Rekreacja na zielonym dachu spadzistym

Rys. 1.  Schemat pochylenia dachu zielonego o różnym pochyleniu połaci

Sprawa dotyczy budynków jednorodzinnych budowanych na własnej działce. W czasopismach technicznych spotykam artykuły młodych inwestorów, którzy zrealizowali swój dom wg projektu opracowanego przez znajomego architekta. Często występują tu dziwne rozwiązania. Można je złożyć na karb pośpiechu i chęci oszczędzenia, ale budowa domu to przedsięwzięcie, do którego powinno się starannie przygotować. Mając projekt opracowany przez młodego, niedoświadczonego architekta, inwestor powinien go przeanalizować i wyobrazić siebie w takim lokum. Nie robi tego, a potem okazuje się, że zastosowane rozwiązania są niefunkcjonalne, niewygodne, brakuje pewnych rzeczy, a inne są niepotrzebne.

Proponuję uwzględnienie w inwestycji rozwiązania nowatorskiego i unikatowego – przestrzeni rekreacyjnej na zielonym dachu spadzistym.

Po dachu spadzistym nie wolno dowolnie się poruszać. Dotyczy to również opisywanego przypadku. Do chodzenia po takim dachu potrzebne są ławy dachowe, które nie przeszkadzają rozwojowi roślin i zagwarantują bezpieczny dostęp praktycznie w każde miejsce. Aby na spadzistym dachu zielonym stworzyć miejsce do rekreacji, konieczne są dodatkowe rozwiązania techniczne.

Mogą one mieć różne warianty, moja propozycja jest jednym z nich.

Na rys. 1 przedstawiony jest schemat pochylenia dachu zielonego o różnym pochyleniu połaci. Jako maksymalne pochylenie połaci zielonego dachu należy przyjąć kąt 30°.

Szerokość budynku (dachu) w przykładzie na rys. 1 wynosi 12,0 m. W części środkowej dachu ma być pomost wypoczynkowy o szerokości 8,0 m i długości wzdłuż kalenicy 4,0 m. Przy pochyleniu połaci dachu pod kątem 30° podpory pomostu wydają się przesadnie wysokie, natomiast przy nachyleniu 20° podpory mają natomiast wysokość zaledwie 1,20 m. Aby uzyskać oczekiwany efekt trzeba rozwiązać trzy problemy:

1.  dogodne wyjście z budynku na dach zielony,
2.  zagadnienia konstrukcyjne więźby dachowej,
3.  miejsce do wypoczynku nie kolidujące z zielenią.

Dogodne wyjście i zagadnienia konstrukcyjne
Jest to bardzo istotne zagadnienie. Wyjście jest potrzebne nie tylko dla ludzi, ale również w celu wniesienia na dach elementów „rekreacyjnych”. Wyjście musi być więc w miarę wygodne i szerokie. Dobrze jest, gdy wyjście na dach znajduje się w jednym ze szczytów budynku – wtedy osoby znajdujące się na pomostach mają więcej dachu do dyspozycji.

Jeśli chodzi o drugie zagadnienie, czyli sprawy konstrukcyjne więźby dachowej, to w wyniku umieszczenia na dachu pomostów oraz przebywania tu ludzi na dach będą działały dodatkowe obciążenia. Mimo że dodatkowe obciążenie będzie miało charakter miejscowy, to dostosować należy całą więźbę.

Ze względu na stosunkowo małą powierzchnię dachu jako przestrzeni wypoczynkowej, strefa dla przebywania ludzi także nie będzie wielka. Będzie ona miała wymiary: długość ok. 8,0 m, szerokość ok. 4,0 m (czyli 32 m²).

W razie potrzeby płyty pokrywające szkielet nośny można zdjąć, a wtedy światło słoneczne będzie bez przeszkód docierać do roślin.

Dodatkowe wyposażenie dachu dla celów rekreacji powoduje dociążenie konstrukcji dachu. Przeanalizujmy to zagadnienie.

Z dotychczasowego opisu (trzy artykuły na temat zielonego dachu spadzistego ukazały się w wydaniach kwietniowym, majowym i czerwcowym br.) wynikało pewne dociążenie konstrukcji układem zieleni na dachu. Oprócz tego układ jest dodatkowo obciążany śniegiem i wiatrem, ale na to konstrukcja dachu jest projektowana zawsze. Nam chodzi o dodatkowe obciążenie konstrukcji elementami związanymi z rekreacją i wyposażeniem powierzchni wypoczynkowej łącznie z obciążeniem przebywającymi osobami. Mimo że konstrukcja nie będzie obciążana wówczas śniegiem, przyjmuję jednak obciążenie śniegiem wg normy PM–80/B–02010 dla I strefy klimatycznej.

Dla uproszczenia przyjmuję s = 1,0 kN/m².

Ciężar konstrukcji
F = 32 m²
Bale nośne o przekroju 50 × 250
l = 8,0 m                                                                                                                  szt. 4
Podpory 50 × 250     l = 4,0 m                                                                             szt. 2
Elementy pionowe 50 × 250
l = 1,0 m                                                                                                                  szt. 4
Płyty pomostowe grubości 25 mm
– bale płaskie 0,05 × 0,25 × 8,00 × 4 × 8,50 × 1,3 =                                      4,42 kN
– podpory 0,05 × 0,25 × 4,00 × 2 × 8,50 × 1,3 =                                              1,11 kN
– elementy pionowe 0,05 × 0,25 × 1,00 × 4 × 8,50 × 1,3 =                           0,55 kN
– płyty 0,025 × 4,00 × 8,00 × 8,50 × 1,3 = 6,80 × 130 =                                 8,84 kN
– inne = 10% = 1,15 × 1,30 =                                                                             1,49 kN

---

                                                                                                                               16,41 kN

Na 1 m2 przypada:
q1 = 16,41 : 32,0 =                                                                                               0,51 kN/m²
q2 = 0,51 : 1,30 =                                                                                                 0,39 kN/m²

Meble
– stół     0,30 × 1,30 =                                                                                          0,39 kN
– fotele     4 × 0,50 × 1,3 =                                                                                  3,60 kN
– obciążenie zmienne 4 × 0,75 × 1,2 =                                                            3,60 kN

---

                                                                                                                                 6,59 kN

Na 1 m2 przypada:
q1 = 6,59 : 32,0 =                                                                                                  0,21 kN/m²
q2 = 5,30 : 32,0 =                                                                                                  0,17 kN/m²

Sumaryczne obciążenie wynosi:
q1 = 0,51 + 0,21 =                                                                                                 0,72 kN/m²
q2 = 0,39 + 0,17 =                                                                                                 0,56 kN/rn²




Rys. 2. Pomost rekreacyjny na dachu spadzistym

Zatem obciążenie dachu zielonego rekreacją jest mniejsze od obciążenia bez rekreacji, ale ze śniegiem. Schemat konstrukcji przedstawia rys. 4. Te elementy konstrukcji miejsca rekreacji pozostają przez cały czas na dachu. Natomiast dla potrzeb rekreacji dokłada się tylko płyty i odpowiednie meble.

Sama konstrukcja nośna nie przeszkadza w rozwojowi roślin na dachu, ponieważ światło dzienne dociera bez większych przeszkód do roślin.

Obliczenia statyczne
1. Płyty pomostowe
a = 0,8 m                                       l = 1,38 m
l₀ = 1,05 × 1,38 = 1,50 m

0bciążenie:
q₁ = 0,72 kN/m2 ≈ 0,70 kN/m²
q₂ = 0,56 kN/m2 ≈ 0,60 kN/m²

Siła skupiona
P = 1,0 kN   P’ = 1,0 × 1,2 = 1,20 kN
M₁ = 0,70 × 1,502 : 8 = 0,20 kNm
M₂ = 0,60 × 1,502 : 8 = 0,17 kNm

Od siły skupionej
M’ = P × 1 : 4 = 1,20 × 1,50 : 4 = 0,45 kNm
Potrzebny wskaźnik wytrzymałości
W_x = 4500 : 100 = 45,0 cm³
Stąd

przyjmuję deski najniższej klasy grubości 19 mm.

2. Belki nośne pomostu
l = 3,23 m                              l₀ = 1,05 × 3,23 = 3,40 m
a = 2 × 25 = 50 cm              h = 2,5 cm
Obciążenie: q = 0,70 × 2,00 = 1,40 kN/m
M = 1,40 × 3,402 : 8 = 2,023 kNm
Potrzebne Wx = 20230 : 150 = 134,87 cm³ ≈ 135 cm³
Przyjęte bale (belki nośne pomostu) mają Wx = 50 × 2,52 : 6 = 52,1 cm3 < 135 cm³.
W części środkowej na długości około 1,50 m przyjmuję nakładkę grubości 19 mm, przykręconą wkrętami do drewna. Wówczas mamy:
W_x = 50 × 4,42 : 6 = 161,3 cm³ > 135 cm³

3. Podpory
Obciążenie q = 0,70 kN/m²
Przy b = 4,00 m                   q’= 0,70 × 4,00 × 0,5 = 1,40 kN
Schemat konstrukcji i obciążenia wg rys. 4.
R_A = R_B = 1,40 × 2 = 2,80 kN
M = 2,80 × 1,90 – 1,40 × 0,40 = 4,76 kNm
Potrzebne Wx = 47600 : 150 = 317,3 cm³
Dla przyjętych podpór W_x = 2,5 × 252 : 6 = 260,4 cm³ < 317,3 cm³
Szerokość podpór (wysokość belki) należy powiększyć do 28 cm.
Wtedy W_x = 2,5 × 282 : 6 = 326,7
326,7 > 317,3 cm³

4. Sprawdzenie nacisku podpory na progi przeciw zsuwaniu substratu
Nacisk podpory P = 2,80 kN. Przy rozstawie krokwi ok. 0,80 m przy uproszczeniu obliczenia mamy:
M = 2,80 × 0,80 : 4 = 0,56 kNm.
Stąd potrzebne W_x = 5600 : 100 = 56,0 cm³.
Progi zabezpieczające przed zsuwaniem substratu mają przekrój trapezowy: wysokość 8 cm i szerokość u góry 8 cm oraz u dołu 12 cm. Stąd:
W_x = 10 × 82 : 6 = 106,7 cm³ > 56 cm³.


Rys. 3. Schemat konstrukcji zielonego dachu spadzistego z funkcją rekreacyjną

Z obliczeń wynika, jak należy wykonać poszczególne elementy pomostu, aby przebywanie na nim było bezpieczne. Dla każdego przypadku należy opracować projekt techniczny konstrukcji, aby nie popełnić błędu przy budowie „z pamięci”.

Powyżej omówiłem zasadnicze elementy konstrukcji. Do tego trzeba jeszcze jednak opracować szczegóły połączeń elementów nośnych i wyposażenia dla zachowania ich stateczności (działanie wiatru na dachu jest silniejsze niż na poziomie gruntu). Ustrój nośny jest na stale mocowany do dachu, natomiast płyty zakładane są tylko na okres przeznaczony do wypoczynku – na okres zimowy powinny być zdjęte.


Rys. 4. Schemat konstrukcji i obciążenia podpór

Uwagi końcowe
Mając na uwadze wymiary płyt pomostowych (80 × 200 cm), wyłaz na dach musi mieć otwór wyjściowy o wymiarach nieco większych niż wyłaz kominiarski.

Opracował: Edmund Ratajczak
Pracownia „Expronad”


CZYTAJ WIĘCEJ

Substrat na dachy zielone
Błędy na zielonych dachach
Specjalistyczne kruszywa na zielone dachy

---