"Центр Кровли Волна" » Покупателям » Полезное » Расчет водостока для крыши: диаметр труб и площадь кровли

Расчет водосточной системы: как подобрать желоба, трубы и количество элементов

Водосточную систему нельзя правильно подобрать только по площади дома или длине карниза. Сначала нужно определить, сколько воды поступает с каждого участка кровли, затем подобрать пропускную способность желобов и труб и только после этого рассчитывать количество отдельных элементов. Если начать сразу с подсчета трехметровых желобов и стояков, можно получить комплект, который физически помещается на фасаде, но не справляется с расчетным потоком воды.

На результат влияют площадь и уклон скатов, конфигурация крыши, количество карнизов, расположение водоприемных воронок и интенсивность дождя в районе строительства. Для простой двускатной кровли расчет относительно несложен. На вальмовой, многоскатной кровле, крыше с ендовами и пристройками каждый участок, с которого вода поступает в определенный желоб и воронку, приходится рассматривать отдельно.

Разберем, какие данные нужны для расчета водосточной системы частного дома, как определить водосборную площадь, выбрать диаметр желобов и труб и посчитать комплектующие.

С чего начинается расчет водостока

Основная задача водосточной системы — принять воду, стекающую с кровли, направить ее по желобам к воронкам и затем по трубам отвести вниз. Поэтому главный параметр при подборе системы — не общая площадь здания, а водосборная площадь, приходящаяся на конкретный участок водостока.

Например, у обычной двускатной крыши вода с одного ската поступает на один карниз, а с другого — на противоположный. Если на каждом карнизе предусмотрена собственная водосточная линия, два ската рассчитывают отдельно. На вальмовой кровле вода поступает к четырем карнизам, и распределение площади между водосточными линиями будет другим. На сложной крыше часть потока может дополнительно концентрироваться в ендовах.

До начала расчета понадобятся размеры кровли и фасада: длина и ширина каждого ската, угол его наклона, длина карнизных свесов, высота от карниза до места окончания водосточной трубы и расположение внутренних и наружных углов. Также нужно определить предполагаемые места установки водоприемных воронок.

Если дом еще проектируется, эти значения берут из проекта. Для существующего здания кровлю и фасад измеряют непосредственно.

Шаг 1. Определяем водосборную площадь

В актуальной редакции СП 17.13330.2017 «Кровли» расчет наружного водоотвода приведен в приложении Л. Для скатной кровли водосборную площадь определяют по формуле:

F = L × b / cos α,

где:

• F — водосборная площадь ската, м²;
• L — длина горизонтальной проекции ската, м;
• b — ширина ската, м;
• α — угол наклона кровли.

По сути, таким способом определяется фактическая площадь наклонной поверхности ската.

Например, если горизонтальная проекция ската от конька до карниза составляет 4 м, длина карниза — 10 м, а угол наклона — 30°, получаем:

F = 4 × 10 / cos 30° ≈ 46,2 м².

Если крыша двускатная и оба ската одинаковы, полная площадь составит примерно 92,4 м². Но для расчета водостока важнее другое: на каждый из двух карнизов поступает вода примерно с 46,2 м² кровли. Поэтому неправильно автоматически подбирать одну трубу исходя из всех 92,4 м², если потоки разделены конструкцией крыши.

Для сложной кровли тот же принцип применяют к каждому водосборному участку. Нужно понять не просто площадь крыши в целом, а куда именно уйдет вода с каждой ее части.

Если к кровле примыкают стены, возвышающиеся над ней, расчет становится сложнее. СП 17.13330.2017 предусматривает дополнительный учет части площади таких вертикальных поверхностей, поскольку во время дождя вода с них также попадает на кровлю.

Шаг 2. Определяем расчетный расход воды

Два дома с одинаковой площадью кровли могут требовать водостоки разной пропускной способности, если находятся в регионах с различной интенсивностью осадков. Поэтому профессиональный расчет не заканчивается определением квадратных метров.

В приложении Л СП 17.13330.2017 указано, что расчетный расход дождевых вод определяют с учетом района строительства и интенсивности дождя. Для этого используются данные СП 30.13330.2020 и СП 32.13330.2018.

Расчетный расход дождевой воды обозначают Q и выражают в литрах в секунду. Согласно СП 30.13330.2020:

Q = F × q₅ / 10 000,

где F — водосборная площадь в м², а q₅ — интенсивность пятиминутного дождя для конкретной местности в л/(с·га).

Значение q₅ не следует брать произвольно или заменять «средней интенсивностью дождя по России». Его определяют по климатическим данным для района строительства. Через параметр q₂₀ оно связано с интенсивностью 20-минутного дождя, данные о которой приводятся в СП 32.13330.2018.

Для обычного владельца частного дома самостоятельный гидравлический расчет до литров в секунду не всегда рационален. На практике при выборе готовой водосточной системы удобнее использовать технические данные конкретной системы: производитель указывает ее пропускную способность или максимальную обслуживаемую площадь при определенной схеме расположения воронок. Но сравнивать эту площадь со своей кровлей следует только после того, как правильно определены водосборные участки.

Именно поэтому правило вроде «для дома до 100 м² нужен желоб такого-то диаметра» можно использовать лишь как предварительный ориентир. Оно не учитывает распределение воды между карнизами, положение воронок и климатические условия.

Шаг 3. Выбираем диаметр желоба и трубы

После определения водосборной площади и расчетного расхода подбирают систему, способную принять этот поток. У водостоков обычно указывают два основных размера, например 125/90 или 150/100. Первое значение относится к желобу, второе — к водосточной трубе. Однако сравнивать разные системы только по этим цифрам некорректно. На реальную пропускную способность влияют форма и глубина желоба, конструкция воронки, сечение трубы и схема расположения элементов.

Особенно важно положение воронки. Если она расположена примерно в центре длинного карниза и желоб имеет уклон к ней с двух сторон, вода проходит до воронки меньший путь. Одна точка приема в таком случае может обслуживать большую водосборную площадь, чем воронка на конце той же водосточной линии. Поэтому технические таблицы водосточных систем нередко указывают разные значения обслуживаемой площади для разных схем.

Действующая редакция СП 17.13330.2017 не устанавливает один универсальный диаметр трубы для определенной площади кровли. В пункте 9.7 прямо указано, что диаметр наружных водосточных труб следует принимать по расчету. Для подвесной системы дополнительно установлено, что площадь поперечного сечения желоба должна быть не меньше площади поперечного сечения водоотводящего стояка.

Таким образом, сначала выбирают необходимую пропускную способность, а уже затем конкретный типоразмер системы.

Сколько водосточных труб нужно

Количество труб нельзя определять только по правилу «одна труба на столько-то квадратных метров». Сначала крышу делят на участки водосбора и определяют, какой поток получает каждая водоприемная воронка.

Если пропускной способности одного стояка недостаточно, поток разделяют между двумя или несколькими трубами. Дополнительный стояк также может понадобиться на длинном карнизе, даже если суммарной пропускной способности одной крупной трубы теоретически хватило бы.

По СП 17.13330.2017 расстояние между водосточными трубами при наружном организованном водоотводе должно составлять не более 24 м. Для большинства частных домов фактические расстояния значительно меньше, но при протяженных зданиях это ограничение необходимо учитывать.

На длинной стороне дома часто выгоднее разместить воронку ближе к середине и направить желоб к ней с двух сторон либо установить две воронки. Так сокращается путь воды по желобу и уменьшается объем потока, который должен проходить через один длинный участок.

На сложной кровле расположение труб определяют с учетом ендов и мест концентрации воды. Большая площадь сама по себе еще не показывает наиболее нагруженное место: иногда сравнительно небольшой участок крыши собирает поток с двух смежных скатов через ендову.

Как расположение воронки влияет на расчет

Представим карниз длиной 12 м. Первый вариант — одна воронка находится на его краю. Вся вода должна пройти по желобу в одном направлении, причем для наиболее удаленной точки путь составит почти всю длину карниза.

Второй вариант — воронка находится примерно посередине. Желоб делится на две ветви, и каждая подает к воронке воду примерно с половины соответствующего водосбора. Максимальный путь воды сокращается почти вдвое.

Поэтому одинаковая труба может обслуживать разные по площади участки кровли в зависимости от схемы водоотвода. При расчете нужно смотреть не только на диаметр, но и на паспортную пропускную способность системы для выбранного положения воронки.

Это важно для вальмовых крыш и домов с длинными фасадами, где попытка сократить количество стояков иногда приводит к слишком длинным водосточным линиям.

Шаг 4. Рассчитываем длину желобов

После гидравлического подбора можно переходить к количеству комплектующих.

Общая длина желобов соответствует длине карнизов, на которых организован водосбор. Для обычной двускатной крыши это, как правило, два карниза. На вальмовой кровле желоба могут образовывать практически непрерывный контур по четырем сторонам здания.

Если карниз имеет длину 10 м, а в системе используются трехметровые желоба, простое деление дает: 10 / 3 = 3,33.

Значит, трех целых элементов недостаточно. Понадобится четыре трехметровых желоба либо комбинация элементов разных стандартных длин, если они предусмотрены выбранной системой.

Раскрой лучше планировать сразу для всей крыши. Остаток от одного карниза иногда можно использовать на другом, поэтому механическое округление количества элементов вверх для каждой стороны отдельно способно привести к лишнему материалу.

Шаг 5. Считаем соединители и углы

Количество соединителей зависит от раскладки желобов и конструкции конкретной системы. Если прямая водосточная линия состоит из четырех отдельных желобов, между ними потребуется три соединения. Но места установки воронок и углов могут менять схему, поскольку в некоторых системах эти детали сами соединяются с желобом без отдельного стандартного соединителя.

Внутренние и наружные углы считают по фактической геометрии карниза. Для простой двускатной крыши они могут вообще не понадобиться. Для вальмовой крыши с непрерывным водостоком обычно требуются угловые элементы по углам здания. На эркерах, пристройках и крышах сложной формы появляются дополнительные внутренние и наружные углы.

Поэтому надежнее сначала нарисовать схему желобов сверху, отметить на ней все воронки, углы, окончания и стыки, а затем считать детали. По одному только периметру дома определить комплект невозможно.

Шаг 6. Рассчитываем кронштейны желоба

Кронштейны удерживают заполненный водой желоб и воспринимают дополнительные нагрузки, поэтому их количество нельзя определять произвольно. Допустимый шаг крепления зависит от материала и конструкции системы и указывается в документации к ней.

Расчет выполняется просто: длину водосточной линии делят на установленный для выбранной системы шаг кронштейнов, после чего учитывают дополнительные держатели в местах, где они требуются конструкцией — возле воронок, углов, соединений и концов желоба.

Уменьшать количество кронштейнов ради экономии не следует. Слишком большой шаг увеличивает вероятность деформации желоба под нагрузкой воды, снега и льда.

Одновременно с количеством кронштейнов планируют уклон желоба. В приложении Л СП 17.13330.2017 для подвесной системы указано, что перепад между конечной точкой и воронкой должен обеспечивать уклон около 3 мм на погонный метр. На карнизе длиной 10 м это соответствует перепаду примерно 30 мм.

Шаг 7. Рассчитываем водосточные трубы

После определения количества воронок известно и количество вертикальных водосточных линий. Теперь нужно определить длину каждой.

Для предварительного расчета измеряют расстояние от воронки до нижней точки стояка. При этом нельзя просто принять его равным высоте стены. Воронка обычно находится за плоскостью фасада, поэтому для обхода карнизного свеса используются колена и соединяющий их отрезок трубы. Снизу также устанавливается сливное колено или выполняется соединение с системой дождевой канализации.

Если вертикальный участок одного стояка имеет длину 5,5 м, а трубы выпускаются отрезками по 3 м, на него потребуется два отрезка с соответствующим раскроем. Для нескольких одинаковых фасадов остатки труб желательно распределять между стояками, чтобы сократить отходы.

Муфты нужны там, где прямые участки трубы требуется соединить, если сама конструкция труб не предусматривает раструбного соединения. Поэтому их количество зависит от конкретной системы и раскладки, а не определяется универсальной формулой.

Шаг 8. Колена, хомуты, сливы и заглушки

Колена используются для перехода от воронки к вертикальному стояку и обхода карнизного свеса. Чаще всего такой переход состоит из двух колен и участка трубы между ними, но геометрия зависит от вылета карниза и расположения стояка относительно фасада.

Количество хомутов рассчитывают после раскладки труб. Максимальный шаг и расположение креплений следует брать из инструкции к выбранной системе: требования металлических и пластиковых водостоков могут различаться. Дополнительное крепление обычно требуется возле соединений и фасонных деталей.

Слив в нижней части стояка нужен, если вода выводится открыто. Если труба подключается непосредственно к дождеприемнику или подземной ливневой канализации, нижний узел будет другим. Заглушки желоба устанавливают только на открытых концах водосточных линий, поэтому в замкнутой системе их может быть меньше, чем при нескольких независимых карнизах.

Что должно получиться после расчета

Удобно разделить результат на две части.

Что определяем	Для чего это нужно
Водосборная площадь каждого участка	Понять, какой объем кровли обслуживает каждая линия
Расчетный расход воды	Определить необходимую пропускную способность
Сечение желоба и трубы	Выбрать размер водосточной системы
Количество и положение воронок	Распределить поток между стояками
Длина желобов	Рассчитать прямые элементы
Соединители, углы, заглушки	Собрать горизонтальную часть системы
Кронштейны	Закрепить желоб с требуемым шагом и уклоном
Длина труб	Собрать вертикальные стояки
Колена, муфты и хомуты	Выполнить переход от карниза и закрепить трубы
Нижний слив или подключение к дождеприемнику	Отвести воду от здания

Такой расчет дает не просто количество деталей, а полноценную схему водоотведения.

Почему нельзя считать водосток только по площади крыши

Самая распространенная ошибка — узнать общую площадь кровли, найти в таблице ближайший размер водостока и сразу переходить к покупке. Например, две крыши площадью 150 м² могут требовать совершенно разной схемы.

На первой это два одинаковых ската по 75 м² и две независимые водосточные линии. На второй — сложная кровля, где несколько скатов через ендовы направляют значительную часть воды на один карниз. Общая площадь одинакова, но нагрузка на отдельные желоба и воронки различается.

То же относится к домам одинакового размера в разных регионах: расчетный дождевой расход зависит от местной интенсивности осадков.

Поэтому площадь остается главным исходным параметром, но использовать ее нужно вместе со схемой водосбора и пропускной способностью конкретной водосточной системы.

Частые ошибки при расчете

Проблемы возникают не из-за арифметики, а из-за неправильно выбранной расчетной схемы:

• считают площадь всей крыши и делят ее поровну между трубами, хотя вода фактически распределяется иначе;
• не учитывают ендовы и участки, где сходятся потоки с нескольких скатов;
• выбирают диаметр только по площади дома, не проверяя пропускную способность системы;
• располагают одну воронку на длинном карнизе без проверки длины пути воды;
• считают желоба, но забывают углы, соединители, заглушки и элементы перехода к трубе;
• не учитывают отходы при раскрое желобов и труб;
• произвольно увеличивают шаг кронштейнов и хомутов;
• выводят воду из трубы непосредственно к цоколю или фундаменту, не предусматривая дальнейший отвод.

Последний пункт очень важен. Расчет водосточной системы заканчивается не у нижнего края трубы. Нужно заранее определить, куда будет поступать собранная вода: в дождеприемник и ливневую канализацию, дренажную систему — если такое решение предусмотрено проектом, либо на поверхность с организованным отводом от здания. Вода не должна концентрироваться непосредственно у цоколя и фундамента.

Нужно ли делать запас по пропускной способности

Выбирать систему точно на пределе ее расчетных возможностей нежелательно. Реальная кровля отличается от идеальной расчетной схемы: поток может концентрироваться возле ендов, желоб со временем загрязняется листьями и мусором, а фактическая интенсивность отдельного ливня может быть высокой.

При этом запас не означает, что необходимо без расчета устанавливать самые большие желоба и трубы. Правильнее подобрать типоразмер, у которого расчетная нагрузка не находится на предельном значении, особенно для сложных и больших кровель.

При сомнениях между двумя системами следует сравнивать не только диаметры, а паспортную пропускную способность, обслуживаемую площадь при конкретном расположении воронок и ограничения по монтажу.

Расчет водостока для сложной кровли

Для двускатной крыши обычно достаточно отдельно рассчитать два ската. Для вальмовой уже приходится распределять водосбор по четырем карнизам. Еще сложнее кровли с несколькими уровнями, пристройками, эркерами, ендовами и длинными участками желобов.

В таких случаях крышу сначала разбивают на отдельные водосборные зоны. Для каждой определяют площадь и путь движения воды до карниза, затем устанавливают, в какой желоб и какую воронку попадет поток. Только после этого зоны объединяют в общую схему.

Если нижний скат получает дополнительную воду с расположенной выше кровли, учитывать только его собственную площадь нельзя. В расчет должна попасть вся поверхность, вода с которой фактически поступает на этот участок. Именно поэтому сложную кровлю удобнее рассчитывать по плану, а не только по размерам фасадов.

Итог

Правильный расчет водосточной системы состоит из двух последовательных задач. Первая — определить, какой объем воды необходимо принять и отвести. Для этого рассчитывают водосборные площади, учитывают конфигурацию крыши и интенсивность дождя, выбирают пропускную способность желобов и труб и определяют количество воронок и стояков.

Только после этого переходят ко второй задаче — комплектованию системы. По длине карнизов рассчитывают желоба, по схеме — соединители, углы и заглушки, по допустимому шагу крепления — кронштейны, а по высоте фасада и геометрии карнизного свеса — трубы, колена, муфты и хомуты.

Такой подход исключает главную ошибку при подборе водостока: ситуацию, когда комплект деталей рассчитан правильно по количеству, но сама система имеет недостаточную пропускную способность.

Для простой крыши большую часть расчетов можно выполнить самостоятельно. Если кровля имеет сложную геометрию, несколько уровней и ендов или выбранный типоразмер находится близко к пределу допустимой обслуживаемой площади, систему лучше рассчитывать по проекту с учетом технических характеристик конкретного водостока.