є всі необхідні дані, методики і формули розрахунку. На подив, спеціалізованого розрахунку кута нахилу односхилий покрівлі немає. Вказується лише, що допускається кут від 2° до 60°, після чого розглядаються деталі та розміри конструкцій. Тому основним джерелом інформації стають інструкції до різних покрівельних покриттів, в яких вказуються оптимальні параметри укладання, і в тому числі діапазон кутів нахилу.
Нерідко виробники рекомендують значення, відмінні від вимог ГОСТ, що пояснюється розвитком технологій та постійними змінами у технології виготовлення та хімічному складі матеріалів. Практика вносить свої корективи до рекомендованих показників, на які слід звернути увагу.
Приступаючи до розрахунку покрівлі, слід перш за все визначитися із середньорічною кількістю снігу у зимовий період. Найпростіше це з'ясувати за таблицями СНіП або з інших джерел:
Необхідно враховувати, що мінімальний кут нахилу односхилих дахів найбільш економічний з точки зору витрати матеріалів і, відповідно, грошей. При цьому можливість зісковзування снігу практично зникає, він накопичується на даху і створює значне навантаження на конструкції будівлі.
Чим вищий кут нахилу, тим більше потрібно покрівельного матеріалу. При цьому різко зростає вітрове навантаження, особливо небезпечне при фронтальному напрямку на високу сторону будинку. Переважні вітри у різних регіонах також можна вивчити в таблицях СНиП:
Важливий фактор – розташування будинку. Якщо він знаходиться в низині, прикритий від вітру складками рельєфу або іншими будинками, що стоять неподалік, вітрові навантаження суттєво зменшуються. І навпаки, якщо будинок розташований на піднесенні та відкритий для дії вітру, навантаження будуть максимальними.
Це вимагатиме вибрати мінімальний нахил односхилий даху, інакше ризик її втрати стає занадто високим. Рекомендується враховувати всі вимоги щодо вітрових навантажень при виборі, оскільки, на відміну від снігових, вони існують протягом усього року і здатні впливати як у літній, так і в зимовий період.
Остаточний вибір кута нахилу проводиться виходячи з зіставлення властивостей покрівельного покриття та величини навантажень. Не рекомендується вибирати граничні значення, оскільки вони створюють занадто багато ризикованих ситуацій у разі зовнішніх впливів екстремального характеру. У будь-якому регіоні іноді трапляються рясні снігопади, що утворюють мокрі і дуже важкі кучугури. Чи не виняток і вітру ураганної сили, які трапляються не часто, але наслідки від них досить серйозні.
Корисне відео
Висновок
На закінчення необхідно нагадати, що будь-який інженерний розрахунок - складне завдання, яке не повинно виконуватися непідготовленими людьми, особливо якщо йдеться про житлові або господарські споруди. Імовірність появи помилок майже стовідсоткова, а наслідком від них можуть стати руйнування, втрати майна та травми для людей. Тому вибір параметрів покрівлі слід доручати досвідченим та грамотним фахівцям, які зможуть прийняти оптимальні рішення та виключать можливість появи помилок.
