Технологические особенности металлочерепицы
Высокая популярность металлочерепицы в частном домостроении объясняется ее уникальными характеристиками
:
- Небольшой вес (5-7 кг/м 2). Данный материал позволяет обустраивать крыши со сложными геометрическими формами, не требует дополнительного усиления стропильной системы при смене кровельного покрытия, не оказывает высокой нагрузки на строительные конструкции и фундамент сооружения.
- Простая технология монтажа позволяет выполнять укладку кровельного покрытия непрофессионалам, для работы не требуется специальное оборудование.
- Широкий спектр цветовых решений дает возможность подобрать оттенок кровельного покрытия, гармонирующий с общим обликом дома.
- Металлочерепица, выполненная из стального листа толщиной 0,4 – 0,7 мм, способна выдержать значительные нагрузки за счет наличия профиля.
- Металл надежно защищен от коррозии благодаря оцинковке и дополнительному внешнему слою, выполненному из полимеров с различенными физико-техническими свойствами.
К современным кровельным материалам предъявляются высокие требования относительно их функциональных и декоративных показателей, так как кровля должна обеспечивать надежную защиту здания от внешних воздействий и эстетично выглядеть.
Металлочерепица привлекает потребителей сочетанием долговечности, эксплуатационных параметров и относительно доступной стоимостью. Однако физические возможности данного кровельного покрытия накладывают некоторые ограничения на его применение.
От такого показателя, как минимальный угол наклона кровли, зависит
:
- возможность применения того или иного кровельного материала;
- конструктивные особенности стропильной системы;
- возможность выдерживать снеговую нагрузку, характерную для региона;
- возможность эффективно (в полном объеме, в короткие сроки) удалять осадки с поверхности крыши.
Минимальный уклон кровли из металлочерепицы достаточно низок за счет жесткости профилированных стальных листов, а также низкой шероховатости поверхности, которая обеспечивается защитным полимерным покрытием. Такая кровля способна довольно успешно противостоять выпадающим осадкам.
Расчет уклона кровли из профнастила
При расчете уклона крыши из профнастила, необходимо учитывать четыре составляющие:
- Вес утеплителя, обрешетки, контробрешетки и других слоев кровельного пирога;
- Вес самого кровельного покрытия;
- Снеговую нагрузку для вашего региона;
- Ветровую нагрузку для вашего региона.
Предположим, что мы будем крыть крышу профлистом С21-1000-0,6. Вес квадратного метра профнастила этой марки составляет 5,4 кг. В качестве теплоизоляции будем использовать базальтовые плиты толщиной 100 мм и удельной плотностью 150 кг/м³. Следовательно, масса 1 м² утеплителя составит 15 кг. Для обрешетки применяем брус 200×200 мм из сосны с шагом 650 мм, поэтому масса 1 м² обрешетки составит 28,3 кг. Массу остальных составляющих берем равной 3 кг/м².
Таким образом, масса всего кровельного пирога равна: 5,4+15+28,3+3=51,7 кг/м². Полученное значение умножаем на коэффициент 1,1 для того, чтобы обеспечить возможность изменения некоторых материалов кровельного пирога. Итого, общая масса 1 м² кровли равна 56,87 кг/м².
Теперь необходимо вычислить допустимый уклон, исходя из существующих снеговых и ветровых нагрузок. Предположим, что дом построен в Новгородской области. Она относится к III снеговому району, что можно определить с помощью карты, представленной выше.
Итак, наша снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Однако учитывать ее необходимо с поправочным коэффициентом µ, который зависит от угла наклона кровли:
- Если наклон минимальный — угол кровли из профлиста меньше 25°, то значение поправочного коэффициента берется равным 1;
- Если угол наклона кровли из профнастила находится от 25° до 60°, то µ=(60°-α)·(60°-25°), где α — искомый уклон крыши;
- Если угол наклона крыши из профнастила больше 60°, то µ равен 0, то есть снеговая нагрузка при расчете кровли не учитывается.
Ветровую нагрузку необходимо учитывать при расчете угла наклона. Новгородская область относится к Iа ветровому району, где, как видно из карты ниже, нормальная нагрузка равна 23 кг/м².
Нагрузка, действующая непосредственно на кровлю, вычисляется по следующей формуле:
W=Wn·Kh·C
Здесь Wn — нормальная нагрузка для выбранного региона, Kh — коэффициент, учитывающий высоту здания, и С — аэродинамический коэффициент, который может находится в пределах от -1,8 до 0,8, в зависимости от уклона крыши. Поскольку рассчитать его довольно сложно, для нашей формулы возьмем наибольший — 0,8, что позволит упростить подсчеты в сторону большей прочности кровли.
