Przekrycia na bazie drewna

Fot. stock.adobe/Wolfilser

O przekryciach obiektów kubaturowych mówimy ogólnie: dachy. W budynkach niskokubaturowych bardzo często są to więźby wykonane na bazie drewna, jednak problemy są identyczne dla większości przekryć. Pierwsze zadanie przekrycia to odizolowanie wyodrębnionej przestrzeni od zmiennych/niekorzystnych warunków atmosferycznych. To zadanie realizowane/opracowywane jest w zakresie projektu technicznego, a obejmuje zagadnienia fizyki budowli i nośności. Zasadniczo to inwestor jest decydentem w zakresie formy dachu i zagospodarowania przestrzeni przekrytej. Określa swoje oczekiwania na etapie opracowywania projektu architektonicznego – czy będzie to dach płaski, czy stromy – i oczekiwania względem pokrycia. Dostępność materiałów lub technologii oraz koszty będą zdecydowanie weryfikować fantazję wielu inwestorów. Jednak bez względu na to, jak zasobna jest kieszeń inwestora, wymienione założenia projektowe będą w znacznym stopniu wpływać na rodzaj formy (fot. 1) i konstrukcji nośnej przekrycia (rys. 1 i 2).

Fot. 1. Zróżnicowane formy i kształty dachów na bazie drewna. fot. D. Kram

Drewno i materiały drewnopochodne oferują tu szeroką gamę rozwiązań: od klasycznych/tradycyjnych więźb na bazie litych elementów drewnianych (rys. 1) do lekkich kratownic na bazie materiałów drewnopochodnych (rys. 2). Niestety na polskim rynku budowlanym w budynkach niskokubaturowych dominują klasyczne więźby – najczęściej jest to konstrukcja jętkowa lub płatwiowo-kleszczowa. Jednak szerzej analizując ofertę rynku budowlanego, znajdziemy bogatszą gamę propozycji opartych zarówno na elementach prętowych, jak i płytowych. Dla budownictwa niskokubaturowego dość często konstrukcja dachu powiązana jest z systemem wznoszenia całego budynku, tworząc zróżnicowane rozwiązania systemowe.

Rys. 1. Tradycyjne konstrukcje dachów (w zależności od konstrukcji ścian i stropów – z podwaliną lub bez)

Rys. 2. Przykładowe schematy konstrukcji wsporczych dachów na bazie drewna litego z zastosowaniem płytek kolczastych (dla poddaszy użytkowych i nieużytkowych)

Projektowanie dachów wiąże się z potrzebą przeanalizowania dwóch głównych aspektów – pierwszy to zagadnienia cieplno-wilgotnościowe, drugi to zagadnienia konstrukcyjne. Dla zagadnień cieplno-wilgotnościowych ważne jest podjęcie decyzji, czy budynek będzie miał poddasze i czy będzie ono użytkowane. Wpłynie to na dobór ilości i rodzaju warstw przekrycia, co z kolei będzie miało wpływ na wielkość i rozłożenie obciążenia, głównie stałego. Dodatkowo na rodzaj konstrukcji dachu będą miały wpływ kształt dachu (fot. 1) i rozpiętość budynku, rozmieszczenie podpór konstrukcyjnych, np. ścian, oraz świadomość projektanta [1].

>>> Oparcie prefabrykowanych wiązarów na podporach

>>> Wymagania stawiane wyrobom do wykonywania spodnich warstw pokryć dachowych i okładzin ściennych

>>> 5 kluczowych kwestii systemu stężenia dachu

>>> Połączenie jętka-krokiew

Fizyka budowli

Dach, podobnie jak ściana, jest przegrodą, która w zależności od zagospodarowania poddasza będzie miała nieco inne zasady kształtowania. Podstawowym parametrem ustalanym dla przegrody jest współczynnik przenikania ciepła (U_c), którego maksymalna wartość nie może przekroczyć wartości podanych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [3]. Ta progowa wartość ulegała ciągłym zmianom i obecnie od 2021 r. wynosi ona, jak podano w tab. 1. Dążenie do budynków zeroenergetycznych pewnie te wartości zmieni.

Tab. 1. Wartości maksymalne współczynnika U_c [3]

Współczynnik ten należy wyznaczyć na podstawie normy PN-EN ISO 6946, uwzględniając mostki termiczne, takie jak łaty, krokwie, stelaże płyt gipsowo-kartonowych itp. elementy.

Kolejnym dość istotnym parametrem, różniącym drewniane konstrukcje szkieletowe od jakichkolwiek innych, jest pojemność cieplna. W pojęciu tym w pewnym uproszczeniu chodzi o ilość energii cieplnej, którą materiał przyjmuje lub oddaje do otoczenia (jest w stanie przez pewien czas zakumulować wewnątrz swej struktury). W przypadku konstrukcji masywnych, zwłaszcza ścian murowanych, pojemność cieplna jest zwykle dość duża, dzięki czemu temperatura w pomieszczeniu jest w miarę stabilna – przestrzeń wolno się nagrzewa i równie wolno wychładza. W przypadku konstrukcji szkieletowych (a do takich zaliczamy większość konstrukcji dachu) pojemność cieplna jest bardzo mała. Tym zagadnieniom wychodzi naprzeciw świadomy dobór rozwiązań materiałowych, w tym termoizolacji powstałej na skutek recyklingu, kształtowania termoizolacji nie tylko między krokwiami, ale też nad lub pod nimi.

W dalszej części artykułu:

• Bezpieczeństwo pożarowe przekryć dachowych
• Przekrycia – dobór materiałów
• Procedury projektowania dachów
• Nietypowe obciążenia dachów
• Trwałość użytkowania przekryć drewnianych
• Samoistne pęknięcia
• Błędy wykonawcze

Cały tekst znajdziesz w numerze 1/2023 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.

dr inż. Dorota Kram, prof. PK
Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

mgr inż. Klaudia Śliwa-Wieczorek
Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

Literatura
1. T. Kochański, D. Kram, K. Śliwa-Wieczorek, Projektowanie dachów stromych, „Przewodnik Projektanta” nr 3/2019.
2. T. Kochański, D. Kram, K. Śliwa-Wieczorek, Przekrycia na drewnianej konstrukcji wsporczej – problematyka i kierunki rozwoju, „Przewodnik Projektanta” nr 3/2020.