СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ КРЫШИ И ЕЁ ПОСТРОЕНИЕ

Основные определения и уклоны крыши.

Верхнее покрытие (рис. 138, слева) большинства гражданских зданий состоит из: верхнего перекрытия, называемого чердачным и предназначенного для предохранения помещений от охлаждения, и крыши, предназначенной для защиты здания от осадков, ветра и солнечной радиации.

Верхний покров крыши, непосредственно воспринимающий атмосферные осадки и служащий для сбора и отвода их, называется кровлей.

Кровля поддерживается специальной конструкцией, состоящей из обрешётки (рис. 138, слева), непосредственно несущей кровлю, и стропил, передающих нагрузку от собственного веса крыши, снега, ветра и т. д. на стены и внутренние опоры.

Помещение, образующееся между чердачным перекрытием и крышей, называется чердаком.

В некоторых случаях возможно совмещение верхнего тёплого перекрытия с крышей (рис. 138, справа). В этом случае чердак отсутствует, и верхнее покрытие, предохраняющее здание одновременно и от осадков и от охлаждения, носит название теплой крыши.

Кровля должна быть водонепроницаемой для собирающихся на ней дождевых и талых вод. В целях беспрепятственного отвода этих вод кровля выполняется в виде системы наклонных плоскостей, называемых скатами кровли.

Пересечения скатов кровли образуют выступающие углы, которые называются рёбрами. Верхнее горизонтальное ребро, являющееся пересечением продольных скатов, называется коньком.

Пересечения скатов, образующие входящие углы, называются разжелобками или ендовами.

Дождевые и талые воды, попадающие на кровлю, собираются расположенными у обреза ската кровли жалобами и отводятся к водоспускам, по которым сбрасываются вниз. Нижняя часть ската между жолобом и обрезом кровли называется спуском. Спуск кровли заканчивается капельником предотвращающим затекание воды на карниз и стену.

Водоспуски могут быть осуществлены в виде:

1) наружных водосточных труб, расположенных у внешних стен зданий (обычное решение);

2) внутренних водостоков, отводящих воду в ливневую канализацию (применяются главным образом при плоских кровлях).

Наконец, в некоторых случаях (при небольшой высоте зданий и небольшой площади кровли) вода может быть сброшена на землю без жолобов и водоспусков, непосредственно с обреза крыши.

Уклон скатов крыши назначается в зависимости от материалов, применяемых для устройства кровли, от способов их укладки и от климатических условий района, в котором возводится здание.

При проектировании уклон крыши обозначается:

1) в градусах;

2) тангенсом угла наклона, т. е. отношением подъёма ската крыши h к его заложению а (эта величина выражается в простых или десятичных дробях);

3) отношением h/l=h/2a подъема ската к пролету крыши для симметричных двускатных крыш;

4) в процентах (для крыш с небольшим уклоном).

Все применяемые в зависимости от необходимой величины уклонов кровельные материалы могут быть разделены на четыре группы, для которых в табл. 47 приведены величины нормальных уклонов.

Таблица 47

Нормальные уклоны крыши для кровель из различных материалов

Условно кровли из материалов IV группы, когда они делаются с небольшими уклонами (3 - 10%), называются плоскими.

Уклоны разжелобков (ендов) и жолобов получаются значительно меньше, чем уклоны нормальных скатов, в то же время по жолобам и ендовам протекает наибольщее количество воды; поэтому сохранность и водонепроницаемость кровли в ендовах и жолобах требуют серьёзного внимания.

Геометрические формы крыши.

Форма крыши должна быть возможно проще. При сложной крыше получается много ендов, которые, как указывалось, являются наименее надежным местом кровли. Кроме того, в ендовах скапливается снег,

и потому увеличивается нагрузка на стропила. Применяются следующие формы скатных крыш.

Односкатная крыша (рис. 139, фиг. 1) применяется для зданий расположенных на городских улицах, на которых не разрешены водоотвод (водосточные трубы) и сбрасывание снега, а также для построек, примыкающих продольной стороной к существующему зданию на границе соседнего участка. Двускатная или щипцовая крыша (рис. 139, фиг. 2) состоит из двух скатов, направленных в противоположные стороны. Треугольные торцовые стены, образующиеся при этой крыше, называются щипцами или фронтонами. Двускатная крыша применяется часто как для отдельно стоящих зданий, так и для зданий, прилегающих торцовой стеной к другим зданиям.

Четырёхскатная крыша (рис. 139, фиг. 3) имеет скаты на четыре стороны. Эта крыша иногда называется также шатровой или вальмовой, а скаты со стороны торцовых стен - вальмами. Четырёхскатные крыши, в отличие от двускатных, не требуют устройства щипцовых стен, но конструкция стропил получается более сложной, чем при двускатной крыше.