Итак, предположим, что наш дом находится на открытой местности и имеет высоту выше 5 метров, тогда Kh будет равен 1, а ветровая нагрузка — 23·1·0,8=18,4 кг/м².
| Высота объекта, м | Открытая территория (берега водоемов, степь, лесостепь, пустыня, тундра) | Небольшие города, лесные массивы другие пространства с регулярными препятствиями выше 10 метров | Средние и крупные города с высотой зданий от 25 метров |
| до 5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| от 5 до 10 | 1 | 0,65 | 0,4 |
| от 10 до 20 | 1,25 | 0,85 | 0,53 |
Таким образом, с учетом массы кровельного пирога и влияния ветра, нагрузка на кровлю будет равна 56,87+18,4=75,27 кг/м². Так как предельная несущая способность профлиста С21-1000-0,6 при шаге опор 1,8 м и использовании второй схемы опирания равна 253 кг/м², необходимо выбрать такой уклон кровли из профлиста, чтобы посчитанная нами нагрузка, с учетом снеговой, была меньше этого значения.
Поскольку 75,27+180=255,27 кг/м², что очевидно, больше, чем 253 кг/м², уклон крыши из профнастила в нашем случае не может быть меньше 25°. Так как делать угол больше 60° тоже нецелесообразно, получаем, что необходимое нам значение находится в пределах от 25° до 60° — то есть µ нужно вычислить по формуле.
Вычисляем минимальный уклон для профнастила кровельного С21 при наших условиях:
180·(60-α)·(60-25)+75,27=253
Решив это простое уравнение, получаем, что α=25,441°. Таким образом, допустимый минимальный уклон кровли из профлиста при заданных нами параметрах будет равен 26°. Для большей надежности здание, расположенное в данных условиях и имеющее указанный кровельный пирог, лучше снабдить кровлей с наклоном в 30°. Хотя можно остановится и на минимальном значении, учитывая то, что на предыдущих шагах расчета уклона кровли из профнастила были несколько раз использованы повышающие коэффициенты.
Шаг 2. Подбираем уклон крыши
Уклон односкатной крыши – в довольно широком диапазоне: от 6° до 60°. Все зависит от местности, в которой вы собрались строиться: если вам нужно сбрасывать тонны снега с крыши каждую зиму, тогда делайте скат покруче, если планируете защититься от ветра – более пологий. Кроме того, при определенном угле односкатная крыша направляет поток воздуха в нужном направлении, захватывая осадки и отводя их. Помните об этом!
Крутые односкатные крыши
Чем больше угол односкатной крыши, тем быстрее по ней стекает вода. Здесь не будут задерживаться ни листья, ни грязь, а потому само кровельное покрытие прослужит намного дольше. Кроме того, на такой кровле лучше заметна визуальная эстетика выбранной черепицы или металлопрофиля, что часто играет немалую роль для владельцев дома.
Малоуклонные односкатные крыши
Скорость стекающей дождевой и талой воды на малоуклонных скатах намного ниже, а потому есть риск застаивания воды, скопления грязи и застревания льда. На таких кровлях быстро развивается мох и налипает листва. Особенно, если кровельное покрытие шероховатое.
Главное требование к кровле — чтобы вода при таянии снега или после дождя не оставалась на поверхности кровельного материала, а легко скатывалась. Если же она имеет слишком низкий уклон, то влага будет подолгу стоять во всех неровностях и швах. И чем дольше – тем больше у нее шансов проникнуть внутрь и создать много проблем в виде сырости, испортившегося утеплителя и коррозии металлических элементов кровли:
Но есть и свои плюсы: чем меньше угол наклона односкатной крыши, тем более близка геометрия внутренних помещений к традиционному кубу. А, значит, воспринимается легче и используется с большей пользой.
Однако в этом случае нужно тщательно позаботиться о ее гидроизоляции, чтобы талые и дождевые воды не смогли проникнуть в стропильную систему. Необходимы такие кровельные покрытия, как мембраны, рулонная изоляция или цельные листы.
Со стандартным углом наклона односкатная кровля строится так:
Минимальный угол односкатной крыши
Односкатную крышу, угол которой всего 3-5° или совершенно плоскую, нередко делают инверсионной. От обычной кровли она отличается тем, что внутренняя многослойная начинка пирога формируется в строго противоположном порядке. А в качестве кровельного покрытия используют материалы с высокой стойкостью к физическим нагрузкам и к истиранию. На такой кровле часто устраивают веранды, сады или зоны отдыха.
