Как сделать расчет объема отопления: радиаторы, трубы, расширительный бак и другие компоненты системы

Расчет объема системы отопления, включая радиаторы

Упрощенный метод расчёта количества секций чугунных батарей

Существует несколько формул для расчёта количества радиаторов отопления.

На квадратный метр площади, таблица

Методика основана на утверждении, что для обогрева 1 м² жилой площади комнаты в средней полосе России необходимо 100 Вт тепловой мощности прибора отопления.

Фото 1. Вариант расчёта количества чугунных радиаторов на квадратный метр площади в жилом помещении.

Количество секций радиатора рассчитывается по формуле (1):

  • N — количество секций (с округлением до ближайшего целого числа);
  • S — площадь комнаты, м²;
  • Q — теплоотдача одной секции, Вт.

При нестандартных температурах теплоносителя

Тепловая мощность одной секции радиатора указана в паспорте для стандартных значений температуры на входе Тпод = 90ºС и выходе прибора Тобр = 70ºС.

Если в системе отопления частного дома температура теплоносителя имеет другие значения, то теплоотдача секции Q рассчитывается по формуле (2):

  • K — приведенный коэффициент, зависящий от физических характеристик секции радиатора;
  • ∆ Т — температурный перепад, рассчитываемый по формуле (3):

∆ Т = 0,5 х (Тпод + Тобр) — Тпом (3)

  • Тпод — температура на входе прибора отопления;
  • Тобр — температура на выходе;
  • Тпом — требуемая температура в комнате (20ºС).

Расчет значения Q при заданных температурах теплоносителя на входе и выходе прибора отопления выполняется в следующей последовательности:

  1. Рассчитывается величина приведенного коэффициента К из формул (2), (3) для известных паспортных величин Q при стандартных Тпод = 90ºС, Тобр = 70ºС.
  2. Определяется перепад ∆ Т по формуле (3) для реальных параметров Тпод и Тобр.
  3. Вычисляется Q по формуле (2).

Фото 2. Чугунный радиатор, установленный в жилом помещении. Устройство украшено декоративной ковкой.

При нестандартной высоте потолков

Формула (1) справедлива при стандартной высоте комнаты — от 2,5 до 3 м. При иных значениях высоты помещения пользуются формулой (4):

N = (H х Y х S)/Q (4)

  • N — количество секций (с округлением до ближайшего целого числа);
  • H — высота комнаты, м;
  • Y — удельная мощность, равная 41 Вт/м³ для панельных домов из железобетона или 34 Вт/м³ для кирпичных построек или частных домов с наружным утеплением;
  • S — площадь помещения, м²;
  • Q — теплоотдача одной секции, Вт.

На что влияют размеры алюминиевых радиаторов отопления

размеры батарей отопленияДля состыковки отдельных элементов алюминиевого радиатора с трубопроводами отопительной конструкции, пользуются монтажным комплектом для установки, в который входят:

  • специальные кронштейны для навешивания батареи на стену в количестве 2-4 штуки;
  • кран Маевского – устройство для стравливания воздуха, попавшего в систему;
  • ключ, предназначенный для крана;
  • проходные радиаторные пробки с диаметром в 3/4 или ½ правого или левого типа;
  • заглушки для отопительного прибора, их еще называют глухими пробками;
  • иногда также имеются дюбеля, чтобы закрепить кронштейны.

В зависимости от типа изготовления радиатора из алюминиевого сплава, отопительный прибор бывает литым или экструзионным:

  • благодаря литью батарея становится прочной и надежной. В данном случае секции слагаются из отдельных деталей, отлитых целиком и затем собранных в единый отопительный прибор. Нижнюю его часть приваривают самой последней;
  • в процессе применения экструзионного оборудования происходит продавливание нагретого алюминиевого сплава сквозь специальную металлическую пластину, имеющую отверстия. Такой способ позволяет сделать длинный алюминиевый профиль требуемой формы. Когда он остывает, его делят на отрезки, которые соответствуют размерам прибора. Только потом приваривают верх и низ батареи. В данном случае отрегулировать радиатор по длине невозможно, а секции к нему нельзя ни прибавить, ни отнять. В продаже экструзионные приборы встречаются достаточно редко.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Читайте также:
Как сделать металлическую лестницу своими руками

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

  • S – поперечное сечение;
  • π – постоянная константа, равная 3,14;
  • R – внутренний радиус труб.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

  • V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
  • V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
  • K – коэффициент расширения;
  • D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

  • чугунные – 1,5 л на секцию;
  • биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
  • алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

Порядок проведения расчета объема системы отопления

Если Ваша система отопления состоит из труб диаметром 80-100 мм, как часто бывает в системе отопления открытого типа, то следует перейти к следующему пункту – расчет труб. Если в вашей системе отопления применяются стандартные радиаторы, то целесообразнее начать с них.

Расчет объема теплоносителя в радиаторах отопления

По мимо того, что радиаторы отопления бывают разного типа, они еще имеют различную высоту. Для определения объема теплоносителя в радиаторах отопления удобно сначала подсчитать количество одинаковых по размеру и типу секций и умножить их на внутренний объем одной секции.

Расширительный бак для системы отопления

Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.

Алгоритм действия расширительного бака

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

Читайте также:
Коаксиальные дымоходы для газовых котлов: устройство, принципы работы, преимущества и недостатки

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Способы расчета расширительного бака для отопления

Как рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса.

Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:

А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.

Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:

  • Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
  • При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
  • Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.

Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.

После расчета объема системы производится по следующей формуле:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.

Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Читайте также:
Ламинат на потолок: укладка и как крепить, монтаж и обделать стены своими руками

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.

Каким должен быть минимальный уклон кровли из мягкой черепицы

Это важный конструктивный параметр сооружения, означающий угол между кровельным скатом и горизонтом (или плоскостью перекрытия). Его выражают как в градусах, так и в процентах. Рассчитать его можно с помощью онлайн-калькулятора или специальных таблиц, имеющихся на сайтах, посвященных строительству.

Расчет угла уклона

Но вычислить его несложно и самостоятельно, для этого достаточно лишь школьных знаний. Обозначим за А высоту конька сооружения, В – ширина перекрытия (в случае односкатной кровли или ее половину при двухскатном варианте крыши). Тогда уклон кровли в градусах будет арктангенсом отношения А к В (arctg А/B). Если же это отношения умножить на 100 ((А/В)×100%), то получится угол наклона в процентах.

Рассмотрим простой случай. Пусть высота конька двухскатной кровли равна 5 метрам, а ширина здания – 10 метрам. Тогда А = В = 5 метрам, а значение угла наклона кровельного пирога будет составлять arctg (5 / 5) = 45 градусов или (5 / 5) × 100 = 100%.

Выбор минимального и оптимального угла уклона

Почему же важно определить заранее, каким должен быть минимальный уклон кровли из мягкой черепицы? Дело в том, что нагрузки от ветра и скопившегося на крыше снежного слоя довольно значительны и могут привести к деформации и даже разрушению кровли. Величина этих нагрузок зависит от региона строительства сооружения и определяется по соответствующим строительным нормам.

Чем больше снега может выпасть в районе, тем круче должна быть скат кровли с мягкой черепицей. Это нужно для того, чтобы снег скатывался с ее шероховатой поверхности, иначе накопившись и впитав воду весной, он разрушит конструкцию.

С другой стороны, чем больше высота конька, тем больше площадь крыши. Такой скат будет испытывать значительные ветровые нагрузки, которые могут привести к разрушению конструкции или отрыву некачественно закрепленных гонтов (плиток мягкой черепицы). Со временем такая кровля потеряет свой вид и будет протекать.

В зависимости от этого показателя, кровли делятся на:

  • высокие (с углом наклона от 45 до 60 градусов);
  • скатные (30-45 градусов);
  • пологие (10-30 градусов);
  • плоские (менее 10 градусов).

При несоблюдении этой строительной нормы велика вероятность протечек и срыва покрытия. Немаловажным фактором является возможность обслуживания кровли – чистка ее от снега. Снижая таким образом нагрузку на конструкции, можно уменьшить нагрузку на крышу, а значит, и заложить в проект меньший угол наклона кровли.

Читайте также:
Кованая мебель: 60 фото реализации современных и классических идей

Существует также понятие оптимального угла уклона. Высокая кровля требует увеличения расхода строительных материалов. Если, например, значение угла наклона увеличится с 22 до 45 градусов, то площадь кровли вырастет на 20%. Но в то же время для конструкций с малым уклоном придется дополнительно использовать для усиления обрешетки плиты ОСП или фанеры, а также увеличивать вентиляционный зазор. Оптимальный уклон – это компромисс всех факторов.

