Первой формой человеческого жилья был шатер. Он имел статичный и простой для возведения каркас. Атмосферные осадки могли легко стекать вниз, а помещения использовались максимально. Не хватало только источника света – окна на 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. Кровля 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 размещения 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 завершения 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 двускатная или щипцовая крыша, (рис. 3Б). 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. Определяющим элементом в ней является симметричность. 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 и ребер, 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 перекрытия зданий кругового очертания в плане. Очевидно, что усложнение формы крыши приводит не только к усложнению ее конструкции, но и существенному увеличению расхода материалов. К тому же, чем сложнее крыша, тем больше в ней переломов – ендов. Ендовы, как правило, являются накопителями снега, что приводит к увеличению нагрузки на несущие элементы крыши.
На выбор формы крыши, наряду с архитектурным замыслом, влияет множество факторов: очертание дома в плане, уклон скатов, характер несущей конструкции, вид материала для кровли. На уклон скатов крыши влияет выбор тех или иных материалов для кровли, способ их укладки, а также климатические условия района строительства. В малоснежных районах применяются крыши с небольшим углом наклона и большим свесом, в районах с обильными осадками – крутые крыши с небольшим свесом. В районах с сильными ветрами крышу, как правило, делают более пологой, чтобы уменьшить ее парусность.
