Zasady projektowania więźby dachowej

Co to jest więźba?
To (najczęściej) drewniana konstrukcja nośna, czyli układ ukośnie położonych belek zwanych krokwiami, które łączą się ze sobą w najwyższym punkcie zwanym kalenicą. Krokwie mogą być podparte poziomymi belkami, które zależnie od konstrukcji zwane są jętkami lub płatwiami. W miejscu połączenia ze ścianami domu, najczęściej leżą równoległe, poziome belki - zwane murłatami.

Drewniane konstrukcje
- są najstarszym rozwiązaniem, które pomimo wielu zmian technologicznych w budownictwie do dzisiaj pozostało prawie w nie zmienionej formie - mówi Adam Dąbrowski, cieśla. Wykonuje się je z drewna drzew iglastych, m.in. sosny, świerku i jodły, natomiast łączenia, w których stosuje się wszelkiego rodzaju kołki czy klocki, powinny być zrobione z drewna twardego, dębu lub akacji - dodaje. Zaletami konstrukcji drewnianej jest lekkość oraz łatwość montażu. Wadami: łatwopalność, podatność na korozję biologiczną oraz wrażliwość na wodę. Dlatego przed wybudowaniem należy całą konstrukcję drewnianą zaimpregnować środkiem grzybo- i owadobójczym, a także zabezpieczyć przed wodą opadową. Zaniedbanie tych czynności może z czasem prowadzić nawet do konieczności wymiany całej konstrukcji dachu - dodaje.

Dach krokwiowo-jętkowy buduje się wówczas, jeśli rozpiętość dachu pomiędzy ścianami zewnętrznymi wynosi od 5 do 7,5 m. Każdą parę krokwi dodatkowo usztywnia się poziomą belką (jętką), którą umieszcza się na wysokości równej 2/3 długości krokwi - licząc od jej dolnego oparcia.

Dach płatwiowo-jętkowy - stosowany jest w przypadku tzw. "dużych" dachów o rozpiętościach od 9 do 11 m. - Nowocześniejszą i bardziej oszczędniejszą, w porównaniu z poprzednimi, konstrukcją jest dach płatwiowo-kleszczowy. Stosuje się ją przy rozpiętości dachu do
12 m. W konstrukcji tej występują dwa rodzaje wiązarów: pełny i pusty. W skład pełnego wchodzi para krokwi, słupy i kleszcze, które obejmują słupy i krokwie, z obu stron, usztywniając tym samym połączenie. W pustym są tylko krokwie oparte na płatwiach. Wiązary pełne ustawia się co 4 krokwie wiązary puste w odstępach od 3 do 5 m. To czy konstrukcjia dachu spełni nasze wymagania zależy również od prawidłowego, zgodnego z projektem jej wykonania, a przede wszystkim od dokładnego połączenia współpracujących elementów. Każdy bowiem typ złączy ma zalecane sposoby jego wykonania.

Suszenie i impregnacja
Drewno użyte do budowy więźby dachowej powinno być odpowiednio przygotowane. Musi mieć odpowiednią wilgotność i być skutecznie zabezpieczone. - Wilgotność dla konstrukcji, które należy szczególnie chronić przed zawilgoceniem, powinna wynosić nie więcej niż 20%, dla konstrukcji zadaszonych, stojących na otwartym powietrzu - nie więcej niż 30%, natomiast dla konstrukcji klejonych nie powinna przekroczyć ok. 17 % - wyjaśnia cieśla.
Chcąc uzyskać odpowiednią z normami wilgotność użytkową drewna, należy poddać tarcicę procesowi suszenia - w sposób naturalny albo sztuczny w suszarkach. Dla każdego rodzaju drewna czas suszenia jest inny, np. dla sosny, świerku i jodły czas naturalnego suszenia tarcicy (do wilgotności około 20%) wynosi od 45 do 90 dni. Dla modrzewia od 90 do 190 dni.
Kolejnym procesem, zabezpieczającym drewno jest impregnacja. Zależy ona od trzech czynników: rodzaju drewna, rodzaju zastosowanego impregnatu oraz technologii procesu impregnacji.

Najpewniejszym sposobem chroniącym konstrukcję drewnianą przed działaniem grzybów i ognia jest zastosowanie metody próżniowo-ciśnieniowej i kąpieli gorąco-zimnych. Inne metody, takie jak : malowania, natryski, moczenia są mniej skuteczne.

