Односкатная или двускатная крыша: пролёты, снег, ветер, водоотвод

Для дома шириной 6–8 м подходят оба варианта. Односкатная крыша проще по конструкции, но стропило перекрывает всю ширину дома, а снег и вода уходят на одну сторону. Двускатная крыша делит пролёт пополам: стропила короче, ниже конёк при том же уклоне, водоотвод и сход снега расходятся на две стороны, а под скатами остаётся холодный чердак, который удобно утеплять по перекрытию.

Снеговая нагрузка в Казахстане считается одинаково для обеих форм: по СП РК EN 1991-1-3 с национальным приложением, от веса снега на грунте для района строительства. При уклоне до 30° коэффициент формы для ската равен 0,8 и от формы крыши не зависит. Разница появляется в схемах с наносами, в ветре на высокой стене односкатной крыши и в том, куда сбрасывается вода.

Ниже — геометрия пролётов в цифрах, снег и ветер для Астаны и Алматы, требования к водоотводу и таблица сравнения.

Пролёт, высота и длина стропил

У односкатной крыши стропило опирается на две противоположные стены, и его горизонтальная проекция равна ширине дома. У двускатной — половине ширины, если стропила сходятся на коньке. Высота подъёма и длина ската считаются по уклону: h = B × tg α для одного ската на ширину B и L = B / cos α. Результат для типовых ширин дома (без свесов):

Из таблицы видно главное ограничение односкатной схемы. При ширине 8–10 м и уклоне 30° верхняя стена получается на 4,6–5,8 м выше нижней, а стропило длиной 9–11 м без промежуточной опоры потребует большого сечения. Поэтому на широком доме односкатную крышу проектируют с малым уклоном или с промежуточными прогонами и стойками на внутренних стенах — что выгоднее, покажет расчёт. Сечение стропил, шаг и опоры подбирает расчёт на снег и ветер, таблица отвечает только на вопрос о геометрии.

Снег: как считается нагрузка на скат

В Казахстане действует СП РК EN 1991-1-3:2004/2011 «Воздействия на несущие конструкции. Часть 1-3. Снеговые нагрузки» — текст, идентичный EN 1991-1-3, с национальным приложением (НП). Нагрузка на покрытие для постоянной расчётной ситуации считается по формуле 5.1:

s = μi × Ce × Ct × sk,

где sk — нормативная снеговая нагрузка на грунт по карте районирования территории РК (НП, п. 2.4.1), μi — коэффициент формы покрытия, Ce — коэффициент окружающей среды (0,8 для открытой местности, 1,0 для обычной, 1,2 для защищённой), Ct — температурный коэффициент, который НП (п. 2.7.5) принимает равным 1,0. Нагрузка действует вертикально на горизонтальную проекцию покрытия.

Районы и значения sk

Карта национального приложения делит территорию РК на районы с нагрузкой на грунт от 0,8 кПа (I) до более 5,6 кПа (IX): II — 1,2, III — 1,5, IV — 1,8, V — 2,4 кПа. В опубликованных на ecoportal.kz проектах для Астаны принят III район, sk = 1,5 кПа. Для Алматы в проекте на участке в Алмалинском районе принят II район, 1,2 кПа. Но город стоит у предгорий, и по карте НП один район для всей его территории не определить: на участках выше по склону нагрузка может быть больше. Для конкретного адреса sk берут из инженерных изысканий или проекта, а не по названию города. Выше 1500 м нагрузку определяют по отдельным картам НП.

Коэффициент формы: от чего зависит

Для односкатных и двускатных покрытий коэффициент μ1 берётся по таблице 5.2 одинаково:

Снижение μ1 на крутых скатах работает, только когда снег беспрепятственно соскальзывает. Если на кровле стоят снегозадержатели или скат заканчивается парапетом, коэффициент принимают не меньше 0,8 при любом уклоне (п. 5.3.2(2) и 5.3.3(2)).

Отличие двускатной схемы — в наносах. Для неё п. 5.3.3 требует проверить, кроме равномерной нагрузки (рисунок 5.3, случай i), ещё два несимметричных случая, когда на одном скате снега больше, чем на другом. Национальное приложение альтернативных схем наносов для РК не вводит (НП, п. 2.8.1). Для односкатного покрытия одна схема рисунка 5.2 охватывает случаи и с наносами, и без них.

Ветер: что меняется с формой крыши

В проектах, опубликованных на ecoportal.kz, для Алматы принято нормативное давление ветра 0,39 кПа (II ветровой район), для Астаны — 0,77 кПа при базовой скорости ветра 35 м/с. Номер ветрового района для Астаны в проектах указан по-разному: в одних III, в других IV, а в одном документе встречаются оба. Значение давления при этом одно и то же. Какой район принять для участка, решает проектировщик по карте районирования. Давление ветра — ещё не нагрузка на скат: её получают умножением на аэродинамические коэффициенты по СП РК EN 1991-1-4, которые зависят от уклона и формы крыши.

Односкатная крыша с большим уклоном добавляет высокую глухую стену на одной стороне дома, и площадь, которую нагружает ветер, растёт. Двускатная при том же уклоне вдвое ниже. Для обеих форм ветер может не только давить на скат, но и отрывать его, поэтому крепление стропил к стенам и длину свесов проверяют расчётом.

Водоотвод и сход снега

СП РК 3.02-137-2013 «Крыши и кровли» делит крыши по способу водоотвода на организованный (лотки, желоба, воронки) и неорганизованный. Для кровель из мелкоштучных материалов, волнистых асбестоцементных листов, листовой стали, металлочерепицы и профлиста он требует наружный организованный водоотвод (п. 9.1). Если водоотвод всё же неорганизованный, вынос карниза от плоскости стены — не меньше 600 мм (п. 9.3). Там, где сброс снега с кровли запрещён, на скатах с наружным неорганизованным водостоком ставят снегозадерживающие устройства, закреплённые к обрешётке, прогонам или несущим конструкциям (п. 4.5).

Для частного дома из этого следуют практические выводы:

• У односкатной крыши вся вода и весь снег уходят на одну сторону. Эту сторону не направляют на вход, дорожку, парковку и соседний участок. Жёлоб получается один, но на всю длину дома и с большей площадью сбора на воронку.
• У двускатной вода расходится на две стороны, желобов два, каждый собирает половину площади.
• Если снег с нижнего края сходить не должен, ставят снегозадержатели. Тогда коэффициент формы для расчёта принимают не меньше 0,8, и крутой уклон перестаёт снижать нагрузку.

Куда сбрасывать воду с участка — тема отдельной статьи про ливнёвку у частного дома. Минимальный уклон ската задаёт кровельное покрытие: пределы по видам кровли собраны в таблице 1 того же свода правил.

Чердак под крышей

СП РК 3.02-137-2013 различает крыши с холодным чердаком, где утеплитель лежит на чердачном перекрытии, а сам чердак вентилируется через отверстия в стенах, и крыши с тёплым чердаком (п. 5.2.1–5.2.2). Двускатная крыша даёт под скатами объём, который удобно оставить холодным: утеплитель лежит на горизонтальном перекрытии, а продухи можно сделать во фронтонах. Над низкой стороной односкатной крыши чердак получается тесным, и такую крышу удобнее делать совмещённой, с утеплителем в самом покрытии. Там требования к сопротивлению теплопередаче выше: по таблице 4 СН РК 2.04-07-2022 для покрытий жилых зданий R = 0,0005 × ГСОП + 2,2, против 0,00045 × ГСОП + 1,9 для чердачных перекрытий.

Односкатная крыша или двускатная: сравнение

Односкатная крыша оправдана на узком доме, пристройке, гараже или там, где сток можно увести в одну безопасную сторону. Для дома шириной от 8 м в снеговых и ветреных районах у двускатной крыши больше плюсов: короче стропила, проще опирание, есть холодный чердак и два направления стока.

Что сделать дальше. Если под крышей будет холодный чердак, прочитайте, как рассчитать утепление холодного чердачного перекрытия. Воду с кровли нужно отвести от стен: помогут статьи про отмостку вокруг дома и ливнёвку.