- На що впливає висота коника
- Позитивні моменти збільшення висоти коника
- Як визначається висота коника
- Візьмемо до уваги рекомендації будівельної метеорології
- Геометрія коника двосхилим даху
- Висновок
Проектування будь-якого даху - справа досить копітка, тому що більша частина ударів негоди - сніг, дощ і сильний вітер припадають в першу чергу на покрівельні скати і кроквяний каркас. Навіть при тому, що по стійкості і міцності двосхилий дах вважається найбільш оптимальним варіантом для будь-якого малоповерхового будівлі.
Фахівцям доводиться неодноразово виконувати розрахунок висоти коника двосхилим даху, щоб підібрати золоту середину між кутом нахилу ската, об'ємом дахового простору і парусністю споруди.
На що впливає висота коника
Будь-яка людина, незнайомий з особливостями планування і розрахунку двосхилим даху, інтуїтивно може здогадуватися, що висота коника не може вибиратися. Це дійсно так. Від висоти, на якій знаходиться лінія стикування двох скатів, залежать два основні чинники, що визначають життєздатність і ціну кроквяної каркаса даху:
- Довжина крокв. Чим вище піднято коник, тим довше кроквяні балки;
- Зі збільшенням висоти коника зростає вартість балок, дошки розпірок і підкосів;
- Чим вище коник, тим більше витрата покрівельного покриття, плівковою паро і гідроізоляції, утеплювача, підкладкового матеріалу;
- Зростає парусність споруди, якщо висота коника перевищить певне розрахунком граничне значення, можлива ситуація, коли коробка будівлі не в змозі утримати дах.
У розрахунках параметрів даху фактор впливу атмосферних явищ приймається, як один з найбільш важливих. Від висоти коника залежить не менш важлива характеристика - кут нахилу скатів даху, чим вище коник, тим більше ухил.
До відома! Порив вітру середньої інтенсивності створює динамічний тиск по нормалі до поверхні покрівельного пирога, що досягає 20 кг на квадратний метр.
Збільшення кута нахилу на 5о означатиме, що висота коника і довжина ската даху збільшаться майже на 10%, відповідно, для 10о збільшення складе майже 30%. Здавалося б, покращився сход дощової води і збільшився обсяг теплоизолирующего дахового простору. Але одночасно зросла на 30% сила тиску вітру. Розрахунок показує, що тиск швидкісного потоку повітря на площину звичайної двосхилим даху розміром 8х8 м становить понад 1200 кг, що саме по собі чимало, враховуючи міцність кроквяних балок. У цих умовах додаткові 400 кг можуть виявитися фатальними для мауерлата даху.
Будівельники не люблять високих ковзанів. Зазвичай це означає, що кроквяні балки доведеться закуповувати за завищеною ціною. Виходить, чим більше висота коника, тим дорожче обходиться матеріал для двосхилим даху. Для бруса, довжиною понад 6 м, ціна за метр зростає майже в арифметичній прогресії. Крім того, кроквяні балки доводиться зрощувати, а через зміни пропорцій вони стають надмірно гнучкими. Щоб запобігти занадто великий прогин, потрібно виконати контрольний розрахунок деформації кожної балки і обов'язково використовувати підкоси.
Висоту коника можна збільшувати довільно ще й по міркування стійкості покрівельного покриття. Перед тим як розрахувати висоту коника двосхилим даху, необхідно визначитися з яким покрівельним матеріалом. Більшість виробників видають рекомендації про оптимальне куті нахилу двосхилим даху для конкретного виду покрівельного матеріалу. Наприклад, гнучку черепицю можна укладати на скат даху з ухилом менше 16о і більше 40о, а ондулін та металочерепиця не використовуються на схилах c кутом нахилу 60-65о.
Позитивні моменти збільшення висоти коника
Основних переваг зі знаком плюс, що виникають при збільшенні висоти коника, всього три:
- Зниження тиску снігового покриву;
- Збільшення корисного простору горища за рахунок більш високих стель;
- Поліпшення вентиляції дахового простору, зниження ризику затікання дощової води під покрівельний пиріг, зменшення витрат на утеплення за рахунок більш об'ємною повітряної подушки.
Дах з високим коником ідеально підходить для щільної міської забудови, при наявності великої кількості опадів у вигляді снігу, дощу і туману. Таку покрівлю часто навіть не обладнають повноцінної теплоізоляцією, так як повітряний кишеню горищного приміщення знижує втрати тепла в 3-4 рази ефективніше. Але для двосхилих дахів з високим коником потрібно особлива конструкція фронтонів. Більш ефективним рішенням буде замінити двосхилий дах полувальмовой датської схемою.
Перш ніж зробити вибір, який кут для двосхилим даху підійде найбільше, доречно буде порівняти ті переваги і недоліки, які тягне за собою збільшення висоти коника.
Наприклад, наскільки важливо для господарів великий простір горища. Простий геометричний розрахунок показує, що спроба облаштувати житлове приміщення на другому поверсі будівлі зі звичайною двосхилим дахом, як правило, неефективно. У цьому випадку використовується менше половини робочого простору.
До відома! Якщо висота стін мансардного приміщення двосхилим даху перевищить 120 см від рівня стельового перекриття, будівельна інспекція може кваліфікувати його, як другий поверх, і заборонити будівництво або відмовити в реєстрації споруди.
У той же час вартість зведення кроквяної системи даху за рахунок додаткової кількості пиломатеріалів і утеплення збільшиться більш ніж на 70%. Потрібно буде ще раз виконати розрахунок кошторису, скалькуліровать вартість послуг робітників, і головне - перерахувати міцність кроквяних балок для нової висоти коника.
У підсумку виходить, що двосхилий дах з висотою гребеня більше двох висот стін будівлі вигідна в першу чергу для дачних будівель, коли горище НЕ утеплюється і використовується тільки як господарське приміщення. Але навіть в цьому випадку висоту коника для двосхилим даху потрібно розраховувати по науці.
Як визначається висота коника
Якщо вибір типу покрівельного покриття вже зроблений, то для визначення висоти коника потрібно зробити розрахунок або оцінку стійкості покрівлі до впливу погодних факторів в даному кліматичному поясі.
Візьмемо до уваги рекомендації будівельної метеорології
Можливо, вам не доведеться самостійно перевіряти стійкість кроквяної каркаса при різній висоті коника, це доля професійних проектувальників. Але потрібно знати, що розрахунок виконується, виходячи з статистики метеорологічної служби за трьома визначальних факторів:
- Переважно напрямку и середньої швідкості вітру біля поверхні землі и на вісоті 7-10 м;
- Середній та максимальної товщині снігового покриву в даній місцевості за останні 70 років;
- Середньодобова, максимальна плюсова і мінусова температура на місцевості.
Кліматичні рекомендації, що допомагають правильно виконати перевірочний розрахунок, наведені в будівельних нормах СНиП 23.01.99.
Для розрахунку будуть потрібні табличні дані з зводу правил СП 20-13330-2011, згідно з яким територія країни розбита на вісім зон, з приблизно рівною кількістю снігу, що випадає максимально протягом контрольного періоду зими. До першого поясу відносять снігове навантаження в 80 кг / м2, для останнього, восьмого пояса кількість снігу на одному квадраті може досягати 560-600 кг.
Якщо порівнювати тиск снігу на дах і динамічний тиск вітру, то стає зрозумілим, що розрахунок висоти коника і кута нахилу двосхилим даху повинен проводитися в першу чергу по снігового навантаження. Для снігових районів висоту коника вибирають так, щоб кут нахилу двосхилим покрівлі знаходився в межах 30-60о. При великих кутах тиск снігу можна не враховувати.
Але це не означає, що динамічний тиск вітру можна взагалі не брати в розрахунок. Наприклад, розглянемо систему фронтонів двосхилим даху. При висоті коника в 3 м і ширині підстави в 6 м площа поверхні одного фронтону становить 9 м2. За розрахунком, при швидкості вітру в 10-12м / с на фронтон даху буде впливати горизонтально прикладена сила в 200 кг. Це означає, що навіть при невеликій висоті коника у кроквяної системи є шанс бути складеною, як картковий будиночок, якщо в розрахунку каркаса не передбачена установка підкосів і вітрових дощок.
Геометрія коника двосхилим даху
Найчастіше у всіх, хто вперше стикається з темою розрахунку двосхилим даху, виникає закономірне питання, - навіщо потрібно виконувати розрахунок висоти коника, якщо основні характеристики визначаються кутом нахилу скатів?
По суті, кут нахилу використовується переважно для того, щоб прийняти до уваги зовнішні кліматичні чинники, а висота коника є суто конструкційної величиною. Від обраної висоти коника визначаються довжина крокв і довжина розпірок і стійок, що утримують коньковую балку.
Для виконання розрахунку висоти коника використовують два способи:
- За допомогою тригонометричних функцій;
- Табличний спосіб, по заздалегідь розрахованим довжинах крокв і підстави.
Якщо двосхилий дах виконана за симетричною схемою, то для розрахунку досить знати довжину закладення або половину підстави даху і кут нахилу. Далі по тангенсу визначаємо висоту коника, як на схемі.
Зрозуміло, що тригонометричні функції дуже незручні і, головне, не наочні для практичної роботи. Тому в будівельних довідкових таблицях можна побачити позначення кута нахилу, як 5:10. Неважливо, скільки це градусів, для розрахунку майстру досить знати, що 5 - це висота коника, а 10 - довжина закладення.
Крім того, опроеделіть висоту коника можна графічним або практичним методом. У першому випадку використовуються креслення або точні ескізи конструкції майбутнього кроквяної двосхилим каркаса. Для будівельних розрахунків іноді досить просто виміряти лінійкою і перерахувати значення в масштабі креслення. Незважаючи на зовнішню примітивність, це найбільш надійний і перевірений спосіб розрахунку. У другому випадку доводиться забиратися на дах з рулеткою і схилом і вимірювати висоту коника на практиці.
Наприклад, при складанні двосхилим каркаса необхідно точно вирізати довжину крокви і виконати запив під опорні майданчики на коньковой балці і на мауерлат. На практиці дані теоретичного розрахунку довжини використовують тільки як довідкові. Щоб виконати запив, майстер піднімається на дах, вимірює схилом і рулеткою висоту коника і довжину підстави, і тільки після цього виконує розрахунок місця запила.
Висновок
З розвитком програмних комплексів для розробки і проектування кроквяних каркасів дахів можна отримати повну деталировку всіх конструктивних елементів кроквяної системи з розмірами і матеріалами. Але практичні навички виконання розрахунку висот і розмірів завжди знадобляться, хоча б для того, щоб перевірити результати, видані машиною.