Минимальный уклон крыши из металлочерепицы
Для того чтобы осуществить расчеты минимального угла наклона кровли из металлочерепицы, например, для двухскатной крыши, которая имеет одинаковые скаты, рекомендуется воспользоваться следующей формулой: i = H / (1 / 2 L).
В данном случае:
- i – угол наклона, который необходимо найти;
- H – расстояние от перекрытия до конька (высота стропильной системы);
- L – размер строения по ширине.
Данный расчет при необходимости можно использовать не только для двухскатной, но и для односкатной кровли
Особенностью является тот факт, что для односкатной крыши потребуется брать во внимание длину пролета. В том случае, если скаты на поверхности имеют разные значения, то рекомендуется учитывать расстояние до точки проекции конька
Зачастую бывает так, что кровля имеет довольно сложные конструктивные узлы и большое количество перепадов, в результате чего сделать точные замеры для определения минимального уклона крыши из металлической черепицы проблематично. В таких ситуациях оптимальнее всего использовать поправочный коэффициент касательно проекции в горизонтальном положении.
Минимальный угол, под которым осуществляется уклон, определяет СНиП, равен он 12 градусам, но при условии, что длина ската будет составлять 6 м.
Стоит понимать, что такие величины можно использовать только в том случае, когда строение будет эксплуатироваться в идеальных условиях, то есть без снега и дождя. Обусловлено это тем, что выпавший снег при таком минимальном положении будет скапливаться на кровле, тем самым увеличивая нагрузку, а в дальнейшем это может привести к существенным повреждениям не только металлочерепицы, но и самой стропильной системы.
Важно! Угол наклона рекомендуется выражать в градусах. Для этого полученное значение, согласно формуле, потребуется дополнительно умножить на 100
Минимальный угол наклона односкатной крыши из металлочерепицы
Минимальный угол кровли для металлочерепицы, как показывает практика, составляет всего 10 градусов
Несмотря на то что уклон может варьироваться в пределах от 10 до 90 градусов, всегда нужно брать во внимание и учитывать, при каком объеме пространства не представится возможности использовать кровлю в дальнейшем в процессе эксплуатации, а когда она отлично подойдет под хозяйственные цели
Минимальный угол наклона двухскатной крыши из металлочерепицы
Для двухскатной конструкции минимальный угол ската крыши из металлочерепицы должен составлять 20 градусов, при необходимости он может быть увеличен до 45 градусов. Такой вариант обустройства кровли позволяет беспрепятственно сходить снегу и воде. Кроме этого, имеется возможность создать просторную мансарду, что способствует увеличению полезной площади в жилом помещении
Важно брать во внимание тот факт, что количество кровельного материала в данном случае будет намного выше
Во время осуществления монтажных работ рекомендуется придерживаться следующих действий:
- частота обрешетки должна быть увеличена, при этом шаг между стропилами уменьшен, благодаря такому подходу можно существенно укрепить конструкцию, предотвратив возможное обрушение;
- во время осуществления монтажных работ должен быть сделан нахлест в горизонтальном положении на 8 см и в вертикальном на 15 см;
- стыки обязательно должны быть изолированы максимально тщательно, для этих целей отлично подойдет герметик, в основу которого входит силикон.
В том случае, когда скаты возводились разной формы, то рекомендуется рассчитывать минимальный угол уклона для каждого случая индивидуально.
Сборка различных вариантов стропильных систем односкатной крыши ↑
Односкатные типы стропильных конструкций чаще всего применяются для перекрытия подсобных строений: гаражей, сараев и пристроек. Как выполняются работы по сборке?
Односкатная крыша гаража ↑
Обычно ширина пролета у гаражей редко превышает 4000 мм, поэтому над данной постройкой можно использовать простейшую схему стропильного каркаса. Сборка осуществляется поэтапно следующим образом:
Мауэрлат изготавливается с бруса сечением не менее чем 100×150 мм. К внешнему краю деталь не должна сдвигаться ближе 50-ти мм. Крепиться элемент на заранее вмурованные в кладку шпильки. Если строение из дерева, то функцию мауэрлата выполняет верхний венец стен. Под стропила лучше всего заранее заготовить шаблон соответствующей длины. Причем желательно чтобы изначально брус был немного больше (на 50-100 мм с каждого края) от запланированной протяженности. Требуемый вылет карнизов формируют уже после установки стропил, обрезав лишние края. Обычно свесы крыши изготавливаются в пределах 400-500 мм с каждой стороны. По всей протяженности мауэрлата делается разметка под врубку для стропил. Шаг между ними в соответствии с проектом. Выборку древесины делают на глубину, не превышающую 1/3 часть толщины бруса.
Изготовленные стропилины устанавливаются на свои места и соединяются с мауэрлатом выбранным способом (гвозди, скобы, уголки и прочие). По окончанию установки, стропила торцуются до требуемой длинны, и закрываются набиваемой ветровой доской. Для формирования свесов крыши впереди и сзади гаража можно воспользоваться двумя способами.
- Мауэрлат выноситься на требуемую длину за стены строения.
- К крайним стропилам крепят дополнительные элементы – кобылки.
Формирование стропильной системы пристройки ↑
Пристройки к дому могут иметь различные параметры, и при ширине пролетов менее чем 4000 мм можно применить классическую схему с опорой стропил на две несущие точки. Однако с более широким строениями (˃4000 мм) потребуется установка подкосов, которые упираются в стену здания.
На внешнюю стену пристройки укладывается мауэрлат, изготовленный из бруса 100×150 мм. Крепеж детали осуществляется выбранным способом (на шпильки, анкеры), в деревянном строении деталь не монтируют используя в качестве опоры для стропил верхний венец стены. В противоположной стене дома, под стропилины нужно подготовить гнезда под размер стропилины в толще стены (такие пазы можно изготовить еще на этапе кладки).
Для подкосов можно использовать доску 50×150 мм. Их нужно монтировать с углом не более чем 45 градусов к опорной стене. Стропила укладывают на мауэрлат, заводя противоположные концы в подготовленные пазы. Со стеной брус соединяют монтажными уголками, а с противоположной стороны на гвозди или скобы. Под подкосы также готовят пазы, предварительно рассчитав угол наклона. Соединение элементов со стропилинами можно сделать путем забивания скоб или гвоздей.
В деревянных домах крепеж стропилин к стене осуществляться за счет установки кронштейнов (П-образные для стропил) под пятки детали снизу.
После установки стропила укорачивают, формируя свесы карнизов, и набивают ветровые доски. Следующим шагом монтируют обрешетку под кровельный настил.
Создавая стропильную систему сарая или хозяйственного блока, схему сборки выбирают зависимо от длины будущих стропил, при превышении значения в 4000 мм, потребуется установка дополнительных элементов: подкосов, ферм и прочих.
Соблюдение всех основных требований позволит эксплуатировать такую крышу на протяжении 15-25 лет, а с профилактическими осмотрами и реставрационными работами значительно дольше.
https://youtube.com/watch?v=Gqr_03APXdA%3F
О факторах, влияющих на расчет угла ската крыши
Крыши, как уже писалось на нашем сайте, имеют разную форму и количество скатов. Они бывают одно-, двух- и четырехскатными. Угол наклона крыши зависит от количества скатов на вашем доме.
Строительные работы по монтажу кровли могут приостановиться, если заранее не решить, из какого материала вы собираетесь делать финишное покрытие и какой угол наклона кровли
Необходимо помнить, что эти два понятия тесно переплетаются, поскольку вид предлагаемого кровельного материала будет приниматься во внимание при расчете угла наклона любой скатной крыши
Остановимся на факторах, которые принимаются во внимание, когда делают расчет угла наклона крыши. К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как. К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как
К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как
- материал финишного покрытия;
- существующие климатические условия;
- функциональное назначение постройки.
В случае, когда крыша будет иметь два и более ската, то во внимание будут приниматься не только вышеперечисленные факторы и район, в котором будет вестись строительство дома. Нужно будет учесть, для каких целей устраивается чердачное помещение. Если оно предусмотрено не для жилья, а должно использоваться для хранения временно неиспользуемых вещей и предметов, то не стоит устраивать для этих целей большое помещение (речь идет о высоте потолка)
Когда же хозяева планируют сделать из чердака жилое помещение в виде мансарды, то возникает необходимость в устройстве хорошей крыши со значительным уклоном
Если оно предусмотрено не для жилья, а должно использоваться для хранения временно неиспользуемых вещей и предметов, то не стоит устраивать для этих целей большое помещение (речь идет о высоте потолка). Когда же хозяева планируют сделать из чердака жилое помещение в виде мансарды, то возникает необходимость в устройстве хорошей крыши со значительным уклоном.
В тех регионах, где не редкость сильные ветра, делают минимальный уклон кровли. Поэтому на нее приходится не такое сильное воздействие ветра. Делать крыши без уклона также не рекомендуется. Такие покрытия можно устраивать в регионах с большим числом солнечных дней и маленькой вероятностью осадков.
