Jak správně vypočítat úhel střechy?
Střecha domu musí být spolehlivá a krásná, a to je možné při správném určení úhlu jejího sklonu pro daný typ střešní krytiny. Jak vypočítat úhel sklonu střechy je v článku.
Účel podstřešního prostoru
Před výpočtem úhlu střechy se musíte rozhodnout, jak bude půdní prostor využíván. Pokud plánujete obytnou budovu, úhel sklonu bude muset být velký – aby byla místnost prostornější a stropy byly vyšší. Druhou cestou ven je udělat rozbitou, mansardovou střechu. Nejčastěji je taková střecha vyrobena ze sedlové střechy, ale může mít i čtyři sklony. Jde jen o to, že ve druhé možnosti se krokvový systém ukazuje jako velmi komplikovaný a bez zkušeného designéra se prostě neobejdete a většina dává přednost tomu, aby vše dělali sami, vlastníma rukama.
Při zvětšování sklonu střechy je třeba pamatovat na několik věcí:
- Náklady na střešní materiály se výrazně zvyšují – plocha svahů se zvyšuje.
- Větší svahy jsou více ovlivněny zatížením větrem. Pokud porovnáme zatížení na stejném domě s úhlem 11° a 45°, ve druhém případě bude téměř 5x větší. Aby střecha vydržela takové zatížení, je systém krokví zesílen – trámy a krokve větší části jsou instalovány s menším sklonem. A to je zvýšení jeho hodnoty.
- Pokud je úhel sklonu svahu větší než 60°, zatížení sněhem se nebere v úvahu – srážky se valí dolů a nezadržují se. Ale při instalaci rozbité mansardové střechy se při výpočtu její horní části bere v úvahu zatížení sněhem – tam mají roviny sklon menší než 60 °.
- Ne všechny střešní materiály lze použít na strmých svazích, proto věnujte zvýšenou pozornost maximálnímu sklonu střechy.
To neznamená, že střechy s nízkým sklonem jsou lepší. Jsou levnější z hlediska materiálů – plocha střechy je menší, ale mají své vlastní nuance:
- Vyžadují opatření na zadržení sněhu, aby se zabránilo lavinám.
- Namísto sněhových držáků můžete vyhřívat střechu a drenážní systém – pro postupné tání sněhu a včasné odvádění vody.
- Při malém sklonu je velká pravděpodobnost, že vlhkost zateče do spár. To vyžaduje zvýšená hydroizolační opatření.
Takže střechy s nízkým sklonem také nejsou darem. Závěr: úhel sklonu střechy je nutné vypočítat tak, aby se našel kompromis mezi estetickou složkou (dům by měl působit harmonicky), praktickou (s obytným prostorem pod střechou) a materiálovou (nutno optimalizovat náklady ).
Úhel sklonu v závislosti na materiálu střechy
Střecha na domě může mít téměř jakýkoli tvar – může mít nízké sklony, může mít sklony téměř svislé. Je důležité správně vypočítat jeho parametry – průřez nohou krokví a rozteč jejich instalace. Chcete-li na střechu položit určitý typ střešního materiálu, musíte vzít v úvahu takový ukazatel, jako je maximální a minimální úhel sklonu pro tento materiál.
| Název střešní krytiny | Minimální úhel sklonu (ve stupních) |
|---|---|
| Azbestocementová břidlice a ondulin | 6° |
| Cemento-pískové a keramické obklady | 10° |
| Flexibilní šindele | 12° |
| Kovové dlaždice | 6° |
| Azbestocementové nebo břidlicové desky | 27° |
| Pozinkované ocelové, měděné, zinko-titanové plechy | 17° |
| Profily z plechu | 6° |
Minimální úhly jsou uvedeny v GOST (viz tabulka výše), ale výrobci často dávají svá doporučení, takže je vhodné rozhodnout se pro konkrétní značku ve fázi návrhu.
Častěji je úhel sklonu střechy často určen na základě toho, jak jsou vyrobeni jejich sousedé. Z praktického hlediska je to správně – podmínky blízkých domů jsou podobné a pokud jsou sousední střechy v dobrém stavu a nezatékají, můžete si vzít jejich parametry jako základ. Pokud v okolí nejsou žádné střechy se střešním materiálem, který plánujete použít, můžete začít výpočty s průměrnými hodnotami. Jsou uvedeny v následující tabulce.
| Druh střešního materiálu | Doporučený minimální/maximální úhel sklonu | Jaký sklon svahu se nejčastěji dělá |
|---|---|---|
| Střešní krytina ze střešní lepenky s posypem | 3 ° / ° 30 | 4 ° -10 ° |
| Dvouvrstvý dehtový papír | 4 ° / ° 50 | 6 ° -12 ° |
| Zinek s dvojitými stojatými švy | 3 ° / ° 90 | 5 ° -30 ° |
| 4-drážkové dlaždice s perem a drážkou | 18 ° / ° 50 | 22 ° -45 ° |
| Holandské dlaždice | 40 ° / ° 60 | 45° |
| Běžné keramické dlaždice | 20 ° / ° 33 | 22° |
| Vlnité plechy a kovové dlaždice | 18 ° / ° 35 | 25° |
| Azbestocementová břidlice | 5 ° / ° 90 | 30° |
| Umělá břidlice | 20 ° / ° 90 | 25 ° -45 ° |
| Sláma nebo rákosí | 45 ° / ° 80 | 60 ° -70 ° |
Jak vidíte, ve sloupci „jak to dělají“ je ve většině případů značný rozsah. Je tedy možné měnit vzhled budovy i se stejnou střechou. Střecha je totiž kromě praktické role i ozdobou. A při výběru úhlu jeho sklonu hraje důležitou roli estetická složka. To je jednodušší v programech, které umožňují zobrazit objekt v trojrozměrném obrázku. Pokud použijete tuto techniku, pak v tomto případě vypočítejte úhel sklonu střechy – vyberte jej z určitého rozsahu.
Vliv klimatických faktorů
Úhel střechy je ovlivněn množstvím sněhu, které napadne během zimy v konkrétní oblasti. Při návrhu je také zohledněno zatížení větrem.
Vše je víceméně jednoduché. Podle dlouhodobých pozorování je celé území Ruské federace rozděleno na zóny se stejným zatížením sněhem a větrem. Tyto zóny jsou vyznačeny na mapách a vybarveny různými barvami, takže je snadné se v nich orientovat. Pomocí mapy určete polohu domu, najděte zónu a použijte ji k určení hodnoty zatížení větrem a sněhem.
Výpočet zatížení sněhem
Na mapě zatížení sněhem jsou dvě čísla. První se používá při výpočtu pevnosti konstrukce (náš případ), druhý se používá při stanovení dovoleného průhybu nosníků. Ještě jednou: při výpočtu úhlu sklonu střechy použijeme první číslo.
Hlavním úkolem výpočtu zatížení sněhem je vzít v úvahu plánovaný sklon střechy. Čím strmější je svah, tím méně sněhu se na něm může zadržet, bude tedy zapotřebí menší průřez krokví nebo větší sklon pro jejich instalaci. Pro zohlednění tohoto parametru jsou zavedeny korekční faktory:
- úhel sklonu menší než 25° – koeficient 1;
- od 25° do 60° – 0,7;
- na střechách se sklonem větším než 60° se zatížení sněhem nebere v úvahu – sníh se na nich nezadržuje v dostatečném množství.
Jak vidíme ze seznamu koeficientů, hodnota se mění pouze u střech s úhlem sklonu 25° – 60°. Pro ostatní tato akce nedává smysl. Abychom tedy určili skutečné zatížení sněhem na plánované střeše, vezmeme hodnotu zjištěnou na mapě a vynásobíme ji koeficientem.
Například počítáme zatížení sněhem pro dům v Nižním Novgorodu, úhel sklonu střechy je 45°. Podle mapy se jedná o zónu 4 s průměrným zatížením sněhem 240 kg/m2. Střecha s takovým sklonem vyžaduje úpravu – zjištěnou hodnotu vynásobte 0,7. Získáme 240 kg/m2 * 0,7 = 167 kg/m2. Toto je pouze část výpočtu úhlu střechy.
Výpočet zatížení větrem
Vliv sněhu lze snadno vypočítat – čím více sněhu v regionu, tím větší možné zatížení. Předpovídat chování větru je mnohem obtížnější. Můžete se spolehnout pouze na převládající větry, polohu domu a jeho výšku. Tyto údaje jsou zohledněny pomocí koeficientů při výpočtu úhlu sklonu střechy.
Velmi důležitá je poloha domu vůči větrné růžici. Pokud je dům umístěn mezi vyššími budovami, bude zatížení větrem menší, než když je na otevřeném prostranství. Všechny domy jsou rozděleny do tří skupin podle typu umístění:
- Zóna „A“. Domy umístěné na otevřených prostranstvích – ve stepi, poušti, tundře, na březích řek, jezer, moří atd.
- Zóna „B“. Domy se nacházejí v zalesněných oblastech, v malých městech a vesnicích, s větrnou bariérou nejvýše 10 m vysokou.
- Zóna „B“. Budovy umístěné v hustě zastavěných oblastech s výškou minimálně 25 m.
Dům se považuje za patřící do dané zóny, pokud je stanovené prostředí ve vzdálenosti alespoň 30násobku výšky domu. Například výška domu je 3,3 metru. Pokud jsou ve vzdálenosti 99 metrů (3,3 m * 30 = 99 m) pouze malé jednopatrové domy nebo stromy, má se za to, že patří do zóny „B“ (i když se geograficky nachází ve velkém městě).
V závislosti na zóně jsou zavedeny koeficienty, které zohledňují výšku budovy (zobrazeno v tabulce). Pak se používají při výpočtu zatížení větrem na střeše domu.
| Výška budovy | zóna „A“ | zóna „B“ | zóna „B“ |
|---|---|---|---|
| méně než 5 metrů | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| od 5 m do 10 m | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| od 10 m do 20 m | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
Například vypočítejme zatížení větrem pro Nižnij Novgorod, jednopodlažní dům se nachází v soukromém sektoru a patří do skupiny „B“. Pomocí mapy najdeme zónu zatížení větrem – 1, zatížení větrem pro něj je 32 kg/m2. V tabulce najdeme koeficient (pro budovy pod 5 metrů), je roven 0,5. Násobit: 32 kg/m2 * 0,5 = 16 kg/m2.
Ale to není vše. Musíme také vzít v úvahu aerodynamické složky větru (za určitých podmínek má tendenci odfouknout střechu). Podle směru větru a jeho dopadu na střechu se dělí na zóny. Každý z nich má jiné zatížení. V zásadě lze v každé zóně instalovat krokve různých velikostí, ale nedělají to – je to neopodstatněné. Pro zjednodušení výpočtů se doporučuje brát indikátory z nejvíce zatížených zón G a H (viz tabulky).
Zjištěné koeficienty jsou aplikovány na výše vypočtené zatížení větrem. Pokud existují dva koeficienty – se zápornou a kladnou složkou, vypočtou se obě hodnoty a poté se sečtou.
Nalezené hodnoty zatížení větrem a sněhem jsou základem pro výpočet průřezu nohou krokví a sklonu jejich instalace, ale nejen. Celkové zatížení (váha střešní konstrukce + sníh + vítr) by nemělo přesáhnout 300 kg/m2. Pokud je po všech výpočtech částka, kterou získáte, vyšší, musíte buď zvolit lehčí střešní materiály, nebo snížit úhel střechy.
Takže závěry. Výpočet úhlu střechy je spíše výběrem jedné z možných možností. Je jen důležité, aby se tato volba ukázala jako správná.
Při navrhování střešních krokví soukromého domu musíte být schopni správně vypočítat úhel sklonu střechy. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak se pohybovat v různých měrných jednotkách, jaké vzorce použít pro výpočty a jak úhel sklonu ovlivňuje zatížení střechy větrem a sněhem.
Střecha soukromého domu, postavená podle individuálního projektu, může být velmi jednoduchá nebo překvapivě efektní.
Úhel sklonu každého svahu závisí na architektonickém návrhu celého domu, přítomnosti podkroví nebo podkroví, použitém střešním materiálu a klimatické zóně, ve které se zahradní pozemek nachází. V kompromisu těchto parametrů je třeba najít optimální řešení, které spojí pevnost střechy s užitečným využitím podstřešního prostoru a vzhledu domu či komplexu budov.
Jednotky úhlu střechy
Úhel sklonu je hodnota mezi vodorovnou částí konstrukce, deskami nebo podlahovými nosníky a povrchem střechy nebo krokvemi.
V referenčních knihách, SNiP a technické literatuře existují různé jednotky měření úhlů:
- stupně;
- poměr stran;
- zajímat.
Další jednotka měření úhlů, radián, se v takových výpočtech nepoužívá.
Každý si pamatuje, jaké stupně jsou ze školního vzdělávacího programu. Poměr stran pravoúhlého trojúhelníku, který tvoří základna – L, výška – H (viz obrázek výše) a střešní plášť je vyjádřen jako H:L. Je-li α = 45°, trojúhelník je rovnostranný a poměr stran (noh) je 1:1. V případech, kdy poměr nedává jasnou představu o sklonu, mluvíme o procentech. Jedná se o stejný poměr, ale přepočtený na podíly a převedený na procenta. Například s H = 2,25 ma L = 5,60 m:
- 2,25 m / 5,60 m 100 % = 40 %
Digitální vyjádření některých jednotek prostřednictvím jiných je jasně znázorněno na níže uvedeném diagramu:
Vzorce pro výpočet úhlu střechy, délky krokví a plochy pokryté střešním materiálem
Chcete-li snadno vypočítat rozměry střešních prvků a krokvového systému, musíte si vzpomenout, jak jsme ve škole řešili problémy s trojúhelníky pomocí základních goniometrických funkcí.
Jak to pomůže při výpočtech střech? Složité prvky rozložíme na jednoduché pravoúhlé trojúhelníky a pro každý případ najdeme řešení pomocí goniometrických funkcí a Pythagorovy věty.
Nejjednodušší způsob výpočtu šikmé nebo sedlové střechy. Výška hřebene a rozpětí jsou známé hodnoty, úhel a délka krokví se určí snadno.
Složitější konfigurace jsou běžnější.
Například musíte vypočítat délku krokví koncové části valbové střechy, což je rovnoramenný trojúhelník. Z vrcholu trojúhelníku snížíme kolmici k základně a dostaneme pravoúhlý trojúhelník, jehož přepona je střednicí koncové části střechy. Když znáte šířku rozpětí a výšku hřebene, ze struktury rozdělené na elementární trojúhelníky, můžete najít úhel sklonu valby – α, úhel sklonu střechy – β a získat délku krokví trojúhelníkového a lichoběžníkového svahu.
Vzorce pro výpočet (jednotky délky musí být stejné – m, cm nebo mm – ve všech výpočtech, aby nedošlo k záměně):
Pozor! Výpočet délek krokví pomocí těchto vzorců nebere v úvahu velikost přesahu.
příklad
Střecha je valbová a valbová. Výška hřebene (SM) – 2,25 m, šířka rozpětí (Š/2) – 7,0 m, hloubka sklonu koncové části střechy (MN) – 1,5 m.
Po obdržení hodnot sin(α) a tan(β) můžete určit hodnotu úhlů pomocí Bradisovy tabulky. Úplná a na minutu přesná tabulka je celá brožura a pro hrubé výpočty, které jsou v tomto případě přijatelné, můžete použít malou tabulku hodnot.
Tabulka 1
| Úhel střechy ve stupních | tg(a) | hřích (a) |
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,50 |
| 35 | 0,70 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,00 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
| 65 | 2,14 | 0,91 |
| 70 | 2,75 | 0,94 |
| 75 | 3,73 | 0,96 |
| 80 | 5,67 | 0,98 |
| 85 | 11,43 | 0,99 |
| 90 | ∞ | 1 |
Pro náš příklad:
- sin(α) = 0,832, α = 56,2° (získáno interpolací sousedních hodnot pro úhly 55° a 60°)
- tan(β) = 0,643, β = 32,6° (získáno interpolací sousedních hodnot pro úhly 30° a 35°)
Zapamatujme si tato čísla, budou se nám hodit při výběru materiálu.
Chcete-li vypočítat množství střešního materiálu, budete muset určit oblast pokrytí. Plocha sklonu sedlové střechy je obdélník. Jeho plocha je součinem stran. Pro náš příklad – valbová střecha – jde o určení ploch trojúhelníku a lichoběžníku.
Pro náš příklad je plocha jednoho koncového trojúhelníkového sklonu s CN = 2,704 ma W/2 = 7,0 m (výpočet musí být proveden s ohledem na prodloužení střechy za stěnami, délku přesahu považujeme za 0,5 m):
- S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 x 0,5)) / 2 = 13,62 m2
Plocha jednostranného lichoběžníkového sklonu při Š = 12,0 m, Vс = 3,905 m (výška lichoběžníku) a MN = 1,5 m:
Vypočítáme plochu s ohledem na převisy:
- S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 x 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 m2
Celková plocha pokrytí čtyř sjezdovek:
- SΣ = (13,62 + 48,46) 2 = 124,16 m 2
Doporučení pro sklon střechy v závislosti na účelu a materiálu
Nevyužitá střecha může mít minimální úhel sklonu 2–7°, což zajišťuje odolnost vůči zatížení větrem. Pro normální tání sněhu je lepší úhel zvětšit na 10°. Takové střechy jsou běžné při stavbě přístavků a garáží.
Pokud je podstřešní prostor určen k využití jako půda nebo půda, musí být sklon jednoduché nebo sedlové střechy dostatečně velký, jinak se člověk nebude moci narovnat a užitná plocha bude „sežrána“. nahoru“ systémem krokví. Proto je vhodné v tomto případě použít šikmou střechu, například půdní typ. Minimální výška stropu v takové místnosti by měla být alespoň 2,0 m, ale nejlépe pro pohodlný pobyt – 2,5 m.
Možnosti uspořádání podkroví: 1-2. Klasická sedlová střecha. 3. Střecha s proměnným úhlem. 4. Střecha se vzdálenými konzolami
Při přijímání konkrétního materiálu jako střešní krytiny je nutné zohlednit minimální a maximální požadavky na sklon. V opačném případě mohou nastat problémy vyžadující opravu střechy nebo celého domu.