Иногда четырёхскатные кровли выполняются в виде полувальмовых (полу-щищовых). В этом случае боковые скаты (полувалъмы) срезают только часть щипца, вследствие чего полувальмы имеют по линии уклона меньшую длину, чем основные скаты. Полувальма может быть расположена вверху в виде треугольника, причём образуется трапециевидный щипец (рис. 139, фиг. 4), или анизу в виде трапеции (рис. 139, фиг. 5), и тогда вверху образуется небольшой треугольный щипец, лежащий вне плоскости стены. Полувальмовые крыши применяются как архитектурная форма преимущественно в дачном и сельском строительстве.

Шатровая крыша (рис. 139, фиг. 6) применяется для зданий с квадратным или многоугольным планом. Все скаты такой крыши, в виде равнобедренных треугольников, сходятся вершинами в одной точке.

Пирамидальная крыша, имеющая весьма большой подъём, носит название шпица (рис. 139, фиг. 11).

Многощипцовая крыша применяется для покрытия квадратных или многоугольных зданий. Четырехщипцовая крыша над квадратным зданием образуется пересечением двухскатных крыш под прямым углом (рис. 139, фиг. 7). Четырехщипцовая крыша над зданием, имеющим прямоугольный план, показана на рис. 139, фиг. 8. В многощипцовой крыше всегда получается большое количество ендов.

Мансардные крыши применяются при использовании чердака для жилья или для хозяйственных помещений. В этом случае для увеличения объёма чердака крыша выполняется со скатами различных уклонов: нижним - более крутым и верхним - пологим. Крыша, представленная на рис. 139, фиг. 9, имеет очертание по правильному восьмиугольнику. Мансардная вальмовая крыша показана на фиг. 10, а полувальмовая - на фиг. 9.

Сводчатые крыши (рис. 139, фиг. 12) могут иметь круговое или параболическое очертание и применяются для перекрытия общественных иди промышленных зданий, прямоугольных в плане.

Купольные и конические крыши применяются для перекрытия зданий кругового очертания в плане. Сферический купол дан на рис. 139, фиг. 13, плоский конический на фиг. 14 и конический (шпиц) на фиг. 15.

Построение крыш в плане.

На рис. 139 были показаны формы крыш над зданиями, имеющими в плане вид прямоугольника или правильного многоугольника. Большей частью, однако, здания имеют более сложный план в виде сочетания простых геометрических фигур. В крыше при этом появляются дополнительные рёбра и разжелобки, которые могут быть построены в плане крыши, исходя из следующих геометрических положений:

1) при одинаковых уклонах скатов все ребра и разжелобки в плане направлены по биссектрисам углов, образованных пересекающимися карнизными линиями; 2) линия конька крыши проходит через точку пересечения рёбер и разжелобков.

Поясним порядок построения плана крыши на нескольких конкретных примерах (рис. 140, фиг. 1 - 18).

Если здание имеет план в виде двух прямоугольников одинаковой ширины, расположенных под прямым углом (фиг. 1), то двускатные крыши над ними пересекаются по линии abc под углом 45° к карнизам и образуют ребро ab и разжелобок bc. На фиг. 2 показано построение плана крыши при примыкании к широкому зданию с четырехскатной крышей adcf узкого здания cgth с двускатной крышей. Конёк крыши узкого здания проводится до пересечения в точке т с ребром cb. Разжелобок mt соединяет точку т с углом t карнизных линий.

При пересечении широкой трехскатной крыши с узкой односкатной (фиг. 3) образуется разжелобок ab. При пересечении трёхскатной крыши с односкатной большей высоты (фиг. 4) разжелобок be надо вести под углом 45° из точки пересечения карнизов с до пересечения в точке b с коньком. Ребро ab начинается в точке b и направлено под углом 45°.

Последние два случая встречаются при застройке участка, смежного с застроенным.

Пересечение под прямым углом широкой четырёхскатной крыши с узкой двускатной показано на фиг. 5. В пересечении получаются разжелобки ab и cb, направленные под углом 45° из точки пересечения карнизных линий а и с.

Если двускатная кровля имеет ту же ширину, что четырёхскатная (фиг. 6), то разжелобки пересекаются в точке в пересечения коньков.

Если в рассмотренных примерах (фиг. 5 и б) примыкающая крыша - трёхскатная, основное построение не меняется (фиг. 6).

При пересечении четырёхскатной крыши шириной В с более широкой двускатной А (фиг. 7) разжелобки ab и cd пересекаются с коньком узкой крыши в точках ft и с. Из этих точек, под углом 45°, к коньку широкой кровли надо направить рёбра be и се.

На фиг. 8 показано построение крыши над пристройками fe и kg, примыкающими к четырёхскатной крыше abed. Разжелобки ns и ot направлены из точек пересечения карнизов до пересечения с рёбрами be и cm основной крыши в точках п и о. Через эти точки, очевидно, пройдут коньки пристроек рп и or. Величина их равна ширине выступа пристроек fs и kt.

На фиг. 9 показано примыкание двух вальмовых крыш. Во избежание образования горизонтального разжелобка ой в месте примыкания делают дополнительный конек cd нормально к аb; в этом случае образуются два разжелобка ad и be.

На фиг. 10 показано пересечение углами двух вальмовых крыш, причём рёбра пересекающихся вальм bd и be в плане расположены на одной прямой. В этом, случае линия пересечения скатов 7 и 3 образует разжелобок ab, а скатов 2 и 4 - разжелобок be.

На фиг. 11 и 12 показано пересечение углами двух вальмовых крыш, когда ребра da и bf не расположены в плане на одной прямой. В этом случае при пересечении скатов образуются конек ab и разжелобки ас и be.

При устройстве полувальмовой крыши А (фиг. 10) или при наличии фронтонного выступа В по продольной оси здания (фиг. 11) получаются небольшие треугольные боковые скаты С и D.

При построении многогранной вальмовой крыши (фиг. 12) рёбра ko, lo, mot по направляются по биссектрисам внутренних углов многоугольника klmn.

При устройстве малой грани pgq рёбра крыши qg и pg (биссектрисы углов) пересекаются в точке g, переходя в одно ребро gf.

На фиг. 13 дано построение четырёхскатной крыши над зданием аа' bb' с' несколькими выступами. Строим сначала крыши основного объёма здания аа'bbf с коньком tt'. Потом пристраиваем крыши больших выступов А к С. Далее, к основной крыше и большим выступам пристраиваем малые выступы В, D, Е и F. Самый высокий конёк tt' основного объёма переходит на средний конёк r's' выступа С и ещё ниже - на конёк m'о' малой пристройки D. Длина малых коньков e'd', f'k' и m'о' равна размеру выступов с'с, fk и mо.

На фиг. 14 показано угловое сопряжение двух корпусов разной ширины.

Фасадный скошенный угол cd параллелен внутреннему скосу bm. Ввиду этого конек ge, как пересечение скатов 2 и 3, параллелен стенам cd и bm. Деля углы биссектрисами сf, dg, be и mn, увидим, что плоскость 7 пересекается с плоскостью 2 по коньку ef, а плоскость 3 с плоскостью 4 - по коньку gh. Конёк ef лежит на биссектрисе угла bkc пересечения стен ab и dc; конёк gh является биссектрисой угла dnm. Это геометрически правильное решение даёт, однако, некрасивую линию коньков с двумя наклонными коньками ef и gh.

На фиг. 15 приведено построение той же крыши, но более приятное по внешнему виду, что достигается введением более крутого ската 2 и пологой вставки 3, заменяющей скат 3 на фиг. 14. Скаты 5 и 7 пересекаются непосредственно. Введены дополнительные скаты 6 и 7, опирающиеся на стены cd и de мысленного угла cde; скашивая угол cde по се, делаем более крутой скат 2 (ebc).

На фиг. 16 показано построение крыши на косоугольном плане.

На фиг. 17 и 18 один и тот же план перекрыт Двумя способами: на фиг. 17 конек АВ пересечения граней 7 и 2, наклоненный к горизонту и непараллельный карнизам крыши, даёт плохое архитектурное решение; на фиг. 18 на участке треугольника ABC введена «плоская» крыша, грани которой АС и АВ производят снизу впечатление горизонтального конька.

Чердак и его значение.

Чердаки необходимы во всяком здании для размещения в них верхней разводки труб центрального отопления, сборных вентиляционных каналов, шахт и т. п. устройств. При скатных крышах чердак обычно имеет для этого достаточные размеры; при плоских теплых крышах чердак всё же устраивается хотя бы над частью здания для размещения в нём указанных устройств. При односкатных и мансардных крышах размеры чердака настолько велики, что целесообразно использовать его под жильё.

Преимуществами чердачных покрытий являются:

1) возможность возведения кровли тотчас после окончания стен, что позволяет вести работы и по устройству перекрытий (в том числе чердачного), и по внутренней отделке в здании, защищенном от атмосферных осадков;

2) легкий и надежный надзор за состоянием кровли и стропил;

3) возможность хорошего сквозного проветривания чердака ,с помощью слуховых окон и других отверстий, что предохраняет деревянные конструкции от гниения.

Однако чердаки часто служат причиной пожаров; поэтому к ним предъявляется целый ряд пожарных требований:

1) габарит чердака должен допускать возможность беспрепятственного прохода по нему. Для этого наименьшая высота его в месте прохода должна быть 1,6- 1,8 м. При наличии выступающих над полом коробов и труб над ними должны быть сделаны переходы с лестницами;

2) чердак должен быть разделён на отсеки брандмауэрами;

3) в каждом отсеке между-двумя брандмауэрами должно быть не менее двух выходов на лестницы, из которых одна может быть пожарная;

4) слуховые окна во время пожара служат для выхода на крышу; поэтому слуховые окна должны иметь приставные стационарные лестницы;

5) если часть чердака в каменных зданиях используется под жильё (в мансардах), то эти помещения должны быть отделены от чердачных огнестойкими и .полуогнестойкими перегородками.