Эволюция крыш

Эволюция крыш

МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСИЙ ИНСТИТУТ

КАЛУЖСКИЙ ФИЛИАЛ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: ИСТОРИЯ ДИЗАЙНА НАУКИ И ТЕХНИКИ

НА ТЕМУ: «ЭВОЛЮЦИЯ КРЫШ»

Выполнила студентка 4 курса

Группы ДПС-08

Вечная Анна Александровна

Руководитель-консультант:

Протопопов Е.И.

Калуга 2009

Содержание

Введение

Глава 1. Эволюция форм крыш

1.1            Влияние эволюции балки как конструктивного элемента крыши на ее форму.

1.2            Видоизменение форм крыш в зависимости от эпохи

Глава 2. Общие сведения об устройстве крыш

2.1 Понятие «крыша», «уклон». Типы крыш

2.2 Стропильный каркас

2.3 Обрешетка

Глава 3. Кровля

3.1 Современные кровли

3.2 Мягкая черепица – одно из самых популярных кровельных покрытий

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Крыша – это верхняя ограждающая конструкция здания, выполняющая несущие, гидроизолирующие и, при бесчердачных (совмещенных) крышах и теплых чердаках, теплоизолирующие функции. Кроме функции защиты, крыше отводится еще одна не менее важная роль – быть доминантой в архитектурном облике здания. Исторически сложилось так, что в первую очередь именно крыши определяли облик любого населенного пункта или целого региона, в то же время, часто обозначая и временную принадлежность построек (эпоху создания). Актуальность данного исследования обусловлена несколькими факторами.

Во-первых, облик современных городов неуклонно меняется, рядом со зданиями прошлых эпох появляются новые постройки, отвечающие последним тенденциям. К сожалению, они не всегда органично вписываются в исторический ансамбль, конкурируя, а порой и забивая своих предшественников. Изучение эволюции форм крыш по эпохам могло бы помочь архитекторам и дизайнерам разрешить данную проблему.

Во-вторых, в последнее время очевидна тенденция роста частного коттеджного строительства, и не всегда учитываются климатические особенности региона проживания при строительстве и устройстве крыши.

В-третьих, крыша всегда будет значительной частью абсолютно каждого дома, во все времена ее возведению уделялось особое внимание, постоянно совершенствовались ее конструкция, технологии устройства, применялись новые материалы. Дизайнер должен постоянно находиться в курсе событий, чтобы учитывая опыт прошлых поколений и современные технологии получать максимальный результат при работе.

Объектом исследования в данной работе является крыша, а предметом исследования ее эволюция.

Целями данной работы являются:

-изучение общего устройства крыши как конструктивного элемента дома;

-анализ, выявление особенностей устройства, форм, материалов крыши в различные временные эпохи;

-систематизированное изложение изученного материала, обобщение, выводы;

Исходя из целей исследования были сформулированы следующие задачи:

1                   Обзор исторически сложившихся типов крыш

2                   Описание методики устройства крыши

3                   Обзор современных кровельных материалов

4                   На основе исследования современных кровельных материалов, выявление одного из наиболее популярных

5                   Подробный анализ данного материала, сопоставление его плюсов и минусов

6                   Подведение итогов, выводы

При проведении исследования по данной тематике были использованы различные источники. Ресурсы интернета, а именно сайты компаний ICOPAL, SHINGLAS, TEGOLA, производящих гибкую черепицу, обзоры статей на сайтах посвященных строительству и отделке частных домов, таких как www.ivd.ru, www.kerma.ru, www.m-stone.ru, предоставляющих исчерпывающую информацию по современным кровельным материалам. Часть материала была почерпнута из периодических изданий таких как: «Новый дом», «Жилая среда», в последнем из которых была приведена сводная характеристика популярных современных кровельных материалов (статья Романа Бобкова). Сведения об историческом развитии крыши и кровли были найдены в работах следующих авторов:

Часть материала была собрана при посещении ежегодной выставки мебели в Экспоцентре, где в одном из павильонов была представлена продукция российской фирмы…по производству кровельных покрытий и литература по данной продукции.

При написании были использованы следующие методы: монографические, аналитические, синтез, сравнение.

Структура и объем курсовой работы обусловлены целью и задачами, поставленными перед исследованием. Курсовая работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Глава 1. Эволюция форм крыш

1.1 Влияние эволюции балки как конструктивного элемента крыши на ее форму

Если обратиться к истории крыш, то не трудно заметить, что многие римские и византийские сооружения (особенно дворцы и храмы) имели арочные и сводчатые перекрытия. Такие крыши оказывали довольно сильное воздействие на стены здания, а потому их делали большой толщины.

Замки средневековья строились из камня с массивными стенами, которые способны были выдержать давление сводчатых перекрытий. В то время замки строились с маленькими окошками, а вот когда пошла мода на большие светлые окна, строители призадумались: как в толстой стене сделать большие отверстия. Архитекторы древности почему-то не сразу догадались, что вместо арок можно соорудить балки для поддержания кровли. Это сейчас стропильной крыши монтаж не вызывает никаких особых затруднений, а тогда строители просто не догадывались, что если над пролетом между стенами укрепить балки или стропила, то они будут передавать вес крыши вертикально вниз и не будут оказывать никакого распирающего давления. При таком устройстве кровли давления от вертикали не возникает и стены можно делать достаточно тонкими.

Теория изгиба балок, пожалуй, - главная идея технического прогресса, которая позволила современным крышам иметь такой привлекательный вид. Без балок мы бы до сих пор жили в шатрах и шалашах, ну или в лучшем случае в толстостенных средневековых замках с маленькими почти не пропускающими солнечного света окошками.

Вообще, слово балка в переводе с древнеанглийского означает дерево, ведь именно при строительстве крыш в деревянных домах впервые были применены балки. В настоящее время их делают из железобетона, а раньше балка означала ствол какого-либо дерева или же деревянный брус. Со временем на балки была разобрана большая часть европейских лесов, и длинные брусья просто невозможно было достать. Европейским архитекторам просто не оставалось ничего другого, как придумать крышу из более коротких деталей. Именно тогда была изобретена конструкция ферма – система из нескольких треугольников, которые взаимодополняют друг друга.

В средние века была распространена самая простая разновидность фермы в форме буквы А. Нижнюю часть фермы, которая принимает на себя все горизонтальные нагрузки, называли ригелем. Такая конструкция больше всего подходит для небольших одноэтажных домов, ведь двухэтажные дома с такими перекрытиями выглядят некрасиво и непропорционально. Вот почему строители располагают ригель высоко и тем самым дают возможность разместить внутри крыши комнаты.

У таких ферм под действием веса крыши обычно выгибаются стропила, что создает боковую нагрузку на стены. Теперь фермы делают в виде буквы М. Проще говоря, если взять букву М и вписать ее в треугольник, получится стропильная ферма. Если же две буквы М поставить рядом, и надстроить, над ними еще одну перевернутую М, то в результате получится решетка, которая может выдержать практически любые нагрузки.

1.2 Видоизменение форм крыш в зависимости от эпохи

Первой рукотворной формой человеческого жилья был шатер. первобытные люди строили дома в виде двухскатного шалаша. Древние викинги делали такие дома длинными, а восточные народы строили шатры. Шатер назвать домом в принципе можно, но с большой натяжкой, ведь у него не было ни фундамента, ни окон. Сейчас, когда многие здания имеют современные съемные крыши, жизнь в шатре кажется такой первобытной. Шатер имел статичный и простой для возведения каркас. Атмосферные осадки могли легко стекать вниз, а помещения использовались максимально. Не хватало только источника света - окна в поверхности крыши.

В дальнейшем, когда стены жилища начинают строить вертикальными, крыша становится самостоятельным конструктивным элементом. Под влиянием климатических условий и традиций ее выполняют плоской или скатной, а для создания прямоугольного пространства жилища под скатной крышей устраивается потолок, который, в свою очередь, образует чердачное пространство.

Крутая скатная крыша становится наиболее видимым элементом строения, что при оформлении ее с помощью декора и убранства усиливает композиционную роль жилища в застройке. В средние века, в эпоху романтической архитектуры и готики, городские здания Северной Европы строились с высокими крышами, пространство которых состояло из нескольких используемых ярусов. Кровл имела уклон скатов 45-750. Такие дома сохранились в Германии и странах Балтии до наших дней (рис. 2А).

В России допетровского периода города застраивались зданиями с крышами разнообразных шатровых форм или высокими двускатными, силуэт и композиция которых во многом определялась значимостью объекта. В эпоху возрождения в Италии и других странах Западной Европы с увеличением габаритов помещений и зданий крутизна крыш уменьшалась. В зависимости от конструкции и формы крыши менялся и облик домов. Крыши постепенно теряли свою композиционную роль. В силуэте городской застройки стали участвовать только купольные крыши уникальных построек.

Развитие ренессанса в странах Центральной и Западной Европы тесно связано с формированием французского барокко. Форма крыш получает новое звучание. Теперь они применяются с переменным уклоном скатов от 60 до 750 и от 10 до 300, их геометрия определяет не только новую форму, но и иное зрительное восприятие. В 1640 г. французский архитектор Ф. Мансара вводит эту архитектуру как принцип завершения композиции здания, используя подкровельное чердачное пространство для жилых и хозяйственных целей. Этот чердачный этаж под скатной, крутой, изломанной крышей получает название его имени <мансарда> (рис. 2Б ).

В эпоху классицизма и ампира с увеличением высотной застройки, повышением ее плотности и размещением зданий по линии улиц, крыши почти исключаются из сферы зрительного восприятия. Уклон крыши резко снижается, а подкровельное пространство используется в основном для размещении инженерно-технических устройств. Крыши превращаются в утилитарную необходимость, а композиционная роль переходит к фасадной стене здания (рис. 2В ).

Во второй половине XIX в. и начале XX в. с развитием строительной техники, освоением новых материалов и конструкций в странах Западной Европы и России вновь применяются развитые формы крыши с использованием чердачных пространств под устройство мансардных этажей.

В начале XX века символом развития архитектурных форм становится железобетон. Геометрические формы конструктивизма и рост этажности полностью меняют архитектурный облик здания и его декоративные элементы. Крыша становится плоской. В качестве элементов архитектурного завершение верха зданий часто используются парапеты с проемами для сквозного проветривания чердачного пространства, террасы или технической надстройки (машинное отделение лифтов и др.) (рис. 2Г). В период развития индустриального жилищного домостроения форма крыши как завершающего архитектурного элемента здания была практически полностью утрачена. Крыши возводились с малым уклоном, а позднее с плоским покрытием (рис. 2Д,Е). В настоящее время можно встретить скатные крыши самых различных форм: от очень простых, до чрезвычайно сложных.

Простейшей скатной является односкатная крыша (рис. 3А). Чаще всего она используется на вспомогательных зданиях, сооружениях простой конструкции, производственных или складских корпусах. Скат крыши, как правило, обращают к наветренной стороне, защищая тем самым здание от ветра, дождя и снега.

Самой распространенной конструкцией является двускатна или щипцовая крыша, (рис. 3Б). Двускатная крыша является самой распространённой классической конструкцией. Существуют варианты крыш с висячими стропильными формами или с наклонными стропилами. К многочисленным вариантам данного типа надо отнести крыши с равномерным или неравномерным углом наклона ската или же размером карнизного свеса. Она состоит из двух скатов, направленных в противоположные стороны. Треугольные торцовые стены, образующиеся при этой форме, называются щипцами и фронтонами.

Реже встречается шатровая крыша (рис. 3Г). Она применяется в основном только для зданий с квадратным или многоугольным планом. Все скаты такой крыши, в виде равнобедренных треугольников, сходятся в одной точке. Симметричность является определяющим элементом: чистые и однозначные формы и линии, объединяющиеся на вершине. В далекие времена крутые шатровые крыши на башнях и колокольнях служили указателями путникам на природе и ориентирами в городе.

Одним из самых древних типов является вальмовая крыша (рис. 3Е). Она четырехскатная: два ската представляют собой трапеции, а два других, со стороны торцовых стен, - треугольники (они называются вальмами). Характерные черты вальмовой крыши акцентируются наличием слуховых окон. Четырехскатные крыши, в отличие от двускатных, на первый взгляд кажутся более простыми, так как не требуют устройства щипцовых стен, однако их стропильная система гораздо более сложная.

Иногда четырехскатные кровли выполняются в виде полувальмовых, (рис. 3Д). В этом случае боковые скаты (полувальмы) срезаются и имеют по линии уклона меньшую длину, чем основные скаты. Полувальмовые крыши применяют там, где существует необходимость защиты фронтона от неблагоприятных внешних воздействий.

Многощипцовую крышу устраивают на домах со сложной многоугольной формой плана. Такие крыши имеют большее количество ендов (внутренний угол) и ребер (выступающие углы, которые образуют пересечения скатов кровли), что требует высокой квалификации при выполнении кровельных работ.

В случае мансардной крыши (рис. 3В), для увеличения объема мансарды, часто выполняются скаты различных уклонов: нижние - более крутые и верхние - более пологие. Сводчатые крыши могут иметь круговое или параболическое очертание и применяются для перекрытия зданий, прямоугольных в плане.

Купольные и конические крыши применяются для перекрытий зданий кругового очертания в плане.

Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В отличие от скатных крыш, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковер должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

Перечисленные формы крыш подвергаются модификации за счет применения различных элементов, как в устройстве самого покрытия, так и в конструкции кровли. Дополнительные элементы служат для внешнего оформления крыши и повышают функциональность жилых помещений, обеспечивая освещение и вентиляцию.

Глава 2. Общие сведения об устройстве крыш

2.1 Понятие «крыша», «уклон». Типы крыш

Крыша — это верхний ограждающий элемент здания. Она более других конструктивных частей постройки противостоит природным явлениям: летом солнечные лучи нагревают и раскаляют кровлю, осенью и весной ее гидроизоляционные свойства испытывают дожди и талая вода, зимой она удерживает на себе тяжелый снежный покров, в любое время года сильные порывистые ветра устраивают ей проверку на устойчивость. Поэтому конструкция крыши должна отвечать требованиям прочности, гидро- и теплоизоляции, а кровельные материалы должны быть морозостойкими и иметь химическую и радиационную стойкость. По архитектурно-конструктивному решению различают два типа крыш: чердачные и совмещенные. По существу совмещенная крыша представляет собой гидроизоляционный ковер из нескольких слоев рубероида на битумной мастике, уложенный на чердачное перекрытие. Такие крыши обычно плоские, они не имеют уклона, а водоотвод с них осуществляется с помощью внутренних водостоков. При индивидуальном строительстве крыши такого типа устраиваются крайне редко (в основном лишь при возведении небольших хозяйственных построек).

Чердачные, скатные крыши состоят из деревянного каркаса и кровли.

При выборе формы крыши приходится учитывать многие факторы, которые влияют на ее эксплуатационные качества. Так, в соответствии с требованиями пожарной безопасности высота чердачного помещения должна быть не менее 1,6 м. В снежных районах крыши следует делать с большим уклоном, а форму лучше всего выбирать без западающих углов и разжелобков. В районах с сильными ветрами крыши нуждаются в усилении несущих конструкций.

Вообще, уклон крыши — это один из основных параметров, определяющих ее конструкцию. Значение этого параметра может варьироваться в пределах 15 — 45°. Тот или иной уклон придается крыше в зависимости от климата местности, в которой строится дом, и от вида используемого кровельного материала. Минимальный уклон — 15-20° — допустим при использовании металлической кровли; для асбестоцемента ой кровли достаточно уклона 20 — 30°; самого, большого уклона требует черепица — 35 — 45°. Произвольно уменьшать уклон крыши не рекомендуется. Увеличивать уклон можно, но до определенных пределов (он не должен быть более 70°). Существует прямая зависимость между шириной перекрываемого пролета, уклоном крыши и ее высотой: чем шире перекрываемый пролет и больше требуемый уклон, тем выше должна быть крыша.

2.2 Основные сведения о стропильном каркасе крыши

«Скелетом» крыши является стропильный каркас

В малоэтажных домах индивидуальной застройки несущей конструкцией обычно является деревянный стропильный каркас. Деревянный каркас крыши состоит из следующих конструктивных элементов: мауэрлата, стропил, затяжек, стоек, подкосов и ригелей.

Мауэрлат (плотники обычно называют его матицей) представляет собой брус сечением не менее 10 х 10 см или бревно, обтесанное с нижней стороны. Мауэрлат служит опорой для стропил и равномерно распределяет нагрузку от каркаса и кровли на наружные стены. В рубленых домах роль мауэрлата обычно выполняет верхний венец сруба.

Стропила принимают на себя вес кровли, снега и давление ветра, поэтому древесина для их изготовления не должна иметь никаких изъянов: гнили, червоточин, выпадных сучков, трещин в зонах соединения, трещин вне зон соединения. Размер сечения стропил подбирается в зависимости от их длины и расстояния между ними.

Страницы: 1, 2