Acoperisuri din lemn. Structura,materiale si alcatuire

Generalitati

Cand ne referim la acoperisuri din lemn trebuie sa avem in vedere ca ele trebuie sa faca obiectul unui proiect tehnic, intocmit de catre un proiectant structurist. Inainte de realizarea proiectului de detaliu pentru structura acoperisului, trebuie clarificata tema propusa de beneficiar sau/si arhitect.

Prin tema i se transmit inginerului structurist informatii referitoare la forma, dimensiunile, inaltimea acoperisului, dar si cerinte de design. Acoperisul poate fi vizibil de la interior sau ascuns, placat cu materiale clasice, prinderile pot fi vizibile sau nu.

Dupa stabilirea cadrului general se va trece la dimensionarea pieselor de lemn si a elementelor de prindere.

Alcatuire acoperisuri din lemn

Elementele componente ale unei sarpante sunt: cosoroaba, talpa, pop, pane, clesti, contravantuiri, capriori, astereala, sipci, invelitoare, izolatii.

Ordinea montarii acestor elemente va fi:

•  montarea cosoroabei , prinsa cu tije/bolturi sau cu otel beton,in forma de U, d-6 mm, 1 buc/ml, pozitionat inaintea turnarii centurii de beton pe care sta cosoroaba;
•  montarea talpilor prinse cu tije/buloane  in beton;
•  montarea popilor pe talpi ,prin realizarea unui cep sau cu placute metalice;
•  montarea panelor;
•  montarea capriorilor;
•  montare clesti si contravantuiri;
•  realizarea tuturor imbinarilor cu placute metalice, daca exista;
•  montare astereala;
•  montare strat difuzie;
•  montare sipci;
•  montare invelitoare;
•  montare straturi izolatii;

Fiecare dintre elemente de lemn de mai sus trebuie dimensonate conform normativului NP005 – Normativ pentru proiectarea constructiilor din lemn, de catre un proiectant structurist.

Materialele folosite la acoperisuri din lemn

Elementele din lemn cel mai folosite la acoperisuri sunt grinzile de rasinoase (molid, brad), care trebuie sa fie certificate dupa rezistenta. Prin proiect se va preciza  clasa de rezistenta a lemnului. Puteti citi mai multe despre clasificarea lemnului de rasinoase  AICI .

Indiferent de specia lemnului umiditatea acestuia nu trebuie sa depasesca 18%. Umiditatea influenteaza, direct, atat dimensiunile, cat si rezistenta lemnului. Dimensiunile lemnului, pe fiecare latura, se pot reduce cu pana la 5%, daca lemnul este verde . La fiecare crestere cu 1% a umiditatii, rezistenta la compresiune scade cu 5%. De aceea, conform normelor in vigoare, pentru structurile din lemn, calculele de rezistenta se fac pentru lemn uscat, pana la 18% umiditate.

De asemenea, este recomandat ca lemnul sa fie rindeluit, pentru a se asigura abateri in limitele normate ale pieselor de lemn, astfel incat sa obtinem planeitatea acoperisului pe toate laturile.

Imbinarea elementelor  acoperisului

Sunt numeroase tipuri de imbinare in functie de mijloacele de imbinare si de natura solicitarilor . Ele sunt prezentate detaliat in normativul NP005- Normativ pentru proiectarea constructiilor din lemn.

In practica, cea mai des intalnita imbinare a piselor de lemn este o combinatie intre imbinarea prin chertare si imbinarea cu tije/placute metalice.

Imbinare prin chertare acoperisuri din lemn

Chertarea

O taietura in lemn,prin care se asigura asezarea si transmiterea corespunzatoare a eforturilor intre piese, exemplul  capriorului pe cosoroaba, a unei grinzi peste o alta s.a.m.d. (vezi fig.3.1)

Dimensiunea chertarii va fi stabilita constructiv si prin calcul.

Chertarea stabilita constructiv va avea valorile:

• a =0,3h  cand h≥180 mm
• a=0,5h cand 120 mm <h <  180 mm
• a=0,5h cand h ≤ 120 mm
• c ≥ h , c1 ≥4a

Tipuri de imbinari prin chertare si detalii constructive

Piesele unei imbinari prin chertare se fixeaza intre ele prin buloane, placute metalice, tiranti, scoabe. In functie de pozitionarea pieselor, care se imbina, chertarile pot fi:

•  Imbinarea prin chertare a pieselor aflate in prelungire (vezi fig 6.2),
•  Imbinarea prin chertare a pieselor dispuse perpendicular (vezi fig. 6.3)
•  Imbinarea prin chertare a pieselor amplasate sub un unghi α (vezi fig 6.4 si 6.5). La imbinarea in unghi ,h_c trebuie sa fie minim 2 cm la grinzi ecarisate si 3 cm la grinzi rotunde si maxim h/3 ÷ h/4. Lungimea pragului l_p trebuie sa fie l_p≥10hc, l_p≥2h,l_p≥20cm.

Imbinarile prin chertare, pe langa elementele constructive de mai sus, sunt verificate si prin calcul.

Imbinare cu placute metalice acoperisuri lemn

Cea mai intalnita prindere este imbinarea cu placute metalice si cuie. Atat cuiele cat si placutele metalice, trebuie dimensionate fi prin calcul, fie stabilite constructiv. In ceea ce priveste cuiele alegerea lor trebuie sa se faca tinand cond de urmatoarele:

•  grosimea minima a celei mai mici piese care se imbina trebuie sa fie cel putin 4d ( d- diametrul cuiului);
•  cuiele pot avea lungime egala cu grosimea pachetului de strans, pot depasi grosimea sau pot ramane inecate;
•  cuiul trebuie sa patrunda in toate piesele de prins, cel putin 3.5d +1.5d (1.5 d = varful cuiului).

Placutele metalice au un rol foarte important in asigurarea stabilitatii acoperisului, motiv pentru care ele trebuiesc calculate, dimensionate si precizate exact , tip/model/cod,  in orice proiect de sarpanta. Printre  cele mai utilizate si eficiente placute metalice sunt cele de la Simpson Strong Tie ,unde se gasesc solutii pentru orice tip de prindere. Fiecare placuta metalica are specificatii precise in ceea ce priveste incarcarile, tipurile si numarul de cuie/tije de prindere necesare.

Imbinarile pieselor de lemn se vor face doar pe zonele de reazem, daca nu este specificat altfel in proiect. Spre exemplu o grinda se imbina cu o alta, doar in dreptul popului sau a altui reazem.

Inchiderea acoperisurilor de lemn

Dupa realizarea structurii, va fi necesara  montarea asterelei si a elementelor de inchidere si finisaj.

Astereala

Astereala are numeroase roluri, printre care :

• sporeste rigiditatea acoperisului;
• imbunatateste izolarea fonica;
• reduce pierderile de caldura;
• reprezinta o protectie suplimentara impotriva patrunderii umiditatii;
•  asigura o mai buna etanseitate impotriva patrunderii insectelor si daunatorilor;

Pentru a indeplini cele de mai sus o astereala trebuie realizata din materiale corespunzatoare. In practica uzuala se foloseste scandura, insa rosturile dintre scanduri trebuie etansate complet, ceea ce nu se poate asigura decat prin elemente de lemn uscate, rindeluite, de tip nut si feder. O alta varianta folosita cu succes in tarile occidenate sunt placile de OSB de tip nut si feder. La un cost similar cu scandura, acestea asigura o viteza de lucru sporita si indeplineste toate rolurilor asterelei.

Straturile de inchidere ale acoperisurilor

Putem identifica doua variante, fiecare cu o multitudine de solutii constructive de alcatuire, in functie de necesitati:

1. Acoperisuri inchise la interior cu elemente de finisaj(ex: gips carton). O stratificatie poate fi:

Strat	Grosime (mm)	Strat /material	Performantele sistemului
			Rezistenta La foc	Izolare termica	Rezistenta acustica
A		Invelitoare (tigla ceramica)	30 min	4,54 m2K/W	50 dB
B	30	Sipci 30 x50 mm
C	50	Contrasipci 30 x 50 mm
D		Strat de difuzie Sd≤ 0.3 m
E	12	OSB
F	200	Sarpanta de lemn structural   ( conform calcule rezistenta)
G	200	Vata minerala
H		Bariera de vapori Sd≥ 11 m
I	15	OSB
J	12,5	Gips carton

2. Acoperisuri cu elementele de lemn vizibile la interior.O stratificatie poate fi:

Strat	Grosime (mm)	Strat /material	Performantele sistemului
			Rezistenta La foc	Izolare termica	Rezistenta acustica
A		Invelitoare (tigla ceramica)	30 min	4,54 m2K/W	42 dB
B	30	Sipci 30 x50 mm
C	50	Contrasipci 30 x 50 mm
D	15	MDF
E	180	Vata  minerala
F	180	Sipci de montaj 80/180 – 800 mm
G		Bariera de vapori Sd≥ 2 m
H	40	Podea molid lamba si uluc
I		Structura sarpanta (conform calcule rezistenta)

Concluzii

Asa cum am constatat sarpanta este un sistem constructiv complex, realizat din mai multe straturi, fiecare cu caracteristicile sale. De aceea este important, sa ne adresam unor specialisti , care sa ne indice specificatiile tehnice necesare fiecarui strat/material al acoperisului, in corelare cu nevoile noastre.