Минимальный уклон крыши с покрытием из мягкой черепицы

Каким должен быть минимальный уклон кровли из мягкой черепицы? СНиП и ГОСТ не ограничивают его явно. Предпочтительные углы наклона крыш с различными видами покрытием содержатся лишь в СНИП II-26-76. Для битумных волокнистых листов он составляет 12 и более градусов. Однако различными производителями допускается укладка своей продукции при меньших значениях (от 9 градусов). На упаковках это значение обозначают буквой «i».

Подкладочный ковер

Если угол наклона кровли составляет не более 20 градусов, то рекомендуется делать под мягкую черепицу подкладочный ковер по всей площади кровли. Опытные строители рекомендуют делать это до 30 градусов. При большем уклоне подкладочный ковер выполняется только в местах перегиба черепицы (на коньке, ребрах, изломах скатов и т. д.).

Это правило не относится к тем видам мягкой черепицы, где есть разрезы. В этом случае ковер всегда выполняется сплошным.

Самый простой способ сделать кровлю надежной – это следовать рекомендациям производителей покрытия. Прежде всего, нужно правильно рассчитать минимальный уклон кровли из мягкой черепицы еще на стадии проектирования сооружения.

Как правильно рассчитать минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли

20.12.2016 4,677 Просмотров

Мягкая черепица для наклонных кровель – это материал, имитирующий внешний вид классический черепицы (например Шинглас), но отличающийся от нее в лучшую сторону по ряду параметров.

Данный материал позволяет реализовывать множество конструктивных решений, но для правильной и надежной укладки мягкой черепицы нужно соблюдать все необходимые числовые соотношения и параметры.

В том числе и оптимальный угол наклона крыши.

Достоинства и недостатки

Мягкая черепица, как современный и практичный материал, обладает множеством достоинств:

  • Возможность обустройства кровель сложных форм, это достигается за счет хорошей эластичности материала.
  • Устойчивость к температурным воздействиям, битумное покрытие мягкой черепицы расширяется от тепла в меньшей степени, чем металл.
  • Легкость материала, упрощающая его транспортировку и монтаж (другие тех. характеристики тут).
  • Влагостойкость. Мягкая черепица хорошо защищает кровельный пирог от проникновения жидкости, что делает установку отдельной гидроизоляции обязательной только в самых уязвимых участках.
  • Хорошая звукоизоляция – мягкая черепица не «гремит» во время дождя и при ветре.
  • Разнообразие оттенков и узоров.

Есть у мягкой черепицы и ряд недостатков, усложняющих ее монтаж и эксплуатацию:

  • Материал укладывается только на подготовленное основание (из фанеры или ОСБ), в отличие от металлочерепицы, которую можно монтировать непосредственно на обрешетку.
  • Мягкую кровлю нельзя устанавливать при угле ската меньше 12 градусов.
  • Цена материала относительно высока.

Кровельный пирог

Внутреннее обустройство кровли зависит от того, предполагается ли ее утепление. Для утепления крыши необходима установка двух дополнительных слоев: теплоизоляционного слоя и пароизоляции, защищающей кровельный пирог от внутреннего конденсата здания. Структура пирога утепленной крыши выглядит так:

  • Пароизоляция.
  • Стропильная система.
  • Утепление.
  • Гидроизоляция.
  • Обрешетка.
  • Подкладочный ковер (опционально).
  • Подкладочное покрытие.
  • Мягкая черепица.

Обустройство пирога начинается с установки стропильной системы. Затем к нему прикрепляется гидроизоляция, а поверх нее устанавливается обрешетка. На обрешетку монтируется подкладочное покрытие, и к нему приклеивается черепица. Теплоизоляция устанавливается в ячейки, образуемые пересечениями стропильных балок.

Читайте также:
Как правильно установить душевую кабину?

Минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли

Минимальный угол для мягкой кровли выбирается не только из эстетических предпочтений и практических нужд, но и с учетом объективных факторов, соблюдение которых позволит увеличить эксплуатационный потенциал конструкции. К таким факторам относятся:

  • Количество осадков в зимнее время. Снежные массы должны скапливаться в как можно меньшем количестве, иначе нагрузка на конструкцию будет излишней, что приблизит время ее прихода в негодность. Важно обеспечить возможность легкого схода снега и льда с поверхности кровли, для этого увеличивается угол наклона скатов крыши.
  • Ветровая нагрузка. Большой уклон мягкой кровли увеличивает площадь вертикальной поверхности крыши и тем самым повышает ее парусность, то есть подверженность воздействию ветра.
  • Количество солнечного тепла. В регионах с жарким летом лучше минимизировать угол ската, так это уменьшит площадь контакта поверхности крыши с солнечными лучами и снизит перегрев здания. Этот фактор не так важен, как предыдущие, но на него стоит обратить внимание.

