Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

Существует два типа конструкций мансард: с покатой крышей, как правило, это переделки нежилых чердачных помещений и с ломаной крышей, которая предусмотрена конструкцией дома и проектируется изначально. Применение второго типа предпочтительнее, так как это дает больше полезного пространства. Однако, конструкция и расчёт мансардной крыши ломаного типа значительно сложнее. В этой статье будет показано, как при помощи специальных онлайн калькуляторов получить основные параметры мансардной крыши: количество и сечение основных несущих элементов, угол наклона бокового и висячего ската, вид кровельного материала, а также приблизительную стоимость и количество стройматериалов.

Мансарда является практичным и экономичным решением получения дополнительной жилой площадиИсточник techno-holding.ru

Что нужно знать для проведения расчетов

В интернете можно найти множество онлайн калькуляторов, при помощи которых можно рассчитать мансардную крышу. Они могут быть специализированными – для расчёта сечения основных несущих элементов, полезной площади помещения, угла наклона скатов или распределения нагрузки на стропильные ноги или универсальными. Пользоваться второй разновидностью онлайн калькуляторов для неспециалистов в строительной сфере довольно сложно, так как эти программы потребуют для расчёта гораздо больше изначальных данных и оперируют такими специфическими терминами как мауэрлат, подкосы, стропила и т.п.

Внутренние пространство мансардной комнатыИсточник houzz.ru

Выделим основные элементы конструкции, размеры и количество которых должен выдать калькулятор крыши мансарды:

• Стропильные ноги

Основной несущий элемент конструкции крыши. Для жилых домов, чаще всего, в качестве материала изготовления стропил применяются балки круглого или квадратного сечения. Допускается использование? как массива древесины, так и клееного бруса. Различают два типа стропил:

1. Наслонные (от слова прислоняться) нижние концы устанавливается на стену здания, в средней части опираются на промежуточные опоры. Применяются в конструкциях ломаных крыш, если ширина пролета между несущим основанием превышает 4,5 м;
2. Висячие – применяются, если в строении не имеется внутренних несущих элементов: колонн, стен, балок, на которых могут расположиться дополнительные опоры. Максимальная ширина пролета составляет 6,5 м. Висячие стропила формируют покатые крыши и не слишком удобны для создания мансардных этажей.

Конструкции наслонных и висячих стропильных системИсточник blues-dev.ru

• Стойки

Дополнительные несущие элементы (столбы), дающие конструкции крыши дополнительную прочность. В мансардах небольшой площади с упрощенной конструкцией они опираются на плиты перекрытия и поддерживают непосредственно стропильные ноги. В более сложных конструкциях мансардных крыш стойки опираются на лежни и являются несущим основанием для прогонов;

• Мауэрлат

Один из наиболее важных элементов стропильной системы. Предназначен для перехода от бетонной или кирпичной стены к деревянным конструкциям. Проще говоря, это брус сечения от 150х100 мм до 200х200 мм, который укладывается на несущую стену вдоль нее и является основной опорой для стропильных ног. В качестве материала изготовления используются хвойные породы древесины. Особое внимание необходимо уделить вопросам защиты элемента от влаги и плесени, а также гидроизоляции между стеной и мауэрлатом.

• Лежни

Фактически, это тот же мауэрлат, но расположенный не на стене, а на чердачном перекрытии. Его основное назначение распределение нагрузки от стоек по большей площади. То есть стойки не будут давить на пол чердака в одной точке размерами 150х150 мм (что чревато повреждением перекрытия). Лежень распределяет давление от стоек на большую площадь, аналогично тому, как лыжи распределяют вес человека, и он не проваливается в снег.

• Прогон

Несущий элемент, предназначенный для поддержки стропил. Применяется, если скат крыши имеет большую длину и/или кровельный материал имеет значительный вес.

Внешний вид, названия и расположение основных элементов стропильной конструкции мансардной крышиИсточник chrome-effect.ru

Расчет различных элементов мансардной крыши

Произвести расчёт площади мансардной крыши можно на калькуляторах двух типов. Первый, представляет собой приложение, написанное в какой-либо программе для расчётов, наиболее популярна – Microsoft Excel. Данный тип калькулятора довольно сложен, так как требует не только знаний в строительной сфере, но и определённого опыта использование Excel. Однако с его помощью можно произвести довольно точные вычисления.

Второй тип приложений, это небольшие онлайн калькуляторы, выложенные на сайтах компаний занимающихся строительством или реализацией строительных и кровельных материалов. Точность таких расчетов относительна, но они могут сориентировать покупателя, на какую примерно сумму ему нужно рассчитывать при постройке мансарды.

Зависимость крутизны нижнего ската от высоты помещения

Калькулятор вычисляет угол наклона нижних мансардных стропил при определенной ширине дома и планируемой высоте потолков. Для того чтобы рассчитать мансардную крышу необходимы следующие данные:

• Размер стены под фронтоном – Вд;
• Высота помещения – Нм;
• Ширина помещения – Вм;
• Ширина «глухой» площади мансарды – Вг;
• Высота конька – Нк.

Калькулятор вычисляет угол наклона нижних мансардных стропилИсточник stroyday.ru

Расчет осуществляется по простой геометрической формуле Вг=Нв/tg α. Как правило, такие приложения специально ограничивают возможность введения некорректных данных.

Расчет ширины мансардной комнатыИсточник davislighting.com

Калькулятор дает возможность рассчитать сразу несколько величин: вынос балок перекрытия и угол наклона мансардных стропил. Расчет может производиться как при внесении высоты помещения и угла наклона боковых стропил, так и в обратном порядке. Указав требуемые габариты помещения, можно получить угол наклона – α, боковых (нижних) стропил.

Расчёт высоты и угла наклона коньковых скатов

Данный расчет ломаной крыши необходим для получения общей высоты дома. При этом необходимо учитывать, что угол наклона стропил конькового ската, как правило, принимается в пределах 15°-30°.

Формула расчёта будет иметь следующий вид: Нк=Вм×tg β

Калькулятор потребует указать ширину мансардного помещения и планируемый угол наклона коньковых стропил. Также возможно решение обратной задачи, указал общую высоту всего строения и планируемую высоту потолка мансардного этажа программа рассчитает углы наклона коньковых и боковых стропил.

Расчет высоты «конькового треугольника» ломаной крышиИсточник zaokvarcit.ru

Расчёт длины стропильной ноги

Независимо от того является ли стропило частью нижнего или конькового скота формула расчета одинакова в обоих случаях: L=H/sinα(β), где

• L – длина стропильной ноги;
• Н – либо высота мансардного помещения Нм, либо высота конькового сегмента Нк.
• α/β – соответствующие углы наклона стопил.

Расчет длины стропильной ногиИсточник tues.ru

Расчёт нагрузок на конструкцию крыши и определение оптимального сечения стропильных ног

Основную нагрузку на несущие элементы крыши оказывает материал кровельного покрытия, а также снеговые и ветровые нагрузки. При этом закладывается запас прочности на случай стихийного бедствия, к примеру, ураганного ветра нетипичного для данной местности. При подборе сечения оперируют таким понятием как распределённая нагрузка. Эта величина зависит от количества стропил, соответственно от шага их установки – чем он меньше (большее количество стропильных ног используется), тем меньшего сечения будет каждый элемент.

Калькулятор для расчета стропильной системы мансардной крыши более сложный и потребует информации не только об угле наклона кровельных скатов, но и о расположении сооружения на местности, и о регионе строительства, чтобы определить уровень снеговой и ветровой нагрузки.

Расчет распределенной нагрузки на стропилаИсточник tues.ru

Тип кровельного покрытия

На данный момент наиболее популярными кровельными материалами для возведения мансардного этажа являются:

• Металлочерепица – характеризуется высокой прочностью, устойчивостью к механическим повреждениям, выцветанию, температурным перепадам. Предоставляет широкий выбор рельефов и богатую цветовую палитру;
• Кровельный профнастил – основные эксплуатационные показатели аналогичны металлочерепице, однако декоративные возможности сильно ограничены.Преимущественно используется в качестве кровли здание промышленного и технического назначения;
• Целлюлозно-битумные листы (ондулин) – имеет ограниченный период эксплуатации (15-20 лет), выцветает на солнце, под влиянием морозов становится хрупким. В нормальном состоянии также демонстрирует довольно низкую механическую прочность;
• Керамическая черепица – имеет высокие эстетические и эксплуатационные показатели, однако большой вес кровельного материала приводит необходимости использование усиленной стропильной конструкции.

Снеговые и ветровые нагрузки

Зоны снеговой и ветровой нагрузки определяются по специальным картам. В зависимости от того в какой зоне находится дом при расчете в формулу мансарды подставляются те или иные коэффициенты.

Зонирование территории России по уровню снеговой нагрузкиИсточник roof-tops.ru

Карта-схема раздела территории РФ по уровню ветрового давленияИсточник goldkryshi.ru

Расчёт толщины утеплителя

Аналогичным образом рассчитывается толщина теплоизоляционного материала для мансарды. По специальной карте выбирается коэффициент теплосопротивления в регионе строительства – это значение поставляется в программу, после чего указывается тип теплоизоляционного материала, а также материала для внутренней отделки с указанием толщины обшивки.

Карта регионов РФ с коэффициентами теплосопротивленияИсточник stroyday.ru

Расчет толщины утеплителяИсточник stroyday.ru

Расчет площади кровельного покрытия

Расчёт площади кровли элементарная задача, под которую в универсальности калькуляторах даже не делают отдельную функцию. Как правило, калькуляторы для расчета кровли используется исключительно сайтами по продаже кровельных материалов. Расчет осуществляется по следующей формуле: S=2×D×(Lm+Lk), где

• S – общая площадь кровли. При приобретении кровельного материала необходимо учитывать специфику его укладки. Фактически у каждого типа кровли существует коэффициент или процентное отношение, на которое необходимо увеличить количество кровельного материала при покупке.
• D – Длина крыши по линии карниза или конька;
• Lm – Длина стропила нижнего свеса мансарды;
• Lk Длина конькового стропила.

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость мансардной кровли, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Заключение

Важно учитывать, что площадь, сечение и тип обрешётки выбираются для каждого кровельного материала индивидуально.

Еще более важно понимать, что данные, предоставляемые онлайн калькуляторами любого типа неточны, они пригодны только для того, чтобы владелец дома смог сориентироваться при выборе строительной фирмы подрядчика.