Wiązary kratowe a tradycyjna więźba dachowa

W krajach Europy Zachodniej i w Skandynawii prefabrykowane wiązary kratowe na dobre zastąpiły tradycyjną więźbę dachową. Szeroki zakres zastosowania, lekkość konstrukcji oraz jej uniwersalność wpływają na ich rosnącą popularność również w Polsce.

Wiązary kratowe to prefabrykowane konstrukcje wiązarowe, które pozwalają, w przeciwieństwie do tradycyjnej więźby dachowej, na swobodne kształtowanie połaci. Z litego drewna można uzyskiwać dachy o niemal dowolnych kształtach. Dodatkowo wiązary te nie wymagają podparcia przy rozpiętości nawet 30 m. Dzięki temu można swobodnie zagospodarować przestrzeń wewnątrz budynku, nie będąc przy tym ograniczonym ścianami nośnymi czy też słupami. Wiązary dostarcza się jako elementy gotowe do montażu, a prefabrykacja znacznie przyśpiesza proces budowy obiektu.

Projektowanie konstrukcji wiązarowej

Wiązary kratowe ©Tartak Witkowscy

Przy projektowaniu połaci dachowej zbudowanej z wiązarów kratowych, należy wziąć pod uwagę czynniki gwarantujące bezpieczeństwo konstrukcji oraz przebywających pod dachem ludzi, takie jak np. parametry wytrzymałościowe surowców, statykę, pożądaną geometrię połaci, rodzaj pokrycia dachowego, planowany rodzaj izolacji termicznej oraz wykończenia pasa dolnego wiązarów. Warto pamiętać również, że zastosowanie wiązarów z płytkami kolczastymi w budownictwie mieszkaniowym ma istotny wpływ na całą konstrukcję budynku. Jeśli o wiązarach pomyślimy na etapie projektowania, a nie dopiero przy zmianie pierwotnego projektu budynku, zagwarantujemy sobie możliwość wykonania mniejszych fundamentów oraz ścian. Będzie to możliwe dzięki lżejszej konstrukcji stropu, wiązary kratowe nie wymagają bowiem stropu betonowego. W odróżnieniu od stropu betonowego, nie potrzebują też podparcia – ściana wewnętrzna nie musi być ścianą nośną, co dodatkowo wpływa na obniżenie kosztów wykonania. Brak wewnętrznych podpór pośrednich pozwala na dowolność w kształtowaniu przestrzeni użytkowej.

Zastosowanie — wiązary o dużych rozpiętościach

Wiązary montujemy zarówno na budynkach o konstrukcji drewnianej, jak i murowanej, zastępując nimi konstrukcje stalowe, żelbetowe, z drewna klejonego oraz drewnianą więźbę tradycyjną. Za pomocą lekkich konstrukcji można budować dachy o wiele większej rozpiętości niż przy użyciu dotychczasowych rozwiązań.

Mimo iż technologia wiązarów kratowych jest najbardziej popularna w budynkach mieszkalnych (także w domach drewnianych), coraz bardziej powszechnie wykorzystywana w obiektach o dużej kubaturze, takich jak m.in.: obiekty przemysłowe (magazyny, hale produkcyjne), usługowe, użyteczności publicznej, rolnicze czy sportowe. Jest to możliwe ze względu na to, że prefabrykowane wiązary pozwalają na budowę z litego drewna konstrukcji dachowej o rozpiętości do 30 m bez podpór pośrednich. Szacuje się, że połać dachowa zbudowana z wiązarów jest tańsza od analogicznej konstrukcji stalowej lub żelbetowej nawet o 50 proc. Warto zauważyć także, że za pomocą wiązarów kratowych możemy wykonać nie tylko dach obiektu, ale również jego ściany jako konstrukcję ramową.

Zastosowanie — budownictwo mieszkaniowe

Wiązary dachowe ©Tartak Witkowscy

Wiązary kratowe można stosować zarówno w przypadku poddasza nieużytkowego, jak i użytkowego. Najprostszą konstrukcją są dachy jedno- lub dwuspadowe. Nie oznacza to jednak, że w innych, bardziej skomplikowanych, konstrukcjach ich zastosowanie jest niemożliwe. Wiązary stosuje się również w przypadku dachów kopertowych, wielopołaciowych, mansardowych i łukowych. Należy również zaznaczyć, że zastosowanie wiązarów kartowych to często jedyne wyjście w przypadku remontu dachu: gdy chcemy zastosować ciężkie pokrycie dachowe, lekka konstrukcja drewniana nie obciąży dodatkowo konstrukcji budynku. Istotną zaletą konstrukcji wiązarowych w budownictwie mieszkaniowym jest również krótki czas montażu oraz możliwość wykonania prac w zimie.

Wiązar składa się z pasa górnego (to odpowiednik krokwi, układa się na nim poszycie dachowe), pasa dolnego (do którego przymocowuje się podsufitkę), słupków i krzyżulców, łączących ze sobą pasy wiązarów. Wśród wiązarów kratowych znajdziemy trójkątne, jednospadowe, nożycowe, o pasach równoległych, dwutrapezowe oraz łukowe.

Do ich produkcji wykorzystuje się tarcicę iglastą (sosna lub świerk) sortowaną wytrzymałościowo, wizualnie lub mechanicznie, najczęściej klasy C24. Tarcica powinna być wysuszona do wilgotności 20 proc. Wysoka temperatura suszenia, ok. 70°C zabija owady, grzyby i pleśnie znajdujące się w drewnie i tworzy niekorzystne środowisko dla ich rozwoju. Najlepiej gdy do produkcji wiązarów używa się tarcicy czterostronnie struganej, dzięki temu konstrukcja staje się bardziej odporna na działanie ognia. Wskazana jest również impregnacja materiału, która dodatkowo zabezpieczy go przed korozją biologiczną i zwiększy jego odporność ogniową. Tarcicę najczęściej impregnuje się w sposób zanurzeniowy, może być wykonana również metodą natryskową lub ciśnieniową.

Do łączenia dociętych elementów drewnianych najlepiej zastosować ocynkowane płytki kolczaste. Są to płyty z blachy z wytłoczonymi w niej kolcami. Po wciśnięciu jej za pomocą pras o dużym nacisku (od 18 do 50 ton) w drewniane elementy konstrukcji, gwarantuje dużą siłę połączeń o niezmiennej i przewidywalnej wytrzymałości. Elementy tarcicy są dzięki temu łączone w jedną płaszczyznę, a płytki kolczaste równomiernie przejmują obciążenia z jednego elementu i przenoszą je przez łącznik na drugi. To pozwala na uniknięcie koncentracji naprężeń, które niejednokrotnie występują w przypadku połączeń wykonanych gwoździami. Płytki powinny obejmować jak największą powierzchnię łączonych elementów, nie mogą jednak wystawać poza zewnętrzny obrys ramy na połączeniu pasa dolnego i górnego.

Montaż wiązarów

Montaż wiązarów dachowych ©Tartak Witkowscy

Prefabrykację wiązarów należy zlecić odpowiedniej firmie, która w oparciu o własne biuro konstrukcyjne zaprojektuje i przygotuje ich produkcję. Dzięki zautomatyzowaniu procesu możliwe jest uzyskanie identycznych elementów. Dane przesyłane są siecią komputerową na hale produkcyjne, gdzie specjalistyczne maszyny numeryczne docinają elementy na odpowiednie długości. Proces scalania odbywa się na specjalnych stołach montażowych, które pozwalają na precyzyjne wykonanie gotowego elementu. Montaż wiązarów w oparciu o przygotowany wcześniej szablon pozwala na uzyskanie niemal identycznych elementów, co sprawia, że połacie dachu są równe. Dla zapewnienia najwyższej jakości i pełnego bezpieczeństwa użytkowania konstrukcji, cały cykl prefabrykacji monitorowany powinien być przez Zakładową Kontrolę Produkcji, a wyprodukowane wiązary — posiadać znak CE.

Tak wykonane w zakładzie prefabrykacyjnym wiązary dostarczane są na budowę, gdzie najczęściej przy użyciu dźwigu następuje ich rozładunek i montaż. W przypadku dużych obiektów, wymiary wiązarów mogą uniemożliwiać transport lub wymagać specjalistycznych środków transportu. Istnieje możliwość podziału wiązarów do transportu, a następnie scalenie ich w całość na budowie przy użyciu przewoźnych pras. Przy odpowiednio sporządzonej dokumentacji nie ma mowy o błędach montażowych. Każdy wiązar jest oznaczony tak, aby ekipy ciesielskie, w oparciu o dostarczoną dokumentację montażową, mogły bezproblemowo zamontować więźbę na budynku. Montaż prostych dachów budynków mieszkalnych trwa zwykle ok. 1–2 dni, a w przypadku budynków o większych i bardziej skomplikowanych dachach: ok. 5–8 dni roboczych.

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 01/2013
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl

Budowanie dachów w technologii wiązarów kratowych jest atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnej więźby dachowej. Nowoczesna technologia przemysłowego ciesielstwa, która ma już ugruntowaną pozycję w krajach Europy Zachodniej, w Polsce zdobywa coraz więcej zwolenników. Zastosowanie wiązarów kratowych oznacza optymalizację zużycia tarcicy. Dzięki specyfice konstrukcji oraz metodom projektowania możliwe jest zaoszczędzenie nawet 40 proc. surowca w stosunku do klasycznych konstrukcji.

Tartak i Zakład Stolarski
Janina i Wacław Witkowscy Sp.j.
Adam Bartnicki
adam.bartnicki@wiazar.pl