Также минимальный уклон кровли из мягкой черепицы зависит от предназначения чердачного помещения. Если планируется его обустройство в мансарду, то потребность во внутреннем свободном пространстве повышается, повышается и необходимый угол наклона крыши.

Минимальный угол наклона кровли для кровельных материалов

Минимальный уклон мягкой кровли с внутренним водостоком составляет 11 градусов. Но российским климатическим условиям такой угол не соответствует. Оптимальный уклон для средней полосы России равен 20-40 градусам: он обеспечивает как достойную ветрозащиту, так и своевременный сход снежных масс.

Карта снеговой нагрузки

Формулы расчета

Простые тригонометрические формулы позволяют найти угол ската кровли, соответствующий установленной высоте конька.

Двухскатная крыша образует конструкцию в форме равнобедренного треугольника.

Если провести перпендикуляр из конька к пролету дома (основание конструкции), то он разделится на два прямоугольных треугольника, к которым можно применять формулы тригонометрии.

Катетами таких треугольников будут половина длины пролета и высота конька, гипотенузой – длина ската.

Угол наклона – это угол между скатом и пролетом, для его определения нужно найти частное длин конька и пролета (у пролета берется ½ длины), то есть частное противолежащего и прилежащего катетов.

Полученный результат будет тангенсом угла. Чтобы найти сам угол по его тангенсу, нужно воспользоваться таблицей Брадиса.

Механизм расчета угла наклона четырехскатной крыши аналогичен: высота конька делится на половину длины пролета, полученное число сверяется по таблице Брадиса.

Пример расчета:

  • Высота конька = 3 метра, длина пролета = 10 метров.
  • Находим половину длины пролета, 10/2 = 5 метров.
  • Находим тангенс угла ската, 3/5 = 0,6.
  • По таблице Брадиса этому тангенсу соответствует угол в 31 градус.

После нахождения данного параметра нужно узнать о предполагаемых снеговых и ветровых нагрузках. Для этого с помощью специальных таблиц узнается средняя нагрузка для конкретного региона и умножается на коэффициент, определяемый углом ската.

Как перевести угол наклона в градусы?

Нагрузки измеряются в килограммах на квадратный метр, если суммарный показатель этих параметров (плюс вес кровли) превосходит 300 кг/м 2 , то следует облегчить кровельный пирог или уменьшить угол наклона.

Заключение

Хоть выбор оптимального угла ската и осложняется суровыми климатическими условиями России, строгий математический подход к этому процессу позволит сделать расчеты, которые обеспечат обустройство надежной и долговечной кровли.

Как определить минимальный уклон кровли

Минимальный уклон кровли зависит от многих факторов. Только основных не меньше пяти, а есть еще и менее значимые, чье влияние незначительно, но оно есть. Поэтому универсального рецепта, вроде «делайте угол наклона ската не меньше X и все будет в порядке», нет. Минимально допустимый уклон крыши всегда нужно считать для каждого конкретного дома, иначе есть риск, что кровля не переживет ближайшую зиму. Не говоря уже о значимой переплате за чрезмерный запас прочности.

Читайте также:
Как перенести розетку своими руками?

Так все работает для скатных крыш. С плоскими проще, поэтому с них и начнем.

Содержание

Плоская кровля с минимальным уклоном

Уклон плоской крыши почти никак не влияет на нагрузку, которую она должна выдерживать. Во всяком случае, его не учитывают при расчетах. Единственная задача уклона — эффективный отвод воды с крыши. То есть минимально допустимый уклон кровли — это угол наклона, при котором вода с крыши стекает достаточно быстро, чтобы избежать повреждения кровельного покрытия из-за ее застоя.

Этот угол не нужно рассчитывать, он есть в строительных нормативах. Если точнее — в СП 17.13330.2017, в первой таблице четвертого раздела этого документа. В ней приведены максимальные и минимальные уклоны кровли в зависимости от используемого вида гидроизоляции. И если максимальные углы сильно отличаются — от 2° до 14°, — то минимальный уклон для всех покрытий одинаков и равен 1°.

Минимально допустимый уклон кровли для скатной крыши

А вот для скатных крыш норматива, где можно точно посмотреть минимальный угол, нет. Поэтому его приходится определять в два этапа:

  • сначала рассчитывают общую нагрузку на кровлю и определяют минимальный уклон, который позволит стропильной системе и фундаменту ее выдержать;
  • потом смотрят, какой минимально допустимый скат крыши для выбранного кровельного покрытия.

