Уклонообразующий слой: Уклонообразующий слой неэксплуатируемых плоских крыш

Содержание

Уклонообразующий слой неэксплуатируемых плоских крыш

Как мы уже говорили ранее, уклон крыши необходим для эффективного отвода воды с поверхности ската. При нарушении уклона крыши образуются застойные зоны, которые способствуют быстрому разрушению водоизоляционного ковра.

На плоских кровлях с основным уклоном более 1,5 % существенно снижается риск возможных протечек:

  • сокращается количество застойных зон;
  • снижается нагрузка на основание;
  • повышается устойчивость конструкции к повреждению микроорганизмами, проколам гидроизоляции корнями растений.

Уклоны кровель определяют в соответствии с нормами проектирования зданий и сооружений.

Для обеспечения максимального срока службы кровельного покрытия уклон основания должен составлять не менее 1,5%. Для неэксплуатируемых инверсионных крыш и эксплуатируемых крыш крыш уклон должен составлять от 1,5 до 3%.

Рекомендуется выдерживать минимальный уклон в 1,5%. При таком уклоне с поверхности кровельного ковра осуществляется полный отвод воды по наружным или внутренним водостокам.

Уклон основания под кровлю может быть задан несущими конструкциями крыши или уклонообразующим слоем.

Для максимально быстрого и полного удаления воды с крыши выполняют контруклоны в ендовах, в примыканиях к зенитным фонарям и прочим элементам со стенками, расположенными перпендикулярно уклону.

Для устройства уклонообразующего слоя рекомендуется использовать материалы, приведенные в таблице ниже.

Материал уклонообразующего слоя

Величина

уклонов

Несущие

основание*

Нагрузки

на кровлю

Примечания

Каменная вата

1,7 % и 4,2 %

СЖ, М, ПН

Пешеходные

Клиновидные плиты теплоизоляции облегчают вес кровельной конструкции,

экономят время на укладку всей системы и создают на кровле уклоны без применения «мокрых» процессов, что очень важно в условиях низких температур

Экструзионный пенополистирол XPS

1,7 % и 3,4 %, 8,3 %

СЖ, М, ПН

Пешеходные

Пенополиизацианурат PIR

1,7 % и 3,4 %

СЖ, М, ПН

Пешеходные

Сыпучие материалы

(керамзитовый гравий, перлит и т. п.)

От 1,5 %

СЖ, М

Пешеходные

При устройстве уклонообразующего слоя из сыпучих материалов по минеральной теплоизоляции рекомендуется использовать разделительный слой из пергамина или рубероида. Пергамин (рубероид) предотвратит увлажнение минеральной теплоизоляции цементным молоком. Заменять пергамин на полимерную пленку не рекомендуется.

Легкие бетоны

(пенобетон,

керамзитобетон и т. п.)

От 1,5%

СЖ, М

Любые

Рекомендуется выполнять на крышах с высокими эксплуатационными нагрузками, например, эксплуатируемых крышах

Цементно-песчаные

составы

1,5 % – 10 %

СЖ, М

Пешеходные

Рекомендуется применять на небольших площадях

Примечание: 1 – СЖ – несущее основание из сборного железобетона; М – несущее основание из монолитного железобетона; ПН – несущее основание из профилированного настила.

Прочность уклонообразующего слоя зависит от величины нагрузок, действующих на крышу. Расчет нагрузок осуществляют в соответствии с СП 20.13330.

 

Общие сведения о уклонообразующем слое на кровле

Уклоны нужны для отвода воды с крыши. Для полного отвода с поверхности кровельного ковра воды по наружным и внутренним водостокам рекомендуется соблюдать уклон не менее 1,5%.

В качестве уклонообразующего слоя могут быть использованы засыпные утеплители (керамзитовый гравий, перлит и прочее), легкие бетонные смеси (пенобетон, керамзитобетон, перлитобетон), цементно-песчаные составы или клиновидные плиты утеплителя.

Важно! Уклонообразующий слой может быть сформирован несущими плитами покрытия при проектировании крыши.


Формирование уклона кровли из керамзитового гравия

На основание устанавливаются маячные рейки по выверенным нивелиром отметкам с шагом 2–3 м.

