Więźba - kręgosłup dachu

Do budowy domów jednorodzinnych z dachami spadzistymi najczęściej stosuje się tradycyjną więźbę drewnianą. Jest to jedno z najstarszych rozwiązań w budownictwie, ale wciąż doskonale się sprawdza. Drewniana konstrukcja składa się z belek (w przypadku więźby tradycyjnej) lub prefabrykowanych, gotowych elementów (wiązary z belek lub desek). Najważniejsze dla prawidłowego funkcjonowania dachu jest odpowiednie zaprojektowanie więźby - czyli obliczenie jej koniecznej wytrzymałości. Przekroje poszczególnych elementów więźby dachowej dobiera się na podstawie obliczeń statyczno-wytrzymałościowych. Istotne są następujące parametry:

• odległość między ścianami zewnętrznymi domu oraz ich układ,
• sposób zagospodarowania poddasza (czy będzie użytkowe, czy nie),
• kąt nachylenia połaci dachu,
• rodzaj zastosowanego pokrycia dachowego,
• warunki klimatyczne w danym regionie (jakie występują opady śniegu i jak silne wieją wiatry).

Te wszystkie parametry wpływają na konstrukcję więźby, a więc i na zużycie drewna. Najczęściej sugerujemy się głównie ciężarem pokrycia dachowego, sądząc, że tzw. lekkie pokrycia (jak blacha czy papa) potrzebują dużo lżejszej więźby. W rzeczywistości na konstrukcję więźby pokrycie wpływa w niewielkim stopniu - znacznie ważniejsza jest tu suma obciążeń własnych dachu, ocieplenia i wykończenia oraz warunki atmosferyczne. Więźba przecież musi wytrzymać nawet silne podmuchy wiatru oraz ciężar zalegającego w zimie śniegu (w polskich warunkach ciężar śniegu, jaki musi utrzymać więźba, wynosi ok. 100 - 150 kg na metr kwadratowy, a w okolicach podgórskich nawet powyżej 200 kg na metr kwadratowy). Dlatego standardowo projektuje się więźby, na których można położyć dowolne pokrycie - od blachy do estetycznych dachówek cementowych. O rodzaju więźby w dużym stopniu decyduje też to, czy chcemy mieć użytkowe poddasze. Zupełnie inaczej wygląda konstrukcja więźby i stropu w domu parterowym oraz w domu z poddaszem użytkowym.

Typowa więźba jest zbudowana z wiązarów - drewnianych elementów konstrukcyjnych połączonych w trójkąt. Najczęściej stosowane są następujące rodzaje więźby: krokwiowa, krokwiowo-jętkowa oraz płatwiowo - kleszczowa. Wybór zależy od konstrukcji, wielkości i przeznaczenia budynku. 

Więźba krokwiowa

To najprostsza konstrukcja stosowana, gdy rozpiętość ścian zewnętrznych budynku nie przekracza 7 m, a nachylenie połaci dachowej 40-60°. Podstawowym elementem nośnym jest para krokwi połączonych ze sobą w kalenicy, rozstawionych w odstępach 80-120 cm. Ich dolne końce mogą być mocowane do poziomej belki ściągowej będącej jednocześnie konstrukcją nośną stropu lub do murłat ułożonych na stropie bądź na wierzchu ścian kolankowych. Przy takim rozwiązaniu zarówno mocowanie krokwi do murłat, jak i murłat do konstrukcji budynku musi być bardzo solidnie wykonane, ponieważ od tego zależy stabilność i bezpieczeństwo dachu. Dopuszczalna długość pojedynczej krokwi to 6 m. Zalety tego rozwiązania to łatwość i szybkość wykonania oraz niski koszt. Wady to: ograniczone zastosowanie, częste występowanie krzywizny powierzchni ze względu na długie odcinki (z braku podparcia) krokwi i działanie sił rozpychających (na zewnątrz) mury.

