請選擇要求的項目,再輸入高低差和坡度(或可用的長度)。平台、寬度、單價可以留白。
這個頁面可以做什麼
- 輸入高低差和坡度(1/12、1/15 等分數、%、角度任選一種),就能知道坡道所需的水平長度和斜面長度(坡道本體的長度)
- 反過來輸入「高低差」和「可用的長度」,就能知道實際的坡度(1/n、%、角度),並用一覽表比較改成常用參考坡度(1/8、1/10、1/12、1/15、1/20)時所需的長度
- 挑選現成的斜坡板(塑膠、橡膠、鋁製)時,輸入高低差和產品的長度,就能知道放上去之後的坡度
- 也能算出含平台(水平的部分)的總長度、由坡道寬度算出的面積,以及輸入單價(選填)時的估算費用
- 會畫出由高低差、水平長度和斜面組成的直角三角形,以及用來比較的參考坡度線。公式的淺顯解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
門口台階和地面的高低差是 30 cm 時,坡度 1/12 所需的水平長度是 \(30 \times 12 = 360\) cm,1/15 就是 450 cm。門前的空間能不能留這麼長,留不下的話要不要改成折返(夾著平台做 U 形),在找人施工前就能自己先確認。
自推輪椅比照顧者推時需要更平緩的坡度,一般常用 1/12~1/15,但也會因使用者的體力或是否為電動輪椅而不同。申請長照的居家無障礙改善補助,或設計公共建築物時,請向建築師或縣市政府確認適用的規定。
放上去就能用的斜坡板,會像「高低差 5 cm 用、長度 25 cm」這樣,依高低差決定長度。長度 ÷ 高低差就是坡度的分母,這個例子是 \(25 \div 5 = 5\),也就是 1/5(約 11.3°),相當陡(台灣的無障礙設施設計規範在高低差 3~5 cm 時也只允許到 1/5)。
室內門檻這種幾公分的高低差,短的產品也能用;但如果要自推輪椅上去,就選長一點的產品(同樣 5 cm 的高低差,長度 60 cm 就是 1/12),這個判斷用這個計算就能做到。產品適用的高低差和耐重,請依廠商的標示。
從騎樓或人行道到店門口有 15 cm 的高低差時,坡度 1/12 的水平長度是 180 cm,1/10 是 150 cm(台灣的無障礙設施設計規範在高低差未達 20 cm 時允許放寬到 1/10)。先算好門口前能用多長(會不會占用騎樓或人行道),就容易決定要做固定式坡道,還是只在需要時拿出來的可攜式斜坡板。
客人用的入口使用者範圍很廣,有自推輪椅、嬰兒車、長輩等,一般會做得平緩一點、寬一點。依店面的用途和規模,適用的規定可能不同,要做固定式時請向設計者或縣市政府確認。
在倉庫卸貨口或有高低差的入口推手推車或器材箱時,有時會用夾板或鋁製跳板做臨時坡道。在 20 cm 的高低差架一塊 2 m 長的板子,水平長度是 \(\sqrt{200^{2} - 20^{2}} \approx 199\) cm,坡度約 1/10(約 5.7°)。
載了重物的手推車,坡度太陡時推上去很費力,下坡時又無法放手,很危險。手推的手推車大約用 1/8~1/10,重物或電動搬運車多半選更平緩的坡度,也請一併確認板子的撓曲和防滑。
在透天厝門口(高約 15~20 cm)或車庫的高低差做一道坡道,機車或腳踏車就不用抬起來也能進出。人推著上去的話,1/6~1/8 左右的坡度也有人用,高 18 cm、1/8 時水平長度是 144 cm,沿著斜面的板子長約 145 cm。
板子的長度(斜面長度)會比水平長度稍長,買材料前請用這個頁面的「斜面長度」確認。機車這種重的車體,板子的強度和防滑也很重要。
年紀大的狗、貓,或腿短的犬種,跳上跳下沙發、床、車子後車廂時,可能會傷到關節。在高 45 cm 的沙發加一道坡度 1/3(約 18.4°)的坡道,水平長度是 \(45 \times 3 = 135\) cm,板子長約 142 cm。
每種動物能爬的坡度不同,小型犬或年紀大的動物適合更平緩的坡度。同樣的高低差,要在「最長能做多長」和「多陡牠還願意爬」之間,一邊改變坡度的分母一邊試算長度來決定。
「由水平長度和高低差求板子長度」的計算,就是國中八年級學的畢氏定理本身。「坡度 1/12 是幾度」的計算,是把高中學的三角比 \(\tan\) 反過來用(反三角函數 \(\arctan\)),也是它最貼近生活的用途之一。
請實際確認看看,課本的公式和門口的坡道、搬貨這些實物的尺寸是連在一起的。
公式與圖示
符號與用語解說
符號
| \(h\) | h | 高低差。取自 height(高度)的第一個字母。是門口台階和地面的高度差、門檻的高度等,想用坡道消除的高度差。 |
| \(n\) | n | 把坡度寫成分數 \(1/n\) 時的分母。是「水平前進 \(n\) 上升 1」的坡度,\(n = L \div h\)(1/12 就是 \(n = 12\))。\(n\) 越大越平緩。 |
| \(L\) | L | 水平長度。這個頁面用 length(長度)的第一個字母。是從正上方看坡道時,從台階邊緣到末端的長度,\(L = h \times n\)。 |
| \(s\) | s | 斜面長度(實長)。這個頁面用 slope(斜面)的第一個字母。是坡道的板子或路面本身的長度,用 \(s = \sqrt{L^{2} + h^{2}}\) 求出。 |
| \(i\) | i | 坡度(高低差 ÷ 水平長度)。據說取自英文表示傾斜的 inclination 的第一個字母。\(i = 1/n\),是沒有單位的數。 |
| \(p\) | p | 百分比坡度。取自 percent 的第一個字母。\(p = h \div L \times 100\),表示「水平前進 100 上升 \(p\)」(1/12 約 8.33%)。 |
| \(\theta\) | theta | 坡道相對於水平面的角度(傾斜角)。希臘字母 theta,常用來表示角度。用 \(\theta = \arctan(h \div L)\) 求出(1/12 約 4.76°)。 |
| \(T\) | T | 含平台的總長度。取自 total(合計)的第一個字母。\(T = L + d \times m\),是整個坡道所占的水平長度。 |
| \(d\) | d | 一處平台的長度。這個頁面用平台(landing)深度 depth 的第一個字母。 |
| \(m\) | m | 平台的數量。這個頁面把它當作表示個數的字母(和長度單位公尺 m 不同)。 |
| \(w\) | w | 坡道寬度。取自 width(寬度)的第一個字母,用在面積 \(A = s \times w\) 的計算。 |
| \(A\) | A | 坡道面積。取自 area(面積)的第一個字母,用斜面長度 × 寬度求出。 |
| \(C\) | C | 估算費用。取自 cost(費用)的第一個字母,用斜面長度(或面積)× 單價求出。 |
| \(u\) | u | 單價。取自 unit price(單價)的第一個字母。輸入每公尺或每平方公尺的金額。 |
| \(\tan\) | tangent | 正切。直角三角形「高 ÷ 底邊」的值,是 tangent 的縮寫。坡度 \(i\) 就是 \(\tan\theta\)。 |
| \(\arctan\) | arctangent | 反正切。傳回「\(\tan\) 的值等於這個數的角度」的計算,也寫成 \(\tan^{-1}\)。由坡度求角度時使用。 |
| \(\sqrt{\ }\) | 根號 | 平方根。表示「平方後等於那個數的正數」。用畢氏定理求斜面長度時使用(例如:\(\sqrt{25} = 5\))。 |
| \(\approx\) | 約等於 | 表示「大約相等」的符號。像平方根或 \(\arctan\) 的結果這種除不盡的值,四捨五入成小數時使用。 |
用語
| 坡道 | 不用樓梯、而用傾斜的面(斜坡)連接高低差的設施。讓輪椅、嬰兒車、手推車、腳踏車等越過高低差。坡度越平緩越容易上去,但需要的空間也越長。 |
| 高低差 | 地板或地面的高度差。例如門口台階和地面、房間和走廊之間的門檻、騎樓和店門口的高度差,這個頁面把它的高度寫成 \(h\)。有好幾階時,從最下面到最上面的高度合計就是高低差。 |
| 坡度 | 相對於水平前進的長度,上升(下降)多少的比例。用高低差 ÷ 水平長度求出。坡道習慣用 1/12、1/15 這種分數表示,同一個坡度也可以用百分比(%)或角度(°)表示。 |
| 分數坡度 | 把「水平前進 \(n\) 上升 1」的坡度寫成 \(1/n\) 的表示法,像坡道的「1/12」、排水管的「1/100」。\(n\) 越大坡度越平緩,所需的水平長度是高低差的 \(n\) 倍。 |
| 百分比坡度 | 用「水平前進 100 上升多少」表示坡度的方式。用高低差 ÷ 水平長度 × 100 求出。1/12 約 8.33%,1/8 是 12.5%。 |
| 傾斜角 | 斜面相對於水平面的角度。把坡度用角度(°)表示,用 \(\arctan\) 求出。百分比坡度和角度不成正比(10% 約 5.7°,但 100% 是 45°)。 |
| 水平長度 (水平距離) |
從正上方看坡道時,從台階邊緣到末端的長度。圖面上也稱為「水平距離」「水平投影長度」。基地或通道「要用多少空間」由這個長度決定,一定比斜面長度短。 |
| 斜面長度 (實長) |
坡道的板子或路面本身的長度。圖面或材料估算上也稱為「實長」「斜長」。實際需要的材料長度是這個,用水平長度和高低差以畢氏定理求出。 |
| 平台 | 設在坡道或樓梯的起點、終點、中途、轉折處的水平部分,用來休息或轉向。高度不變,所以不算進坡度的計算,算總長度時加到水平長度上。台灣的無障礙設施設計規範規定每高差 75 cm 要設長度 150 cm 以上的平台。 |
| 斜坡板 | 放在門口、門檻、店門口等高低差上就能使用的現成坡道,也稱為門檻斜坡、段差斜坡。有塑膠、橡膠、鋁製等,每種高低差各有固定的長度(放置後的水平長度)。長度 ÷ 高低差就是這個產品的坡度分母。 |
| 無障礙 | 為了讓長輩、輪椅使用者等容易移動,去除高低差等障礙。把高低差換成坡道是代表性的做法,坡度越平緩越容易自己上去。台灣的建築物依內政部《建築物無障礙設施設計規範》設置無障礙坡道(坡度 1/12 以下、淨寬 90 cm 以上等)。 |
| 自推 | 輪椅使用者不靠照顧者幫忙,用自己的手臂轉動輪子前進。自推比照顧者推的時候需要更平緩的坡度,是選擇參考坡度時的依據。 |
| 畢氏定理 | 直角三角形中「底邊的平方 + 高的平方 = 斜邊的平方」成立的定理,也稱為勾股定理。用水平長度和高低差求斜面長度時使用。 |
| 反正切 | \(\tan\) 的反運算(\(\arctan\))。傳回「\(\tan\) 的值等於這個數的角度是幾度」。工程計算機是 \(\tan^{-1}\) 鍵,Excel 是 ATAN 函數。 |
| 單價 | 每公尺、每平方公尺等,每一單位數量的金額。這個頁面可以選填材料費或施工費的單價,乘以斜面長度或面積算出估算費用。 |
建議先了解的基礎知識
為了讓您「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。
卡住的時候,回到這個表格的內容複習是最快的捷徑。
| 比率與百分率(國小五年級,10~11 歲) |
|
| 分數與倒數(國小五~六年級,10~12 歲) |
|
| 長度的單位換算(國小二~三年級,7~9 歲) |
|
| 平方根(國中八年級,13~14 歲) |
|
| 直角三角形與畢氏定理(國中八年級,13~14 歲) |
|
| 三角比 tan 與反三角函數(高中,15~18 歲。反三角函數屬於延伸內容) |
|
用 Excel 計算的方法
| 高低差 h(cm) | 15 |
| 坡度的分母 n(坡度 1/n) | 12 |
| 所需水平長度 L(cm) | =B1*B2 |
| 高低差 h(cm) | 15 |
| 水平長度 L(cm) | 180 |
| 斜面長度 s(cm) | =SQRT(B2^2+B1^2) |
| 高低差 h(cm) | 20 |
| 水平長度 L(cm) | 200 |
| 坡度的分母 n(坡度 1/n) | =B2/B1 |
| 百分比坡度 p(%) | =B1/B2*100 |
| 角度 θ(°) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 所需水平長度 L(cm) | 1080 |
| 一處平台的長度 d(cm) | 150 |
| 平台的數量 m | 1 |
| 總長度 T(cm) | =B1+B2*B3 |
| 斜面長度 s(m) | 1.806 |
| 坡道寬度 w(m) | 0.9 |
| 面積 A(m²) | =B1*B2 |
| 單價 u(元/每公尺) | 3000 |
| 估算費用 C(元) | =B1*B4 |
第 1 個表格 B3 是 180,第 2 個表格 B3 約 180.6,第 3 個表格 B3~B5 是 10、10、約 5.71,第 4 個表格 B4 是 1230,第 5 個表格 B3 約 1.63、B5 約 5418。
「SQRT」是平方根,「^2」是平方。「ATAN」是求反正切(arctan)的函數,答案的單位是弧度,所以用「DEGREES」換成角度。
第 5 個表格要把單價改成「每平方公尺」時,請把 B5 的公式改成「=B3*B4」。
用 Google 試算表計算的方法
| 高低差 h(cm) | 15 |
| 坡度的分母 n(坡度 1/n) | 12 |
| 所需水平長度 L(cm) | =B1*B2 |
| 高低差 h(cm) | 15 |
| 水平長度 L(cm) | 180 |
| 斜面長度 s(cm) | =SQRT(B2^2+B1^2) |
| 高低差 h(cm) | 20 |
| 水平長度 L(cm) | 200 |
| 坡度的分母 n(坡度 1/n) | =B2/B1 |
| 百分比坡度 p(%) | =B1/B2*100 |
| 角度 θ(°) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 所需水平長度 L(cm) | 1080 |
| 一處平台的長度 d(cm) | 150 |
| 平台的數量 m | 1 |
| 總長度 T(cm) | =B1+B2*B3 |
| 斜面長度 s(m) | 1.806 |
| 坡道寬度 w(m) | 0.9 |
| 面積 A(m²) | =B1*B2 |
| 單價 u(元/每公尺) | 3000 |
| 估算費用 C(元) | =B1*B4 |
用 Python 計算的方法
import math
rise = 15 # 高低差 h(cm)
denominator = 12 # 坡度的分母 n(坡度 1/n)
run = rise * denominator # 所需水平長度 L(cm)
slope = math.sqrt(run ** 2 + rise ** 2) # 斜面長度 s(cm)
percent = rise / run * 100 # 百分比坡度(%)
angle_deg = math.degrees(math.atan(rise / run)) # 角度(°)。atan 的答案是弧度,所以換成角度
print(f"所需水平長度:{run:.1f} cm")
print(f"斜面長度:{slope:.1f} cm")
print(f"坡度:1/{denominator} = {percent:.2f} % = {angle_deg:.2f} °")
# 反過來,由可用的水平長度求實際坡度,再和參考值(1/12)比較
rise2 = 20 # 高低差(cm)
available_run = 200 # 可用的水平長度(cm)
actual_n = available_run / rise2
target_n = 12
needed_run = rise2 * target_n
print(f"實際坡度:1/{actual_n:.1f}(參考 1/{target_n} 所需長度為 {needed_run:.1f} cm,差 {available_run - needed_run:.1f} cm。負數表示不足)")
# 含平台的總長度(高低差 90 cm、坡度 1/12:每高差 75 cm 要設平台)
landing_len = 150 # 一處平台的長度(cm)
landing_count = 1 # 平台的數量
total = 1080 + landing_len * landing_count
print(f"含平台的總長度:{total:.1f} cm")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
L = h × n
L = h\,n
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<mi>h</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>n</mi>
</mrow>
</math>
L = h n
h*n
L := h*n;
L = h*n;
L = hn
s = √(L² + h²), L = √(s² − h²)
s = \sqrt{L^{2} + h^{2}},\quad L = \sqrt{s^{2} - h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>s</mi><mo>=</mo>
<msqrt><msup><mi>L</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup></msqrt>
<mo>,</mo>
<mi>L</mi><mo>=</mo>
<msqrt><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup></msqrt>
</mrow>
</math>
s = sqrt(L^2 + h^2), L = sqrt(s^2 - h^2)
{Sqrt[L^2 + h^2], Sqrt[s^2 - h^2]}
s := sqrt(L^2 + h^2); L := sqrt(s^2 - h^2);
s = sqrt(L^2 + h^2); L = sqrt(s^2 - h^2);
s = √(L^2 + h^2), L = √(s^2 − h^2)
n = L ÷ h, p = h ÷ L × 100, θ = arctan(h ÷ L)
n = \frac{L}{h},\quad p = \frac{h}{L} \times 100,\quad \theta = \arctan\frac{h}{L}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mi>h</mi></mfrac>
<mo>,</mo>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>h</mi><mi>L</mi></mfrac><mo>×</mo><mn>100</mn>
<mo>,</mo>
<mi>θ</mi><mo>=</mo><mi>arctan</mi><mo>⁡</mo><mfrac><mi>h</mi><mi>L</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
n = L / h, p = h / L * 100, theta = arctan(h / L)
{L/h, h/L*100, ArcTan[h/L]*180/Pi}
n := L/h; p := h/L*100; theta := arctan(h/L)*180/Pi;
n = L/h; p = h/L*100; theta = atand(h/L);
n = L/h, p = h/L × 100, θ = tan^(-1)(h/L)
T = L + d × m
T = L + d\,m
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>T</mi><mo>=</mo><mi>L</mi><mo>+</mo><mi>d</mi><mo>⁢</mo><mi>m</mi>
</mrow>
</math>
T = L + d m
L + d*m
T := L + d*m;
T = L + d*m;
T = L + dm
A = s × w, C = s × u(或 A × u)
A = s\,w,\quad C = s\,u\ (\text{或}\ A\,u)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mo>⁢</mo><mi>w</mi>
<mo>,</mo>
<mi>C</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mo>⁢</mo><mi>u</mi>
</mrow>
</math>
A = s w, C = s u
{s*w, s*u}
A := s*w; C := s*u;
A = s*w; C = s*u;
A = sw, C = su
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是無障礙改善、外部工程的尺寸計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只以執行結果的數值為根據回答(請不要用心算或推測回答)。 要在高 15 cm 的高低差設置坡道,坡度做成 1/12。 請分別求出以下的值。 1. 所需水平長度(高低差 × 坡度的分母) 2. 斜面長度(畢氏定理) 3. 這個坡度的百分比表示和角度(使用 arctan,並把弧度換成角度) 4. 如果水平長度只能留 150 cm,實際的坡度(分數 1/n 的 n),以及和 1/12 所需長度的差 請列出計算用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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