Расчет кровельных материалов для четырхескатной крыши

Четырехскатные крыши позволяют уменьшить ветровую нагрузку на весь объект и значительно снизить стоимость строительных работ за счет отказа от фронтальных стен. Классическая листовая металлочерепица и битумная кровля одинаково выгодно смотрятся на таких конструкциях.

Но технология их обустройства достаточно сложна в основном из-за необходимости точного выбора и расчета пропорций конструктивных элементов. Перед тем как приступать к строительству вальмовой кровли обязательно нужен качественный проект. Расчеты можно проводить как при помощи специальных калькуляторов, так вручную.

Конструктивные особенности кровли

Расчет площади кровли нужен для точного вычисления объемов необходимых материалов и грамотного составления сметы. Кроме финансовой стороны вопросы, он позволит правильно составить план работ. Предварительные расчёты включают также конструкционные вопросы: как и где установить конструктивные элементы, чтобы они надежно фиксировали элементы, обеспечивая безопасность конструкции.<.p>

Главная часть любой кровли – стропильная система. В ее состав входят:

1. Прогон (конек). Это крупный горизонтально уложенный брус, который служит верхней точкой крепления для основных стропил.
2. Центральные стропила. Монтируемые перпендикулярно прогону бруски.
3. Вальмовые стропила. Эти бруски устанавливают так, чтобы они проходили от конька к одному из углов постройки. То есть для четырехскатной кровли потребуется четыре штуки.
4. Угловые стропила. Короткие бруски одной точкой опирающиеся на стену (перпендикулярно ей), другой – на вальмовые стропила (под определенным углом).
5. Обвязка (мауэрлат). Специальные доски, которые монтируются поверх стен, на них опирают стропила.
6. Подкосы и стойки. Дополнительные конструктивные элементы. Их основное назначение – повышение общей стабильности конструкции и равномерное распределение нагрузок.

В целом четырехскатные кровли делятся на несколько видов. Наиболее распространены вальмовые и полувальмовые конструкции. Вальмовые сходи с двускатными решениями, но вместо торцов в них используют треугольные вальмы. Полувальмовые отличаются укороченными вальмами. Существуют и шатровые кровли, в них отсутствует прогон, так как конструкция подразумевает использование четырех сходящихся в верхней точке треугольников.

Подготовка к проведению работ

Главным этапом подготовки к возведению кровли является проведение расчетов количества необходимых материалов, составление точного чертежа с отметкой положения и габаритов каждой составляющей. Таким образом в дальнейшем будут практически исключены ошибки при монтаже.

Последовательность действий на подготовительном этапе:

• В первую очередь чертиться общий план крыши. Его делают на основе габаритов «коробки» дома. Он позволит определить положение стропил, их длину и шаг.
• После этого проводиться расчет удельных нагрузок. Это важный параметр от которого зависит выбор длины стропил и общих габаритов кровли. Чтобы узнать допустимые нормы снеговых, ветровых или других типов нагрузок рекомендуется использовать официальные СНиПы (в частности 2.01.07-85).
• При расчете конструкции и параметров кровли нужно учесть особенности используемых материалов. Не всегда на рынке имеется брус нужной длины и сечения, если есть возможность покупки брусков более тонких, чем это необходимо, план можно подкорректировать уменьшив шаг стропил или внеся дополнительные усиливающие элементы.

Нужно учесть и тип кровельного покрытия. Особенно важен вес материала, ведь большинство четырехскатных крыш обладают большим углом наклона, поэтому желательно выбирать самые легкие покрытия, хорошим вариантом будет металлочерепица или профлист. На небольших площадях удобным решением станет модульная композитная черепица.

Расчет площади кровли

Для проведения точных расчетов глубоких специальных знаний не требуется. Достаточно обладать школьным уровнем знаний в математике и геометрии. Главное - правильно провести замеры имеющихся конструкций.