Więźba krokwiowo-jętkowa

Konstrukcja ta jest stosowana, gdy rozpiętość ścian zewnętrznych budynku nie przekracza 6-7 m. Para krokwi połączonych ze sobą w kalenicy, rozstawionych w odstępach 80-120 cm jest dodatkowo wiązana poziomą belka [jętką] wzmacniającą konstrukcję. Tworzą łącznie trójelementowy wiązar oparty bezpośrednio na murze lub na murłacie. Dopuszczalna długość pojedynczej krokwi to 7 m. Przy większym domu stosowanie więźb krokwiowych przestaje być ekonomiczne - dla zapewnienia odpowiedniej sztywności konstrukcji więźby należałoby bowiem stosować krokwie o bardzo dużych przekrojach. Zamiast tego projektuje się więźby, w których każda para krokwi rozparta jest mniej więcej w połowie ich długości poziomym elementem zwanym jętką.

Więźba płatwiowo-jętkowa

Stosowana jest tam, gdzie rozpiętość między ścianami zewnętrznymi wynosi 8-12 m, a kąt nachylenia połaci dachowej zamyka się w przedziale 25-67° (w praktyce zalecane są konstrukcje o pochyleniu co najmniej 35°). Przy tak dużych rozpiętościach stosowanie więźb krokwiowych przestaje być ekonomiczne (dla zapewnienia odpowiedniej sztywności konstrukcji należałoby stosować krokwie o bardzo dużych przekrojach), często projektuje się właśnie więźby, w których każda para krokwi rozparta jest mniej więcej w połowie długości poziomym elementem zwanym jętką. Konstrukcja ta jest modyfikacją typowego dachu krokwiowego z zastosowaniem przy każdej parze krokwi jętki poziomej. Projektowana jest najczęściej wtedy, gdy długość jętki nie przekracza 3,5 m. Jętki poziome bardzo często są potem wykorzystywane jako element konstrukcji sufitu poddasza użytkowego. Zalecany rozstaw krokwi przy tym rozwiązaniu to 80-120 cm. W konstrukcji tej występują dwa rodzaje wiązarów: 

• pełne, gdzie para krokwi, słupy i miecze, które obejmują słupy i krokwie, z obu stron, usztywniając tym samym połączenie, ustawia się co 4 krokwie 
  
• puste, gdzie krokwie oparte na płatwiach.montuje się w odstępach od 3 do 5 m. 
  

Ten rodzaj więźby dachowej doskonale sprawdza się przy domach parterowych z użytkowym poddaszem pozwalając na ciekawą aranżację i stworzenie dla nas przestrzeni wypoczynkowej.

Impregnacja więźby

W domach jednorodzinnych więźba jest zwykle wykonana z drewna sosnowego, ewentualnie świerkowego lub jodłowego. Takie drewno ma bardzo dobre właściwości mechaniczne, a przy tym nie kosztuje dużo i jest łatwo dostępne. Drewno stosowane do budowy konstrukcji więźby dachowej powinno być odpowiednio przygotowane - wysuszone oraz zabezpieczone przed działaniem czynników biologicznych, ognia i wilgoci. Najbardziej skuteczną metodą zabezpieczenia drewna jest przemysłowa impregnacja próżniowo-ciśnieniowa. Jednak na małych budowach stosuje się zazwyczaj impregnację powierzchniową polegającą na malowaniu, natryskiwaniu lub kąpieli elementów w roztworze z impregnatem. Do zabezpieczenia konstrukcji więźby dachowej przed wilgocią, owadami, grzybami oraz ogniem używa się przede wszystkim impregnatów solnych, które zmniejszają palność drewna, a przy tym nie powodują powstawania toksycznych oparów. Są bezbarwne, dodaje się do nich więc barwnik umożliwiający sprawdzenie, które elementy zostały zabezpieczone i jak głęboko impregnat wniknął w zabezpieczane drewno. Drewno przeznaczone do impregnacji powinno być odpowiednio wysuszone (o wilgotności poniżej 20%) oraz oczyszczone z kory i zabrudzeń, które uniemożliwiałyby wnikanie impregnatu. Na elementy konstrukcyjne więźb dachowych powinno stosować się drewno suszone przemysłowo w specjalnych suszarniach. Tylko w ten sposób możemy uzyskać wymaganą wilgotność oraz doprowadzić do wyginięcia obecnych w nim zarodników grzybów oraz larw owadów.