Сопротивление ветру при высокой крыше значительно больше, чем при низкой. Однако при очень маленьком уклоне существует вероятность, что ветер может сорвать финишное покрытие. Получается, что при сильно крутых кровлях существует такая же опасность, что и при кровлях совсем не имеющих наклона. Рекомендуется поэтому выбирать следующие наклоны кровель – при несильных ветрах он может иметь величину от 35 до 40 градусов, при сильных ветрах оптимальный угол ската крыши составляет 15-25 градусов.
Принимая во внимание все вышеописанное, величина угла наклона крыши рассчитывается, ориентируясь на диапазон от 9 до 60 градусов. Проектировщики, как правило, производят соответствующие расчеты и обычно останавливаются на значениях, которые составляют от 20 градусов до 45. Чем привлекателен такой угол наклона крыши? Тем, что можно пользоваться любым кровельным материалом – металлочерепицей, профнастилом, шифером и т.д
Тем не менее, каждый материал для финишного покрытия отличается своими требованиями, которые учитываются при устройстве конструкции крыши
Чем привлекателен такой угол наклона крыши? Тем, что можно пользоваться любым кровельным материалом – металлочерепицей, профнастилом, шифером и т.д. Тем не менее, каждый материал для финишного покрытия отличается своими требованиями, которые учитываются при устройстве конструкции крыши.
- Использование наплавляемых материалов наиболее подходит, когда кровля имеет уклон 0-25% . Когда уклон составляет 0-10%, то материал необходимо укладывать в три слоя. Если значение угла наклона находится в пределах 10-25%, можно обойтись одним слоем, но материал должен иметь посыпку.
- Асбоцементными волнистыми листами (шифером) покрывают крыши, имеющие уклон кровли до 28%.
- Черепица применяется, когда крыша имеет уклон не меньше 33%.
- Стальное покрытие укладывают на кровле с углом наклона менее 29%.
Расход материала напрямую зависит от уклона крыши. Чем он больше, тем больше расход финишного материала. Как следствие, плоская крыша в этом отношении будет стоить дешевле, чем кровля, имеющая угол наклона в 45 градусов.
Если вам известна величина уклона крыши, то рассчитать количество необходимого материала не составляет труда. То же можно сказать и о высоте кровельной конструкции.
Остановимся на каждом конкретном виде кровельного покрытия.
Каким должен быть уклон крыши из металлочерепицы
Именно этот кровельный материал является самым популярным на сегодняшний день. Металлочерепица относительно легкая и недорогая. Минимальный уклон, который подойдет для этой кровли, – 12°, с длиной ската 6 м. Однако такие параметры приемлемы исключительно для местностей, где нет обильных дождей и снега. Сами производители не рекомендуют делать уклон крыши меньше 14°, оптимальное значение – 22°. Именно при таком наклоне вода будет беспрепятственно стекать и не накапливаться, снег также будет легко сходить вниз. Крыша хорошо будет переносить сильные ветра, а в финансовом плане кровельные материалы обойдутся недорого, как и сами работы.
Не рекомендована металлочерепица для регионов с сильными ветрами, особенно если крыша будет с большим углом наклона – от 25° до 45°. Не подойдет этот материал и для остроконечных конструкций.
При выборе оптимального материала для кровли всегда следует учитывать, что чем он плотнее, тем меньший придется делать уклон крыши. Любая крыша, независимо от угла наклона, должна оснащаться системой водооттока. Расчетные работы по оптимальному уклону лучше проводить до проведения теплоизоляции, что позволит избежать проблем с накоплением снега на поверхности.
Стропильная система односкатной крыши
Схема стропил односкатной крыши.
Собственноручное строительство односкатной крыши и процесс кровли начинаются с сооружения системы стропил, которая является половиной стропильной системы двускатной крыши. В качестве материала для изготовления лучше всего выбрать ель или сосну без сучков. Лаги для защиты от вредителей и насекомых необходимо обработать антисептиком, а также влагоотталкивающим и пожароустойчивым составами.
Непосредственная работа по креплению стропильной системы начинается с укладки мауэрлата. Это брус или бревно, кладущиеся по длине несущей стены. Мауэрлат необходимо обязательно закрепить проволокой, вмурованной в стену, или длинными болтами-анкерами для надежности всей конструкции.
В том месте мауэрлата, куда будут укладываться стропила вашей односкатной крыши, требуется вырубить гнезда, выполнив правильный расчет. После этого положите стропила с одного конца в вырубленное отверстие мауэрлата, а с другого прибейте к брусу или положите на мауэрлат со стены напротив и прибейте их шиферными гвоздями или прикрутите проволокой для большей надежности. В том случае если ширина вашего строения больше 4,5 м, нужно подпереть стропила для того, чтобы избежать прогибания и нежелательного наклона.
