Часто у начинающих строителей возникает вопрос, как рассчитать площадь крыши четырехскатной. Это особенно актуально, поскольку посчитать площадь крыши необходимо не только для определения нужного количества материалов для ее покрытия, но и для сооружения стропильной системы. Ведь неправильный расчет может привести к отрыву листов покрытия кровли, а также к обвалу всей конструкции.
Поэтому при проектировании крайне важно правильно рассчитать площадь четырехскатной крыши, ее массу и в зависимости от полученных показателей построить стропильную систему, которая сможет выдержать всю конструкцию. Большинство строителей редко прибегают к расчетам, часто строя все на глаз, и это зачастую приводит к печальным последствиям. О том, как правильно рассчитать четырехскатную крышу, будет рассказано ниже.
Краткое описание, плюсы и минусы конструкции
Наиболее часто крышу, имеющую четыре ската, называют вальмовой, потому что что такая конструкция имеет треугольный скат, который называется вальма. Четырехскатные крыша может быть в форме шатра, стороны которого будут иметь треугольную форму. Такая крыша делается проще всего.
Обычная четырехскатная кровля, которая наиболее часто встречается, имеет 2 вальмы (2 треугольных ската) и 2 ската в форме трапеции, почти как у двускатной крыши. Одним из видов крыш является и четырехскатная, которая выполнена в форме буквы «Г». Это 2 двускатных крыши, которые стыкуются друг с другом под прямым углом. Иногда четырехскатные крыши делают «по голландскому»: в этом случае все 4 ската имеют форму трапеции.
Такая форма кровли очень популярна, и связано это с тем, что она имеет очень привлекательный внешний вид, который подойдет практически под любой дизайн дома и ландшафта.
А разнообразие кровельных материалов и их оттенков позволит подобрать дизайн не только по форме кровли, но и по цвету.
Важно отметить, что выбор вида четырехскатной крыши для каждого конкретного дома нужно делать исходя из следующих показателей:
- Сложность конструкции кровли и здания.
- Количество максимально выпадаемых осадков (дождя, снега). При расчетах крыши следует брать только максимальные значения, а не среднегодовые.
- Максимальная ветровая нагрузка.
- Применяемый материал покрытия крыши.
- Как будет использоваться чердачное пространство (проектируется там мансарда или нет, будет отапливаться/утепляться или нет).
Как и любой тип кровли, четырехскатная имеет свои достоинства и недостатки. Основным плюсом такой формы являются ее эстетические качества. Причем внешний вид такой кровли можно существенно улучшить, покрыв ее черепицей, металлочерепицей или медными листами. Именно поэтому покрывают четырехскатными крышами не только дом, но и вспомогательные хозпостройки: беседки, гаражи, бани и т.д. Помимо внешнего вида, такой тип кровли имеет еще ряд плюсов, одним из которых является низкая парусность. Это позволяет не усиливать дополнительно конструкции при сильных ветровых нагрузках. При этом прочность крыши не уменьшается. Также подобная конструкция прекрасно сохраняет тепло, что позволяет сделать под такой крышей мансарду. И дополнительным достоинством будет более длительный срок эксплуатации. Это связано с тем, что стропильная система меньше подвержена нагрузкам и износу.
Недостатком таких крыш является сложность проектирования. Это влечет за собой и другие трудности: максимально точные замеры, которые делают для монтажа стропил, нанесение разметки по этим замерам и очень тщательная подгонка стропил по разметке. Кровельщики часто не берутся за строительство крыш таких конструкций, потому что у многих просто нет такого опыта. Поэтому настоятельно рекомендуется перед началом строительства заранее заказать проект в архитектурном ателье.
Что следует учесть при расчетах?
При создании проекта и расчете площади крыши следует учитывать некоторые особенности конструкции. Первое, что следует помнить — при строительстве такой кровли применяют несколько различных видов конструкции стропильной системы. Так к коньковому брусу обычно крепят стропила, идущие по диагонали (накосные), они предназначены для соединения коньковой балки с углами конструкции.
Эти стропила являются самыми длинными в конструкции крыши, кроме того, на них приходится основная нагрузка, поэтому их часто делают из нескольких брусьев, соединенных по длине.
Далее идут стропила, которые называют центральными промежуточными. Некоторые из них (количество зависит от размеров здания) соединяет конец коньковой балки и центр торцевой стены.
Остальные стропила примыкают к указанному и боковым стенам, при этом по отношению к предыдущему они должны быть строго перпендикулярны. Так на каждый конец коньковой балки приходится по 3 стропила. Промежуточные стропила позволяют снизить нагрузку на основную конструкцию. Их количество зависит от размеров здания и кровли. Опираются они на коньковую балку и верхнюю обвязку. Это касается всех стропил, в том числе и вальмовых.
При этом наклонные стропила, которые образуют грани крыши, являются гипотенузами прямоугольных треугольников. Это требуется для того, чтобы разложить проекцию крыши по плоскостям, чтобы произвести точный расчет ее площади. При этом достаточно знаний геометрии 7 класса (теоремы Пифагора, расчет площадей простых фигур — треугольников, квадратов, прямоугольников). При этом важно заранее заготовить измерительные бруски с максимальной точностью. Наиболее удобно при строительстве крыши использовать бруски с разметкой и длиной от 2 до 3 метров. Чтобы ими удобно было пользоваться, их ширина должна составлять 5-10 см.
Расчет площади шатра
Рассмотрим формулы расчета площади четырехскатных крыш двух видов: шатровой и вальмовой.
Начать стоит с формы шатра. Ее обычно устанавливают на здание, у которого периметр представляет собой квадрат. В этом случае «шатер» делается из 4 одинаковых треугольников с одинаковыми гранями и основаниями. Для расчета необходимо найти площадь одного их них и умножить на 4. Важно отметить, что форма здания может иметь и 6 граней, и 8, при этом грани должны быть равны. Соответственно, чтобы найти полную квадратуру кровли, необходимо площадь одного треугольника умножить на количество граней.
Для расчета площади одной из плоскостей необходимо знать длину стены и угол наклона стропила относительно стены в плоскости треугольника. Найти углы довольно легко при расчете углов наклона, а длина стен всегда известна. Далее расчет несложен. Первым делом находят высоту треугольника: Н = 0,5L * tg (a), где Н — высота, L — длина стены, а tg(а) — тангенс угла между стеной и стропилом. Площадь треугольника находится так: S = 0,5 H*L. Соответственно, вся площадь равна 4 площадям треугольников: 4S = 2H*L.
Расчет площади вальмового покрытия
Вальмовый настил считается сложнее. Здесь основанием является прямоугольник, а боковой гранью — равнобедренный треугольник. Другой гранью является трапеция. Соответственно, имеется 2 трапеции и 2 треугольника, а стены прямоугольной формы со сторонами А и В. При этом стороной треугольника обычно является более короткая стена (А). Его площадь находим также, как и площадь треугольников шатровой формы крыши. Сначала находится высота по формуле Н = 0,5А * tg (a), где Н — высота, А — длина стены, а tg(а) — тангенс угла между стеной и стропилом, а затем и его площадь: S = 0,5 H*А.
https://www.youtube.com/watch?v=-6j7L6Kxxf4
Далее рассчитывают длину боковой стены от высоты трапеции, она находится так: l = 0,5A* cos(a). Длина стропила (боковой грани трапеции) находится по теореме Пифагора и равна корню квадратному из суммы квадратов высоты и найденной длины куска стены l. После чего находят длину верхнего основания трапеции по формуле C = В — 2*l, где С — длина верхнего основания, В — длина стены (нижнего основания). Площадь трапеции считаем так: S = 0,5 (В+С)*h.Полная площадь вальмовой крыши равна сумме 2 площадей трапеций и 2 площадей треугольников.