Tytan Impregnat do więźby dachowej to łatwy i wygodny w użyciu płynny impregnat do drewna, dedykowany do zabezpieczania więźby dachowej przed grzybami domowymi i owadami – technicznymi szkodnikami drewna. Trwale łączy się z drewnem i zabezpiecza je przed korozją biologiczną. Nie podnosi palności drewna i nie powoduje korozji elementów stalowych użytych przy jego montażu. Po wyschnięciu impregnat utrwala się w drewnie – jest odporny na zwietrzenie i wymywanie. Etapy impregnowania elementów konstrukcyjnych więźby dachowej:

1. Przed użyciem kilkukrotnie mocno wstrząsnąć opakowaniem. 
   
2. Stosować bezpośrednio na drewno suche, surowe lub zabezpieczone wcześniej impregnatami nietworzącymi powłoki. 
   
3. Koncentrat rozcieńczać wodą do 10 % roztworu w stosunku 1:9 (np. na 5 litrów dodać 45 litrów wody). Nanosić w dwóch warstwach przy użyciu pędzla, metodą natryskową lub metodą kąpieli przez około 30 minut. 
   
4. Do czasu utrwalenia środka na drewnie (około 24 h – 48 h) należy chronić zaimpregnowaną powierzchnię przed deszczem. Po tym czasie drewno można użytkować na zewnątrz. 
   
5. Wilgotność drewna zapewniająca optymalną penetrację impregnatu wynosi około 25-28%. Barwnik jest tylko wskaźnikiem malowania i nie posiada żadnych właściwości biobójczych i może ulec wypłukaniu. 
   
6. Zalecane zużycie koncentratu - drewno I kategorii użytkowania (pod zadaszeniem – narażone na atak owadów, technicznych szkodników drewna) - min. 43 g/m2 . - drewno III kategorii użytkowania na zewnątrz (bez zadaszenia, narażone na wymywanie, bez kontaktu z gruntem) – 57 g/m2 . 
   

Stabilność więźby dachowej

Więźba dachowa przenosi obciążenia statyczne [ciężar własny, ocieplenie, ciężar pokrycia] i dynamiczne [napór wiatru, ciężar zalegającego śniegu]. Ich suma ma wpływ na wielkość przekroju odległości pomiędzy krokwiami. Im większy rozstaw krokwi, tym wspierają większa powierzchnia dachu. Całkowite obciążenie przypadające na 1 m² powierzchni dachu waha się od 200 kg przy pokryciu blchodachówką do 250 kg przy pokryciu dachówką. Dodatkowym elementem wpływającym na wielkość krokwi są aktualne normy dotyczące ochrony cieplnej budynków. Przy projektach gotowych projektant nie zna wielu istotnych aspektów. Uwzględnia więc dla bezpieczeństwa maksymalne obciążenia dachu zawarte w normach, a zatem również maksymalnych obciążeń dla ścian zewnętrznych. To wpływa na wysokie koszty wykonania konstrukcji domu. Warto dlatego zlecić wykonanie projektu indywidualnego, aby odporność konstrukcji na obciążenia była zoptymalizowana względem naszych potrzeb i wówczas znacząco tańsza. 

Obciążenia statyczne. Pokrycia dachowe różnią się ciężarem [blachodachówka - 8 kg, gont bitumiczny 11 kg, dachówka betonowa - 45 kg, ewentualne deskowanie dodatkowe 15 kg], więc więźba może mieć różną wytrzymałość na obciążenia. Sposób wykorzystania poddasza to różne metody ocieplenia dachu [poddasze nieużytkowe pokryte blachodachówką wystarczy ocieplić jedynie w obszarze belkowania stropu, więc krokwie mogą mieć mniejsze przekroje i izolacja mniejszą powierzchnię. Przy poddaszu użytkowym przekrój krokwi musi uwzględniać grubość izolacji, której powierzchnia będzie większa.

Obciążenia dynamiczne. W różnych rejonach kraju mamy bardzo zróżnicowane opady śniegu. Największe w górach i na Mazurach gdzie śnieży regularnie co roku. Najmniejsze w północno-zachodniej Polsce, gdzie często bywają zimy prawie bezśnieżne. Więźba może więc przenosić różne obciążenia statyczne. Lokalizacja i najbliższe otoczenie naszego domu ma wpływ na siłę i prędkość wiatru. Leśne okolice lub gęsta zabudowa sprawiają, że wiatrów jest zdecydowanie mniej, niż nad morzem lub na terenach rolniczych. Więźba może więc przenosić różne obciążenia dynamiczne.