Obciążenia więźby dachowej
Więźba dachowa przenosi obciążenia stałe: ciężar własny, ocieplenie, wykończenie wewnętrzne oraz ciężar pokrycia, a także zmienne, jak napór wiatru, czy ciężar zalegającego śniegu. Ich suma ma wpływ na wielkość przekroju krokwi. Najczęstsza odległości pomiędzy krokwiami wynosi od 70 cm do 100 cm. Związane jest to z dopuszczalnym ugięciem krokwi pod maksymalnym obciążeniem, oraz z typem konstrukcji nośnej. Im większy rozstaw krokwi, tym większa powierzchnia dachu obciąża daną krokiew. Istnieje opinia, że zastosowanie lżejszego (mniejszy ciężar własny) pokrycia dachowego pozwala na zastosowanie znacznie słabszej, a co za tym idzie tańszej konstrukcji więźby dachowej. Jest to jednak mylne wrażenie, gdyż jak pokazuje tabela obok na dach działa wiele dodatkowych obciążeń, które muszą być uwzględnione podczas projektowania. Obciążenie śniegiem, wiatrem, ciężar ocieplenia i wykończenia są dla wszystkich rodzajów pokryć takie same, a w przypadku gontu papowego dodatkowo doliczyć trzeba ciężar deskowania.

Sumaryczne obciążenie przypadające na 1 m2 połaci dachu waha się w przedziale od ok. 213 do ok. 250 kg. Projektując dach, projektant musi uwzględniać współczynniki materiałowe i bezpieczeństwa, ale często zdarza się, że nie wiadomo, jakiego rodzaju pokrycie będzie zastosowane. Wówczas projektant uwzględnia w projekcie obciążenia dachu takie jak dla dachówek.

Dodatkowym elementem wpływającym na wielkość krokwi są aktualne normy dotyczące ochrony cieplnej budynków, które narzucają konieczność stosowania termoizolacji o wysokości co najmniej 16 - 18 cm. Dobrane ze względu na ten warunek przekroje krokwi bardzo często spełniają wymagania wytrzymałościowe dla wszystkich rodzajów pokryć.

Porównanie obciążeń dla trzech rodzajów pokryć.

Wentylacja
Dla prawidłowego funkcjonowania dachu oraz zapewnienia jego trwałości niezwykle istotnym zagadnieniem jest wentylacja połaci dachowej. Odpowiednia wentylacja zapobiega gromadzeniu się wilgoci wykraplającej się z powietrza. Przy dużej różnicy temperatur, między zewnętrzną i wewnętrzną stroną dachu, dochodzącej w zimie do 40o C oraz przy dużych dobowych różnicach temperatur (szczególnie w sezonie jesienno-wiosennym) w pewnym miejscu przekroju występuje tzw. temperatura punktu rosy, w której skrapla się zawarta w powietrzu para wodna. Woda ta, jeżeli nie ma możliwości wyparowania, może spowodować duże szkody w połaci dachowej, dlatego zadaniem dobrze skonstruowanego dachu jest, poprzez zastosowanie kanałów wentylacyjnych, odprowadzenie wody do atmosfery.

Niezmiernie ważnym elementem dachu jest również warstwa wstępnego krycia, której zadaniem jest zabezpieczenie ocieplenia i spodnich warstw dachu przed podwiewaniem kurzu, pyłu wodnego i śnieżnego, a także przed kondensatem wykraplającym się na spodniej stronie pokrycia.

Warstwa wstępnego krycia może być wykonana z folii o wysokiej paroprzepuszczalności (czyli małym oporem dyfuzyjnym) np. Divoroll Pro firmy Braas. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość wykorzystania całej wysokości krokwi do wypełnienia termoizolacją.
Warstwę tę możemy wykonać również z folii o niskiej paroprzepuszczalności np. Eurofoll firmy Braas, jednak wtedy musimy zastosować dodatkowy dolny kanał wentylacyjny o wysokości co najmniej 3 cm. W niektórych przypadkach warstwa wstępnego krycia może być wykonana z papy na deskowaniu, jednak wtedy również należy zapewnić odpowiednią wentylację dachu.

Izabela Kwiecińska