Проектирование кровли – это достаточно сложный процесс, требующий профессионализма исполнителя. Существует довольно много конструкций и конфигураций крыш. Выбор кровли обусловлен как эстетическими соображениями и концепцией здания, так и наличием или отсутствием чердака или мансарды, расположением дымоходов и вентиляционных каналов, необходимостью размещения дополнительных элементов безопасности — снегозадержания и переходные мостики.

Этапы разработки проекта кровли

Первый этап проектирования крыш – выбор формы кровельной конструкции.

• плоская;
• односкатная;
• двускатная;
• вальмовая;
• шатровая;
• мансардная;
• многощипцовая;
• разноуровневая.

Второй этап проектирования крыши — выбор кровельного материала. Для разных кровельных покрытий есть определенные ограничения по углу наклона скатов.

• рулонная кровля – 0°;
• битумная черепица – 11°;
• ондулин – 5°;
• шифер волнистый асбестовый – 9°;
• керамическая черепица – 11°;
• металлочерепица – 14°;
• профнастил – 5°;
• фальцевая кровля — 7°;
• цементно-песчаная черепица – 34°.

В процессе проектирования кровельной конструкции необходимо учитывать соотношение выбранного материала к планируемому углу наклона скатов крыши.

Третий этап проектирования кровли – составление эскиза, в котором дорабатывается форма крыши, определяются ее размеры, цвет и окончательное оформление.

На эскизе визуально понятно, как будет выглядеть здание с выбранной формой и видом кровли. По эскизу окончательно согласовывается внешняя архитектура сооружения. Если эскизный проект согласован, то можно переходить к расчетам кровельной конструкции.

Расчеты кровельной конструкции

В процессе проектирования крыши необходимо произвести два основных расчета:

1. Рассчитать несущую способность кровельной конструкции. Вес снеговой нагрузки, самого кровельного материала, людей, которые иногда будут обслуживать и ремонтировать крышу.
2. Рассчитать стропильную систему — материал стропильной системы, длины стропил и их сечение.

На основании выполненных расчетов составляют общий чертеж крыши, ее элементов, узлов и деталей.

Расчет несущей способности

При проектировании кровли этот показатель является суммарной нагрузкой от давления снежной массы и веса кровельного покрытия. Из расчета площади скатов кровли и веса одного квадратного метра покрытия определяется общая масса кровельного материала.

Если общая площадь крыши составляет 100 м², и покрывается она фальцевой кровлей из оцинкованной стали толщиной 0,55 мм, то в расчет принимается вес одного квадратного метра фальцевой панели 5,15 кг. Так как фальцевые панели укладываются с небольшим нахлестом и с дополнительными доборными элементами, то данную весовую величину можно смело увеличить до 5,5 кг. Фальцевая кровля этой марки давит на кровельную конструкцию с силой 100х5,5=550 кг.

Снеговая нагрузка рассчитывается с учетом регионального показателя, который является табличной величиной. Если крыша дома будет утепляться, то необходимо учитывать вес теплоизоляционного материала, паро- и гидроизоляционных мембран. Также учитывают вес обрешетки — усредненный вес пиломатериалов, используемых для стандартной обрешетки кровли, составляет 15 кг/м².

В составе проектирования крыши также учитывают ветровые нагрузки, они используются  при проведении расчета несущей способности крыши. Их можно найти в табличных или диаграммных справочниках значения силы ветра по регионам. В расчете этого показателя обязательно пользуются поправочным коэффициентом, который определяется в зависимости от места расположения будущего дома.

Например, если высота дома более 20 м, и он будет располагаться на открытой местности, то поправочный коэффициент — 1,25. Если тот же дом будет среди таких же построек, то коэффициент — 0,85. Если высота дома в пределах 10-15 м, то коэффициент — 1 и 0,65, при высоте не более 5 м коэффициент — 0,85-0,75.

Расчет сечения стропильных ног

Стропила берут на себя основные нагрузки, поэтому к расчету их длины и сечения подходят очень внимательно, проводя точные расчеты. Длина стропил зависит от угла наклона крыши и длины пролета самого здания. Стропильная система – это фермы в виде равнобедренного треугольника, где бедро и есть стропильная нога.

Сечение стропил является основой несущей способности крыши в целом. Несущая способность кровельной конструкции и является той нагрузкой, которую стропила должны выдерживать. Также при выборе сечения учитывают шаг установки стропил. Чем больше шаг, тем больше должно быть сечение стропильной ноги.

Типичные ошибки при проектировании кровли

Проект кровли может содержать, на первый взгляд, незначительные ошибки, которые при строительстве крыши могут обойтись заказчику в немалые дополнительные вложения.

• неправильный расчет угла наклона кровельной конструкции. Возможны протечки и увеличение снеговой нагрузки кровли, что может привести к разрушению конструкций;
• неправильно спроектированный вентиляционный зазор между кровельным материалом и конструкцией крыши, который продлевает срок эксплуатации всей кровельной системы. Плохо работающая подкровельная вентиляция приводит к гниению пиломатериалов, померзанию утепленных кровель, появлению в помещении плесени и протечек;
• неправильно спроектированная водосточная система. Особое внимание нужно уделять точному расчету объема отвода дождевой воды, который зависит от площади ската крыши и среднестатистических осадков. Элементы водостока должны быть выбраны подходящего под объемы осадков диаметра.