Tabulka 2
| typ střechy | Rozsah přípustných montážních úhlů ve stupních | Optimální sklon střechy ve stupních |
| Střešní krytina ze střešní lepenky s posypem | 3-30 | 4-10 |
| Střešní krytina asfaltová, dvouvrstvá | 4-50 | 6-12 |
| Zinková střešní krytina s dvojitou stojatou drážkou (ze zinkových pásků) | 3-90 | 5-30 |
| Střešní krytina asfaltová, jednoduchá | 8-15 | 10-12 |
| Plochá střecha krytá střešní ocelovou krytinou | 12-18 | 15 |
| 4-drážkové dlaždice s perem a drážkou | 18-50 | 22-45 |
| Šindelová střešní krytina | 18-21 | 19-20 |
| Jazykové dlaždice, normální | 20-33 | 22 |
| Profily z plechu | 18-35 | 25 |
| Vlnitá azbestocementová deska | 5-90 | 30 |
| Umělá břidlice | 20-90 | 25-45 |
| Krytina břidlicová, dvouvrstvá | 25-90 | 30-50 |
| Krytina břidlicová, normální | 30-90 | 45 |
| skleněná střecha | 30-45 | 33 |
| Střešní tašky, dvouvrstvé | 35-60 | 45 |
| Drážkované holandské dlaždice | 40-60 | 45 |
Úhly sklonu získané v našem příkladu jsou v rozmezí 32–56°, což odpovídá břidlicové střeše, ale nevylučuje některé další materiály.
Stanovení dynamických zatížení v závislosti na úhlu sklonu
Konstrukce domu musí odolat statickému i dynamickému zatížení od střechy. Statické zatížení je hmotnost systému krokví a střešních materiálů, jakož i vybavení střešního prostoru. Toto je konstantní hodnota.
Dynamická zatížení jsou proměnné hodnoty v závislosti na klimatu a ročním období. Pro správný výpočet zatížení s přihlédnutím k jejich možné kompatibilitě (simultánnosti) doporučujeme prostudovat SP 20.13330.2011 (část 10, 11 a příloha G). Tento výpočet, zohledňující všechny možné faktory při konkrétní stavbě, nelze v tomto článku uvést v plném rozsahu.
Zatížení větrem se vypočítá s přihlédnutím k zónování a také k vlastnostem umístění (závětrná, návětrná strana) a úhlu sklonu střechy a výšce budovy. Výpočet je založen na tlaku větru, jehož průměrné hodnoty závisí na regionu stavěného domu. Zbývající data jsou potřebná k určení koeficientů, které korigují relativně konstantní hodnotu pro klimatickou oblast. Čím větší je úhel sklonu, tím silnější je zatížení střechy větrem.
Tabulka 3
| Stavební plocha | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| Návrhové zatížení sněhem | 0,8 (80) | 1,2 (120) | 1,8 (180) | 2,4 (240) | 3,2 (320) | 4,0 (400) | 4,8 (480) | 5,6 (560) |
Zatížení sněhem, na rozdíl od zatížení větrem, souvisí s úhlem sklonu střechy opačně: čím menší úhel, tím více sněhu se na střeše zadrží, tím menší je pravděpodobnost tání sněhové pokrývky bez použití další prostředky a tím větší zatížení konstrukce zažívá.
Tabulka 4
| sněhová oblast | města | Zatížení sněhem kgf/m 3 | ||
| Kůlna | štít | |||
| 0-25 ° | 25-30 ° | 20-39 ° | ||
| 1 | Kaliningrad, Doněck, Vilnius, Rostov na Donu, Astrachaň | 50 | 40 | 65 |
| 2 | Riga, Minsk, Kyjev, Bělgorod, Volgograd | 70 | 55 | 90 |
| 3 | Moskva, Smolensk, Brjansk, Kursk, Voroněž, Saratov, Tambov, Uljanovsk | 100 | 80 | 125 |
| 4 | Archangelsk, Vologda, Petrozavodsk, Nižnij Novgorod, Samara | 150 | 120 | 190 |
Berte otázku určování zatížení vážně. Na získaných hodnotách závisí výpočet sekcí, provedení, a tedy i spolehlivost a náklady na krokvový systém. Pokud si nejste jisti svými schopnostmi, je lepší objednat si výpočty zatížení od specialistů.
Líbil se vám článek? Přihlaste se k odběru kanálu, abyste byli informováni o nejzajímavějších materiálech