Instalacje odwodnienia dachu Bardzo częstą przyczyną zawilgocenia budynku jest niewłaściwie wykonana, lub uszkodzona instalacja odprowadzająca wodę z dachu, dlatego właściwe rozwiązanie orynnowania jest ważnym zadaniem dla projektanta i wykonawcy. Sposoby odwodnienia dachów W zależności od formy architektonicznej budynku, założonych wielkości i kierunków spadków przyjmuje się dwa podstawowe sposoby odprowadzenia wody opadowej z dachu lub tarasu : zewnętrzny - za pomocą rynien i rur spustowych rozmieszczonych po zewnętrznym obrysie budynku wewnętrzny wynikający z konstrukcji tzw. dachu pogrążonego o spadku połaci dachowych w kierunku rur spustowych usytuowanych w rynnach wewnętrznych tzw. korytach (analogicznie dla tarasu) W naszych warunkach klimatycznych charakteryzujących się częstymi spadkami temperatury poniżej 0 o C teoretycznie korzystniejsze jest odwodnienie wewnętrzne, jednakże ze względów technologicznych związanych z precyzją wykonania wpustu nie zalecane. Wpust dachowy znajduje się bowiem w strefie dodatnich temperatur panujących w środkowej części połaci dachowej podczas okresu zimowego. Wyższa temperatura wpustu powstaje dzięki strumieniowi ciepła przenikającego przez stropodach, jak również wskutek stosunkowo wysokiej temperatury gazów kanałowych wydobywających się z kanału, do którego odprowadzona jest woda przez rurę spustową. Dlatego w niskich temperaturach śnieg zalegający na dachu może być okresowo roztapiany i zamieniany w lód tamujący sprawny odpływ wody w czasie dodatnich temperatur. Pewnym zabezpieczeniem może być w takim przypadku instalacja ogrzewania odpływów realizowana za pomocą wewnętrznej spirali elektrycznej o napięciu 24 Volt. Odwodnienie zewnętrzne stosowane jest w przypadku dachów stromych w większości budynków jednorodzinnych oraz użyteczności publicznej. Zewnętrzne rynny i rury spustowe w okresie zimowym mogą ulegać oblodzeniu. Oblodzenie to może powodować zatykanie spustów i przelewanie się wody z rynien. Te niekorzystne zjawiska nie występują w przypadku prawidłowego ocieplenia ścian i stropów budynku (ciągłość izolacji termicznej w strefie połączenia ściany i stropu przy okapie), oraz intensywnej wentylacji przestrzeni poddasza, nad ocieplonymi stropami strychowymi. Rynny Zalecane spadki rynien powinny wynosić 0,5 2%. Długość rynny łączonej w sposób niepodatny (np. przy połączeniach lutowanych i nitowanych) bez dylatacji nie może przekraczać 40m. Wpusty rynnowe powinny swobodnie wchodzić do rury spustowej na głębokość minimum 100 mm i być odpowiednio połączone z przewodem spustowym. Rynny blaszane wykonuje się z blachy stalowej ocynkowanej lub cynkowej grubości 0,6 0,7 mm. Łączenie segmentów rynien wykonuje się przez nitowanie (3 lub 4 nity o średnicy 3 mm) po czym należy wykonać dokładne lutowanie połączenia. Zakłady należy wykonywać w kierunku spływu wody deszczowej. Rynny wiszące z blachy cynkowej należy łączyć na lutowany zakład nie mniejszy niż 20 mm. W zależności od pochylenia połaci dachowej oraz przekroju poprzecznego rynny, należy stosować uchwyty, kierując się następującymi wymaganiami:
Przy dachach o spadku połaci mniejszym lub równym 80% (ok.39 o ) oraz średnicy rynny do 180 mm stosuje się uchwyty z płaskownika stalowego ocynkowanego o wymiarach 4 x 25 mm Przy dachach o spadku powyżej 80% oraz średnicy rynny do 180 mm należy stosować uchwyty z płaskownika 5 x 25 mm W przypadku rynien średnicy 180 mm i większej stosuje się uchwyty 5 x 35 mm bez względu na pochylenie połaci. Uchwyty powinny być wpuszczone w podłoże na głębokość równą grubości płaskownika (tzn. 4 lub 5 mm). Należy je rozstawić w odstępach nie większych niż 500 mm i mocować do desek okapowych, listew lub do deskowania trzema gwoździami blacharskimi. Rury spustowe W budynkach mieszkalnych dla odwadniania dachów zaleca się stosować instalację z pionami wewnętrznymi. Dopuszcza się w budynkach o wysokości do 5 kondygnacji, stosowanie pionów zewnętrznych. Średnica pionu powinna być jednakowa na całej wysokości. Piony wewnętrzne należy prowadzić przez pomieszczenia niemieszkalne. Rynny i przewody spustowe powinno się przyjmować w zależności od powierzchni odwadnianej przyjmując miarodajne natężenie deszczu nie mniejsze niż 300 [dm 3 /(s ha)]. Tablica doboru średnicy przewodów instalacji deszczowej dla rynien ułożonych ze spadkiem 1% Lp. Dopuszczalna powierzchnia spływu [m 2 ] przy maksymalnym opadzie o natężeniu I [dm 3 /(s ha)] 300 400 Rury Średnica d [mm] Rynny lub koryta spustowej 1 23 17 50 60 2 37 28 60 70 3 57 43 70 80 4 83 63 80 100 5 150 113 100 118 6 183 138 118 118 7 233 175 118 150 8 270 203 125 150 9 330 248 150 150 10 443 333 150 200 11 627 470 200 200 12 950 713 200 250 13 1163 873 250 250 14 1707 1288 250 300 15 1966 1475 300 300 Dobór średnicy rynny i rury spustowej polega na jej odczycie z odpowiedniego wiersza tablicy odpowiadającego wymaganej wielkości powierzchni spływu. Dachowe konstrukcje inżynierskie
Konstrukcje drewniane Charakterystyka ogólna Do projektowania tego rodzaju konstrukcji wymagana jest wiedza inżynierska; konstrukcje te są stosowane przy większych rozpiętościach. Wybór odpowiedniej konstrukcji zależy od rozpiętości i rozstawu wiązarów lub ram. Charakterystyczne konstrukcje inżynierskie, to rozwiązania płatwi ciągłych, dźwigarów dwuteowych, wiązarów kratowych, sklepień łukowych i ram. Płatwie przegubowe Gerbera. Płatwie te w większości przypadków są to belki ciągłe z dwoma przegubami co drugie przęsło, w przęsłach środkowych, i z jednym tylko przegubem w skrajnych. Projektuje się je zazwyczaj w ten sposób, aby momenty przęsłowe (w przęsłach środkowych) i momenty podporowe były sobie równe, i wynosiły - ql 2 /16 W tym przypadku przeguby stosuje się w przęsłach środkowych w odległości x = 0,1465 l od podpory. W skrajnych przęsłach moment przęsłowy jest większy i wymaga większych przekrojów niż w przęsłach środkowych. Przeguby konstruuje się w sposób nieskomplikowany, na nakładkę skośną, stosując w przegubie śrubę fi 10 12 mm, zabezpieczającą stykające się elementy od wzajemnego przesunięcia. Belki o przekroju złożonym Do najprostszych belek o przekroju złożonym należą belki uzyskane przez wzmocnienie przekrojów prostokątnych. Belki te mogą mieć przekrój dwuteowy lub skrzynkowy z desek, bali lub łat. Elementy belek łączy się na gwoździe wbijane pionowo lub poziomo. Z uwagi na mniejszą podatność złącza belki łączone na gwoździe wbijane poziomo są mniej odkształcalne. Dźwigary dwuteowe mogą być w kilku typach: gwoździowane lub klejone ze ścianką krzyżulcową (środnikiem) z desek, ze ścianką ze sklejki lub twardych płyt pilśniowych. Dźwigary tego typu stosuje się dla rozpiętości 8-12 m, rzadziej 15 m, do dachów pod pokrycie papowe itp. Ścianka pełna dźwigarów powinna być wzmocniona żebrami usztywniającymi o grubości desek pasa i szerokości nie mniejszej niż 8 cm lub 1/2 wysokości pasa. Żebra usytuowane są zwykle w odległości 1,0-1,20 m, przy czym skrajne są szersze i wzmocnione jeszcze nakładkami Kratownice Kratownice są to płaskie ustroje prętowe, w których elementy zewnętrzne (pasy) przenoszą ściskanie i rozciąganie, wynikające z działania momentów zginających, a średnik pozostaje zredukowany do elementów prętowych usytuowanych tak, aby mogły przenosić siły poprzeczne. Jeśli założy się, że elementy prętowe zostaną połączone w węzłach przegubowo, a siły będą przyłożone w miejscach połączeń, to powstanie lekka konstrukcja, w której wszystkie elementy będą obciążone osiowo. Kratownice stosowane jako elementy nośne dachów są nazywane wiązarami, a konstrukcje kratowe płaskie pełniące funkcję belek dźwigarami kratowymi lub kratownicami. Gęstość podziału (siatka) zależy od rozpiętości i kształtu kratownicy. Siatkę należy tak dobrać, aby pręty nie były zbyt długie oraz aby nie było nadmiernie dużo różnych prętów. Obciążenie zewnętrzne powinno być przekazywane w węzłach kratownicy, dlatego też gdy w
konstrukcji dachowej występują płatwie, należy umieszczać je w węzłach pasa górnego. Odstępy węzłów pasa górnego powinny być w takim przypadku jednakowe. W kratownicach trójkątnych, trapezowych i pięciokątnych odległości między węzłami przyjmuje się 1,2-3,0 m, a w kratownicach o pasie górnym krzywoliniowym 1,5-2,5 m. Jeśli płatwie zostały umieszczone między węzłami, pas górny jest narażony na dodatkowe zginanie. Odległości między węzłami pasa dolnego mogą być dwa razy większe niż odległości między węzłami pasa górnego. Wielkości te należy dobierać tak, aby kąty między krzyżulcami a pasem dolnym znalazły się w przedziale 30-60. Kąt w węźle podporowym również nie powinien być mniejszy niż 30. Maksymalny wymiar przekroju pojedynczego elementu nie powinien przekraczać 220 mm, a szerokość desek z uwagi na zsychanie się i paczenie nie powinna być większa niż 200 mm. Minimalna grubość desek stosowanych na krzyżulce powinna być nie mniejsza niż: 20 mm w kratownicach o rozpiętości L <16,0 m, 24 mm w kratownicach o rozpiętości L<20,0 m oraz 30 mm w kratownicach o rozpiętości L = 20,0-24,0 m. Elementy wewnętrzne (słupki, krzyżulce) wykonuje się o przekroju pojedynczym lub złożonym i rozmieszcza symetrycznie względem płaszczyzny kratownicy. Ramy kratowe Ramy kratowe mogą mieć rozpiętość dochodzącą do 60 m i zróżnicowany kształt. Dźwigary z drewna klejonego Belki (dźwigary) wielowarstwowe wykonuje się sklejając deski na płask, jedną do drugiej, aż do żądanej wysokości. W wyniku tego powstają belki stałej wysokości lub jedno- bądź dwuspadkowe. W belkach o stałej wysokości h = (l /18 ~ l / 25) / l w dwuspadkowych w środku rozpiętości h ap = (l /12-1 /18) l, a na podporze h p w 0,5h ap.rozpiętość belek wynosi od 6,0 do 24,0 m. Najczęściej stosuje się przekroje prostokątne, rzadziej dwuteowe i teowe. Konstrukcje stalowe Dachy stalowe ze względu na swą lekkość znajdują zastosowanie przy przekryciach o dużych rozpiętościach tak w budownictwie ogólnym, jak i przemysłowym. Konstrukcja nośna dachów stalowych wykonana jest najczęściej w formie stalowych dźwigarów kratowych lub pełnościennych tworzących wiązary płaskie lub ramy, w których dźwigar zwany jest również ryglem. Na ryglach opiera się płatwie, które wraz z przekryciem tworzą dach dźwigarowo-płatwiowy. W przypadku zastosowania sztywnych płyt przekrycia (np. blachy trapezowe o dużej wysokości fałd) opartych bezpośrednio na wiązarach otrzymujemy dach bezpłatwiowy. Materiałem, z którego wykonuje się większość konstrukcji stalowych jest niskowęglowa stal konstrukcyjna zwykłej jakości. Z niej wytwarzane są kształtowniki, blachy i rury, które łączy się między sobą stosując najczęściej połączenia spawane, zgrzewane lub na śruby i nity. Elementy stalowe dostarczane są na plac budowy w formie gotowych elementów (np. dźwigar, słup) lub zespołów konstrukcji przygotowanych przez wytwórnię; odpowiednio oznakowane, zgodnie z dostarczoną specyfikacją montażową, i zabezpieczone powłoką antykorozyjną.
Płatwie dachowe Płatwie w zależności od rozpiętości i schematu statycznego mogą być wykonane z profili walcowych o przekroju dwuteowym lub ceowym, względnie jako belki kratowe. Do rozpiętości 6 m stosujemy płatwie z dwuteowników walcowanych, a powyżej 6 m z belek kratowych Stężenia dachów stalowych W celu uzyskania należytej sztywności przestrzennej przekrycia dachowego konieczne jest wprowadzenie odpowiednich jego usztywnień. Tężniki dachowe wraz z tężnikami ściennymi zapewniają usztywnienie przestrzenne budynku stalowego jako całości. Tężniki dachowe sytuowane są w płaszczyźnie połaci dachowej (tężnik połaciowy) poprzecznie lub podłużnie do osi podłużnej budynku halowego. Tężnik połaciowy poprzeczny jest to kratownica (rys. 3.41a), do zadań której należy: a) przejąć wszystkie siły występujące w połaci dachowej skierowane równolegle do osi podłużnej hali, b) stanowić podparcie dla rusztu ściany szczytowej hali obciążonego poziomymi siłami parcia (ssania) wiatru, c) przenieść wszystkie siły podłużne powstałe w wyniku tendencji wyboczeniowych ściskanych pasów górnych dźwigarów (wiązarów) dachowych. Tężniki połaciowe podłużne w poziomie pasa górnego wiązarów dachowych usytuowane są najczęściej na skraju połaci dachowej (rys. 3.41b) i spełniają następujące zadania: a) stanowią podpory dla słupów pośrednich ścian podłużnych i przekazują reakcję od parcia (ssania) wiatru na główne układy poprzeczne dźwigarowo-słupowe, b) rozkładają działanie sił poziomych na kilka głównych układów poprzecznych (ram poprzecznych) jednocześnie. Coraz powszechniej stosowane są na pokrycia dachowe płyty z blachy fałdowej (trapezowej), które mają znaczną sztywność tarczową (szczególnie w kierunku podłużnym), stwarzając w ten sposób możliwość wyeliminowania dodatkowych stężeń połaciowych. Blacha fałdowa właściwie przytwierdzona do płatwi stanowi wystarczające stężenie połaciowe dachu. Wprowadzenie przekryć z blach o dużej wysokości fałdy daje możliwość eliminacji płatwi i mocowania przekrycia z blachy bezpośrednio do górnych pasów dźwigarów dachowych. W ten sposób powstają konstrukcje dachów bezpłatwiowych. Stężenia pionowe połaci dachowej powinny występować co najmniej w płaszczyznach podłużnych ścian zewnętrznych hali w przypadku dachów z dźwigarami trapezowymi. Dla dachów z dźwigarami trójkątnymi stężenia pionowe występują w połowie rozpiętości.