سطح مبنى

سطح المبنى هو الجزء الذي يغطي أعلى نقطة في أي مبنى. ويعمل السطح على حماية المباني ومحتوياتها من تأثيرات الطقس ومن غزو الحيوانات. وتتنوع الهياكل البنائية التي تحتاج إلى وجود الأسطح بين صناديق البريد إلى الكاتدرائيات أو الملاعب، ولكن المنازل السكنية هي الأكثر عددًا بين كل ذلك.
وفي معظم الدول، فإن الأسطح تقوم في المقام الأول بالحماية ضد الأمطار. وبناءً على طبيعة المبنى، فإن السطح يمكن أن يحمي أيضًا من الحرارة وأشعة الشمس والبرد والثلوج والرياح. وهناك أنواع أخرى من البنايات، مثل البيوت الزجاجية في الحدائق، تحتاج إلى الأسطح التي تشكل حماية من البرد والرياح والأمطار ولكنها تمرر الضوء. قد تحتاج الشرفة إلى سطح مزود بمواد تحمي من أشعة الشمس ولكنها تسمح بمرور العناصر الأخرى.
تتوقف خصائص السطح تتوقف على الغرض من المبنى الذي تغطيه، ومواد التسقيف المتاحة، وتقاليد البناء المحلية، فضلاً عن المفاهيم الواسعة للتصميم المعماري وتطبيقاته ويمكن أيضًا أن يحكمها تشريع محلي أو قومي.

شكل السطح

إن أشكال الأسطح تختلف كثيرًا من منطقة إلى أخرى. العوامل الرئيسية التي تؤثر على أشكال الأسطح هي المناخ والمواد المتاحة لصنع هيكل السطح وكذلك الغطاء الخارجي.
الأشكال الأساسية للأسطح هي المستوي, وخفيف الانحدار, وسطح الجملون, وذو الجوانب المنحدرة, السطح المقوس والسطح المقبب كما يوجد العديد من الأصناف والاختلافات بين أنواع الأسطح. الأسطح المبنية من مقاطع مستوية تميل للانحدار تسمى الأسطح القائمة (هذا عمومًا إذا تجاوزت الزاوية 10 درجات). تشكل الأسطح المائلة، بما في ذلك أسطح الجملون والأسطح خفيفة الانحدار، النسبة الأكبر من الأسطح المنزلية. بعض الأسطح تتبع أشكالاً عضوية، إما بسبب التصميم المعماري أو بسبب مرونة المادة الخام مثل تلك المواد المستخدمة في البناء.

أجزاء السطح

هناك جزءان للسطح وهما، الهيكل الداعم للسطح والطبقة الخارجية، أو الطبقة العليا المقاومة لعوامل الطقس. في القليل من الأسطح فقط، تكون الطبقة الخارجية هي نفسها الهيكل الداعم للسطح.
تكون هياكل الأسطح عمومًا مدعومة بالجدران، ولكن توجد بعض أنماط المباني التي تطمس الفرق بين الجدار والسطح مثل الجيوديسية ونوع آخر يسمى أسطح الإطار A.

العزل

خصائص العزل التي يتمتع بها السطح نقطة تحظى باهتمام كبير في عملية بناء هيكله واختيار المادة التي يُصنع منها، وذلك لأن وظيفته الأساسية هي حماية الناس وممتلكاتهم من العوامل المناخية.
تتمتع بعض المواد المستخدَمة في تصنيع الأسطح بخصائص عزل ممتازة، خاصة تلك المواد التي تحتوي على ألياف طبيعية، مثل القش. أما الأنواع الأخرى التي لا تتمتع بنفس التميز في خصائص العزل، فإنه يتم تثبيت عزل تحت الطبقة الخارجية غالبًا. في الدول المتقدمة، يتم تزويد معظم المنازل السكنية بسقف معلق يتم تثبيته تحت الأجزاء الهيكلية للسطح.  الغرض من السقف هو أن يمثل عازلاً ضد البرودة، والضوضاء، والأتربة وأيضًا في كثير من الأحيان ضد فضلات وقمل الطيور التي غالبًا ما تختار الأسطح كأماكن تعشيش.
يمكن استخدام البلاط الأسمنتي كمادة عازلة. عندما يتم تثبيته مع ترك مسافة بين البلاط ووجه السطح، فهو يعمل على الحد من الحرارة التي تسببها الشمس.
يتم تثبيت بعض من أنواع العزل مثل صفائح البلاستيك أو اللباد - والتي تستخدم مع الأسطح العاكسة - مباشرة تحت البلاط أو أي مادة أخرى؛ فمثلًا يتم وضع حشو الفلين الصناعي فوق طبقة السقف مباشرة وكذلك منتجات إعادة تصنيع الورق وأي مواد أخرى مشابهة يمكن أن يتم حشوها أو رشها على فجوات السطح. اكتسبت ما تسمى بالأسطح الباردة شعبية كبيرة ومتزايدة، لدرجة أنها في بعض الأحيان يتم منحها عن طريق القوانين المحلية.  يتم تعريف الأسطح الباردة بأنها أسطح تتمتع بكل من درجة انعكاس عالية ودرجة انبعاث حراري عالية.
تعاني الأسطح ضعيفة العزل من مشاكل عدة مثل تكوّن حواجز جليدية حول الأفاريز المعلقة في الطقس البارد، مما يتسبب في أن تتخلل المياه الناتجة عن ذوبان الثلج في الطبقات العليا للسطح عبر المادة المصنوع منها السطح.

مصارف تجفيف المياه

الوظيفة الأساسية لأغلب الأسطح هي إبعاد المياه. الجزء الأكبر من السطح يقوم بصد قدر كبير من المياه، والتي يجب تصريفها بطريقة مناسبة، حتى لا تتسبب في حدوث أي أضرار أو معوقات.
عادة نجد أن أسطح المنازل السكنية المصنوعة من الطين اللبن لها درجة انحدار ضئيلة للغاية. في دول الشرق الأوسط، حيث يمكن أن يستخدم السطح للاستجمام، وبالتالي غالبًا ما يكون محاطًا بسور، يجب توفير مصارف تجفيف المياه لمنع تجمع المياه وتسربها خلال مسام المادة المصنوع منها السطح.
ومثل هذه المشاكل - ولكن على نطاق أكبر وأوسع بكثير - تواجه شركات البناء التي تقوم ببناء عقارات تجارية حديثة والتي يكون لها أسطح مستوية غالبًا. وبسبب طبيعة هذه الأسطح فائقة المساحة، فمن الضروري أن تكون الطبقة الخارجية مصنوعة من مادة غير نفاذة بشكل كبير. تتمتع معظم البنايات الصناعية والتجارية بأسطح تقليدية ذات درجة ميل منخفضة.
وفي العموم، فإن زاوية ميل أي سطح يجب أن تكون متناسبة مع كمية هطول الأمطار. تتمتع المنازل الواقعة في مناطق ذات معدل منخفض لهطول الأمطار بأسطح ذات زاوية ميل منخفضة، بينما تتمتع تلك الأخرى الواقعة في مناطق ذات معدل مرتفع لهطول الأمطار بأسطح ذات زاوية ميل حادة.  المنازل الطويلة الواقعة في بابوا غينيا الجديدة, مثلًا، تمثل نموذجًا للهندسة المعمارية التي يسيطر عليها وجود الأسطح، ونجد أن الأسطح المرتفعة لهذه المنازل تتقوس لدرجة أنها تكاد تنجرف حتى الأرض. أما الأسطح ذات زاوية الميل الحادة جدًا في ألمانيا وهولندا فإنها مثالية في مناطق تساقط الثلوج. في أجزاء أمريكا الجنوبية مثل بوفالو أو الولايات المتحدة الأمريكية أو مدينة مونتريال, بكندا، نجد أن هناك حدًا أدنى مطلوبًا للانحدار وهو 12 بوصة، أي زاوية ميل مقدارها 30 درجة.
توجد أساليب بناء إقليمية تناقض تلك الاتجاهات، حيث نجد أن الأسطح الحجرية في أكواخ جبال الألب الريفية تكون عادة ذات درجة انحدار أخف. تميل هذه المباني إلى تراكم كميات كبيرة من الثلج عليها، وهذا يُعتبر عاملاً مهمًا في درجة عزل هذه المباني. يعتمد تحديد زاوية ميل السطح بشكل جزئي على المواد المتاحة لتصنيع السطح، فنجد أن زاوية ميل 3/12 فصاعدًا تحتاج إلى أن تُغطى بألواح من الزفت، أو جذوع الخشب، أو الصلب المضلع، أو الإردواز أو البلاط.
المياه التي يصدها السطح أثناء حدوث عاصفة مطيرة غالبًا ما تكون مدمرة للمبنى الذي يحميه السطح. فإذا انحدرت المياه على جدران المبنى، فهي تتسرب إلى الأسمنت أو تتخلل الصفائح المصنوع منها السطح. وإذا وصلت المياه إلى أساسات المبنى فقد تسبب ارتشاحًا داخليًا، ارتفاع الرطوبة أو التعفن الجاف. لهذه الأسباب، فإن معظم المباني تضع نظامًا لحماية جدران المبنى من غالبية مياه السطح. ويتم توظيف الأفاريز المعلقة غالبًا لهذا الغرض. تتمتع معظم الأسطح الحديثة والعديد من الأسطح القديمة بوجود أنظمة الأخاديد، والمزاريب، وأعمدة صرف المياه، وأنابيب الصرف لكي تمنع المياه من ملامسة المبنى. يتم تجميع مياه الأسطح في العديد من أنحاء العالم، وتخزينها للاستخدام المنزلي.
المناطق المعرضة لسقوط الثلج تستفيد من الأسطح المعدنية لأنها تتمتع بأوجه ملساء تعمل على انزلاق وزن الجليد بسهولة أكبر كما أنها تقاوم قوة الرياح بشكل أفضل من أسطح الألواح الخشبية أو أسطح البلاط الأسمنتي.