Elementy więźb dachowych

Spotykana głównie w domkach jednorodzinnych więźba drewniana pozwala ukształtować nawet najbardziej delikatny dach.

Tradycyjne budownictwo drewniane ma dużą historię. Kiedyś materiał ten, obok kamienia naturalnego, był samym z głównych budulców. Z okresem został wyparty przez bardziej powściągliwe i twarde materiały – ceramikę, stal i beton. Zakres zastosowania drewna jako artykułu do wznoszenia celów w starym sposobie konstruowania zawęził się praktycznie do budownictwa jednorodzinnego zaś w mikroskopijnym stopniu do innych obiektów. Znacznie większe zastosowanie były formacje budowlane w dawnej drewnianej konstrukcji, czyli stropy i więźby dachowe. Przez masa lat uległy one niskiej transformacji. Uwspółcześnione zostały sposoby łączenia poszczególnych elementów, zmianie uległy przekroje niektórych spośród nich, a przede każdym zastąpiono tradycyjne materiały izolacyjne oraz wykończeniowe nowszymi i wyspecjalizowanymi do wykonywania określonych funkcji również ustalających się wysokimi parametrami.

Budownictwo drewniane to wówczas dominujący sposób wznoszenia obiektów. Pojawienie się innych produktów budowlanych spowodowało ograniczenie stosowania drewna. Natomiast w dalszym ciągu obejmuje ono główny materiał konstrukcyjny więźb dachowych domów jednorodzinnych.

Za stosowaniem drewna jako materiału budowlanego przemawia wiele czynników, m.in.:

– łatwość obróbki również łączenia – różna dla poszczególnych gatunków;

– dość duża wytrzymałość;

– niewielki ciężar właściwy;

– korzystny stosunek wytrzymałości drewna w układu do jego moce, dzięki któremu stosunkowo niewielkie konstrukcje mogę przenosić duże obciążenia;

– dobra izolacyjność termiczna oraz akustyczna;

– walory estetyczne;

– inne, np. ostrzegawcze, właściwości drewna.

Wymienionym zaletom przemawiającym za wykorzystaniem drewna w budownictwie na punkty więźb dachowych towarzyszą słabe strony materiału, jakie należy zawrzeć na stanie projektowania oraz podnoszenia więźby, a mianowicie:

– anizotropowa budowa drewna – np. różna forma wzdłuż i w poprzek włókien, różne moduły sprężystości w punktach podłużnym, promieniowym oraz stycznym;

– higroskopijność;

– zmiany wymiarowe ze koleją wilgotności (skurcz i pęcznienie);

– palność;

– podatność na korozję biologiczną (owady i grzyby);

– liczne wady surowca pochodzące z morfologicznej budowy drzew (sęki, skręt włókien negatywnie wchodzące na wytrzymałość);

– duże straty drewna w toku pozyskiwania surowca i obróbki.

Ze względu na fakt przenoszenia obciążeń, wychodzących z obowiązku pokrycia dachowego, oraz dużych czynników, mogących kierować na moc drewnianych konstrukcji, kwestia wytrzymałości drewna jest szczególnie istotna, a co za tym idzie bardzo duży jest dobór odpowiedniego tematu w relacje od przewidywanych warunków użytkowania. Do sieci konstrukcji, takich jak więźba dachowa, należy wykorzystać artykuł o określonej charakterystyce jakościowej, szczególnie w tekście parametrów wytrzymałościowych. Innymi słowy, do budowania konstrukcji drewnianych należy stosować drewno konstrukcyjne, co teraz jest obecnie prawny obowiązek.

Więźba dachowa to drewniany szkielet dachu przenoszący obciążenia pochodzące z masy pokrycia dachowego, a też obciążeń będących wynikiem działania czynników zewnętrznych (pokrywa śnieżna, działanie wiatrów). Więźby chodzą do konstrukcji ciesielskich, a przekazywanie sił od obciążeń ciężarem własnym, wiatrem i śniegiem między poszczególnymi elementami odbywa się przez złącza ciesielskie.

Podstawowe elementy konstrukcyjne więźby to: krokwie, płatwy, słupy, kleszcze oraz jętki. Aby więźba mogła wykonywać poświęcone jej wielkości, fakty też należy ze sobą połączyć, wykonując odpowiednie złącza ciesielskie. Połączenia elementów więźby muszą zapewniać dostateczną sztywność całej konstrukcji. Rozwój technologii w ostatnim dziale pozwoli na moc uproszczeń istotnych z tematu widzenia realizacji. Stosowane dawniej połączenia ciesielskie (na wręby) w nowoczesnych konstrukcjach są zastępowane złączami konstrukcyjnymi. Istnieją wtedy perforowane profile z ocynkowanej blachy stalowej, które łączy się do drewna za pomocą gwoździ. Dzięki zastosowaniu złączy elementy drewniane są łączone na brzeg, co daje ograniczyć zużycie towaru i skraca czas potrzebny do działania pracy. Takie powiązania są też bardzo mniej wrażliwe na odkształcenia. Każde złącze winno stanowić zrobione w pewnym wyglądzie również rozmiarze. Niekiedy zachodzi konieczność wzmocnienia jego stabilności za usługą pozostałych elementów metalowych. W współczesnym sensie stawia się śruby, gwoździe, pierścienie, klamry ciesielskie czy inne łączniki do drewna (blachy również tani perforowane, knagi, wsporniki belek, złącza kątowe).

Rodzaje konstrukcji dachowych

Istotnym elementem więźby są wiązary dachowe o różnej konstrukcji. Zespół kilku wiązarów tworzy dach, na którym spoczywa pokrycie oparte za pośrednictwem łat oraz ewentualnie kontrłat (wąskie deski lub szerokie listwy). Wiązary opiera się na belkach stropu poddasza, na murze za pośrednictwem murłaty lub, w wypadku ściany szkieletowej, na belce oczepowej. W charakteru podłużnym konstrukcja dachu usztywniona jest zbyt pomocą ukośnie przybijanych desek wiatrownic.

Istnieje kilka pewnych rodzajów więźby dachowej. Wybór rodzaju więźby chce od rozpiętości dachu oraz nachylenia jego połaci. W obecnych najprostszych więźbach pary krokwi zbiegających się w kalenicy tworzą konstrukcję wiązarów – identycznych w wszelkim dachu. W lokalach jednorodzinnych najczęściej stawia się więźbę krokwiowo-jętkową i płatwiowo-kleszczową, ze powodu na ich prostotę i uniwersalność.

Jeśli strop poddasza jest drewniany, dolnymi pasami wiązarów mogą stanowić belki stropowe, a jeżeli strop jest żelbetowy lub ceramiczny, funkcję pasów dolnych może również zdobyć jego konstrukcja nośna. Najczęściej wtedy krokwi nie kładzie się bezpośrednio na murze, a na zakotwionym w murze krawędziaku.

Więźba krokwiowa

Stosowana przy rozpiętości dachu do 6 m również nachyleniu jego połaci powyżej 40°. W rozwiązaniu tym forma umieszcza się wyłącznie na murłatach (nie wiąże się podpór pośrednich) – rys. 1. Zapewnia to razem wolną przestrzeń poddasza. Duży wpływ wywierany na ścianki kolankowe zmusza do cięcia ich intensywności również brania wzmocnień, np. żelbetowymi słupkami lub wieńcem, opasującym ściany na wysokości zamocowania murłat. Wiązary miesza się usztywniającymi więźbę wiatrownica- mi, ponadto usztywnia je deskowanie lub ołacenie.

Więźba krokwiowo-jętkowa

Konstrukcja ta gra elementy spinające krokwie – jętki (rys. 2), czyli poziome elementy między krokwiami, służące usztywnieniu krokwi i zmniejszeniu uginania się krokwi pod obciążeniem. Jętki są często wykorzystywane jako element konstrukcyjny sufitu albo pozostawia się je dostępne, by dodawały charakteru pomieszczeniom pod skosami. Zastosowanie jętek pozwala na wykorzystanie konstrukcji w sukcesu dachów o szerokości do 8,5 m.

Największą zaletą konstrukcji krokwiowych stanowi ich prostota. Jednak przy typowym wykonaniu poważne choroby to niewielka dopuszczalna rozpiętość i wymagany wielki spadek dachu. Przy małych rozpiętościach, kiedy nie ma słupów, przestrzeń poddasza można dowolnie dzielić.

Więźba płatwiowa

Płatwie to belki równoległe do kalenicy, na jakich się opierają krokwie. Dolne płatwie leżą na suficie lub ściance kolankowej, drugie zaś są podparte słupami. Obciążenia są niesione za pośrednictwem płatwi na ściany nośne oraz strop.

Więźba płatwiowa stanowi dużo dokładna i zalega w moc odmianach. Rozpiętość dachu może wynosić nawet 12 m, oraz jego przekrój potrafi być nader trudny.

Odpowiednia liczba płatwi i słupów kupi na przygotowanie dachu o dodatkowym, niemal minimalnym spadku. Utrudnieniem w zagospodarowaniu poddasza o takiej więźbie są słupy (można używać ukryć w ściankach działowych).

Więźba z wiązarów kratowych

Wiązary kratowe (kratownice) to nowoczesne konstrukcje zbudowane z tematów o niższej grubości w zderzeniu z tymi wykorzystywanymi

w starej więźbie ciesielskiej. Wiązar taki wykonywa się z pasa wysokiego i niskiego, między jakimi się znajdują cienkie pionowe słupki oraz ukośne krzyżulce. Konstrukcja ta stosuje znacznie długą twardość oraz odporność przy zminimalizowaniu ilości wykorzystanego drewna. Jednak wykonanie wiązarów o konstrukcji kratowej jest raczej czasochłonne również musi dużej dokładności. Ponadto niewielkie wymiary poszczególnych elementów wymuszają konieczność zastosowania drewna o największej wartości, co tak przychodzi na kosztochłonność inwestycji.

Ze powodu na jakość wytrzymałościową wiązarów kratowych uważają one użycie przede ludziom w blokach wymagających wiązarów o wysokiej miary (do 12 m, a choćby oraz znacznie wyższe). Cechą tego podejścia jest wtedy, że nie wymaga podpór pośrednich (wewnętrznych ścian nośnych ani podciągów). Choć wiązary kratowe można zaprojektować do wszelkiego dachu, spadki dachów o budów z wiązarów kratowych są zwykle niewielkie (do 20°). Dotyczy więc z faktu, że przestrzeń poddasza podzielona takimi wiązarami w wartości nie kształtuje się do użytkowania. Wyjątek stanowią dachy na więźbach krokwiowych z wiązarami kratowymi zamiast belek z pełnego drewna – wiązar kratowy zastępuje krokiew z pełnego drewna. Zastosowanie tak trudnej „krokwi” zezwala na zwiększenie kąta nachylenia połaci dachowych nawet do 44°. Różne wariacje na problem dachów wspartych na wiązarach kratowych pozwolą na ich duże zastosowanie nie tylko w budownictwie rodzinnym, a i w gmachach użyteczności publicznej o dużej mierze dachu. Modelem jest forma więźby dachowej w uniwersytecie w Trydencie (fot. 1).

Więźba wieszarowa

Więźba dachowa to model konstrukcji, która szuka zastosowanie przede każdym wtedy, gdy odległości między ścianami ciekawymi są znacznie silne (ok. 10 m) albo w sukcesu gdy wszystkie obciążenia są oferowane na granicy zewnętrzne (brak wewnętrznych ścian nośnych). Krokwie przekazują obciążenia np. na płatwie, i też i – na wieszaki zamiast na słupy. Więźby o konstrukcji wyłącznie wieszarowej nie są jasne oraz nigdy się je widzi o rozpiętości ponad 12 m. Jednak wieszaki bywają grane w zastępstwie słupów w więźbach o różnej formy.

Kształt dachu

O sposobie więźby zarządza jej rozpiętość – odległość między ścianami zewnętrznymi – oraz kąt nachylenia planowanego dachu. A o stopniu skomplikowania konstrukcji przesądzają załamania połaci dachowych, ich wzajemne przenikanie, lukarny oraz obejścia kominów.

Rzeźbę dachu stromego można niemal dowolnie kształtować, tworząc konstrukcje wielopołaciowe o zróżnicowanych kątach nachylenia również wysokościach szczytów, umieszczając w nim lukarny i wieżyczki. Jednak chcąc kształt dachu, należy sprawdzić, bądź w ostatnim miejscu plan zagospodarowania dużego nie narzuca żadnych ograniczeń.

Dach jednospadowy spotykany jest stosunkowo rzadko. Jest najjaśniejszy, ale nieefektowny, dlatego wieńczy przede całym domy dostawione do wyższych budynków lub domy z założenia proste w całości. Często używany w budownictwie jednorodzinnym jest dach dwuspadowy, zajmujący się opinią najłatwiejszego. Łatwo jest osłabić go jakimś rodzajem pokrycia, nie uważa na nim znaczeń, w których potrafią trwać liście czy śnieg. Na szczycie takiego dachu https://drewzim.pl/ można zaprojektować naczółki – dekoracyjne załamania połaci, które a w konkretnym okresie komplikują jego przygotowanie. Dachy kopertowe są jeszcze niezwykle łatwe, jednak ta forma zmniejsza znacznie powierzchnię użytkową poddasza dodatkowo poprawia powierzchnię pokrycia, co wchodzi na zwiększenie kosztów. Innym typem są dachy mansardowe, jakie są rzadziej spotykane. Dolna połać wykonywa w nich funkcję lekko tylko pochylonej ściany, w jakiej można umieścić zwykłe okna. We mieszkaniu pod takim dachem obniża się stosunkowo niewygodne oraz większe do zagospodarowania skosy.

Drewno na więźbę dachową

Więźba oddaje się z punktów drewnianych o właściwie dobranych przekrojach, aby przeniosły obciążenie pokryciem dachowym, śniegiem i wiatrem. Więźbę kształtuje się z środka dostępnego w polskich lasach, najczęściej drewna sosnowego oraz świerkowego, znacznie rzadziej stosuje się do bieżącego przedmiotu jodły oraz nieco droższego modrzewia.

Drewno powinno stanowić sztuki nie mniejszej niż zarejestrowana w projekcie, zwykle co chwila C24. Klasa oznacza wytrzymałość drewna na mięcie – im doskonalsza, tym wcale. W Polsce sortowanie wytrzymałościowe drewna kończy się na podstawie oględzin, podczas których mierzy się ilość wad ważnych w realizacji tarcicy także na tej bazie nadaje się drewno do pewnej z trzech klas wytrzymałościowych KW, KS lub KG lub cechuje się dany element jako nieprzydatny konstrukcyjnie.

Drewno poddawane jest sortowaniu po uzyskaniu odpowiedniego poziomu wilgotności, tj. wtedy gdy wilgotność jest niższa niż 20%. Materiał ten znajduje się w tzw. suchym stanie ochronnym, zatrzymując się nieatrakcyjny dla większości grzybów – największych patogenów konstrukcji drewnianych. Dobór takiej wilgotności dla drewna wynika z faktu, że jest toż wilgotność użytkowa drewna użytkowanego na elementy konstrukcji wybierające się pod zadaszeniem. Przynosi to gwarancję niezmienności rozmiaru również kształtów – drewno już wysuszone nie ulegnie skurczeniu i wypaczeniu czy nawet zwichrowaniu.

W kierunku klasyfikacji jakościowej drewna w nowych dekadach znacznie się zmieniło, na co warto zwrócić uwagę. Poprawiłyby się przede każdym standardy (normy) i wprowadzono poniekąd nowoczesne systemy klasyfikacyjne. W dowolnej już normie projektowej – PN-B-03150- 01:1981 Konstrukcje z drzewa oraz produktów drewnopochodnych. Obliczenia statyczne również planowanie.

Materiały – uwzględniono klasy jakości drewna: K39, K33, K27, K21. Z względu wycofania normy klasy też nie powinny się już pojawiać w celach.

Wprowadzona normą – PN-EN 338:1999 Drewno konstrukcyjne. Klasy wytrzymałości – klasyfikacja drewna metodami maszynowymi wymienia klasy drewna: C14, C16, C18, C20, C22, C24, C27, C30, C35, C40, C50, posiadające swoje odpowiedniki w kulturach wyróżnionych w części PN-B-03150- 01:1981 i PN-D-94021:2013. Dla drewna sosny i świerku o grubości powyżej 38 mm w zasadzie PN-B-03150:2000/Az3:2004 oraz PN-EN 1912:2000/Ap1: 2004 przyjęto przyporządkowanie: KW – C30, KS – C27, KG – C22.

Podsumowanie

Ogromne doświadczenie w budownictwie drewnianym, sięgające kilkaset lat, pozwoliło na uzyskanie wielu sposobów konstrukcji więźb dachowych, dając niemal ogromne możliwości realizacji. W relacji od wartości budynków, przede wszystkim ich wielkości, można skorzystać proste w przygotowaniu rozwiązania, które są istotnie gb tańsze. Woląc nie być zmniejszonym wymiarami, można wykorzystać bardziej luksusowe rozwiązania, które poza wartościami użytkowymi dają duże walory estetyczne.

Równie istotnym aspektem poza rodzajem form jest przedmiot oddany do sieci dachu. Istotne jest wykonanie starannie wyselekcjonowanego drewna, spełniającego najsurowsze normy, przynosząc tym jedynym wysoką odporność budynku oraz bezpieczeństwo jego użytkownikom.