Большее значение и будет тем минимумом, который нужно посчитать.

Рассчитываем минимальный уклон для крыши по нагрузке

Главная особенность расчета уклона на этом этапе в том, что максимально возможную нагрузку как на несущие конструкции самой кровли, так и на фундамент со стенами, задают заранее. Проще говоря, задача звучит так: несущие конструкции дома могут выдержать не более Х кг на 1 м 2 крыши. Какой минимальный уклон скатов обеспечит такую нагрузку?

Если рассчитанный минимально допустимый угол кровли получается слишком большим, тогда меняют несущие конструкции здания так, чтобы они могли выдержать больший вес. И пересчитывают уклон.

Нагрузки на кровлю бывают постоянными и переменными. Об их расчете — ниже.

Постоянные нагрузки на кровлю

Постоянная нагрузка — это вес самого кровельного пирога и других элементов кровли в пересчете на 1 м 2 . В нее входит масса:

  • утеплителя;
  • кровельного покрытия;
  • гидро- и пароизоляции;
  • обрешетки;
  • стропил;
  • внутренней отделки;
  • мансардных окон;
  • водосточной системы;
  • карнизной подшивки;
  • снегозадержателей, переходных мостиков, кровельных лестниц и других элементов безопасности кровли;
  • дефлекторов;
  • спутниковых и телевизионных антенн, солнечных батарей и другого оборудования, которое крепится к кровельному покрытию или стропильной системе.

При расчете постоянной нагрузки важно учесть все элементы кровли. Для большей надежности ее рассчитывают с небольшим запасом прочности в 5%. В спорных случаях, например, если на крыше установлены солнечные батареи и в будущем планируется модернизация системы или увеличение количества панелей, запас делают больше — 10-15%. Но этим нельзя увлекаться, поскольку слишком большой запас прочности — это существенные дополнительные расходы впустую.

Переменные нагрузки

Переменные или временные нагрузки на кровлю считают по нормативу СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Их разновидностей довольно много, но для частных домов крайне редко учитывают что-то еще, кроме снеговой и ветровой нагрузки. Даже давление ветра рассчитывают только для некоторых регионов, где оно повышенное, поскольку обычно им можно пренебречь по сравнению с весом снегового покрова.

Читайте также:
Монтаж поликарбоната: 90 фото правильной установки своими руками
Снеговая нагрузка на кровлю

Вес снегового покрова — это главный параметр, который влияет на допустимые уклоны кровли. Базовая формула для его расчета проста:

Здесь S — это итоговая снеговая нагрузка, Sg — вес снегового покрова на горизонтальной поверхности, который зависит от района строительства, а μ — поправочный коэффициент, который зависит от формы крыши.

Значение Sg определяют по таблице:

Снеговые районы I II III IV V VI VII VIII
Sg, кН/м 2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

При этом карта снеговых районов тоже есть в нормативе, вот она.

Как можно догадаться, сложность расчета кроется в коэффициенте μ. Для обычных двускатных и односкатных крыш он считается достаточно просто, но с усложнением формы кровли сложнее становится и расчет.

Особенно запутаны формулы для расчета коэффициента μ кровель с перепадами высот. Это связано с образованием в местах таких перепадов снеговых мешков — участков, куда ветер наметает снег. Из-за этого в снежную зиму около перепадов могут образоваться действительно впечатляющие сугробы — высота в несколько метров отнюдь не исключение для них.

Поэтому, если у вас сложная кровля, крайне желательно привлечь для расчета минимального угла ее наклона специалиста. Ошибка в вычислениях нагрузки обойдется вам намного дороже, чем услуги профессионального проектировщика.

Относительно простые формулы и схемы расчета снеговой нагрузки для односкатных, двускатных и арочных крыш мы собрали в таблицу.

Вид кровли Схема и формула расчета
Односкатная
µ=1 при уклоне меньше 30°;µ=0 при уклоне больше 60°;µ=(60°-α)/(60°-30°) для остальных углов.
Простая двускатная
Коэффициент µ рассчитывается так же, как и для односкатной кровли.
Двускатная с переходными мостиками или светоаэрационными устройствами по коньку
Значение µ сначала считают по общей формуле для односкатных и двускатных крыш, после чего умножают его на соответствующий коэффициент.
Арочная

В целом, чем больше угол наклона кровли, тем меньше снеговая нагрузка. А для очень крутых кровель с минимальным уклоном скатов больше 60° ее можно вообще не учитывать.

