Roof structure
The roof structure depends on the loads imposed on it, the span between the outer walls, as well as the roof slope angle. It transfers both dead loads (its own weight as well as the weight of roofing and other finishing materials) and live loads (wind and snow loads) to the load-bearing walls of the building. While roofing weighs on average 8-70 kg/m2, a layer of snow on the roof – even up to 200 kg/m2.
Depending on the above mentioned loads one chooses the structural elements of the roof and determines its strength. The supporting structure of the roof usually consists of the roof framework (i.e. rafter, attic and queen post one) or trusses – wood, steel or prefabricated reinforced concrete ones.
Another type of roof structure is a flat roof, with a pitch angle of 5° to 11°. A non-ventilated flat roof serves as a roof and, at the same time, the upperstorey ceiling of the building. It requires a sloping layer of, for example, lightweight concrete (light expanded clay aggregate) or profiled Styrofoam panels that function as flat roof insulation. A ventilated flat roof is the one, in which the roofing structure is separated from the thermal insulation of the top floor ceiling. This structure allows for adequate ventilation and, hence, water vapour and wicking.
Flat roofs were particularly popular in the 70s. Currently, they are mostly constructed in the engineering construction industry, for example in factories, warehouses and strip malls, as well as in blocks of flats and houses where they are to be used as terraces and „green roofs”.
Roof coverings
They are the outer layer of the roof, especially exposed to the weather such as rain, snow, hail and wind. Among the most commonly used roof coverings are:
– sheet (copper, zinc, aluminium, galvanized steel – painted or coated, i.e. with polyester), including flat, corrugated or trapezoidal sheet as well as metal roofing tile;
– clay and concrete roof tile, discussed in the 4th issue of „Inżynier Budownictwa” from 2014 (pages 76-77);
– bituminous shingle;
– roofing felt and membrane, usually used to cover flat roofs.
The choice of the roofing material depends on the climate zone, the shape of the roof, the roof slope angle, the weight of the roofing, local planning requirements, as well as on the owners’ individual needs with regard to the appearance and colour of the roof.
Roof drainage
It is the runoff of rain and melting snow from the roof with the use of gutters and rain water pipes, selected based on the type of the roof. For the roofing to meet its functions, it must be finished with appropriate flashings such as cornices, chimneys, gable end rakes, front and back gutter drips, roof valleys, a ridge, etc.
Magdalena Marcinkowska
GLOSSARY:
supporting structure [also load- bearing structure] – konstrukcja nośna
roof slope angle [also pitch angle] – kąt nachylenia połaci
roof formwork [also rafter framing] – więźba dachowa rafter – krokiew
attic – krokwiowo-jętkowy
queen post – płatwiowo-kleszczowy
(roof) truss – wiązar dachowy
flat roof – dach płaski, stropodach
lightweight concrete – beton lekki
light expanded clay aggregate – keramzyt
Styrofoam panel/board – płyta styropianowa
water vapour – odprowadzanie pary wodnej
wicking – odprowadzanie wilgoci
warehouse – magazyn
strip mall [also mini-mall] – pawilon handlowy
hail – grad
(metal) sheet/plate – blacha
galvanized steel [also zinc-coated steel] – stalowy ocynkowany
coated – powlekany
corrugated sheet – blacha falista
trapezoidal sheet [also troughed sheet] – blacha trapezowa
bituminous shingle – gont bitumiczny
roofing felt – papa, pokrycie papowe
gutter – rynna
rain water pipe – rura spustowa
flashing – obróbka dachowa/blacharska
cornice – gzyms
gable end rake – wiatrownica, wiatrówka
roof valley – kosz dachowy
ridge – kalenica
Tłumaczenie
Od projektu do użytkowania: dach i pokrycia dachowe
Poza funkcją konstrukcyjną dach stanowi bardzo istotne zabezpieczenie przed warunkami atmosferycznymi oraz nie mniej istotny element architektury budynku. Wybór jego rodzaju, wielkości i kształtu, a także rodzaju i koloru pokrycia jest nie lada wyzwaniem dla projektanta i przyszłych użytkowników. Dach składa się z dwóch głównych elementów: konstrukcji nośnej i pokrycia. Można powiedzieć, że dobrze wykonany dach to taki, z którego jest skutecznie odprowadzana woda i nie zalega na nim gruba warstwa śniegu.
Konstrukcja dachu
Konstrukcja dachu uzależniona jest od działających na nią obciążeń, rozpiętości ścian zewnętrznych oraz kąta nachylenia połaci. Przenosi ona na ściany nośne budynku zarówno obciążenia stałe (ciężar własny oraz ciężar pokrycia i innych materiałów wykończeniowych), jak i zmienne (obciążenie wiatrem i śniegiem). Podczas gdy pokrycie dachowe waży średnio 8-70 kg/m2, warstwa śniegu zalegająca na dachu – nawet do 200 kg/m2.
W zależności od wyżej wymienionych obciążeń dobiera się elementy konstrukcyjne dachu, a także określa jego wytrzymałość. Nośna konstrukcja dachu składa się zwykle z więźby dachowej (np. krokwiowej, krokwiowo-jętkowej i płatwiowo-kleszczowej) lub wiązarów – drewnianych, stalowych lub prefabrykowanych żelbetowych.
Inny rodzaj konstrukcji dachów to dach płaski z nachyleniem połaci dachowej od 5° do 11°. Stropodach niewentylowany to jednocześnie dach i strop ostatniej kondygnacji budynku. Wymaga on wykonania warstwy spadkowej, np. z lekkiego betonu (keramzytu) lub wyprofilowanych płyt styropianowych stanowiących jednocześnie ocieplenie stropodachu. Stropodach wentylowany to taki, w którym konstrukcja pokrycia dachowego jest oddzielona od izolacji termicznej stropu ostatniej kondygnacji. Konstrukcja ta pozwala na odpowiednią wentylację, co umożliwia odprowadzenie pary wodnej i wilgoci.
Dachy płaskie były szczególnie popularne w latach 70. Obecnie wykonywane są najczęściej w budownictwie przemysłowym, np. w zakładach produkcyjnych, magazynach oraz pawilonach handlowych, a także w blokach i domach jednorodzinnych, gdzie mają być wykorzystane jako tarasy i „zielone dachy”.
Pokrycia dachowe
Stanowią zewnętrzną warstwę dachu szczególnie narażoną na działanie warunków atmosferycznych, takich jak deszcz, śnieg, grad oraz wiatr. Do najczęściej stosowanych pokryć należą:
– blacha (miedziana, cynkowa, aluminiowa, stalowa ocynkowana – malowana lub powlekana, np. poliestrem), w tym blacha płaska, falista, trapezowa oraz blachodachówka;
– dachówka ceramiczna i cementowa, omówiona w 4. numerze „Inżyniera Budownictwa” z 2014 roku (strony 76-77);
– gont bitumiczny;
– pokrycia papowe i folia, najczęściej używane do przykrycia dachów płaskich.
Wybór materiału pokryciowego uzależniony jest od strefy klimatycznej, kształtu dachu, kąta nachylenia połaci, ciężaru pokrycia, lokalnych warunków zagospodarowania terenu, a także od indywidualnych upodobań właścicieli budynku co do wyglądu i koloru dachu.
Odwodnienie dachu
To odprowadzenie wody deszczowej lub powstałej z roztopionego śniegu z dachu przy pomocy rynien i rur spustowych dobranych w zależności od rodzaju dachu. Aby pokrycie dachowe spełniało swoje funkcje, należy je wykończyć właściwymi obróbkami, takimi jak gzymsy, kominy, wiatrówki, pasy nadrynnowe i podrynnowe, kosze, kalenica, itp.