Далее материал засыпается и выравнивается по маячным рейкам.

По уклонообразующему слою укладывается армирующая сетка из проволоки Вр3 размером ячейки 150×150 мм и выполняется стяжка из цементно-песчаного раствора.

Устройство уклонообразующего слоя из клиновидных плит ТЕХНОНИКОЛЬ


Самым быстрым и наиболее удобным способом создания уклона является применение клиновидных плит теплоизоляции с заданным уклоном. Уклонообразующие плиты ТЕХНОНИКОЛЬ не следует рассматривать как альтернативу теплоизоляционным плитам.

Фиксацию клиновидных плит выполняют таким же способом, как и теплоизоляционный слой.

Клиновидные плиты для формирования основного уклона на кровле:

  • Экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE 1,7%
  • Минераловатные плиты ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 1,7%
  • Плиты из пенополиизоцианурата LOGICPIR СХМ/СХМ SLOPE 1,7%

Плиты из набора «А» и «В» создают основной уклон на кровле от ендовы до конька равный 1,7%. Плиты укладывают на верхний слой основной теплоизоляции.


Плиты XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE 1,7% и LOGICPIR СХМ/СХМ SLOPE 1,7 %

Плиты ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 1,7%

Уклон начинают собирать от низшей точки кровли — от воронки, ендовы или свеса.

В качестве доборной плиты, при формировании уклона, используют плиты толщиной 40 мм.

Устройство основного уклона

Для формирования разуклонки между воронками в ендовах, контруклон от парапета, зенитных фонарей, вентиляционных шахт и прочих элементов применяются плиты:

  • Экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE 3,4% и 8,3%(предназначены для устройства разуклонки между воронками в ендовах, контруклонов на кровле с основным уклоном более 3%).
  • Минераловатные плиты ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 4,2%.
  • Плиты из пенополиизоцианурата LOGICPIR СХМ/СХМ SLOPE 3,4%.

Плиты XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE 3,4% (элементы J, К, C) и 8,3% (элемент М, C)

Плиты LOGICPIR СХМ/СХМ SLOPE 3,4 % (элементы J, С, K)

Плиты ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 4,2 % (элементы А, В) и доборная плита (элемент С)

При использовании плит XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE 3,4% первый ряд укладывают плитами «J», второй — плитами «К».

Далее, если требуется, установите доборную плиту из экструзионного пенополистирола толщиной 40 мм и повторяйте раскладку плит: сначала ряд плит «J», затем ряд плит «К».

При использовании плит LOGICPIR СХМ/СХМ SLOPE 3,4 % первый ряд укладывают плитами «J», далее, установите доборную плиту из плит PIR толщиной 40 мм и повторяйте укладку элементов «J».

При использовании плит ТЕХНОРУФ Н ПРОФ КЛИН 4,2 % первый ряд укладывают плитами «А», второй — плитами «В».

Далее, если требуется, установите доборную плиту элемент «С» толщиной 40 мм и повторяйте раскладку плит: сначала ряд плит «А», затем ряд плит «В».

Основываясь на опыте расчетов в проектно-расчетном центре, мы разработали следующую таблицу, которая позволяет подобрать оптимальное соотношение сторон ромба а:b (см. рис. ниже), а также удовлетворяем нормативным требованиям. Рекомендуем использовать ее в работе.

Уклон %

Соотношение а:b

1,5

1:2,5

1,6

1:3

1,7

1:3

1,8

1:3

1,9

1:3,5

2,0

1:3,5

2,1

1:4

2,2

1:4

2,3

1:4

2,4

1:4,5

2,5

1:4,5

2,6

1:5

2,7

1:5

2,8

1:5

2,9

1:5

3,0

1:5

3. 1 и более

1:6

Соотношение более чем 1:6 лучше не использовать, т.к. в этом случае уклон по центральной грани ромба будет менее 0,5%.

Связанные статьи:

Общие сведения о клиновидной теплоизоляции
Как посчитать уклоны из клиновидной теплоизоляции? 
Нужно ли делать разуклонку между воронками в случае, если основной уклон задан конструкциями?
Какую ширину ромбов из клиновидной теплоизоляции принимать для устройства контруклонов между воронками?
Устройство клиновидной изоляции в несколько слоев.
Как определить количество слоев изоляции в зависимости от основного уклона?

Как работает уклон—ArcGIS Pro | Документация

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Доступно с лицензией 3D Analyst.

Инструмент «Уклон» определяет крутизну каждой ячейки растровой поверхности. Чем меньше значение уклона, тем ровнее местность; чем выше значение уклона, тем круче местность.

Инструмент «Параметры поверхности» обеспечивает более новую реализацию уклона и рекомендуется для использования вместо инструмента «Уклон». Инструмент «Уклон» подгоняет плоскость к девяти локальным ячейкам, но плоскость может не быть хорошим описанием ландшафта и может маскировать или преувеличивать интересующие естественные вариации. Инструмент «Параметры поверхности» подгоняет поверхность к окрестностям ячеек, а не к плоскости, что обеспечивает более естественное соответствие рельефу.

Инструмент «Уклон» использует окно ячеек 3 на 3 для вычисления значения, а инструмент «Параметры поверхности» допускает размер окна от 3 на 3 до 15 на 15 ячеек. Окна большего размера полезны при работе с данными высот с высоким разрешением для захвата процессов на поверхности земли в соответствующем масштабе. Параметры поверхности также предоставляют опцию адаптивного окна, которая оценивает локальную изменчивость ландшафта и определяет наибольший подходящий размер окрестности для каждой ячейки.

Это может быть полезно при плавном однородном рельефе, прерываемом ручьями, дорогами или резкими изломами склона.

Вы можете продолжать использовать традиционный подход инструмента «Уклон», если вам нужно, чтобы результаты точно соответствовали предыдущим запускам инструмента или если быстрое время выполнения важнее, чем лучший алгоритм.

Выходной растр уклона может быть рассчитан в двух типах единиц измерения: градусах или процентах (процент подъема). Рост в процентах можно лучше понять, если рассматривать его как рост, деленный на пробег, умноженный на 100. Рассмотрим треугольник

B ниже. При угле 45 градусов подъем равен разбегу, а процент подъема равен 100 процентам. По мере приближения угла наклона к вертикали (90 градусов), как и в треугольнике C , процент подъема начинает приближаться к бесконечности.

Сравнение значений наклона в градусах и процентах.

Инструмент «Уклон» чаще всего запускается для набора данных высот, как показано на следующих рисунках. Более крутые склоны отображаются на выходном растре склонов более темно-коричневым цветом.

Инструмент также можно использовать с другими типами непрерывных данных, такими как население, для выявления резких изменений стоимости.

Методы расчета и краевой эффект

Для вычисления наклона доступны два метода. Вы можете выбрать между выполнением планарных или геодезических расчетов с помощью параметра «Метод».

Для планарного метода наклон измеряется как максимальная скорость изменения значения от ячейки к ее непосредственным соседям. Расчет выполняется на спроецированную плоскую плоскость с использованием двухмерной декартовой системы координат. Значение наклона вычисляется с использованием конечно-разностной оценки третьего порядка.

При использовании геодезического метода расчет будет выполняться в трехмерной декартовой системе координат с учетом формы Земли как эллипсоида. Значение уклона рассчитывается путем измерения угла между топографической поверхностью и опорной точкой.

Как планарные, так и геодезические вычисления выполняются с использованием окрестности 3 на 3 ячейки (движущееся окно). Для каждой окрестности, если обрабатываемая (центральная) ячейка имеет значение «Нет данных», выходные данные — «Нет данных». Вычисление также требует, чтобы по крайней мере семь ячеек, соседних с обрабатывающей ячейкой, имели действительные значения. Если допустимых ячеек меньше семи, вычисление не будет выполнено, и выход в этой обрабатываемой ячейке будет NoData.

Ячейки в крайних строках и столбцах выходного растра будут иметь значение NoData. Это связано с тем, что вдоль границы входного набора данных у этих ячеек недостаточно допустимых соседей.

