Розрахунок кута нахилу даху для горищної та мансардної покрівлі
Дахи будівель та споруд діляться на дві категорії: плоскі та похилі. У цій статті розбиратиметься з другою позицією, а точніше, з кутом нахилу даху: які характеристики впливають на даний параметр, які покрівельні матеріали під яким кутом покрівлі укладаються, в яких одиницях змінюється кут нахилу скатів. Розібравшись в отриманій інформації, Ви легко зможете контролювати правильність спорудження даху вашого будинку.
Одиниці виміру кута ската
Зі шкільного курсу геометрії всі знають, що величина будь-якого кута вимірюється в градусах. Ухил покрівлі в цьому випадку – не виняток. Але необхідно позначити, що у технічній літературі, у ГОСТах і довідниках зустрічають та інші одиниці виміру. А саме: відсотки та стосунки сторін.
Насамперед треба позначити, що мають на увазі під кутом схилу даху. На фото нижче він позначений латинською літерою альфа.
У будівельній сфері дахи з кутом нахилу вище 50 ° трапляються рідко. До них можна віднести вежі в готичному стилі або нижні скати мансардних покрівель. Здебільшого максимальний параметр – 45°.
Що стосується двох інших одиниць виміру, то відношення сторін – це так званий спрощений дріб. В її основі лежать два розміри: висота даху, на фото вона позначена літерою "Н", і проекцією схилу, позначена літерою "L". Співвідношення має бути таким: Н/L.
Додамо, що проекція довжини ската - це, по суті, половина ширини будинку, якщо дах двосхилий симетричний, або повна ширина, якщо дах односхилий. У цьому кут нахилу і пишеться дробом, наприклад, 1:3.
У деяких конструкцій позначення дробом незручне. Наприклад, якщо вона виглядає так: 4:13. Тому використовують відсоткове обчислення. Воно розраховується таким чином:
4:13x100=30,77%
Ухил покрівлі у відсотках та градусах використовується професійними будівельниками частіше, ніж відношення сторін, тому що таке позначення застосовується у довідниках та технічній літературі. Тобто це суто технічні одиниці виміру. Хоча перевести з однієї одиниці виміру до іншої не складно. На фото нижче показано переведення із градусів та відношення я сторін і навпаки.
Якщо є необхідність перевести градуси у відсотки, то виходячи з малюнка вище, можна зробити кілька математичних викладок. За 100% береться кут, що дорівнює 45°. Тепер можна знайти скільки градусів в одному відсотку. Для цього треба:
45/100 = 0,45 °. Перекладаємо за хвилини, виходить 27'. Тобто 1% – це 27 градусних хвилин.
Можна підійти до вирішення поставленого завдання зі зворотного боку. Тобто перевести градуси у відсотки. Тут зворотне співвідношення:
100/45=2,22%
Виходить так, що в одному градусі 2,22%.
Залежність кута нахилу ската та типу покрівельного матеріалу
Вишу вже говорилося про два різновиди покрівель: плоскі та похилі. Але треба зазначити, що плоскі покрівель теж мають свій кут, який варіюється в діапазоні 0-5°. Скатні дахи діляться на дві підгрупи (поділ умовний):
- з невеликим ухилом – від 6 до 30 °;
- із крутим ухилом – більше 30°.
У кожного виду покрівельних конструкцій є свої переваги та недоліки. Наприклад, плоскі - це невелика площа покриття, що дозволяє заощадити на покрівельному матеріалі (його кількості). Але при цьому така конструкція вимагатиме проведення посиленої гідроізоляції. Круті скати - це безпроблемне сходження атмосферних опадів, але висока парусність конструкції, що вимагатиме від її спорудження посилення кроквяної системи.
З огляду на це необхідно суворо підходити до вибору покрівельного матеріалу. Їх виробники обов'язково інформують споживачів, за якого мінімального ухилу покрівлі їх можна використовувати. На фото нижче показано діаграму розподілу покрівельних матеріалів по кутах схилів.
