Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Метеорологическая крыша

По углу наклона крыши древних китайских домов можно определить некоторые особенности климата в прошлом.

Покажи мне крышу своего дома и я скажу... Нет, не кто ты, а всего лишь, насколько снежные были зимы, когда строилось твоё жилище. По крайней мере, это работает для зданий, сооружённых в Китае за прошедшие тысячу с небольшим лет. Исследователи из Нанкинского университета и Китайской академии наук обнаружили одну занятную связь между углом наклона крыши традиционных китайских домов и особенностями климата, который был в период, когда возводились те дома. О чём они и написали статью в Science Advances

Фото: Alex Berger/Flickr.com 

Параметр HSR рассчитывается, как отношение высоты крыши к ширине её основания. Чем он больше, тем более остроконечна крыша. Красная сплошная линия на графике показывает среднее значение HSR для разных исторических периодов. Снизу на графике приведены отклонения средней зимней температуры. Чёрными звёздочками отмечены значения HSR, рассчитанные для четырёх крыш зданий, построенных в разное время в храмовом комплексе Лунмынь в провинции Шаньси. Илл.: SIYANG LI et al, Science Advances 2021

Крыша любого дома в первую очередь должна защищать его жильцов и имущество от дождя летом и от снега зимой. А ещё желательно, чтобы она была красивой. С неповторимым стилем традиционных китайских зданий всё в порядке, поэтому давайте разберёмся, как функционирует крыша по своему прямому назначению. Возьмём обычную двускатную крышу. Её главный параметр — это угол ската: есть дома с острой крышей, есть с пологой, а есть с плоской. Последний тип в наши дни представляет непростую задачу даже для современного строительства с его разнообразием стройматериалов. Чего уж говорить о китайских строителях эпохи Средневековья.

Поэтому у классической крыши из дерева и черепицы должен быть уклон. Чем он больше, тем лучше с крыши будет стекать вода, а зимой на ней не будет скапливаться снег. Так почему не делать крышу как можно более острой? Чем больше крутизна крыши, тем на ней сложнее закрепить ту же черепицу, а ещё на неё возрастает ветровая нагрузка — сильный ветер может её просто-напросто сдуть. Если же сделать крышу слишком пологой, то в снежную зиму на ней может скопиться столько снега, что несущие конструкции крыши не выдержат и она обвалится на головы жильцов. А ещё остроконечная крыша получается дороже, потому что на неё нужно больше материала.

Исследователи изучили «остроконечность» крыш примерно у двух сотен зданий, построенных в разное время в северной части центрального и восточного Китая в промежутке от 750 до 1750 гг. Оказалось, что она очень хорошо соотносится с климатическими изменениями, в том числе с тем, насколько снежными были зимы. Чем больше снега выпадало в зимний период, тем более острыми делались крыши у вновь возводимых зданий. И наоборот, когда климат становился мягче, крыши постепенно уплощались. Но не сразу, а с запаздыванием примерно в 30 лет, т. е. примерно одно поколение китайских строителей продолжало возводить крыши ещё «как это делали отцы и деды» и только потом, под напором объективной реальности в виде снежных сугробов или раздутой сметы на строительство, уже меняли технологию. Поскольку в наше время учёные прогнозируют глобальные изменения климата, то и тем, кто сейчас собирается строить дома, было бы неплохо учесть это при проектировании будущих конструкций.

Автор: Максим Абаев

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)






Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее