หลังคาหน้าจั่วพบได้ในภูมิภาควัฒนธรรมที่หลากหลายและประเภทของอาคารที่หลากหลายมานานนับพันปี การใช้งานอเนกประสงค์ที่ได้รับการยอมรับในอดีตและในขณะเดียวกันก็ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ เพราะหลังคาทรงจั่วสร้างความประทับใจด้วยความยืดหยุ่นและการเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับต้นแบบหลังคาซึ่งยังคงได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน มีอยู่ที่นี่
ที่มาของหลังคาจั่ว
ที่มาของหลังคาหน้าจั่วไม่ชัดเจนและสูญหายไปแล้วในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ มันอาจจะเกิดขึ้นอย่างอิสระในหลายวัฒนธรรม หรือค่อนข้างเป็นช่วงก่อนวัฒนธรรมเหตุใดจึงอธิบายได้ง่ายโดยดูจากรูปแบบการก่อสร้างที่ง่ายที่สุด หากคุณพิงเสา กิ่งก้าน หรือส่วนรองรับอื่นๆ สองอันเข้าหากัน แสดงว่าคุณมีส่วนของหลังคาหน้าจั่วอยู่แล้ว ด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง จึงทำให้มีพื้นที่จำนวนมากอย่างน่าประหลาดใจเมื่อเทียบกับความพยายามที่เกี่ยวข้อง และในขณะเดียวกันก็ช่วยให้แน่ใจว่าน้ำฝนจะถูกระบายออกไปอย่างปลอดภัย แน่นอนว่า วัสดุและขนาดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตลอดประวัติศาสตร์ แต่หลักการทำงานขั้นพื้นฐานยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมาจนถึงทุกวันนี้ ดังนั้นจึงเข้าใจได้ง่ายว่ารูปทรงหลังคาที่มีประสิทธิภาพและประหยัดนี้ยังคงมีอยู่ในอาคารส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นในปัจจุบัน
การก่อสร้างและสถิติ
จากมุมมองเชิงโครงสร้าง มีสองระบบสำหรับหลังคาหน้าจั่วสมัยใหม่เพื่อให้แน่ใจว่าการก่อสร้างมีเสถียรภาพและตอบสนองความต้องการทั้งหมดสำหรับพื้นที่ภายใน ความสามารถในการรับน้ำหนัก และโครงสร้างของฉนวนกันความร้อนและการปิดผนึก
หลังคาขื่อ
หลังคาขื่อยังคงอยู่ใกล้กับรูปร่างขององค์ประกอบรองรับสองชิ้นที่พาดพิงถึงกัน ซึ่งได้อธิบายไว้แล้วเมื่อสร้างขึ้น ในหลังคาขื่อ จันทันที่อยู่ตรงข้ามจะรองรับซึ่งกันและกัน และเมื่อรวมกับส่วนรองรับที่อยู่ด้านล่าง เช่น เพดานหรือผนัง จะทำให้เกิดรูปสามเหลี่ยมที่แข็งตัวได้เองและรองรับได้ สามเหลี่ยมรับน้ำหนักเหล่านี้จัดเรียงเป็นแถวในจำนวนเท่าใดก็ได้ ทำให้เกิดหลังคาหน้าจั่ว จำนวนองค์ประกอบที่ต้องการเชิงโครงสร้างสามารถจัดการได้ด้วยหลังคาหน้าจั่วรูปแบบนี้:
-
เกณฑ์:
สร้างส่วนรองรับด้านล่างของจันทันและในขณะเดียวกันก็เป็นจุดเปลี่ยนระหว่างผนังหรือเพดานด้านล่างกับโครงสร้างหลังคา
-
จันทัน
องค์ประกอบสนับสนุน แต่ละคู่ในการจัดเรียงที่ตรงกันข้าม
-
แข็งทื่อ
จำเป็นในทิศทางตามยาวของสันเขา ปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นแถบลมพัดในแนวทแยง หรือเป็นหลังคาย่อยแบนที่มีประสิทธิผลคงที่
หมายเหตุ:
จากมุมมองคงที่ หลังคาขื่อไม่จำเป็นสำหรับสันเขา เพื่อให้สามารถออกแบบเปลือกอาคารในลักษณะที่สะอาดทางโครงสร้างที่จุดร่วมด้านบนของพื้นผิวหลังคานี้ มักจะสร้างคานสันหรือไม้กระดานสันแนวตั้ง ตัวอย่างเช่น รองรับกระเบื้องสันบนหลังคากระเบื้อง หรือแผ่นสันบนฟอยล์ แผ่นโลหะ หรือหลังคาสีเขียว
หลังคาแป
เมื่อเทียบกับหลังคาขื่อ หลังคาแปดูซับซ้อนกว่าในการก่อสร้าง แต่เนื่องจากความเรียบง่ายและความสามารถในการปรับตัวอย่างต่อเนื่อง จึงมีโครงสร้างที่ชัดเจนและเรียบง่ายเมื่อเทียบกับหลังคารูปทรงอื่นๆ มากมายในกรณีนี้ องค์ประกอบหลักของโครงสร้างรองรับก็คือคานหลังคา อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ได้สนับสนุนซึ่งกันและกันอีกต่อไป แต่เพียงถ่ายโอนน้ำหนักจากพื้นผิวหลังคาไปยังโครงสร้างรองรับเท่านั้น โหลดจะถูกถ่ายโอนผ่านจุดรับน้ำหนักอย่างน้อยสองจุด แต่โดยปกติจะมีสามจุดต่อจันทัน: ธรณีประตูหรือแปตีน แปกลาง และสันเขา ภาพรวมขององค์ประกอบที่มีประสิทธิผลคงที่จึงคล้ายกัน แต่ยาวกว่าหลังคาขื่อเล็กน้อย:
-
เกณฑ์
ฐานชั้นขื่อและการเชื่อมต่อกับอาคารด้านล่าง
-
แปกลาง
ต้องใช้การรองรับและการรับน้ำหนักปานกลางสำหรับคานที่มีความยาวมาก ไม่ว่าจะวางบนโครงสร้างไม้หรือผนังภายในที่สร้างอย่างแน่นหนาในพื้นที่หลังคา
-
ครั้งแรก
จุดรองรับส่วนบนและจุดรับน้ำหนักของจันทัน มักจะวางไว้บนผนังหน้าจั่วและสิ่งรองรับ หรือผนังภายในที่อยู่ระหว่างจันทัน
หมายเหตุ:
จากมุมมองคงที่ การใช้แปตรงกลางจะเปลี่ยนจันทันจากคานช่วงเดียวที่วางอยู่บนสองจุดให้เป็นลำแสงหลายช่วงที่วางอยู่บนสามจุด ไม่เพียงแต่โหลดจะกระจายไปยังจุดรองรับหลายจุดเท่านั้น การโก่งตัวของสนามแต่ละสนามยังลดลงอีกด้วยเนื่องจากการมีส่วนร่วมของสนามที่อยู่ใกล้เคียง ด้วยแปส่วนกลาง ขื่อจึงสามารถลดลงอย่างมากในหน้าตัดขวางที่ต้องการแบบคงที่ และโดยรวมแล้ว ยังใช้วัสดุน้อยกว่าการไม่มีแปส่วนกลางอีกด้วย!
การปิดผนึก
นอกเหนือจากความมั่นคงแล้ว หลังคายังต้องปกป้องสภาพอากาศอยู่เสมอ ปัจจุบันนอกจากจะกันฝนแล้วยังรวมไปถึงความแน่นต่อลมและไอน้ำซึ่งแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างจากอากาศในห้องและอาจนำไปสู่ความชื้นและความเสียหายของเชื้อราได้ โดยทั่วไปแล้ว หลังคาหน้าจั่วประกอบด้วยสองระดับการปิดผนึก:
1. การปิดผนึกภายใน
- งาน: ความแน่นของการแพร่กระจายจากภายในสู่ภายนอก รวมถึงระดับสุญญากาศ
- ส่วนใหญ่จะทาด้านในของชั้นขื่อ
- ต้องติดตั้งภายในแพ็คเกจฉนวนหลัก
2. การปิดผนึกภายนอก
- งาน: ปิดผนึกน้ำฝน
- สร้างขึ้นนอกชั้นฉนวน
- สามารถใช้ร่วมกับฉนวน (เช่น แผ่นใยไม้เนื้ออ่อน) หรือแผ่นปิดหลังคา (เช่น แผ่นโลหะ หรือหลังคาฟอยล์) หรือเป็นชั้นแยก (เช่น หลังคากระเบื้อง)
- ใช้เป็นชั้นระบายน้ำสำหรับปูที่ไม่แน่นสนิท (เช่น อิฐ) เมื่อลมพัดฝนหรือหิมะเข้าไปใต้ก้อนอิฐ
ฉนวนกันความร้อน
ไม่ว่าหลังคาจะมีรูปร่างแบบใด หัวข้อเรื่องฉนวนกันความร้อนมีบทบาทอย่างมากในปัจจุบันประการหนึ่งเป็นผลจากข้อกำหนดทางกฎหมายและราคาพลังงานที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในทางกลับกัน ฉนวนเป็นสิ่งที่จำเป็นในปัจจุบันเท่านั้น เพราะพื้นที่หลังคามักจะมีห้องนั่งเล่น ซึ่งก่อนหน้านี้มีเพียงห้องเก็บของและห้องเก็บของที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนเท่านั้น
หลังคาหน้าจั่วมีความยืดหยุ่นและให้ความร่วมมืออย่างมากในเรื่องของฉนวนกันความร้อน: ฉนวนกันความร้อนที่จำเป็นส่วนใหญ่สามารถติดตั้งระหว่างคานรับน้ำหนักได้ ไม่สามารถเป็นฉนวนใดๆ ในจุดที่จันทันอยู่ได้ แต่ผลของการเป็นฉนวนจากวัสดุที่ใช้กันทั่วไปอย่างไม้เพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ได้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่เพียงพอ แพ็คเกจฉนวนนี้สามารถเสริมด้วยชั้นฉนวนบนชั้นขื่อหรือแม้แต่ด้านล่างก็ได้ วัสดุฉนวนทั่วไปมีดังนี้:
สำหรับฉนวนระหว่างจันทัน:
- ขนแร่ (เดิมใยแก้ว ปัจจุบันคือขนหิน)
- ฉนวนเซลลูโลส
- วัสดุฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น ขนแกะ ป่าน ฯลฯ
- แผ่นใยไม้อัดไม้เนื้ออ่อน
หมายเหตุ:
การใช้ฉนวนที่มีมิติคงตัวและไม่ยืดหยุ่นระหว่างจันทันจะเป็นไปได้ แต่ข้อต่อที่เกิดจากการหดตัวและการเคลื่อนตัวของจันทันไม้จะส่งผลให้ผลกระทบของฉนวนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
สำหรับฉนวนขื่อด้านบนและด้านล่าง:
- วัสดุฉนวนอ่อน เช่น ฉนวนระหว่างจันทัน แล้วรองรับไม้สำหรับโครงสร้างหลังคาหรืองานหุ้มภายใน
- โฟมพลาสติกเป็นชั้นฉนวนที่มีความเสถียรตามมิติซึ่งสามารถปูทับหลังคาได้โดยไม่ต้องมีโครงสร้างรองรับ
- แผ่นใยไม้เนื้ออ่อนที่มั่นคงและทนแรงกด
ข้อดีของฉนวนระหว่างจันทันคือโครงสร้างหลังคามีขนาดค่อนข้างเล็ก อย่างไรก็ตาม หากต้องมองเห็นจันทัน ฉนวนทั้งหมดก็สามารถวางไว้บนโครงสร้างรองรับได้เช่นกัน อาจจำเป็นต้องสร้างระดับรองรับในรูปแบบของแบบหล่อไม้ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุฉนวน
หลังคา
หลังคาหน้าจั่วสามารถสร้างได้โดยใช้วัสดุมุงหลังคาทั่วไปเกือบทั้งหมดในตลาดปัจจุบัน แต่วัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมยังคงสามารถใช้ได้ โดยคำนึงถึงข้อกำหนดที่ทันสมัยในด้านความหนาแน่นและฉนวนกันความร้อน:
- มุงจาก ฟาง และกก
- อิฐและกระเบื้องหลังคาคอนกรีต
- แผ่นโลหะ (อลูมิเนียม ทองแดง ไทเทเนียม สังกะสี ฯลฯ)
- หลังคาฟอยล์ มีกรวดหรือพืชพรรณบนทางลาด
วัสดุมุงหลังคารูปแบบพิเศษที่ทันสมัย บางครั้งอาจรวมเอาคุณสมบัติการรับน้ำหนัก ฉนวน และการซีลเข้าด้วยกันด้วยซ้ำตัวอย่างเช่น หากใช้ส่วนประกอบแบบแซนวิชเป็นวัสดุปิด แน่นอนว่าไม่จำเป็นต้องใช้องค์ประกอบรับน้ำหนักด้านล่าง เช่น จันทัน เนื่องจากแผงองค์ประกอบระหว่างสัน แปตรงกลาง และธรณีประตูสามารถรองรับได้ ที่นี่ก็ไม่จำเป็นต้องมีฉนวนและการปิดผนึก
ระยะห่างของหลังคา
รูปทรงหลังคาหน้าจั่วสุดคลาสสิกมีความสมมาตรและมีความชันเท่ากันบนพื้นผิวหลังคาทั้งสอง ความเอียงที่เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับรูปทรงหลังคาที่ใช้และอาจผันผวนขึ้นอยู่กับแฟชั่นและการใช้พื้นที่หลังคา
ความลาดชันขึ้นอยู่กับการครอบคลุม:
-
อิฐและคอนกรีต:
ขึ้นอยู่กับอิฐที่สูงถึง 15° แต่ละรุ่นสามารถเอียงได้ถึง 10°
-
สไลด์:
ตามทฤษฎีเป็นไปได้ 0° แต่ตามแนวทางหลังคาเรียบอย่างน้อย 2° (จากนั้นจึงไม่ใช่หลังคาหน้าจั่วจริงอีกต่อไป)
-
แผ่นโลหะ:
อย่างน้อย 5°
-
วัสดุก่อสร้างทางประวัติศาสตร์:
ไม่มีข้อกำหนดทางเทคนิคขั้นต่ำตามมาตรฐาน DIN แต่โดยทั่วไปแล้วมีความลาดเอียงสูงชันมากเพื่อเบี่ยงเบนน้ำฝนไม่ให้ซึมเข้าไปในวัสดุ - มักจะอยู่ที่ 45° ขึ้นไป บางครั้งอาจสูงถึง 60 หรือ 70° ก็ได้
หลังคาหน้าจั่วยิ่งชันมาก พื้นที่หลังคาก็ใหญ่ขึ้นตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อความสูงของหลังคาเพิ่มขึ้น ยอดหลังคาก็จะใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งโดยตัวมันเองแทบจะไม่ได้ใช้งานเลย ระยะพิทช์หลังคาทั่วไปในอาคารสมัยใหม่มักจะอยู่ระหว่าง 25 ถึง 35° โดยที่หลังคาไม่ได้วางอยู่บนเพดานโดยตรง แต่อยู่บนส่วนของผนังที่มีความสูงถึงหนึ่งเมตร ซึ่งก็คือผนังหัวเข่า ด้วยเหตุผลด้านการออกแบบหรือการวางผังเมือง หลังคาที่มีระดับเสียงสูงหรือต่ำยังคงใช้อยู่เป็นประจำ
ข้อกำหนดพิเศษหรือเงื่อนไขในท้องถิ่นอาจทำให้หลังคาหน้าจั่วไม่ถูกสร้างขึ้นอย่างสมมาตรได้เสมอ ตัวอย่างเช่น บนทางลาด พื้นผิวหลังคาด้านภูเขาสามารถปรับให้เรียบขึ้นได้เพื่อให้ผนังด้านล่างมีความสูงที่เหมาะสมสำหรับหน้าต่างและประตู
โครงสร้างเพิ่มเติมและการติดตั้ง
หลังคาหน้าจั่วเรียบง่ายแต่สามารถขยายหรือเปลี่ยนแปลงได้หลายวิธี องค์ประกอบมากมายที่ปัจจุบันเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของภูมิทัศน์หลังคาจะขยายหรือปรับปรุงการใช้งานของห้องในพื้นที่หลังคา
ที่มาของการเปลี่ยนแปลงทั้งหมด
ไม่ว่าจะใส่องค์ประกอบใดเข้าไปในหลังคาหน้าจั่ว ก็มักจะมาพร้อมกับการแทรกแซงของจันทันรับน้ำหนัก ในกรณีส่วนใหญ่ จะต้องถอดส่วนของจันทันออกตั้งแต่หนึ่งชิ้นขึ้นไป เพื่อรักษาความสามารถในการรับน้ำหนัก จึงมีการแทรกสิ่งที่เรียกว่าการสลับเข้าไปการเปลี่ยนไม้ที่วิ่งขวางระหว่างจันทันจะรองรับจันทันที่ตัดและขนถ่ายน้ำหนักไปยังจันทันข้างเคียง
หน้าต่างหลังคา
- ทำให้พื้นที่อยู่อาศัยบนหลังคามีแสงสว่างและการระบายอากาศ
- เพิ่มพื้นที่โดยกำจัดโครงหลังคาและฉนวนใต้พื้นผิวหน้าต่าง
- ปัจจุบันมีจำหน่ายแบบพื้นจรดเพดานและสามารถตั้งโชว์บนระเบียงขนาดเล็ก
- รูปทรงทั่วไป: หน้าต่างพับ บานสวิง หรือบานสวิง
ระเบียงดาดฟ้า
- ไม่ว่าจะจากบริเวณหลังคาหรือเป็นระเบียงที่เข้าสู่พื้นที่หลังคาก็ได้
- ใกล้ชิดมาก พื้นที่กลางแจ้งมองเห็นได้ยาก เนื่องจากหลังคาให้การปกป้องความเป็นส่วนตัวที่ดี
หอพัก
- สร้างพื้นที่ส่วนหัวเพิ่มเติมในห้องใต้หลังคา
- สร้างผนังแนวตั้งที่ตกแต่งได้ง่ายแทนเพดานลาด
- ทำได้หลากหลายรูปแบบ เช่น หลังคาหน้าจั่ว หลังคาลาก หลังคาแบน เป็นต้น
- รับแสงได้ดีมากด้วยการใช้หน้าต่างด้านหน้าอาคารแบบปกติแทนหน้าต่างหลังคา
ข้อดีและข้อเสีย
ตอนนี้หลังคาหน้าจั่วมีข้อดีหลายประการ ข้อเสียคือหนึ่งหรือสองข้อเสีย สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่เกิดซ้ำ:
ข้อดี
- การก่อสร้างที่เรียบง่าย
- สร้างง่ายเนื่องจากโครงสร้างเรียบง่ายและใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ
- อเนกประสงค์ในการออกแบบ
- สามารถขยายและเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดายด้วยการเพิ่มเติมมากมาย
- ระบายน้ำได้ดีเนื่องจากความลาดเอียงของพื้นผิวหลังคา จึงไม่เสี่ยงต่อความเสียหายในกรณีโครงสร้างอ่อนแอ
- ภายในสามารถปรับใช้ได้อย่างง่ายดายโดยปรับระดับหลังคา
ข้อเสีย
- เพดานลาด ตกแต่งยาก
- ในกรณีขององค์ประกอบเพิ่มเติม การเชื่อมต่อและการเปลี่ยนภาพต้องใช้ความพยายามค่อนข้างสูง
- ยอดหลังคาแทบใช้งานบนทางลาดชัน