Ветровая нагрузка

Ветровое давление на крышу дома намного меньше веса снегового покрова. Оно бывает даже отрицательным, когда ветер работает на подъем кровли. То есть при расчетах ветровое давление может уменьшить общую нагрузку, а не увеличить. Но, в среднем, ветровая нагрузка все же увеличивает общий распределенный вес, пусть и ненамного. Поэтому ее желательно учитывать при расчете минимального уклона кровли.

Вычисляют ветровую нагрузку wm по формуле:

Здесь w — табличное значение ветрового давления, которое зависит от региона строительства; k(ze) — коэффициент, отражающий местность и высоту здания; c — аэродинамический коэффициент.

Значение w берут из таблицы ниже.

Ветровые районы Ia I II III IV V VI VII
w, кПа 0,17 0,23 0,3 0,38 0,48 0,6 0,73 0,85

Карта ветровых районов России выглядит так.

Коэффициент k(ze) тоже приведен в таблице в нормативе.

Высота ze, м Тип местности
А В С
≤ 5 0,75 0,5 0,4
10 1,0 0,65 0,4
20 1,25 0,85 0,55
40 1,5 1,1 0,8
60 1,7 1,3 1,0
80 1,85 1,45 1,15
100 2,0 1,6 1,25
150 2,25 1,9 1,55
200 2,45 2,1 1,8
250 2,65 2,3 2,0
300 2,75 2,5 2,2

Местность типа А — это открытые пространства с единичными препятствиями высотой меньше 10 м. Тип B — это местности, которые равномерно покрыты препятствиями больше 10 м высотой, к примеру, леса или кварталы с малоэтажной застройкой. Тип С — плотно застроенные городские кварталы, включающие здания высотой более 25 м.

Аэродинамический коэффициент c, как и µ, зависит от типа кровли. В частности, для двускатных домов c равен 0,8 для наветренной и -0,5 для подветренной стороны. Для расчета нагрузки берется больший коэффициент.

При сложении снеговой и ветровой нагрузки меньшую из них умножают на коэффициент 0,9. Они переменные, и вероятность совпадения максимальных значений обеих нагрузок по времени настолько мала, что ее нет смысла учитывать при расчете.

Минимальный наклон кровли в зависимости от кровельного покрытия

Ограничение по минимальному углу наклона есть у любого покрытия для скатной кровли. Это связано с наличием стыков, которые могут протечь даже у самых надежных кровельных материалов, если вода на крыше слишком медленно стекает или застаивается.

Минимальный уклон для распространенных кровельных материалов смотрите в таблице ниже.

Вид кровельного покрытия Минимальный уклон кровли
Шифер 25°
Ондулин
Битумная черепица
Фальцевая кровля
Керамическая черепица 22° (классика) и 30° (бобровый хвост)
Металлочерепица
Профнастил 8-10°
Цементно-песчаная черепица 22-30°

Если расчетный минимальный уклон вашей крыши меньше, чем допустимый для выбранного кровельного материала, лучше либо увеличить его, либо поменять вид покрытия. Но если изменить уклон нельзя, а использование конкретного кровельного материала принципиально, есть еще один выход.

Он заключается в использовании специальных гидроизоляционных материалов с проклеенными или даже сваренными стыками. То есть из гидроизоляции нужно, фактически, создать второе, полностью герметичное кровельное покрытие, которое защитит утеплитель от протечек через стыки. При этом основной материал кровли, например, керамическая черепица, будет выполнять скорее декоративную функцию.

Минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли

В последнее время в строительстве все чаще используется мягкая кровля, сочетающая в себе красоту и надежность классической черепицы с практичностью и простотой монтажа рубероида. Однако, чтобы битумная черепица стала надежным гидробарьером, необходимо строго соблюдать технологию укладки этого материала. Важнее всего правильно выбрать с при сборке стропильного каркаса соблюсти минимальный угол наклона скатов крыши. В этой статье мы расскажем, как этот показатель влияет уклон влияет на срок службы и эксплуатацию всей конструкции.

Характеристика материала

Мягкая кровля – современный материал, используемый для устройства крыши жилых и коммерческих зданий. Она представляет собой отдельные плитки, называемые гонтами, которые укладываются внахлест на сплошную обрешетку, образую сплошное влагостойкое покрытие. Главное достоинства гибкой черепицы – простота монтажа материала, который можно использовать, если минимальный угол наклона крыши не менее 11 градусов. Мягкая кровля состоит из следующих компонентов:

  • Основа. Основой гибкой черепицы является прочная, долговечная и износостойкая стеклоткань, которая не деформируется при перепадах температуры, не трескается.
  • Пропитка. Стеклоткань, служащую основой для изготовления битумной черепицы, пропитывают модифицированным битумом, который придает материалу высокие влагозащитные свойства.
  • Наружный слой. Сверху мягкую кровлю покрывают бронирующей посыпкой – минеральной или каменной крошкой, базальтовым гранулятом. Посыпка придает материалу характерную шероховатую поверхность, защищает от ультрафиолета, обеспечивает стойкий цвет гибкой черепицы.
  • Внутренний слой. Внутреннюю поверхность материала посыпают кремниевым песком, чтобы плитки не склеивались в процессе транспортировки и хранения.

Обратите внимание! Производители рекомендуют использование битумной черепицы для крыши, если ее угол наклона находится в пределах 11-45 градусов. Мягкая кровля может быть самоклеящейся и классической. Отличие самоклеящейся черепицы в том, что она снабжается клейким слоем из резинобитума, защищенного пленкой от случайного слипания.

Критерии выбора уклона

Люди, впервые столкнувшиеся со строительством крыши, часто считают, что выбрать угол наклона скатов можно, основываясь лишь на вкусовых, эстетических предпочтениях. На самом деле существуют четко сформулированные критерии, который помогают правильно выбрать минимальный уклон крыши для конкретного кровельного материала. При проектировании крыши обязательно учитывают следующие факторы:

  1. Объем осадков в зимний период. На пологих скатах снежные массы, скапливающиеся на крыше во время снегопадов, не соскальзывают вниз, из-за чего нагрузка на каркас крыши значительно увеличивается. Чем большее количество осадков выпадает в регионе строительства, тем больше должен быть угол наклона скатов.
  2. Ветровая нагрузка. Если регион строительства характеризуется сильными, порывистыми ветрами, то строить там кровлю с крутыми скатами нельзя, так как она может деформироваться из-за интенсивной ветровой нагрузки. Поэтому в такой местности крыше придают минимальный угол наклона.
  3. Свойства материала. Каждый кровельный материал эффективен лишь в том диапазоне уклонов, рекомендованных производителем. Мягкая кровля может монтироваться на крыши, если угол наклона скатов превышает 11 градусов.

Важно! Правильно выбранный уклон скатов крыши из битумной черепица защищает от протечек, поломок и деформаций стропильного каркаса под воздействием интенсивных нагрузок, что благотворно сказывается на сроке службы кровельного материала.

Минимальный уклон

По заверениям производителей минимально допустимый угол наклона крыши для монтажа мягкой кровли составляет 11 градусов. Однако, оптимальный для центральной части России считается уклон составляет 20-40 градусов. Именно этот показатель обеспечивает эффективный отвод дождевой и талой воды, самостоятельный сход снега и низкую ветровую нагрузку на скаты. При возведении низкоуклонной крыши с использованием битумной черепицы, нужно соблюдать следующие правила:

  • Дополнительная гидроизоляция. На крышах с маленьким уклоном может скапливаться вода, так как поверхность мягкой кровли шероховатая. Чтобы предотвратить возникновение протечек, необходимо предусмотреть дополнительную гидроизоляцию и использовать подкладочный ковер на всей поверхности крыши.
  • Усиление обрешетки. Мягкую кровлю настилают на сплошное основание, так как она не держит форму. Для конструкций с малым уклоном, необходимо использовать более толстые плиты ОСП, чтобы они выдерживали интенсивные нагрузки во время снегопадов и ливней.
  • Своевременная очистка. На скатах из гибкой черепицы с маленьким уклоном скапливает большое количество снега. Шероховатая поверхность покрытия не позволяет пластам соскальзывать самостоятельно, поэтому необходимо своевременно выполнять очистку кровли, чтобы не допустить деформации стропильного каркаса.

Опытные мастера отмечают, что на малоуклонные крыши с покрытием из мягкой черепицы можно не устанавливать снегозадержательные устройства, потому что шероховатая поверхность плиток сама предотвращает стихийный сход снега.

Какой минимальный уклон мягкой кровли – примеры расчетов

Мягкие кровельные материалы, в частности, битумная черепица, в настоящее время пользуются повышенным спросом, поскольку они совмещают эстетическую красоту, удобство укладки и прочность. Тем не менее, укладка данного материала будет целесообразной и позволит обеспечить надежную гидрозащиту, только в том случае, если будет соблюден, по крайней мере, минимальный уклон кровли из мягкой черепицы. О том, какой должна быть величина уклона, чтобы крыша прослужила максимально долго, и пойдет речь в статье далее.

