Почему люки круглые а не квадратные. Почему канализационные люки круглые – это необходимость или традиция? Причины и следствия

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1.Введение

Когда строился наш дом, прокладывали воду и делали колодец, который затем накрыли специальной крышкой люка. Я обратил внимание, что в нашем городе всюду лежат крышки круглой формы: и у нас во дворе, и на дорогах, и возле школы.

И тогда я заинтересовался, а почему крышки канализационного люка круглые. Передо мной возникла проблема : есть много геометрических фигур, а канализационные люки делаются почему-то круглые и возможно, существует еще какая-то фигура, подходящая для люков.

ЦЕЛЬ: определение свойств круга, которые используются в крышках канализационных люков.

ЗАДАЧИ:

1.Познакомиться с новыми для меня свойствами круга и с помощью опытов установить простейшие связи и сделать выводы.

2. Поискать материал о других геометрических фигурах, которые могли бы использоваться человеком при изготовлении крышек для люков.

3. Показать возможность использования кругов (и если существует похожая по свойствам фигура) в жизни.

Гипотеза: кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков.

Методы исследования

1. Проведение опроса «Почему крышки канализационных люков круглые?».

2. Поиск материалов в сети интернет.

3. Наблюдения.

4. Проведение опытов.

2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Свой вопрос я задал родителям, одноклассникам и знакомым и получил на него разные ответы. Большинство думают, что так удобно — в круглое отверстие легче пролезть, несколько ответов было — красиво, а некоторые ответили, что не знают. Тогда я начал искать информацию в сети Интернет.

Опыт 1. Предметы круглой формы легче перемещать — их просто можно перекатить. В то время как у предметов прямоугольной и треугольной формы мешают углы. А крышки канализационного люка делают еще тяжелыми — их изготавливают из чугуна. Тогда можно сделать вывод о том, что круглую тяжелую крышку можно переместить одному человеку. А люк другой формы придется нести в несколько рук.

Опыт 2. Крышка канализационного люка круглый формы никогда не провалится в колодец, а значит, лучше всего подходит для выполнения защитной функции. Все это потому, что диаметр крышки всегда больше диаметра самого колодца. А другие фигуры могут провалиться (например, под углом).

Опыт 3 . Проведем две параллельные касательные прямые и зафиксируем расстояние между ними. Начнем вращать круг. Он постоянно касается этих линий и можно сказать, замкнутая кривая (окружность, которая описывает круг) имеет постоянную ширину. Это тоже свойство круга. И его учитывают при изготовлении крышек люка — меньше вероятность допустить ошибки при производстве.

Опыт 4. При изготовлении крышек круглой формы используется меньше материала и снижается их себестоимость.

Вот оказывается, какие причины, почему крышки канализационных люков круглые. Но меня интересует еще один вопрос: есть ли фигура, по свойствам похожая на круг. И здесь мне помогла передача, которую я смотрю - «Галилео». Из нее я узнал, что есть фигура по свойствам похожая на круг. Это треугольник Рёло. Его изучением занимался немецкий ученый Франц Рёло в 19 веке. Давайте и мы проверим это.

Опыт 5. Треугольник Рёло — фигура, имеющая постоянную ширину. Проводим две касательные прямые линии, фиксируем их ширину и начинаем вращать треугольник Рёло. И всегда одна точка, расположенная в одном из «углов» треугольника Рёло, а другая на противоположной дуге окружности, будут касаться линий.Опыт 6. Предмет, изготовленный в форме треугольника Рёло может перекатываться. Установим на 2 цилиндра в форме этих треугольников дощечку и увидим, что она перекатывается.

Опыт 7. Треугольник Рёло, если его установить на люк, тоже не провалится. Мной был изготовлен такой макет и вам предлагаю убедиться в этом.

3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведя работу я смог сделать вывод о том, что выдвинутая мной гипотеза - кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков, подтвердилась. Но изготавливать круглые крышки проще — меньше вероятность допустить ошибку и, поэтому изготавливают именно их. И теперь я смогу ответить на вопрос, который часто задают при приеме на работу в Microsoft. Вот эти ответы: безопасность, удобство при передвигании, ниже стоимость, меньше ошибок при их изготовлении.

И еще я узнал очень интересные факты .

1. Когда проводятся гонки болидов по городским улицам, крышки привариваются к люкам. При движении гоночных болидов благодаря их аэродинамическим характеристикам создается настолько низкое давление воздуха между дорогой и днищем машины, что его достаточно, чтобы поднять крышку канализационного люка.

2.В начале 2000-х годов в Москве проходил большой арт-проект «Канализации всех стран, соединяйтесь!» - где были представлены фотографии канализационных люков со всего мира.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ

1.http://www.etudes.ru/ru/etudes/mazda

2.http://otvetprost.com/387-pochemu-lyuki-kruglye.html

3.http://expirience.ru/pochemu-lyuki-kruglye/

4.Запись передачи «Галилео» от мая 2012г.

Вопрос о том, почему канализационные люки делают круглыми, уже стал нарицательным. Его задают во многих эрудических викторинах и даже при приеме на работу в сравнительно серьезные организации. В поиске ответа на данный вопрос следует больше выяснить об устройстве люков и связанных с ними фактах. Итак, обо всем по порядку.

Устройство канализационного люка

Смотровой канализационный колодец обычно состоит из шахты, рабочего помещения и крышки. Тип устройства рабочего помещения, как правило, зависит от вида подземных коммуникаций. Габариты помещения выбирают исходя из предъявляемых требований к обслуживанию конкретных коммуникаций.

Глубину расположения помещения выбирают исходя из глубины их пролегания. Высота помещения составляет около 1,8 метра. Шахта обычно круглой формы, ее длина зависит от глубины рабочего помещения, а диаметр составляет 0,7м. Шахты чаще всего собирают из кирпича, либо отливают из бетона. Оснащена лестницей для спуска работника.

Канализационный люк закрывают крышкой, чтобы избежать попадания в систему сторонних объектов, и чтобы предотвратить несчастные случаи. В большинстве случаев крышка имеет круглую форму, что вызвано следующим: при любом ее положении, крышка не сможет провалиться в люк.

Это первый ответ на вопрос «почему канализационные люки круглые».

Для предотвращения произвольного открытия во время интенсивного движения автотранспорта, крышки люков изготавливают из чугуна, делая их весьма увесистыми.

Поверхность крышки ребристая для повышения прочностных качеств люка, а также сцепления подошв пешеходов и автомобильных шин с его поверхностью. Встречаются крышки либо выпуклые посередине, либо плоские – вогнутых не бывает.

Колодцы кабельной канализации, как правило, оснащены одновременно двумя крышками.

А именно:

защитной;
запорной.

Запорные крышки изготавливают из стали, они гораздо легче обычных и снабжены замком во избежание проникновений с целью кражи кабеля посторонних лиц. Расположена запорная крышка под защитной.

Установка канализационных люков производится также в колодцах инженерных коммуникаций, находящихся под землей: кабельных, газовых, тепловых сетей, канализации и водопровода.

Предназначены канализационные люки для защиты и колодцев от повреждений, для предотвращения попадания в шахты посторонних предметов или персон, для обеспечения беспрепятственного движения автотранспорта и пешеходов, для доступа к коммуникациям, находящимся под землей.

Разновидности канализационных люков

Канализационные люки классифицируют следующим образом:

в зависимости от конструкции изделия;
по типу проходящих под ними коммуникационных сетей;
по материалу изготовления.

Помимо вопроса о том, почему крышки канализационных люков круглые, ответим на вопрос, какие коммуникационные сети укрывают с помощью таких люков.

Это:

системы водостока;
кабельные – телефонные и электросети.

Основными материалами изготовления канализационных люков являются следующие:

высокопрочный и серый чугун;
пластик;
полимерно-песчаная смесь;
композитная смесь;
железобетон или бетонная смесь;
резина.

Совет! Каждый вид люков имеет свои недостатки и достоинства, но все же традиционным материалом изготовления люков считают чугун. Люки из чугуна надежны, прочны, устойчивы к агрессивным средам и долговечны.

Безопасность канализационных люков

Почему делают канализационные люки круглыми? Чтобы обезопасить население от падений в них – это одна из тех бед, о которых людей начинают предупреждать с самого детства.

Однако, не смотря на подобные предупреждения, такие случаи происходят довольно часто. Раньше это было вызвано рассеянностью, теперь же к этому добавилось отвлечение на разговоры по мобильному телефону или написание текстовых сообщений.

Большое число краж крышек люков, закрывающих , лишь усугубляет складывающуюся ситуацию. Падения в люк чреваты не только переломами ног, но и при достаточно большой глубине люка смертельным исходом.

Не в меньшей степени опасность открытых люков проявляется и на автодорогах. Наезд машины на открытый люк может повлечь серьезные повреждения подвески и колес, да к тому же весьма опасные аварии для велосипедистов и мотоциклистов – вплоть до смертельных исходов.

Занятные факты о канализационных люках

Если монтаж канализационного люка был произведен многие годы назад, в особенности на проезжей части, что открыть такой люк обычным способом (поддеванием) часто не представляется возможным.

Тогда сверху к люку приваривают ручку из металлической арматуры, которую срезают после открытия, или же высверливают в люках небольшое отверстие, заводят снизу крюк и таким способом открывают.

Большинство крышек люков современного изготовления (помимо линий связи) оснащены фабричным отверстием, посредством которого люк возможно открыть при помощи крюка.

Во многих странах СНГ в крышках люков также часто имеются по бокам две прорези. Однако, из-за воды, которая во время осадков проникает сквозь прорези, отверстия производят лишь в водопроводных, канализационных, ливневых, дренажных люках. В люках электрических сетей, кабельной и телефонной связи прорези делать запрещено .

Помимо дилеммы типа – почему люки канализационные круглые, следует заинтересоваться еще одним вопросом: отчего люки такие массивные?

А для того, чтобы наиболее активная часть общества – подростки, физически не имела возможности делать из канализации убежища и тому подобное. Тем не менее, масса люков не останавливает любителей сравнительно легкого заработка. С 1990х по 2000е годы во всех странах бывшего советского союза было совершено тысячи краж канализационных люков с целью сдачи на металлолом.

Помимо стандартных чугунных люков, кражам подверглись также стальные люки и ливневые решетки. К примеру, в городе Харькове в Салтовском районе всего за одну ночь с применением техники злоумышленниками было украдено около 50 люков из чугуна. А в 2009г в г. Киеве украли более 1300 люков.

По этой причине в крупных городах, в особенности на их окраинах, канализационные шахты вынуждены закрывать бетонными кругами, щитами из дерева либо пластиковыми стационарными люками. Касательно последних, их производство налажено во многих регионах.

Теперь же установка канализационного люка современного выпуска производится с учетом данной особенности – люки оснащены петлями и открываются подобно двери с невозможностью кражи (разве что при помощи резака). Многие люки также оснащают замками – это зачастую касается люков линий связи.
Наиболее опасными с точки зрения травматизма являются ливневые колодцы, колодцы водопровода и канализации – их глубина достигает 6 метров, и кроме того, внутри них обычно расположены торчащая арматура и трубы.

Еще пара объяснений

Еще одним объяснением того, почему крышка канализационного люка круглая, является простота транспортировки.

К примеру, квадратная крышка может транспортироваться только переноской, что одному человеку часто не под силу. Круглую же крышку можно катить, с чем вполне сможет справиться взрослый мужчина в одиночку.

Кроме того, на изготовление круглой крышки канализационного люка затрачивается меньше материала. К тому же не нужно ломать голову над тем, как установить канализационный люк круглой формы – его лишь не следует ставить вверх ногами, в остальном трудностей нет.

Почему люки круглые? Те, которые закрывают-открывают вход в канализационную систему. Те, которые приходится обходить, чтобы не случилось несчастье. Они настолько привычно вошли в повседневную жизнь, что многие люди не замечают постороннего предмета на своем пути и автоматически перешагивают опасное место.

Есть еще и автовладельцы, которые старательно объезжают места выхода канализации на поверхность, чтобы сохранить подвеску. По этой причине вопрос о форме крышки может волновать достаточно большое количество людей.

Отчего выбрана такая форма?

Человек является существом высшего порядка, благодаря своему умению и желанию открывать мир, искать и находить ответы на интересующие вопросы. А людям любопытно очень многое. Почему огромные слоны опасаются мышей? Куда деваются упавшие звезды? Как сделать волшебную палочку? Почему крышка люка без углов и лишних петель?

Конечно, встречаются квадраты, звезды, треугольники на асфальте. Но это происходит так редко, что можно классифицировать как исключение. А закономерность – люк в форме круга. И причин тому несколько:

1. Идеальная форма для канализационных колодцев – круглая. Их легче обслуживать. Вероятность образования засоров минимальна. Понятно, что для закрывания колодцев рациональнее всего использовать крышки той же формы, но в чуть увеличенном диаметре.

2. Производство круглых крышек обходится заводам дешевле, чем изготовление других форм. Главным образом, это связано с экономией материала. Что такое круг? Это довольно-таки удачная геометрическая фигура. При ограниченном количестве материала выбор именно такой формы позволит заполучить максимальную площадь (по сравнению с другими фигурами). Ведь отношение площади сечения круга к длине окружности больше, чем у квадратов или прямоугольников.

3. Сэкономить можно также на толщине, если правильно подобрать форму люка. Возникающая нагрузка равномерно распределяется, сокращая внутреннее давление, только в круге. Поэтому крышка может быть более тонкой, даже сохраняя свою крепость и надежность.

4. Канализационный люк, закрывающий колодец круглого сечения, не провалится внутрь. Ни из какого положения. А это дополнительные меры безопасности для выполнения сантехнических работ.

5. Каждая точка на окружности люка – это точка концентрации напряжения. Равномерное распределение нагрузки, о котором уже упоминалось выше, имеет еще одно преимущество. Именно такая форма позволяет проще открывать колодец, смещая тяжелую крышку в сторону.

С прямоугольными люками несколько иначе. Там напряжение сконцентрировано в углах. С такими крышками придется повозиться.

6. Круглые варианты легче перемещать не только из-за распределения нагрузки, но и просто из-за отсутствия углов. Как правило, канализационные крышки делаются из чугуна. Это очень тяжелый материал. И любое изделие из него почти неподъемное. Круг же можно поставить на ребро и катить.

Кроме вышеперечисленных причин следует упомянуть еще один немаловажный момент. Есть такая производственная закономерность: чем меньше у детали выступов и углов, тем меньше брака выйдет из-под станка. Поэтому производство круглых люков более чем оправдано.

Все люки смотровых колодцев закрывают люками круглой формы, и так делается во всем мире. Невольно появляется вопрос о том, почему же канализационный люк делают круглым.

Этот вопрос стал уже можно сказать шутливой головоломкой, доходит до курьезов, когда люди пытаются на него ответить. А ответ на него лежит на самой поверхности, нужно просто знать об его устройстве и где и для чего он используется.

Логичное объяснение формы люка

Так почему же канализационные люки делают именно круглыми, а не например квадратными, прямоугольными или треугольными. Ответ прост – все потому, что как ее ни крути она никогда не провалится внутрь колодца и не наделает там бед, например ударив работающего там человека или пробив .

Крышка другой формы, например квадратная, от вибрации может сдвинуться и проскочить в колодец углом. Связано это с тем, что у квадрата диагональ больше его сторон, а у круга радиус один (как его ни крути).

Еще один вариант, который не стоит отвергать – круглая форма уменьшает внутренние силы, которые могут возникать при ее установке. Таким образом можно сэкономить, выпуская более тонкие крышки.

Видео: Почему канализационные люки круглые

Кроме того, круглую крышку проще транспортировать одному человеку. Ее можно докатить до места, а квадратную придется нести с помощниками.

Приведенные пояснения показывают, что на выбор формы канализационного люка повлияла элементарная практичность и экономия.

Устройство канализационного люка

Канализационные люки устанавливаются сверху смотровых колодцев, которые разделяются на несколько видов, в зависимости от типа коммуникаций:

Системы водостока.
Ливневые канализации.
Электросети.

Смотровой колодец устроен следующим образом:

Рабочее помещение;
Шахта;
Крышка.

Размер рабочего помещения может быть разным, все зависит от типа коммуникации для которого оно предназначено. Его глубина так же зависит от глубины залегания сети, стандартной высотой считается – 1,8 метра.

Шахта делается круглой формы, диаметром 70 сантиметров. Стенки выкладываются из бетонных колец или кирпича и оснащаются лестницей.

Люк, в целях безопасности и предотвращения захламления шахты и рабочего помещения, закрывается крышкой. Крышки, до недавнего времени делали только из чугуна, поэтому они имеют довольно солидный вес.

Большая масса конструкции является необходимым условием, так как это помогает предотвратить ее самопроизвольное сдвигание под действием вибрации от движения автомобилей. Вес чугунных люков зависит от их конструкции и размера.

Так например масса одной только крышки люка марки Т(С250) – 53 кг, ТМ(С 250) – 78 кг, ТМ(Д400) – 45 кг. Так что, это довольно увесистые предметы которые не легко поднять.

На поверхность крышки есть ребра. Это делается для увеличения прочности и лучшего сцепления с автомобильными шинами и подошвой пешеходов. Крышка может быть плоской или выпуклой.

Из какого материала делают люки

При изготовлении канализационных люков может использоваться разный материал. Это может быть:

Чугун.
Бетон.
Железобетон.
Полимерно-песчаная смесь.
Композитный материал.
Резина.

Раньше, предпочтение отдавалось чугунным люкам, которые считались самыми прочными и надежными. Сегодня, чаще можно встретить люки из других материалов – пластиковые, резиновые или композитные. С одной стороны они намного дешевле, а с другой – по качеству не уступают своим предшественникам.

В 90-х годах, по России прокатился «бум», связанный с воровством чугунных крышек с канализационных люков. Поэтому, производитель и эксплуатационные компании постепенно перешли на люки из других материалов, которые нельзя сдать в металлолом.

Заключение

Канализационные люки круглой формы более практична, технологичны и имеют длительный срок эксплуатации. Такие модели устойчивы к перепадам температур. Именно поэтому для них выбрана именно такая форма.

Видео: ВОПРОС — ОТВЕТ №11 Почему крышки люков круглые

Современные предприятия коммунального обслуживания возникли в мире в 30-х годах XIX-го века. Несмотря на разнообразие форм, большее предпочтение отдавалось именно круглым крышкам. В настоящее время производители люков для канализационных систем выпускают исключительно круглой формы.

Крышки для канализационных люков: вес и максимальная нагрузка

Несмотря на то, что канализационные системы современного типа в различных странах появлялись в разные временные промежутки, единственное сходство заключалось в необходимости установки канализационных люков. Острая необходимость в чугунных люках возникала в первую очередь в крупных городах с асфальтированными дорогами исходя из соображений безопасности. Всё-таки сдвинуть крышку весом от 45 вплоть до 160 кг в разы тяжелее деревянных настилов и заграждений, которые использовались ранее.

Примечание! Последние годы наравне с чугунными крышками в продаже появились более дешевые аналоги из полимерных материалов, минимальный вес которого считается 15 кг, максимальный – 48 кг.

Форма крышки канализационных систем

Основная причина, почему крышка люка круглая, происходит из следующих соображений.

Треугольная форма не подходит исходя из особенностей строения человеческого . В противном случае величина люков была бы значительно больше современных круглых. А это влечёт за собой лишние хлопоты в виде увеличения необходимого сырья для производства крышки, следовательно, увеличивается его себестоимость.
Люк квадратной формы со временем может провалиться в колодец. Тем более, форма колодца – круглая. Заниматься изменением переходов шахты канализационных люков на поверхность с круглой на квадратную форму – занятие не из лёгких, требует увеличения финансовых затрат на изготовление и замену.

Круглая форма крышки имеет не односторонний нюанс: такую крышку удобно переносить – т.е. катить, в отличие от квадратных или треугольных. Но с увеличением числа краж в и ближайших странах СНГ ради наживы, власти стали искать выход из сложившейся ситуации путём производства из других материалов.

В Соединенных Штатах в качестве «противоугонных» мер изготавливают крышки с пазами или на задвижках. Европейские страны используют комбинированный материал для изготовления крышки – соединяют бетон с чугуном. Это позволяет избежать краж, потому что в центрах приёма металлолома гибридный материал не принимается.

Интересный факт! Энтузиасты не унывают и в сети Интернет пользователи устраивают выставки обнаруженных образцов с необычным дизайном с припиской города. Искусство литых крышек ведёт свою историю порядка 150 лет, ежедневно всемирная публичная галерея пополняется новыми необычными образцами современных и старинных изделий.

Современные и старинные крышки канализационных люков внешне различаются. Если на старых можно встретить выгравированные гербы, различные надписи и рисунки, то современные аналоги выдержаны в серьёзном стиле: производственный номер, название компании-изготовителя, дата изготовления. Некоторые организации на заказ запрашивают «уникальные» экземпляры, на которых располагают детальную информацию: логотип фирмы, краткий перечень предоставляемых услуг и другое.

Основные причины, почему крышка люка круглая

В России и странах ближнего зарубежья колодцы и канализационные трубы имеют круглое сечение. Это основной фактор, влияющий на форму крышки. В некоторых европейских и азиатских странах встречаются квадратные варианты. Однако это скорее исключения из правила, нежели чем норма, потому что в той же Чехии или Китае, где люди обнаружили крышки в форме квадрата, сечения труб и колодцев канализационной системы также имеют круглую форму.
Снижение себестоимости. В отличие от круглой, на изготовление квадратной крышки канализационного люка потребуется на 30% больше сырья.
Удобство. Для установки крышки люка любой другой формы потребует большего количества затрат: в т.ч. человеческих усилий и времени для её установки: крышку не придётся переносить (учитывая минимальный вес чугунного экземпляра в 65 кг, квадратная исходя из увеличения затрат сырья приблизительно на 30% будет тяжелее– т.е. порядка 85 кг).
Канализационный люк круглой формы не провалится в колодец из-за увеличенного диаметра в сравнении с сечением колодца.
Монтаж и демонтаж круглых крышек производится быстрее и на то существует ряд причин:
нет необходимости в большем количестве установщиков для переноса люка;
время, затраченное на его перенос, сокращается – круглый люк проще катить, с квадратной или треугольной крышкой такой способ не подойдёт.
Распределение концентрации нагрузки. У круглой крышки распределение производится по всей площади. Угловатым крышкам таким не похвастаться – именно углы будут выполнять роль основных точек нагрузки.
Повредить края круглого люка сложнее, чем угловатого. В процессе транспортировки можно поставить скол. Учитывая, что именно углы выступают основной опорной точкой для распределения нагрузки, отколотый кусок вне зависимости от его величины нарушает систему и нагрузка распределяется уже на остальные углы.
Износостойкость. Величина эксплуатационного срока напрямую зависит от целостности крышки люка. Если у угловатых крышек отколется часть, распределение нагрузки происходит неравномерно. Со временем это повлечёт к повреждению других опорных углов.