Если отсутствует опыт в масштабных расчётных работах, лучше привлечь специалистов. Это позволит избежать серьезных ошибок, переплат за материалы и их порчу.

В большинстве случаев достаточно будет вычислить площадь для двух трапеций и треугольников, потом суммировать полученные данные. К тому же эти фигуры одинаковы, что дополнительно упрощает задачу. Расчет шатровых конструкций особенно прост, ведь она состоит из четырех идентичных треугольников. 

При вычислении площади трапеций понадобиться знать такие вводные:

• Длина нижнего основания.
• Размер ската.
• Длина конька.

Чтобы подсчитать площадь треугольника нужны всего два параметра: размер ската и длина основания.

Для определения длины скоса потребуется использовать теорему Пифагора (h=√(с+d)). Достаточно подставить в формулу параметр с – это половина от общей ширины дома, и d – это высота крыши.

Для вычисления полной площади используются такие формулы:

• S=1/2(a+b)×h. Для трапеции
• S=(h×e)/2. Для треугольников.

Длину скоса также определяют используя теорему Пифагора. Достаточно узнать величину нижнего катета треугольника. Определяется она несложно, нужно вычесть длину конька из величины основания трапеции, затем разделить полученное число надвое.

Завершается расчет сложением полученных показателей площади геометрических фигур. Это позволит получить суммарную площадь крыши.

Встречаются ситуации, когда точная высота кровли неизвестна. Даже в этом случае размер ската можно достаточно просто рассчитать. Для этого потребуется умножить косинус угла на известный размер нижней стороны треугольника. Для трапеций он равен половине ширины дома, а для вальм вычисляется путем вычитания из длины дома размера конька, разделенного пополам.

Вычисление параметров и пропорций конструктивных элементов

Эти расчеты потребуют более сложных и специфических знаний. Но сейчас их можно заметно упростить за счет применения специальных калькуляторов. Все же, для полной уверенности в точности полученных значений лучше доверить работу специалистам или найти в интернете стандартный чертеж, в котором необходимые расчеты уже были выполнены.

При самостоятельном проведении вычислений и проектирования важно помнить, что шаг между стропилами должен находится в диапазоне 0,6-2 метра. Подбирать его нужно таким образом, чтобы между всеми брусками оставалось примерно одинаковое расстояние.

Если планируется утепление и гидроизоляция кровли, то шаг подбирается исходя из ширины материала. Рекомендуется планировать его немного меньшим (на 1-2 см). Это позволит установить плиту материала максимально плотно и исключить формирование щелей. В большинстве случаев блоки утеплителя выпускают шириной 0,6, 0,8 или 1,2 м.

Определение параметров основных конструктивных элементов:

• Конек обычно располагается параллельно длинным стенам, ровно посредине между ними. Поэтому для расчета достаточно посчитать разницу между длиной и шириной здания.
• Высота кровли. В большинстве случаев не требует расчетов и выбирается заранее. Также нужную высоту можно подсчитать умножив половину длины стен на тангенс угла ската.
• Длина основных стропил. Вычисляется по специальной формуле L=√((h²+b² ). Параметр h – это высота кровли, b – разделенная надвое ширина постройки.

Также необходимо выбрать размер свесов. Они являются обязательным элементом, который необходим для защиты стен от воздействия осадков и талой воды. Специальные расчеты проводить нет необходимости, их габариты подбираются эмпирически. Для одноэтажных построек рекомендуют свесы до 70 см, для двух- или трехэтажных их нужно немного увеличить.

Расчет угла наклона для четырехскатной кровли

Этот параметр рекомендуется выбирать исходя из точного расположения постройки на карте. В расчетах применяются типовые табличные значения, которые приведены в нормативных документах (СНиПах).

В некоторых случаях угол наклона может не соответствовать стандартным таблицам, например, при использовании специфических кровельных материалов. В таком случае допускается отклонение от стандартов, но только в сторону увеличения угла. Уменьшать наклон категорически запрещено.

Также увеличить угол наклона нужно в ситуации, если в климатической зоне наблюдаются сильные ветра. В этом случае коэффициент увеличения составит 1,2.

При подборе наклона учитывайте следующие параметры:

1. Общий вес кровельных материалов, включая утеплители, обрешетку, крепеж. Его можно рассчитать согласно номинальным значениям, указанным изготовителем, а также путем взвешивания при небольшой площади покрытия.
2. Суммарный бюджет. Чем больше выбранный угол наклона, тем дороже обойдутся работы по устройству кровельного пирога.
3. Ветровые нагрузки. Парусность вальмовых конструкций сравнительно невелика, поэтому для регионов, в которых сильный ветер редкость этим показателем можно пренебречь. В местности с частыми ураганами рекомендуется формировать наклон под углом до 27 градусов.
4. Рекомендации производителя кровельного покрытия. Большинство рекомендуют угол наклона в диапазоне 20-45 градусов.
5. Возможность обильных снегопадов. Если в месте размещения постройки возможно выпадение больших объемов снега, угол лучше увеличить, чтобы снежная масса не скапливалась на крыше. Ведь вес влажного снега может создавать дополнительную нагрузку до 0,5 т на квадратный метр поверхности кровли. В результате даже очень прочная стропильная система может не выдержать, что приведет к обрушению.

Также учитывайте необходимость обустройства жилого чердачного пространства. Если в нем планируется размещение дополнительного помещения, то слишком пологие скаты не оставят достаточно места для комнаты. В остальных случаях этим показателем можно пренебречь.

Вычисление высоты конька

Для расчета потребуется составить отдельный чертеж показывающий кровлю в поперечном сечении. В целом он будет представлять равнобедренный треугольник основание, которого формируется шириной стен, а стороны – центральными стропилами.

Конек будет находиться на вершине геометрической фигуры. Зная угол наклона кровли и ширину здания вычисление не составит проблем, достаточно подставить эти показатели в формулу H=b×tg(a).

Переменные в которой обозначают:

• H – высоту, на которой будет располагаться конек;
• B – ширину постройки разделенная на 2;
• а – угол ската крыши.

Тангенс угла можно рассчитать при помощи инженерного калькулятора, которые встроены даже во многие смартфоны. 

Количество элементов обрешетки

Проведя вышеперечисленные расчеты количество обрешетки подсчитать не составит труда. Из дополнительных параметров потребуется только точная длина и ширина досок, из которых будет состоять обрешетка.

Последовательность действий:

• Сначала потребуется посчитать площадь досок, просто умножив ширину на длину. Сюда всключаются доборные элементы.
• Далее переведите нужное количество досок в объем, умножив на их ширину. Это позволит узнать, сколько кубометров древесины потребуется.
• Если обрешетка делается не сплошной, а с определенным шагом между досками, то в расчетах нужно учитывать его наличие. Например, если ширина доски составляет 20 см, а расстояние между обрешеткой равно 40 см, то объем необходимого материала нужно уменьшить втрое по сравнению с количеством, нужным для обустройства сплошной обрешетки.

Следует помнить, что часть материала неизбежно пойдет в отход. Поэтому для получения финального значения, близкого к фактическому, следует прибавить к расчетным данным запас в 10-20%.

Метод подсчета количества кровельного материала

Хотя существуют специальные формулы расчета, самостоятельно их использовать достаточно сложно. Гораздо проще сделать схему каждого ската кровли с указанием его точных габаритов, затем посчитать площадь кровельного покрытия для каждого ската, суммировать данные и добавить запас на перехлесты и отход.

Помните, что ошибки в расчетах приводят к недодчетам конструкции, порче материалов, негативно сказываются на долговечности конструкции. Чтобы сэкономить время и средства, стоит обратиться за подбором материалов и замером крыши к специалистам "Стройград".