Параметры мягкой черепицы

Под мягкой кровлей подразумевается штучный материал, который активно применяется для перекрытия крыш в коммерческих и жилых постройках. Отдельные элементы, которые называются гонтами, монтируются на сплошную обрешетку с небольшим нахлестом, формируя единый гидробарьер. Настил такого покрытия выполняется очень быстро и просто. Обратите внимание, что минимальный уклон для мягкой черепицы должен составлять не менее 11º.

Элементы гибкой черепицы:

  • Основание. В качестве основы применяется стеклоткань, которая характеризуется прочностью, надежностью, устойчивостью к перепадам температур.
  • Вещество для пропитки. Обычно для этого используется модифицированный битум, обеспечивающий материалу гидроизоляционные свойства.
  • Внешнее покрытие. Оно представляет собой прочный слой из минеральной или каменной крошки, либо базальтового гранулята, который позволяет защитить материал от УФ-излучения, придает ему однородный устойчивый цвет и характерную шероховатость покрытию.
  • Внутренняя поверхность. Изнутри гибкую черепицу присыпают кремниевым песком, который предотвращает склеивание отдельных плиток при хранении и перевозке.

Стоит отметить, что рекомендуемый производителями угол наклона крыши для мягкой кровли оставляет от 11 до 45 градусов. К примеру, мягкая кровля Катепал укладывается на кровлю с уклоном от 15 градусов. Доступная в продаже гибкая черепица бывает классической и с самоклеящимся слоем. Последняя дополнительно оснащена слоем резинобитума, поверх которого нанесена защитная пленка.

Подбираем уклон ската кровли

Некоторые хозяева ошибочно считают, что уклон кровли для гибкой черепицы может быть абсолютно любым, а решение нужно принимать только с учетом собственных желаний. Однако в строительстве установлены жесткие рамки, определяющие минимальный уклон для гибкой черепицы, как, впрочем, и для всех других кровельных материалов.

Определяясь с конфигурацией крыши, стоит учитывать следующие условия:

  1. Количество выпадающего зимой снега. Большое скопление снежных осадков на крыше с небольшим уклоном приводит к повышенной нагрузке на стропильные конструкции. Кровля должна быть тем круче, чем больше ожидаемое количество снега.
  2. Направление и сила ветра. Увеличение крутизны скатов крыши приводит к усилению ее парусности. В местности, где часто наблюдаются шквальные ветры, такой эффект может привести к деформации кровли. В связи с этим, в таких регионах делают наименьший возможный уклон крыши.
  3. Характеристики кровельного материала. Для каждого покрытия производители предусматривают рекомендованный угол наклона. В частности, предусмотренный уклон мягкой кровли начинается 11º.

Обратите внимание, что надежная защита кровельных конструкций от перегрузки, деформаций и протечек, возможна только при условии правильного выбора уклона кровли из мягкой черепицы.

Минимальные значения угла наклона крыши

Согласно рекомендациям производителей кровельных материалов, минимальный угол для мягкой кровли начинается от 11 градусов. Тем не менее, чаще всего на территории РФ крыши делают с наклоном в 20-40 градусов. При такой величине наклона крыши для мягкой кровли можно не только минимизировать ветровую нагрузку, но и обеспечить беспрепятственное схождение дождя и талого снега со скатов. Читайте также: “Какой минимальный уклон мягкой кровли можно делать – особенности кровельного покрытия”.

Существует несколько правил организации малоуклонных крыш:

  • Укладка качественного гидроизоляционного слоя. Из-за шероховатости гибкой черепицы, на кровле с низким уклоном скапливается жидкость. Избежать возможных протечек можно, если уложить по всей поверхности крыши подкладочный ковер.
  • Усиленная обрешетка. Сама по себе мягкая черепица не способна держать форму. Поэтому ее укладку выполняют на сплошную основу из стружечных плит или фанеры, которые могут выдержать обильные дожди и снегопады.
  • Периодическое обслуживание. На низкоуклонных крышах зимой может скапливаться много снега, поскольку он цепляется за шершавую поверхность и не может соскользнуть вниз. Поэтому важно вовремя очищать крышу, чтобы избежать поломок.

Стоит отметить, что профессиональные строители, как правило, предпочитают не ставить снегозадерживающие приспособления поверх мягкой кровли, поскольку шершавая поверхность материала и так справляется с данной задачей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: