Artykuł, który właśnie czytasz jest ogromnym kompendium wiedzy o więźbach dachowych w domach jednorodzinnych. Dlatego podzieliłem go na dwie części. W tej części znajdziesz takie informacje jak:
- funkcje jakie pełni więźba dachowa;
- od czego zależy nośność dachu;
- czym jest sztywność dachu i dlaczego jest ważna;
- przedstawienie rodzajów więźby dachowej;
- porównanie więźby tradycyjnej i prefabrykowanej;
- omówienie elementów składowych więźby dachowej;
- przykłady ważnych połączeń więźby;
W drugiej części artykułu przeczytasz:
- czym jest drewno konstrukcyjne;
- jakie warunki musi spełniać drewno do budowy dachu;
- dlaczego do budowy nie można użyć drewna mokrego;
- jaką wytrzymałość musi mieć drewno do budowy więźby;
- który gatunek drewna jest najlepszy;
- jak zabezpieczyć drewno przed ogniem i szkodnikami;
- omówienie elementów łączących więźbę;
- wytyczne używania gwoździ, wkrętów, śrub, blach i kątowników ciesielskich;
- jak kontrolować wykonanie więźby dachowej;
Witaj Inwestorze!
Budowa więźby dachowej to etap który chyba najbardziej cieszy oko Inwestora. Po trudach budowy fundamentów, ścian, stropu, nareszcie wyłania się ostateczny kształt domu. Praca z drewnem jest bardzo wdzięczna i czysta, a sama budowa konstrukcji zajmuje najwyżej kilka dni. Na horyzoncie widać już moment kiedy dach będzie gotowy i osiągniemy stan surowy otwarty. Wystarczy, że cieśle połączą ze sobą kilka krokwi, przybiją gwoździami i gotowe… Tylko jak zwykle wystarczy pamiętać o “kilku szczegółach” 🙂
Zanim przeprowadzę Cię przez tajniki budowy więźby dachowej chciałbym wyjaśnić: ten artykuł poświęcam tylko więźbie dachowej, czyli części typowo konstrukcyjnej. Pokryciem i izolacjami dachu zajmiemy się później. Tymczasem zapraszam Cię do zapoznania się z funkcją jaką pełni cała przegroda dachowa, sposobem jej działania i modelowym rozwiązaniem, które opisałem w cyklu artykułów:
[B026] 4 żywioły w Twoim domu, czyli fizyka budowli cz. 1/3
[B027] Idealna ściana, dach i podłoga, czyli fizyka budowli cz. 2/3
[B028] Rzeczywiste przegrody budowlane, czyli fizyka budowli cz. 3/3
Więźba dachowa, czyli bezpieczna konstrukcja
Dach budynku pełni kilka oczywistych funkcji: chroni dom przed deszczem, śniegiem, wiatrem, słońcem i zimnem. Żeby zapewnić te wszystkie funkcje, dach musi składać się z kilku “warstw”, i każda odpowiada za co innego. A żeby wszystkie “warstwy” znajdowały się na swoim miejscu potrzebujemy konstrukcji, która stanowi podstawę budowy całego dachu. W typowym budownictwie jednorodzinnym konstrukcję dachu stanowi drewniana więźba dachowa. Pełni ona tylko i aż jedną funkcję: przenosi obciążenia z dachu na ściany. Jakie obciążenia? Od ciężaru własnego wszystkich “warstw” leżących na dachu i przymocowanych pod nim (np. elementów wykończeniowych wnętrza), oraz od śniegu i wiatru. Chyba nie muszę nikogo przekonywać, jak ważne jest aby konstrukcja była bezpieczna i miała odpowiednią wytrzymałość. Każdego roku w Polsce zdarzają się przypadki zawalenia dachu pod ciężarem śniegu lub zerwania dachu przez wiatr (przekonaj się sam, wystarczy wpisać w wyszukiwarkę hasła: “dach zawalił się pod ciężarem śniegu”, “dach zerwany przez wiatr”). I zwykle nie są one wynikiem zmiany klimatu i ekstremalnych zjawisk pogodowych, tylko błędów w projekcie i na budowie. Zanim przedstawię Ci jak ich uniknąć, chciałbym przekazać Ci podstawową wiedzę o konstrukcji, rodzaju dachów i elementach z jakich się składa.
Nośność dachu
Dach musi mieć wytrzymałość wystarczającą do bezpiecznego przenoszenia wszystkich obciążeń o których wspomniałem wcześniej. Warto tutaj wyjaśnić, że projekty katalogowe przystosowane są przez ich autorów do przenoszenia “zakładanych” obciążeń. Czyli właściwie jakich? Największe obciążenia działające na dach, to: śnieg, wiatr i ciężar pokrycia dachowego. Każde z tych obciążeń może się u Ciebie różnić od tego co zakładali autorzy projektu katalogowego. Wielkość obciążenia śniegiem zależy od lokalizacji Twojej budowy w Polsce. Przykładowo: W Zakopanem będzie ono około trzy razy większe niż w Zielonej Górze (około 70kg/m2 i 200kg/m2 powierzchni poziomej)! To bardzo duża różnica, ale wcale nie jedyna z jaką możesz się spotkać. Pokrycie dachu z blachy waży około 5kg/m2, natomiast dachówka cementowa lub ceramiczna waży przynajmniej 40kg/m2, a w szczególnych przypadkach nawet 75kg/m2!. Do tego dochodzą różne obciążenia od wiatru, ciężaru ocieplenia (wełna mineralna lub pianka PUR), ciężaru wstępnego krycia dachu (papa na deskowaniu, lub sama membrana), ciężaru wykończenia wewnętrznego itp. Dlatego właśnie konieczna jest adaptacja projektu katalogowego do Twojego konkretnego przypadku. Przecież nie chcesz płacić dodatkowych kilku tysięcy złotych za więźbę zaprojektowaną dla Zakopanego i dachówek, podczas gdy budujesz dom pokryty blachą w Zielonej Górze. W drugą stronę jest jeszcze gorzej: dom zaprojektowany dla średnich warunków może się po prostu zawalić pod zbyt dużym obciążeniem. Niestety często można spotkać się z bardzo, bardzo pobieżnym traktowaniem adaptacji projektów katalogowych przez architektów. Przyjmują oni, że skoro więźba została zaprojektowana na obciążenie śniegiem 160kg/m2 i dachówkę ceramiczną, to nie ma potrzeby jej zmieniać, nawet jeżeli rzeczywiste obciążenie będzie mniejsze (a będzie mniejsze w połowie Polski). Jest to oczywiście bezpieczne podejście, ale nie ekonomiczne dla Inwestora! A przecież projektant może łatwo dopasować nośność więźby do potrzeb poprzez zmianę wytrzymałości drewna, zmianę ilości elementów drewnianych, lub zmianę ich przekroju (wysokości, grubości elementu). Zmiana czegokolwiek na etapie projektu jest dużo tańsza niż na etapie budowy.
Sztywność dachu
Teraz czas przedstawić Ci drugą stronę medalu. Drewno, z którego zazwyczaj wykonuje się więźby dachowe, ma dwie niekorzystne cechy: stosunkowo małą sztywność i wysokie pełzanie w porównaniu do np. stali, betonu i ceramiki. Brzmi zagadkowo? Już wyjaśniam o co chodzi.
Sztywność jest drugą, obok wytrzymałości, z najważniejszych cech każdego materiału. Wytrzymałość można w intuicyjny sposób zrozumieć jako maksymalne obciążenia jakie dany materiał potrafi “wytrzymać”. Sztywność odpowiada za maksymalne przemieszczenia jakie mogą wystąpić w materiale i konstrukcji przy zadanym obciążeniu. Obrazowo mówiąc: Taka sama więźba dachowa, pod takim samym obciążeniem będzie miała różne ugięcie przy różnych sztywnościach materiału. Bardziej sztywna ugnie się mniej i odwrotnie. Pojęcie sztywności dotyczy każdego materiału, ale do tej pory nie miało dla nas tak dużego znaczenia. Sztywność ścian, stropu i innych elementów tradycyjnych konstrukcji murowanych jest na tyle duża, że ugną się one (lub przemieszczają) pod ciężarem własnym w bardzo małym stopniu, a obciążenia śniegiem, wiatrem, użytkowe, są dla nich po prostu bardzo małe. W przypadku dachu (i całych domów szkieletowych) o konstrukcji drewnianej sytuacja jest inna. Dach jest stosunkowo lekki, mniej sztywny i narażony na bezpośrednie działanie wiatru i śniegu. Dodatkowo jest po stronie wewnętrznej wykończony często płytami gipsowo-kartonowymi, wrażliwymi na pękanie. Nikt nie chce, aby podczas wiatru jego dach się “ruszał”, nawet gdyby jego wytrzymałość nie była przekroczona. Dlatego, konstruktor musi dobrać odpowiednią sztywność więźby dachowej, która zależy od klasy wytrzymałości drewna, jego ilości w konstrukcji i przekroju poszczególnych elementów (wysokości i grubości), sposobu łączenia itp. Ale na tym ciągle nie koniec komplikacji.
Drewno pełza. Ten nietypowy, naukowy termin najłatwiej będzie wytłumaczyć na przykładzie. Jeżeli na desce, podpartej na dwóch końcach, położymy na środku ciężarek, to deska się ugnie, a jeśli go zdejmiemy, to wróci do poprzedniego kształtu. Ale kiedy ten sam ciężarek pozostawimy na desce na kilka lat, to deska będzie uginała się coraz bardziej i bardziej, tak że nawet po zdjęciu ciężaru nie wróci do swojego pierwotnego kształtu. Zjawisko w którym element zmienia swój kształt, pomimo stałego obciążenia, nazywa się właśnie pełzaniem. Sytuacja z pełzaniem jest analogiczna jak ze sztywnością: w innych materiałach jest pomijalnie małe, ale trzeba je uwzględnić przy projektowaniu więźby dachowej i odpowiada za to konstruktor.
W tym momencie możesz zacząć zadawać sobie pytanie: skoro dobraniem odpowiedniej wytrzymałości, sztywności i uwzględnieniem pełzania zajmuje się konstruktor, to po co mam o tym wiedzieć? Odpowiedź jest bardzo prosta: bo konstruktor zajmuje się projektowaniem, czyli jego praca skończy się na kartce. A Ty jako Inwestor i Kierownik Projektu z pomocą wykonawcy podejmujesz się budowy domu i musisz wiedzieć jakie konsekwencje będą niosły za sobą odstępstwa od projektu. Bo to, że więźba stoi zaraz po wybudowaniu to tylko “połowa sukcesu”. Drugą połowę będzie można ocenić po kilkunastu latach użytkowania. Konstrukcje drewniane wymagają naprawdę dużej dokładności, staranności wykonania i właściwych materiałów. Ale o tym przeczytasz w kolejnych akapitach.
Rodzaje więźby dachowej
W pierwszej kolejności możemy wyróżnić kilka kształtów dachów. Najpopularniejsze z nich, to dachy jednospadowe, dwuspadowe, kopertowe i wielospadowe. Kształt dachu wynika przede wszystkim ze sposobu zagospodarowania poddasza i planowanego wyglądu domu. Po prostu kształt wynika z projektu według którego budujesz. Z budowlanego punktu widzenia ważniejszy jest rodzaj więźby dachowej, która kryje się pod tym kształtem. I tutaj mamy kilka popularnych możliwości:
- Więźba krokwiowa – składa się z (kilku) zestawów po dwie krokwie połączone w kalenicy i oparte na ścianach lub stropie, poprzez murłaty. Jest to najprostszy rodzaj więźby dachowej, ale niestety ma swoje ograniczenia. Stosuje się go do rozpiętości około 7m i przy dachach o pochyleniu połaci większym niż 45°. Generuje bardzo duże siły rozporu i dlatego nie można go stawiać na wysokich ścianach kolankowych.
- Więźba krokwiowo-jętkowa lub krokwiowo-kleszczowa – jest bardzo podobna do poprzedniego rodzaju, a jedyną różnicą jest dodatkowe połączenie dwóch krokwi poziomą jętką lub kleszczami. Dzięki temu zmniejsza się siła rozporu i możliwe jest zwiększenie rozpiętości dachu do 9m, co jest wystarczające w wielu domach jednorodzinnych. Różnica pomiędzy jętką a kleszczami jest tylko w ilości elementów: jętka jest jedna, a kleszcze są dwa.
- Więźba płatwiowo-kleszczowa – jest rozwinięciem więźby krokwiowo-kleszczowej w której mamy dodatkowe elementy podpierające krokwie, tzw. płatwie. Dzięki dodatkowemu podparciu możliwe jest zwiększenie rozpiętości dachu do 12m. Dużą wadą tego typu rozwiązania jest konieczność zastosowania słupów lub ścian podpierających płatwie, które ograniczają możliwości aranżacji pomieszczenia.
- Wiązary kratowe – są to elementy w formie drewnianych kratownic. Nie wyróżnia się w nich typowych krokwi, jętek itp., ale pas górny, pas dolny oraz krzyżulce i słupki kratownicy. Kratownice mają bardziej skomplikowaną budowę niż pozostałe rodzaje więźby, ale za to mają ogromne możliwości przenoszenia obciążeń i bez problemu mogą osiągać kilkanaście metrów rozpiętości bez dodatkowych podpór. Idealnie sprawdzają się w domach parterowych o dużej powierzchni.
POSŁUCHAJ PODCASTU "DYLEMATY BUDOWLANE"
Nowe odcinki dostępne na YouTube i platformach podcastowych w każdy wtorek o 19:00
Konstrukcja tradycyjna i prefabrykowana
Przez wiele lat w historii budownictwa, więźbę dachową wykonywało się zawsze na placu budowy. Jednak rozwój technologii przyniósł nam do budownictwa jednorodzinnego prefabrykowane więźby dachowe. Obydwa rozwiązania nadają się do budowy domu jednorodzinnego, a każde ma swoje wady i zalety.
Więźba dachowa prefabrykowana wykonywana jest w całości w zakładzie prefabrykacji, a na placu budowy odbywa się tylko montaż. Więźbę taką cechuje:
- bardzo duża dokładność wykonania;
- wysoka jakość drewna, które jest cały czas przechowywane w kontrolowanych warunkach;
- wysoka jakość połączeń elementów drewnianych;
- bardzo krótki czas montażu na budowie;
- optymalizacja zużycia drewna;
- wymaga użycia dźwigu do montażu;
- więźby o dużych gabarytach są prefabrykowane w elementach (ze względu na możliwości transportowe), które potem są składane w całość na budowie – zwiększa to koszty budowy i czas montażu;
- łatwość wyceny całej więźby – wszystkim zajmuje się jeden podwykonawca;
Więźba dachowa tradycyjna wykonywana jest przez cieśli w całości na budowie. Więźbę taką cechuje:
- dokładność wykonania zależy od staranności i doświadczenia wykonawcy;
- jakość drewna zależna od dostawcy, wiedzy kupującego i sposobu przechowywania;
- jakość połączeń zależy od szczegółowości projektu i staranności wykonawcy;
- dłuższy czas budowy w porównaniu z więźbę prefabrykowaną;
- nie wymaga użycia dźwigu i ciężkiego sprzętu;
- możliwa dostawa drewna i budowa w niemal każdym terenie;
- trudności w samodzielnym zakupie i kontroli drewna do budowy przez Inwestora;
Którą więźbę powinieneś wybrać do swojego domu? Lepszy czas montażu lepszą jakość zwykle oferują więźby prefabrykowane. Jeżeli szukasz niższej ceny, to prawdopodobnie więźba tradycyjna będzie tańsza, ale zawsze warto to sprawdzić.