Планарный метод

Уклон вычисляется как скорость изменения (дельта) поверхности в горизонтальном (dz/dx) и вертикальном (dz/dy) направлениях от центральной ячейки к каждой соседней ячейке. Основной алгоритм, используемый для расчета уклона, выглядит следующим образом:

  наклон_радианы  = ATAN ( √ ([dz/dx]  2  + [dz/dy]  2  )) 

Уклон обычно измеряется в единицах градусов, который использует следующий алгоритм:

  наклон_градусов  = ATAN ( √ ([dz/dx]  2  + [dz/dy]  2  )) * 57,29578 

Значение 57,29578, показанное здесь, является усеченной версией результата 180/pi.

Алгоритм наклона также можно интерпретировать следующим образом:

  уклон_градусов  = ATAN (  подъем_прогон  ) * 57,29578 

Значения центральной ячейки и ее восьми соседей определяют горизонтальную и вертикальную дельты. Соседи идентифицируются как письма с

по 9от 0016 до i , где e представляет ячейку, для которой рассчитывается наклон.

Окно сканирования поверхности

Скорость изменения в направлении x для ячейки e рассчитывается по следующему алгоритму:

 [DZ/ DX] = (( C  + 2  F  +  I )*4/ WGHT1  - ( A  + 2  D  +  G )*4/ WGHT2  +  G )*4/ WGHT2  +  G )*4/ WGHT2  +  G )* ) / (8 *  x_cellsize  ) 
  • где:

    wght1 и wght2 — это горизонтальное взвешенное количество действительных ячеек.

    Например, если:

    • c , f и i имеют допустимые значения, wght1 = (1+2*1+1) = 4.
      +2*1+0) = 3.
    • f – NoData, wght1 = (1+2*0+1) = 2.

    Аналогичная логика применима к wght2 , за исключением соседних местоположений a , d и g .

Скорость изменения в направлении y для ячейки e рассчитывается по следующему алгоритму:

 [DZ/ DY] = ( G  + 2  H  +  I )*4/ WGHT3  - ( A  + 2  B  +  C )*4/ WGHT4 6 +  C )*4/ WGHT4  +  C )*4/ WGHT4  +  C )*4/ WGHT4  +  C )* ) / (8 *  y_cellsize  ) 

Пример расчета плоского уклона

В качестве примера будет рассчитано значение наклона центральной ячейки движущегося окна, показанного ниже.

Пример наклона ввода

Скорость изменения в направлении x для центральной ячейки e :

 [DZ/ DX] = ((
C
+ 2 F + I )*4/ WGHT1 - ( A + 2 D + G )*4/ WGHT2 + G )*4/ WGHT2 + G ) ) / (8 * x_cellsize ) = ((50 + 60 + 10)*4/(1+2+1) - (50 + 60 + 8)*4/(1+2+1)) / (8 * 5) = (120 - 118) / 40 = 0,05

Скорость изменения в направлении Y для ячейки e :

 [DZ/ DY] = ( G  + 2  H  +  I )*4/ WGHT3  - ( A  + 2  B  +  C )*4/ WGHT4 6 +  C )*4/ WGHT4  +  C )*4/ WGHT4  +  C )*4/ WGHT4  +  C )* ) / (8 *  y_cellsize  )
          = ((8 + 20 + 10)*4/(1+2+1) - (50 + 90 + 50)*4/(1+2+1)) / (8 * 5)
          = (38 - 190) / 40
          = -3,8 

Принимая скорость изменения в направлениях x и y, наклон для центральной ячейки e рассчитывается по следующей формуле:

  подъем_пробег  = √ ([dz/dx] 
2
+ [dz/dy] 2 ) = √ ((0,05) 2 + (-3,8) 2 ) = √ (0,0025 + 14,44) = 3,80032
  уклон_градусов  = ATAN ( подъем_пробег ) * 57,29578
                = АТАН (3,80032) * 57,29578
                = 1,31349 * 57,29578
                = 75,25762 

Целочисленное значение наклона для ячейки e это 75 градусов.

Выходные данные примера уклона

Геодезический метод

Геодезический метод измеряет уклон в геоцентрической трехмерной системе координат, также называемой системой координат, ориентированной на Землю, закрепленной на Земле (ECEF), путем рассмотрения формы Земли как эллипсоида. Результат вычислений не будет зависеть от того, как проецируется набор данных. Он будет использовать z-единицы входного растра, если они определены в пространственной привязке. Если пространственная привязка входных данных не определяет z-единицы, вам нужно будет сделать это с параметром z-unit. Геодезический метод дает более точный уклон, чем планарный метод.

Преобразование геодезических координат

Система координат ECEF представляет собой трехмерную правостороннюю декартову систему координат с центром Земли в качестве начала координат, где любое местоположение представлено координатами X, Y и Z. На следующем рисунке показан пример целевого местоположения T, выраженного в геоцентрических координатах.

Растр поверхности преобразуется из входной системы координат в трехмерную геоцентрическую систему координат.

Геодезические вычисления используют координаты X, Y, Z, которые вычисляются на основе его геодезических координат (широта φ, долгота λ, высота h). Если система координат входного растра поверхности является системой координат проекции (PCS), растр сначала перепроецируется в географическую систему координат (GCS), где каждое местоположение имеет геодезическую координату, а затем преобразуется в систему координат ECEF. Высота h (значение z) представляет собой высоту эллипсоида относительно поверхности эллипсоида. См. иллюстрацию ниже.

Высота эллипсоида

Для преобразования в координаты ECEF из геодезических координат (широта φ, долгота λ, высота h) используйте следующие формулы: ) COS φ COS λ

  Y  = ( N  ( φ )+  H ) COS 
φ
SIN λ

Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z . / а 2 * Н ( φ )+ h )sin φ

  • где:
    • N( φ ) = a 2 / √( a 2 cos φ 2 + b 2 sin φ 2 )
    • φ = широта
    • λ = долгота
    • h = высота эллипсоида
    • a = большая ось эллипсоида
    • b = малая ось эллипсоида

В приведенных выше формулах высота эллипсоида h указана в метрах. Если единица измерения z вашего входного растра указана в любой другой единице измерения, она будет преобразована в метры.

Вычисление уклона

Геодезический уклон — это угол, образованный между топографической поверхностью и поверхностью эллипсоида. Любая поверхность, параллельная поверхности эллипсоида, имеет наклон, равный 0. Чтобы вычислить наклон в каждом месте, плоскость соседства ячеек размером 3 на 3 помещается вокруг каждой обрабатываемой ячейки с использованием метода наименьших квадратов (LSM). Наилучшее соответствие в LSM минимизирует сумму квадратов разности (dz i ) между фактическим значением z и подогнанным значением z. См. иллюстрацию ниже для примера.

Метод наименьших квадратов Пример подгонки

Здесь плоскость представлена ​​как z = Ax + By + C. Для центра каждой ячейки dz i — это разница между фактическим значением z и подогнанным значением z.

Самолет лучше всего подходит, когда ∑ 9 i=1 dz i 2 свернуто.

После подбора плоскости вычисляется нормаль к поверхности в ячейке. В том же месте вычисляется нормаль эллипсоида, перпендикулярная касательной плоскости поверхности эллипсоида.

Вычисление геодезического уклона

Уклон в градусах вычисляется по углу между нормалью эллипсоида и нормалью топографической поверхности, представленному здесь как β. На приведенном выше рисунке угол α является геодезическим наклоном, который совпадает с углом β в соответствии с законом конгруэнтной геометрии.

Для расчета уклона в процентах используется следующая формула:

  Уклон_ПроцентПодъема  = ATAN(β) * 100% 

Должен ли я использовать инструмент Параметры поверхности? 93 по 3 окрестности этого инструмента. Использование большей окрестности может свести к минимуму влияние зашумленных поверхностей. Использование более крупного соседства также может лучше представить форму рельефа и характеристики поверхности при использовании поверхностей с высоким разрешением.

Использование графического процессора

Для геодезического метода этот инструмент способен повысить производительность, если в вашей системе установлено определенное аппаратное обеспечение графического процессора. См. раздел «Обработка GPU с помощью Spatial Analyst», чтобы узнать, как это поддерживается, как его настроить и как включить.

Ссылки

Марцин Лигас и Петр Банасик, 2011. Преобразование декартовых и геодезических координат на вращающемся эллипсоиде путем решения системы нелинейных уравнений (ГЕОДЕЗИЯ И КАРТОГРАФИЯ), Vol. 60, № 2, 2011. С. 145-159.

Б. Хофманн-Велленхоф, Х. Лихтенеггер и Дж. Коллинз, 2001 г. GPS – теория и практика. Раздел 10.2.1. п. 282.

Дэвид Эберли 1999. Подгонка данных методом наименьших квадратов (Geometric Tools, LLC), стр. 3. Отзыв по этой теме?

Географическая карта аспекта склона | onX Backcountry

Что такое география склона?

Это сторона света, к которой обращен определенный склон. Воздействие солнечной энергии на склон, обращенный на юго-запад, может сильно отличаться от склона, обращенного на северо-восток. В результате одна сторона горы очень подвержена сходу лавин, а другая может быть полностью безопасна.

Ниже приведен пример интерактивной карты. Используйте Control + Drag для вращения в 3D. Войдите или создайте учетную запись, чтобы получить полную функциональность.

Как лыжники и сноубордисты используют направление склона

Воздействие солнца

Ключевой момент любого дня в бэккантри — знать, где будет солнце и как оно повлияет на снежный покров. В частности, на южных склонах лыжники захотят покататься по ним в начале дня, если есть проблемы со сходом лавин на мокрой плите. Однако, если вы ждете, пока снег смягчится, позвольте солнцу поработать над склоном, чтобы он превратился из пуленепробиваемого льда во что-то более легкое.

Пара с прогнозами схода лавин

И ветровая нагрузка, и воздействие солнца очень подробно обсуждаются в прогнозах схода лавин. Они играют огромную роль в стабильности данного склона, и их следует учитывать, прежде чем отправиться в бэккантри.

Ветровая нагрузка

Ветер может распространять в 10 раз больше снега по сравнению со скоростью, с которой он падает с неба. Эта переменная может сильно повлиять на катание на лыжах, будь то загрузка нестабильного склона или просто перераспределение его на другой овраг.

Как определить экспозицию склона с помощью onX Backcountry

Используя компас с цветовой кодировкой в ​​правом верхнем углу экрана, вы можете определить, какие склоны будут подвергаться большему воздействию солнца и ветровой нагрузке, как указано в прогнозе схода лавин .

Доступ к Slope Aspect в onX Backcountry

На рабочем столе

  1. Войдите в свою учетную запись на webmap.onxmaps.com/backcountry/login.
  2. Включить снежный режим.
  3. Выберите слой профиля склона.
  4. Ознакомьтесь с цветовым градиентом.
  5. Пара с прогнозами лавин, также в приложении, для полной функциональности.

В приложении

  1. Откройте onX Backcountry на своем мобильном устройстве или планшете.
  2. Включить снежный режим.
  3. Выберите слой профиля склона.
  4. Ознакомьтесь с цветовым градиентом.
  5. Пара с прогнозами лавин, также в приложении, для полной функциональности.

Часто задаваемые вопросы

Как определить экспозицию склона?

Используя onX Backcountry, включите слой Slope Aspect Layer, а затем соедините его с данными прогноза лавин для огранки, слабых слоев и ветровой нагрузки, чтобы сделать более обоснованный выбор местности для катания на лыжах по пересеченной местности.

Как внешний вид склона влияет на катание на лыжах?

Профиль склона представляет основное направление, в котором ориентирован склон. Воздействие солнца может нагревать склон настолько агрессивно, что он начинает скользить. Или используйте характеристику склона для оценки склонов, на которые нанесен значительный ветровой снег.

Что такое карта экспозиции склона?

Мы взяли инструмент измерения уклона и сделали его интерактивным, чтобы улучшить ваше цифровое планирование. Соедините его с прогнозами лавин и слоем угла наклона, чтобы создать идеальный день в бэккантри.

Что такое аспект склона?

Если вы смотрите на склон холма, обращенный на северо-восток или имеющий азимут по компасу 40 градусов, склон холма имеет северо-восточную сторону.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *