Takarkitektur

Tak, som dekker toppen av bygningen, og tjener til å beskytte mot regn, snø, sollys, vind og ekstreme temperaturer. Tak er konstruert i en rekke former - flate, opphøyde, hvelvede, hvelvede eller i kombinasjoner - som diktert av tekniske, økonomiske eller estetiske betraktninger.

De tidligste takene som ble konstruert av mennesker var trolig stråtak som var laget av halm, blader, grener eller siv; de ble vanligvis satt i en skråning, eller tonehøyde, slik at nedbør kunne renne av dem. Koniske halmtak er et godt eksempel på denne typen og brukes fremdeles mye i landlige områder i Afrika og andre steder. Tykkere grener og tømmer ble etter hvert brukt til å spenne over et tak, med leire eller noe annet relativt ugjennomtrengelig stoff presset inn i mellomrommene mellom dem. Gables og flate tak var mulig med disse materialene. Med oppfinnelsen av murstein og kuttet stein for bygging dukket de grunnleggende takformene til kuppelen og hvelvet opp.

To hovedtyper av tak er flate tak og skråtak. Det flate taket (se figuren) har historisk blitt mye brukt i Midt-Østen, det amerikanske sørvest, og hvor som helst ellers hvor klimaet er tørt og drenering av vann fra taket er dermed av sekundær betydning. Flate tak ble utbredt i Europa og Amerika på 1800-tallet, da nye vanntette takmaterialer og bruk av konstruksjonsstål og betong gjorde dem mer praktiske. Flate tak ble snart den mest brukte typen for å dekke lager, kontorbygg og andre næringsbygg, samt mange boligstrukturer.

Skråtak kommer i mange forskjellige varianter. Det enkleste er det mager til eller skuret, som bare har en skråning. Et tak med to skråninger som danner et "A" eller trekant kalles en gavl, eller skråtak. Denne typen tak ble brukt så tidlig som templene i det antikke Hellas og har vært en grunnleggende rolle i innenriks arkitektur i Nord-Europa og Amerika i mange århundrer. Det er fremdeles en veldig vanlig takform. Et hofte- eller hoppetak er et gaveltak som har skrått i stedet for vertikale ender. Det ble ofte brukt i Italia og andre steder i Sør-Europa og er nå en veldig vanlig form i amerikanske hus. Gavl- og hoftetak kan også brukes til hjem med mer kompliserte oppsett. Gambrel-taket er en type gaveltak med to skråninger på hver side, den øvre er mindre bratt enn den nedre. Mansardtaket er et hipt gambreltak, og har dermed to skråninger på hver side. Det ble mye brukt i renessanse og barokk fransk arkitektur. Begge de nevnte taktyper kan gi ekstra loftareal eller annet rom uten å bygge en hel tilleggsgulv. De kan også ha en sterk estetisk appell.

Hvelvet er en parallell serie med buer som brukes til å danne et tak, den vanligste formen er en sylindrisk eller tønnhvelving. Vaults kom til sin største prominens innen gotisk arkitektur. Kuppelen er en halvkuleformet struktur som kan tjene som tak. Kuppler har overgått noen av de mest grandiose bygningene fra gammel romersk, islamsk og post-middelalderlig vestlig arkitektur. Kvelger og kupler krever ikke et understøttende rammeverk direkte under hvelvingen fordi de er basert på prinsippet om buen, men flate og gavltak krever ofte interne støtter som takstoler eller annen avstivning. Et fagverk er et strukturelt element som er sammensatt av en serie trekanter som ligger i et enkelt plan. Fram til senere på 1800-tallet var slike støtterammer laget av trebjelker, noen ganger i svært kompliserte systemer. Stål og armert betong har for det meste erstattet slike tunge tresystemer, og slike materialer har dessuten muliggjort utvikling av nye og dramatiske takformer. Tynne skalltak med betongforsterket stålstenger kan produsere kupler og tønnehvelv som bare er tre centimeter tykke, men spenner over enorme mellomrom, og gir fri utsikt til stadion og amfiteater. I utkragede tak henges et tak laget av tynn forhåndsbetong fra stålkabler som er montert på vertikale tårn eller pyloner av noe slag. Den geodesiske kuppelen er en moderne strukturell variant av kuppelformen.

Den ytre tildekningen av et tak må forhindre at nedbør eller annen nedbør trenger inn i en bygning. Det er to hovedgrupper av takbelegg. En gruppe består av en vanntett membran eller film som påføres som en væske og som avviser vann ved fullstendig ugjennomtrengelighet etter at den har tørket; tjæren som brukes til å belegge takpapp er det viktigste eksemplet på denne typen. Den andre gruppen består av biter av et vanntett materiale som er anordnet på en slik måte at det forhindrer direkte vannføring gjennom skjøtene mellom disse delene. Denne gruppen inkluderer helvetesild laget av forskjellige materialer, fliser laget av bakt leire eller skifer, og bølgepapper av stål, aluminium, bly, kobber eller sink. Flate tak er normalt dekket med takpapp og tjære, mens skråtak generelt er dekket med helvetesild eller platemetall.