Как перевести уклон из градусов в сантиметры. Уклоны. Теория - на уровне глаз

Проезжая мимо населенных пунктов, мы часто рассматриваем крыши домов и построек. Одни похожи на крутые склоны Эльбруса, другие - на покатые спуски дальневосточных сопок. Почему же перекрытия имеют такой разный наклон? способствует быстрому удалению атмосферных осадков с территории сооружения и измеряется углом между плоскостью ската крыши и плоскостью горизонта. Чем больше величина угла ската, тем круче крыша, и наоборот, с его уменьшением крыша становится более покатистая или пологая, пока не перейдет в горизонтальную. Этот угол профессионалы архитектурного строительства измеряют градусами (º), процентами (%) или числовым соотношением. Если угол очень маленький, тогда используют измерение в промилле (сотых долях процента). Для справки: 1º - 1,7%; 1% - 34′ 20″.

Наклон любой крыши является очень важным элементом. Его величина вычисляется в зависимости от климата и применяемого кровельного материала.

Наклон плоскости любой части крыши является очень важным элементом при домостроении, и его величина выбирается в зависимости от климата и применяемого кровельного материала. Он влияет на ее надежность, герметичность, на возможность водоотвода, а значит, и на долговечность здания в целом. Для правильного выбора материала кровли, а также для расчета его расхода, высоты сооружения нужно знать, как посчитать уклон кровли.

Виды крыш и выбор их материала

Практическое применение результатов вычисления

Кроме того что угол уклона позволяет выбрать материал кровли, он необходим при промежуточных вычислениях в процессе строительства дома. Зная значения угла в процентах, можно посчитать высоту конька. Для этого заложение умножаем на уклон h = l х і = 6,5 х 0,46 = 2,99 м. Либо зная уклон и высоту, можно посчитать расстояние до нижней точки ската l = h: і = 3,0: 0,46 = 6,52 м. Точность полученных линейных размеров зависит от точности измерений и вычислений. В данном случае невысокая точность вычислений (до сотых) дает расхождение в пределах 1-2 см. Измерение угла ската кровли в процентах намного удобнее при строительстве крыши, чем в градусах.

Чтобы перевести градусы в проценты необходимо знать немного более подробно об объекте измерения. измеряют плоские углы в геометрии и астрономии, крепость спиртсодержащих напитков и даже степень посвященности членов масонских лож.

Инструкция

Если нужно перевести в проценты , например, сектор круговой диаграммы, то за сто процентов надо принимать один полный оборот, то есть 360°. В этом случае один процент будет равен одной сотой от 360, то есть 3,6°. Значит, для перевода в проценты известной вам величины в градусах ее следует разделить на 3,6.

Однако для перевода в проценты , например, дороги, который на дорожных знаках обозначается в процентах, за 100% следует принимать 45°. Уклон определяется как отношение высоты подъема к расстоянию, которое пройдено от точки начала измерения. С точки зрения геометрии в этом случае процент наклона будет совпадать со значением тангенса угла в той вершине треугольника, из которой начинали измерение уклона. Чтобы получить искомое значение можно воспользоваться обычным калькулятором, или посчитать тангенс известного угла с помощью онлайн-калькулятора, или воспользоваться таблицами Брадиса. В ОС Windows тоже есть встроенный калькулятор, который запускается из главного меню на кнопке «Пуск». Раскрыв его надо перейти в раздел «Все программы», затем в подраздел «Стандартные» и щелкнуть строку «Калькулятор».

Для перевода в проценты градусов крепости напитков ничего считать не требуется - эти значения равны между собой и определяют долю (процентное содержание) этилового спирта. Градусы - это устаревшее обозначение, которое сейчас не применяется и в соответствии с требованиями ГОСТа заменено процентами.

Градус посвященности нового члена, принимаемого в масонскую ложу перевести в проценты не трудно - всего таких степеней (градусов) три (Ученик, Подмастерье и Мастер). Значит, например, Подмастерье можно считать на 67% посвященным, так как каждый из трех градусов должен прибавлять одну треть (33.33%).

Вначале хотел просто фото выложить и подписать, мол вот как выглядит то и это. Однако в ходе подготовки материала он усложнился и разросся. Пришлось разбить его на части.

Часть первая теоретическая, в которой разбираем, что такое уклон.
— техническая, про моделирование уклонов в 3D программах (ArchiCAD и SketchUp)
— практическая, примеры из жизни

Понятие об уклонах используется в разных областях деятельности. В первую очередь, там где работы так или иначе связаны с землёй (рельефом) - геодезия, строительство дорог и тоннелей. Затем, где есть вода (водоотведение) - при прокладке канализационных и дренажных труб, при сооружении кровель. Ну, и ещё одна область это обеспечение доступности зданий и сооружений для маломобильных групп населения — устройство пандусов.

Наклонные плоскости окружают нас повсюду, но при этом в повседневной жизни обычный человек (неспециалист) может встретить размерность уклона разве что только на дорожных знаках. При этом самые распространённые вопросы - что означают эти проценты и почему не градусы? Если ответ на первый вопрос у меня не вызывал никаких трудностей, то на второй пришлось искать ответы. В итоге кое-что и для меня самого стало новым. Но обо всём по порядку.

Что такое уклон

Как гласит технический железнодорожный словарь:

Или по другой формулировке — отношение вертикального превышения к горизонтальному проложению .

Или так: уклон это тангенс угла — отношение противолежащего катета к прилежащему.

Кому как понятней.

Обозначается буквой i . Размерные числа уклона выражаются в отношении чисел (безразмерный уклон), в процентах (т.е. в сотых частях), или в промилле (1/10 процента, или тысячных частях).

Не смотря на все эти заумные формулировки понять числа на дорожных знаках довольно просто: это высота подъёма или спуска (в метрах ) на 100 метров пути по горизонтали. Если стоит знак 10%, то это означает, что через сто метров вы поднимитесь (или опуститесь) на 10 метров. Если на знаке 8%, то на 8 метров, если 12%, то на 12.

Если брать небольшие расстояния, то это же будет означать перепад в сантиметрах на один метр . Так, если уклон, например трубы, i=0,02 (т.е. 2%), то на один метр по горизонтали труба поднимется (опустится) на 2 сантиметра.

Безразмерный уклон, например 1/16, и вовсе хорош из-за своей непривязанности к единицам измерения длинны. Хоть в метрах мерь, хоть в сантиметрах, хоть в дюймах. Да хоть в саженях или аршинах! Такой уклон это отношение высоты к длине , то есть сколько целых частей высоты перепада составляет его длина. В нашем примере 1/16 означает, что на один метр по вертикали будет 16 метров по горизонтали.

В общем ничего сложного. Но не стоит путать, например, 1:12 и 12%. Они не равны, потому что 12% это двенадцать сотых, т.е. 12:100 (≈1:8)

Дорожные знаки. Интересное

Как было сказано ранее, по одному из определений уклон это тангенс угла. С большим интересом узнал, что он равен коэффициенту сцепления. Вот тут и начинает прояснятся тайный смысл предупреждающих дорожных знаков 1.13 и 1.14 (крутой спуск / подъём).

Коэффициентом сцепления называется отношение двух сил - силы, необходимой для сдвига машины с заблокированными колесами, и силы тяжести, прижимающей машину к дороге. Так мы легко можем получить коэффициенты сцепления для сухого асфальта - 7000/10000 = 0,7, для грязной дороги - 3000/10000 = 0,3, и для льда - 1000/10000 = 0,1.
Например, автомобиль, стоящий на сухом асфальтированном уклоне с коэффициентом сцепления 0,7, начнет сползать вниз, если тангенс угла наклона при этом будет равен 70% (это уклон около 35 градусов, вряд ли вы когда-нибудь встретите такой). Но, кроме дорог, существуют улочки старых городов, особенно приморских, с углами наклона, существенно превышающими всевозможные нормативы.

И в чём практическая ценность этой информации? Вот в чём: если на дворе гололёд, то на дороге с уклоном в 10% и более остановившаяся машина не удержится, будет скатываться.
К тому же, "при движении в сырую погоду вниз по асфальтированному уклону крутизной 20% эффективность торможения падает наполовину. И очень часто вам придется двигаться по мокрому льду с коэффициентом сцепления 0,1 и менее. А это значит, что вы должны внимательно отслеживать предупреждающие дорожные знаки 1.13 и 1.14. Их устанавливают, когда тангенс угла уклона приближается к 10%. Если вы пренебрежете этими знаками и остановитесь на подъеме, то в лучшем случае - не сможете сдвинуться с места. А уж если затормозите на спуске, машину может занести. Старайтесь тормозить двигателем на длительных спусках."
Вот о чём предупреждают знаки.

Кстати, есть знаки и меньше 10%, поэтому стало интересно в каких случаях их устанавливают.
ГОСТ Р 52289-2004 "Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств", п. 5.2.16:
4% - если длина участка дороги на спуске или подъёме больше 600 метров при данном уклоне.
5% если больше 450 метров
6% если больше 350 метров
7% если больше 300 метров
8% (и более) если больше 270 метров.
Там же указаны и другие случаи, как например расстояние видимости, но сейчас они нас не интересуют.

Причины: почему проценты?

При рассмотрении темы уклонов всегда возникает вопрос, а почему уклон измеряют в процентах, а не в привычных градусах? По этому поводу слышал несколько версий:

а) Карты
Так проще вычислять уклон рельефа на карте или на строительном плане.Рельеф на картах обозначается линиями - горизонталями. Это замкнутая линия, которая получается если мысленно сделать сечение на какой-либо высоте и посмотреть сверху. Проще это представить если вспомнить линию уреза воды реки или водоёма, это тоже своего рода горизонталь.
Горизонтали, т.е. горизонтальные сечения, проводятся через определённое постоянное расстояние по высоте, о чём указывается в примечаниях. Зная высоту сечения горизонталей и определив на карте расстояние между ними можно получить уклон. Чем ближе друг к другу на карте изображены горизонтали, тем рельеф круче.

б) Погрешность
Построить угол, заданный в градусах, так сказать "в натуре" на строительной площадке, задача не из простых, а построить точно и вовсе запредельная. Небольшие величины уклона в градусах имеют вид десятичных дробей, а ведь погрешность даже в 1° на 10 метров длины даст ошибочные 17 сантиметров высоты. Так же, проценты величина относительная, и потому уклон, выраженный в процентах, можно построить имея в распоряжении только рулетку (или иной инструмент для измерения длинны) и уровень.

в) Неравномерность
Дорога, на протяжении всего спуска (подъёма), имеет неравномерный уклон. В каждый отдельный момент угол разный, и поэтому проще посчитать сколько составляет горизонтальная длинна участка спуска (подъёма), и на сколько изменилась высота относительно начала спуска (подъёма).

Все эти версии вполне имеют право на жизнь. Общим для них является то, что для нахождения величины уклона используются меры длинны, которые всегда есть под рукой, а это практично. Что касается дорожных знаков, то более правдоподобной выглядит третья версия (неравномерность уклона), а для строительства дорог вторая (погрешность построений).
Есть ещё Международная Конвенция о дорожных знаках и сигналах за 1968 год, и Европейское соглашение 1971 года, дополняющее эту Конвенцию, по которой на предупреждающих знаках крутизна уклонов и подъемов указывается в процентах.

Что стоит за цифрами, например 1/12 или 10%, много это или мало, как это выглядит и где применяется, рассмотрим в следующий раз на примерах из жизни.

Использованные материалы

1. Словари и энциклопедии на Академике Академик
2. Материалы сайта "Школа жизни" Shkolazhizni.ru
3. Википедия Wikipedia
-
Для справки

1‰ = 0,1% = 1/1000 = 0,001
10‰ = 1% = 1/100 = 0,01
100% = 45º = 1/1
1º - 1,7 %
1 % - 34′ 20″ Внимание! Это верно только для одного первого процента (0-1), но не верно для последнего (99-100), так как размер процентов в градусном выражении не равномерен!

i=0,01=1/100=1%=10‰

1/4 0,25 25% 14°
1/2 0,50 50% 26,6°
1/6 0,17 17% 9,5°
1/8 0,13 13% 7,1°
1/10 0,10 10% 5,7°
1/12 0,08 8% 4,8°
1/14 0,07 7% 4,1°
1/16 0,06 6% 3,6°
1/18 0,06 6% 3,2°
1/20 0,05 5% 2,9°

Вертикальная планировка
1. При уклонах местности до 1% здания можно располагать независимо от направления горизонталей.
2. При уклонах от 1 до 3% поперек горизонталей можно располагать здания длиной не более 50 м. Более длинные здания следует размещать вдоль горизонталей.
3. При уклоне от 3 до 5% (слабо пересеченный рельеф) поперек горизонталей можно располагать здания длиной до 30м.
4. При уклоне от 5 до 8% (пересеченный рельеф) все здания располагают параллельно горизонталям или применяют ступенчатые здания, понижая отметку 1-го этажа каждой секции или блока.
5. При уклоне более 8% (сильно пересеченный рельеф) применяют только террасную застройку.

Чтобы избежать возможного застоя поверхностных вод на территории микрорайона и особенно на внутриквартальных проездах, не следует делать горизонтальных площадок. Подчиняясь общей форме поверхности территории, отдельные элементы ее должны иметь свои нормативные уклоны:
. продольные уклоны внутриквартальных проездов делают от 0,4 до 8%. В случае очень сложного рельефа допускается уклон до 10%;
. Поперечные уклоны делают 2—4%;
. пешеходные дорожки и аллеи должны иметь уклон от 0,5 до 6%;
. хозяйственные площадки, детские площадки, площадки для отдыха — 0,5-5%;
. спортивные площадки — 0,5—1%. Такие площадки лучше приподнимать над прилегающей территорией и по периметру устраивать озелененные откосы. Это будет способствовать более быстрому просыханию площадок после дождя; площадки, отводимые под зеленые насаждения, могут оставаться в естественном состоянии.