Konstrukcja budynku Dr in. Piotr oboda DREWNIANE WIÊ BY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM Poradnik in yniera
Piotr Łoboda Drewniane więźby dachowe w budownictwie jednorodzinnym Poradnik inżyniera
Copyright 2003 ISBN 83-88285-27-0 Wydawnictwo Verlag Dashöfer Sp. z o.o. ul. Senatorska 12, 00-82 Warszawa tel.: (022) 559 36 62, 559 36 00, fax. (022) 829 27 00, 892 27 27 www.dashofer.pl; www.budinfo.pl Redaktor odpowiedzialny: Arkadiusz Krokowski e-mail: krokowski@dashofer.pl Korekta: Profesjonalne biuro korekty EDYTOR Edycja: Arkadiusz Krokowski Sk³ad: Krzysztof Zabielski Wszelkie prawa zastrze one, prawo do tytu³u i licencji jest w³asnoœci¹ Dashöfer Holding Ltd. Kopiowanie, przedrukowywanie i rozpowszechnianie ca³oœci lub fragmentów niniejszej publikacji, równie na noœnikach magnetycznych i elektronicznych bez zgody Wydawcy jest zabronione. Ze wzglêdu na sta³e zmiany w polskim prawie oraz niejednolite interpretacje przepisów Wydawnictwo nie ponosi odpowiedzialnoœci za zamieszczone informacje. www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 2
INFORMACJE 1. INFORMACJE 1.1. SPIS TREŒCI 1. Informacje... 3 1.1. Spis treœci... 3 1.2. Informacje o autorze... 4 1.3. Wykaz piktogramów... 4 2. Wprowadzenie... 5 2.1. Wstêp... 5 2.2. Elementy dachu... 6 3. WiêŸby dachowe... 11 3.1. Rodzaje wiêÿb dachowych... 11 3.2. Materia³y... 16 3.3. Obci¹ enia... 20 3.4. Analiza statyczno-wytrzyma³oœciowa... 26 3.5. Wytyczne konstrukcyjne... 30 3.6. Czêste wady i b³êdy... 33 3.7. Ochrona i zabezpieczenia drewna wiêÿby... 35 4. Wady i zalety drewnianych wiêÿb dachowych... 38 5. Literatura... 40 www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 3
INFORMACJE 1.2. INFORMACJE O AUTORZE Piotr oboda doktor in ynier, konstruktor, od 1972 r. zatrudniony na Politechnice Œl¹skiej w Gliwicach w Katedrze Procesów Budowlanych na Wydziale Budownictwa, obecnie na stanowisku starszego wyk³adowcy. Specjalizuje siê w zakresie szeroko rozumianej ochrony, renowacji i rewitalizacji zabytków architektonicznych ze szczególnym uwzglêdnieniem konstrukcji drewnianych, szczególnie klasycznych konstrukcji ciesielskich. Interesuje siê ponadto problemami zwi¹zanymi z trwa³oœci¹ i destrukcj¹ konstrukcji murowych oraz elementów wystroju architektonicznego, a tak e zagadnieniami mikologicznymi i ochron¹ przed korozj¹ biologiczn¹. Jest utorem licznych ekspertyz i opracowañ projektowych z zakresu rewaloryzacji, ochrony i zabezpieczania elementów konstrukcyjnych w obiektach zabytkowych (m.in. w Zamku Ksi¹ ¹t Pszczyñskich w Pszczynie, Zamku Piastowskim w Brzegu oraz drewnianych koœcio³ach na obszarze Œl¹ska itp.). Wyk³ada w Podyplomowym Studium Konserwacji Zabytków Architektury i Urbanistyki Wydzia³u Architektury Politechniki Œl¹skiej w Gliwicach. 1.3. WYKAZ PIKTOGRAMÓW: WSKAZÓWKI UWAGA PRZYK AD DEFINICJA www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 4
WPROWADZENIE 2. WPROWADZENIE 2.1. WSTÊP W krajobraz naszych miast, miasteczek i wsi wpisany jest od wieków spadzisty, kalenicowy dach, który nadaje budowlom swoisty, niepowtarzalny polski charakter. Oparty na drewnianej wiêÿbie przykrywa³ dwory i pa³ace, mieszczañskie kamienice i wiejskie cha³upy, katedry, wielkomiejskie koœcio³y i biedne, wtulone w zieleñ lip wiejskie koœció³ki i kaplice. Dach ten charakteryzowa³ siê zawsze delikatn¹ konstrukcj¹ wiêÿby, œwiadcz¹c¹ o mistrzostwie miejscowych cieœli i ich twórczej fantazji, dodawa³ budowli majestatycznego, niepowtarzalnego uroku, pokryciem œwiadczy³ o zamo noœci w³aœcicieli i ich pozycji spo³ecznej. Jednak e bez wzglêdu na to, czy pokryty by³ wyrafinowanym ³upkiem, eleganck¹ blach¹ miedzian¹ lub cynkow¹, fantazyjn¹ dachówk¹ zwieñczon¹ koronkowymi g¹siorami lub gontem albo s³omian¹ strzech¹, zawsze wywo³ywa³ i nadal wywo³uje wzruszenie, poniewa sta³ siê symolem kontynuacji dorobku kulturowego dawnych pokoleñ. Lata 60. i póÿniejsze to okres rozwoju budownictwa uprzemys³owionego. Wprowadzenie na szerok¹ skalê nowych technik i technologii wznoszenia budynków spowodowa³o w konsekwencji zanik stromych dachów. Dach stromy zosta³ zast¹piony dachem p³askim w ró nych odmianach tzw. stropodachu. Zmieni³y siê równie technika i materia³y pokrywcze. Dotychczasowa dachówka, g³ównie ceramiczna, zast¹piona zosta³a pap¹, czasami p³askimi lub falistymi p³ytami azbesto-cementowymi, rzadziej blach¹, p³ytami z tworzyw sztucznych itp. O ile tendencja ta jest zrozumia³a i znajduje uzasadnienie w przypadku wielokondygnacyjnych budynków mieszkalnych wykonanych w technologiach uprzemys³owionych, o tyle zanik stromego dachu w budynkach jednorodzinnych by³ niew¹tpliwie przejawem mody. Pocz¹wszy od lat 90. obserwuje siê powrót stromego dachu. Jest to z pewnoœci¹ efekt nowej mody i nowych trendów estetycznych, które zapanowa³y wœród inwestorów i architektów, a tak e dostêpnoœci drewna i nowoczesnych materia³ów pokrywczych. Stromy dach pokryty czerwon¹ dachówk¹ z charakterystycznymi lukarnami i kominami wróci³ do polskiego krajobrazu. Powrotowi temu towarzyszy jednoczeœnie zmiana, a œciœlej mówi¹c, roszerzenie funkcji dachu. Pocz¹tkowo by³ on zespo³em elementów, zamykaj¹cym budynek od góry i chroni¹cym go od opadów atmosferycznych, wiatru i wahañ temperatury [4]. Utworzona pod nim przestrzeñ by³a nieu ytkowym i nieogrzewanym poddaszem, popularnie nazywa siê j¹ strychem. Funkcja swoistego parasola stawia³a dachom stosunkowo proste wymagania, g³ównie dotycz¹ce zapewnienia odpowiedniej szczelnoœci. D¹ enie do bardziej efektywnego wykorzystania kubatury budynku spowodowa³o zagospodarowanie poddasza i zrobienie z niego atrakcyjnej przestrzeni w pe³ni u ytkowej. Tendencja ta dotyczy nie tylko nowych budynków, ale równie ju istniej¹cych, w których czêsto dokonuje siê modernizacji dachów, aby uzyskaæ dodatkow¹ powierzchniê u ytkow¹, najczêœciej mieszkaln¹. www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 5
WPROWADZENIE Wspó³czesny dach musi wiêc nie tylko chroniæ j¹ przed opadami atmosferycznymi, ale tak e izolowaæ przed utrat¹ ciep³a. Wi¹ e siê to z koniecznoœci¹ spe³nienia dodatkowych wymagañ, które wynikaj¹ z praw fizyki, jakim podlegaj¹ przegrody zewnêtrzne. 2.2. ELEMENTY DACHU Znane i stosowane rozwi¹zania w zakresie, kszta³tów i geometrii dachów s¹ bardzo ró norodne, jednak we wszystkich w konstrukcjach dachu wyodrêbniæ mo na co najmniej trzy podstawowe elementy: wiêÿbê dachow¹, poszycie dachowe, pokrycie dachowe. Rys. 2.1. Elementy dachu: A. Bez termoizolacji B. Z termoizolacj¹ i elementami wykoñczenia Zmiana funkcji dachu wi¹ e siê z uwzglêdnieniem, oprócz wy ej wymienionych, równie elementów tworz¹cych warstwê termoizolacji oraz elementów wewnêtrznego wykoñczenia lub wystroju powierzchni. Pod pojêciem wiêÿby dachowej nale y rozumieæ ustrój noœny powsta³y w wyniku konstrukcyjnego po³¹czenia ze sob¹ elementów prêtowych, którego zadaniem jest zapewnienie fizycznego istnienia dachu i przeniesienia obci¹ eñ pochodz¹cych od jego masy w³asnej oraz oddzia³ywañ zewnêtrznych. W tym kontekœcie poszycie dachowe jest podk³adem, a w rzeczywistoœci ustrojem noœnym dla pokrycia dachowego, a czêsto równie dodatkowych elementów wyposa enia i uzbrojenia oraz akcesoriów dachowych (drabinek kominiarskich, zapór i drabinek œniegowych, anten itp.). Pokrycie dachowe pe³ni funkcjê izolacyjn¹, chroni¹c¹ przestrzeñ poddasza przed opadami atmosferycznymi i wiatrem. Jest tak e elementem wystroju architektonicznego w sposób bezpoœredni i istotny wp³ywaj¹cym na ostateczny wygl¹d i estetykê budynku. www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 6
WPROWADZENIE W wiêkszoœci przypadków wspó³czesna przestrzeñ poddasza utraci³a swój dotychczasowy niejako tradycyjny charakter nieogrzewanego strychu i poddawana jest tzw. termomodernizacji w trakcie adaptacji na pomieszczenia mieszkalne albo jest projektowana od pocz¹tku jako przestrzeñ u ytkowa. Dach staje siê w ten sposób przegrod¹, która podlega z³o onym wp³ywom fizycznym, nadaj¹cym jej now¹ jakoœæ. W konsekwencji projektowanie dachu sprowadza siê nie tylko do rozwi¹zania okreœlonych problemów konstrukcyjnych, dotycz¹cych w g³ównej mierze elementów wiêÿby, ale tak e do rozwi¹zania problemów fizycznych. Poprawne z fizycznego punktu widzenia zaprojektowanie przegrody dachu w sposób bezpoœredni rzutuje na pracê i trwa³oœæ jej konstrukcji, tym bardziej i wykonana jest ona z materia³u niezwykle podatnego na wp³yw czynników zewnêtrznych (g³ównie wilgotnoœci), a tak e czynników biologicznego rozk³adu drewna, nie mo na zapominieæ oczywiœcie o jego palnoœci. O tym, i jest to niezwykle istotny problem œwiadczy fakt, e mimo licznych doœwiadczeñ zebranych na budowach oraz stosunkowo dobrze rozwiniêtej podbudowy teoretycznej zjawisk fizycznych i termodynamicznych przegrody warstwowej iloœæ pope³nianych b³êdów zarówno w sferze projektowania, jak i wykonawstwa jest zaskakuj¹ca. Z danych statystycznych wynika, e ponad 90% ciep³ych dachów z konstrukcj¹ drewnian¹ zawiera mniej lub bardziej istotne b³êdy, g³ównie w sferze fizycznej, w tym ponad 30% zawiera b³êdy, maj¹ce istotny wp³yw na trwa³oœæ konstrukcji, g³ównie jeœli chodzi o stworzenie sprzyjaj¹cych warunków dla rozwoju czynników biotycznej destrukcji drewna. Cel niniejszego dokumentu oraz ograniczona iloœæ miejsca uniemo liwiaj¹ szczegó³ow¹ analizê zjawisk fizycznych w przegrodzie dachowej, które byæ mo e omówione zostan¹ w innych tego typu opracowaniach. Upraszczaj¹c zatem zagadnienie do poziomu maj¹cego bezpoœredni wp³yw na mechanikê konstrukcji i przy za³o eniu fizycznej poprawnoœci rozwi¹zania przegrody, mo na wyró niæ dwa systemy docieplenia dachu: system po³aciowy (docieplenie u³o one na ca³ej po³aci dachowej od okapu a po kalenicê), system po³aciowo-jêtkowy lub po³aciowo-kleszczowy (docieplenie u³o one czêœciowo na po³aci dachowej, a czêœciowo na p³aszczyÿnie (stropie) utworzonej przez jêtki lub kleszcze). Ka dy z tych systemów wywiera inny rodzaj obci¹ enia na elementy konstrukcyjne wiêÿby. www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashöfer Holding, Ltd. 7
Niedostępne w wersji demonstracyjnej. Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki w serwisie