Як видно з діаграми, на плоских дахах зазвичай використовують рулонні матеріали у вигляді руберойду чи толі. Хоча немає жодних протипоказань застосування листових або плитних виробів: шифер, профнастил, листове залізо, що збирається фальцевим способом. А ось штучний покрівельний матеріал краще на дахах крутістю менше 15 ° не використовувати. Є висока можливість проникнення води через стики елементів покриття.
Конструктивні особливості даху в залежності від кута нахилу
Якщо в проекті дано ухил даху, то розрахувати її висоту не складе труднощів. А цей параметр – один із найважливіших, тому що він визначає висоту ковзана. Цей елемент покрівельної конструкції – точка відправлення у спорудженні даху загалом. Тому що при будівництві спочатку виставляють рівень розташування ковзана і вже під нього ріжуть пиломатеріал: опорні стійки. Звідси розраховують довжину кроквяних ніг.
Складність розрахунку полягає в тому, що не всі пам'ятають тригонометрію, формули якої використовуються для розрахунку довжин елементів покрівельної споруди. У основі формул лежать тригонометричні функції: синус, косинус, тангенс, катангенс.
Наприклад, як визначити висоту ковзана (відповідно і даху) через синус та тангенс:
sin α = H/S, де "S" - це довжина ската. Відповідно висота ковзана дорівнюватиме: Н=S x sin α.
tg α = H / L , тобто Н = lx tg α
Так само можна визначити довжину ската, або, знаючи обидва параметри, можна розрахувати кут нахилу даху. Усі параметри конструкції взаємопов'язані, отже, знаючи два їх, можна визначити третій.
До речі, визначаючи параметри даху, можна обійтися без кута нахилу. Для цього використається формула Піфагора. Ось її формула:
S 2= H 2+ L 2
Змінюючи місцями значення, є необхідна величина.
У Вас може виникнути питання, пов'язане зі значенням тригонометричних величин. Вони у вільному доступі є, але щоб Ви їх не шукали на просторах інтернету та не витрачали свій час, пропонуємо таблицю:
Додамо, що тригонометричні функції полегшують проведення розрахунків покрівельних конструкцій. Якщо правильно ними користуватися та вміти накидати на папері ескізи дахів (маючи уяву щодо конструктивного розташування її елементів), то можна легко розрахувати розміри кожного елемента.
Це стосується не тільки одно-або двосхилих споруд. Також легко можна буде розрахувати елементи вальмових або мансардних дахів. Просто доведеться розбити їхні складні конструкції на прості.
Вплив кута нахилу на об'єм приміщення мансарди
Якщо будинок зводиться з мансардою, то кут нахилу скатів набуває прикладного значення. І тут співвідношення пряме, тобто чим більший кут, тим більший обсяг мансарди. Щоб було зрозуміло, на фото нижче добре видно.
Наведемо приклад, що ґрунтується на верхньому малюнку. Тут чітко видно, що висота приміщення залежить від параметрів даху нахилу. При цьому треба враховувати, що оптимальна висота не повинна бути меншою за 2,5 м. Отже, кут нахилу скатів мансарди мінімально має бути 25°. Але зауважте, що при такому розташуванні елементів покрівлі не враховано обсяг приміщення. Тобто ширина кімнати не буде більше 3 м. Це при тому, що ширина будинку – 10 м. Виходить, що використовується лише 30% від простору.
Отже, треба збільшувати значення кута. І чим більше він, тим більша корисна площа мансарди. Але тут є зворотній бік медалі. Збільшуючи кут, збільшується висота ковзана. А це витрати будматеріалів на зведення даху плюс збільшення парусності конструкції. Тому дуже важливо знайти золоту середину. Наприклад, 40° практично вирішують усі проблеми.
Щоб відійти від цих проблем раз і назавжди, будівельники давно застосовують зовсім іншу конструкцію. Вона складна і у споруді, і у проведенні розрахунків, але цей варіант вирішує проблему корисної площі приміщення, не збільшуючи висоту даху.
Корисне відео
Висновок на тему
Проведення розрахунків покрівельної конструкції – прерогатива спеціалістів. Тому що правильний розрахунок того ж кута нахилу, це надійність даху в цілому. Але орієнтуватися в деяких технічних поняттях буде корисно і власникам будинків, що будуються.
