Domowa konstrukcja dachu - Domestic roof construction

Przekrój przez rysunek dachu domu z nazwami części konstrukcji. (Wielka Brytania i Australia). Ctr. oznacza centra, typową linię, do której stolarze układają kadrowanie

Domowa konstrukcja dachu to szkielet i pokrycie dachu, które można znaleźć w większości domów jednorodzinnych w klimacie zimnym i umiarkowanym. Takie dachy są budowane głównie z drewna , przybierają różne kształty i są pokryte różnymi materiałami .

Przegląd

Dach oprawiany w ramy w Stanach Zjednoczonych około 1955 r.

Nowoczesne dachy drewniane są najczęściej oprawiane parami zwykłych krokwi lub prefabrykowanymi drewnianymi wiązarami spiętymi za pomocą łączników wiązarowych . Budynki o konstrukcji drewnianej i zabytkowe mogą być oprawione za pomocą głównych krokwi lub drewnianych wiązarów dachowych . Dachy są również określane jako dachy ciepłe lub zimne w zależności od sposobu ich zaprojektowania i zbudowania w odniesieniu do izolacji termicznej i wentylacji budynku . Nachylenie lub nachylenie dachu spadzistego zależy przede wszystkim od materiału pokrycia dachu i estetyki. Płaskie dachy w rzeczywistości nachylają się do około dziesięciu stopni, aby zrzucić wodę. Dachy płaskie na domach występują głównie w regionach suchych .

W obszarach o silnym wietrze, na przykład tam, gdzie cyklon lub huragan może wylądować, główną kwestią inżynieryjną jest utrzymanie dachu podczas silnych burz. Każdy element dachu, podobnie jak oczywiście reszta konstrukcji, musi wytrzymać siły unoszące przy dużych prędkościach wiatru. Osiąga się to za pomocą metalowych opasek mocowanych do każdej krokwi lub kratownicy. Zwykle nie stanowi to problemu na obszarach nie narażonych na silny wiatr lub ekstremalne warunki pogodowe.

W Wielkiej Brytanii dach pokryty dachówką betonową ma zwykle krokwie co 600 mm (24 cale), łaty dachowe co 300 mm (12 cali), a belki stropowe co 400 mm (16 cali). Stany Zjednoczone nadal używają imperialnych jednostek miary, a elementy ramy są zwykle oddalone od siebie o szesnaście lub dwadzieścia cztery cale.

Więźba dachowa może być przerwana przez otwory takie jak komin lub świetlik . Kominy są zwykle budowane z rozdzielaczem wody znanym jako świerszcz lub siodło nad kominem. Obróbka służy do uszczelnienia szczeliny między kominem a pokryciem dachowym.

Budowa dachu krokwiowego

Prosty dach krokwiowy składa się z krokwi , których stopa krokwi opiera się na poziomych płytach ściennych na górze każdej ściany. Górne końce krokwi często spotykają się na belce kalenicowej , ale mogą stykać się bezpośrednio z inną krokwią , tworząc parę krokwi zwaną parą . W zależności od materiału pokrycia dachowego, poziome listwy , listwy lub płatwie są przymocowane do krokwi; lub deski, sklejka lub deska z ukierunkowanych włókien tworzą poszycie dachowe (zwane również poszyciem lub poszyciem) w celu podparcia pokrycia dachowego. Cięższe pod płatwiami lub płyty płatwiowe służą do podpierania większych rozpiętości krokwi. Belki stropowe , które mogą również służyć jako belki stropowe, są zwykle łączone między dolnymi końcami przeciwległych krokwi, aby zapobiec ich rozsuwaniu się i rozpychaniu ścian. Kołnierze lub opaski mogą być mocowane wyżej pomiędzy przeciwległymi krokwiami, aby uzyskać dodatkową wytrzymałość. Krokwie, wiązary i płyty służą do przeniesienia ciężaru dachu na ściany budynku

Budowa dachu kratownicowego

Dach kratownicowy z poszyciem pióro-wpust. Szczelina w poszyciu na kalenicy to przestrzeń zaprojektowana tak, aby umożliwić naturalną wentylację.

Prefabrykowane wiązary dachowe są dostępne w wielu różnych stylach. Są projektowane przez producenta dla każdego konkretnego budynku.

Kratownice drewniane są również budowane w różnych stylach przy użyciu połączeń drewna lub metalu. Ciężkie krokwie z drewna zwykle oddalone od siebie o 240 cm (8 stóp) do 370 cm (12 stóp) są nazywane krokwiami głównymi . Główne krokwie mogą być mieszane ze zwykłymi krokwiami lub nosić wspólne płatwie .

Obciążenia projektowe

Konstrukcje dachowe muszą być zaprojektowane tak, aby wytrzymały obciążenie konstrukcyjne, w tym tzw. ciężar własny, jego ciężar własny i ciężar pokrycia dachowego oraz dodatkowe obciążenie zwane obciążeniem środowiskowym, takim jak śnieg i wiatr. Dachy płaskie mogą również wymagać zaprojektowania dla obciążeń pod napięciem, jeśli ludzie mogą po nich chodzić. W Stanach Zjednoczonych przepisy budowlane określają obciążenia w funtach na stopę kwadratową, które różnią się w zależności od regionu. Obciążenie i rozpiętość (odległość między podporami) określa wielkość i rozstaw krokwi i wiązarów.

Pokrycie dachu

Pokrycie dachowe jest przeznaczone przede wszystkim do odprowadzania wody. Pokrycie jest również ważnym elementem architektury, dlatego materiały dachowe są dostępne w szerokiej gamie kolorów i faktur. Podstawowym pokryciem dachowym domów w Ameryce Północnej są gonty asfaltowe , ale niektóre mają inne rodzaje gontów lub dachy metalowe . Płytka i strzechy dachy są bardziej powszechne w Europie niż w Ameryce Północnej. Niektóre materiały dachowe pomagają obniżyć koszty klimatyzacji w gorącym klimacie, ponieważ są zaprojektowane tak, aby odbijały światło.

Gonty asfaltowe są najczęściej używanym materiałem dachowym w Ameryce Północnej, stanowiąc aż 75% wszystkich stromych dachów spadzistych. Ten rodzaj materiału zyskuje również na popularności w Europie ze względu na niższe koszty montażu. Gonty asfaltowe dominują na rynku pokryć dachowych w Ameryce Północnej, ponieważ są one zazwyczaj tańsze w porównaniu z innymi materiałami.

W południowych Stanach Zjednoczonych i Meksyku dachy z dachówki ceramicznej są również bardzo popularne ze względu na ich długowieczność i odporność na huraganowe wiatry z minimalnymi uszkodzeniami lub bez nich.

W Europie bardzo popularne są dachy łupkowe i dachówkowe. Wiele dachów łupkowych w Europie ma ponad 100 lat i zazwyczaj wymaga minimalnej konserwacji/napraw.

Wentylacja i izolacja

Wentylacja przestrzeni dachowej jest potrzebna do zwalczania kondensacji w przestrzeni dachowej, co prowadzi do kondensacji międzywarstwowej w poszyciu dachu; może to prowadzić do poważnych uszkodzeń konstrukcji, gnicia na mokro lub na sucho, a także do zniszczenia izolacji w specyfikacji dachu.

Kondensacja w przestrzeni dachowej jest dziś znacznie większym problemem ze względu na: znacznie mniej przypadkową wentylację z powodu ciaśniejszych przegród budowlanych z oknami i drzwiami o wysokich parametrach użytkowych oraz brakiem prowadzących kominów. Ta ciaśniejsza powłoka oznacza wzrost temperatury powietrza w budynkach, im cieplejsze powietrze w budynku, tym więcej pary wodnej może przenosić powietrze.

Ponieważ zajmowana część budynku stała się cieplejsza, przestrzeń dachowa stała się zimniejsza, a wysokowydajna izolacja i membrany dachowe prowadzą do zimnej przestrzeni dachowej.

Kiedy ciepłe, wilgotne powietrze z dołu unosi się do zimnej przestrzeni dachowej; kondensacja zaczyna się, gdy temperatura powietrza spada do „punktu rosy” lub gdy ciepłe powietrze wchodzi w kontakt z którąkolwiek z zimnych powierzchni dachu.

Większość materiałów budowlanych przepuszcza parę wodną; Cegła, beton, tynk, drewno i izolacja mogą paść ofiarą międzywęzłowej kondensacji , dlatego brytyjskie przepisy budowlane wymagają, aby dachy były wentylowane za pomocą wywietrzników podsufitowych, wywietrzników kalenicowych lub wymiennych płytek wentylacyjnych lub dachówek.

Powszechną metodą wentylacji dachu jest wykonanie otworów w podsufitce i kalenicy, aby umożliwić naturalny przepływ powietrza. Ten przykład ma również wentylowane ściany zewnętrzne zwane konstrukcją przeciwdeszczową .

Wentylacja poszycia dachu przyspiesza parowanie wody z wycieku lub kondensacji i usuwa ciepło, co pomaga zapobiegać powstawaniu zapór lodowych i wydłuża trwałość gontów asfaltowych. Przepisy budowlane w USA określają współczynniki wentylacji jako minimum 1 stopa kwadratowa (0,093 m ² ) otwarcia na 150 stóp kwadratowych (14 m ² ) (1:150) przy stosunku 1:300 w niektórych warunkach. Ciepłe powietrze unosi się w górę, dlatego izolacja sufitu jest projektowana tak, aby miała wyższą wartość r, a izolację często montuje się między belkami stropowymi lub krokwiami. Prawidłowo ocieplony i wentylowany dach nazywany jest dachem zimnym . Ciepła dachu jest dach, które nie jest wentylowany, w którym izolacja jest umieszczona w linii z nachylenia dachu. Gorąco dachu jest dach nie zaprojektowany aby posiadał jakikolwiek wentylację i ma wystarczająco nieprzepuszczalną dla powietrza izolacji styku z osłony, aby zapobiec kondensacji na przykład gdy piana izolacji nanosi się bezpośrednio na dolnej stronie i górnej stronie powierzchni dachu lub w niektórych sufitach katedralnych.

Nowszym projektem jest instalacja poszycia dachowego z pianką pokrytą folią wraz z drugim pokładem, który jest oddzielony od pianki pokryty folią, aby umożliwić pionowy przepływ powietrza do wylotu wentylacyjnego na szczycie dachu — jest to konstrukcja dwupokładowa ze szczeliną powietrzną. Taka konstrukcja poprawia wydajność.

Galeria

Dach o stromym nachyleniu, o konstrukcji drewnianej w trakcie budowy w Japonii
Ciężka belka kalenicowa i krokwie. Krawat lub legar widoczny na pierwszym planie
Zestaw kratownic umieszczony na dachu budowanego domu
Mocno wzmocniona konstrukcja dachu w strefie podatnej na cyklony
Zakładanie blachy falistej na budowany dom. Pokazuje dwa szczyty i zewnętrzne mocowania cykloniczne
Przykład architektonicznych projektów dachów
Konstrukcja dachu czterospadowego w północnej Australii pokazująca konstrukcję kratownicy z wieloma gwoździami. Niebieskie elementy to metalowe łaty dachowe lub płatwie formowane na rolkach. Ten dach jest zbudowany ze specjalnego stalowego wspornika hakowego, który jest przykręcony do kratownicy za pomocą śruby M16. Wspornik jest przykręcony do śruby M16 odlewanej na miejscu, osadzonej 300 mm (12 cali) w ścianie z bloczków żelbetowych . Ten system jest zwykle instalowany co 900 mm (35 cali ) wokół obwodu