Realizarea Planselor din Lemn. Eficientizarea Si Izolarea Acestora

Rezumat:

Lemnul este unul dintre cele mai vechi materiale de construcții, avantajele sale fiind multiple: greutatea redusă, raport avantajos densitate – rezistență la întindere, posibilități de modificare a structurii pe durata de viață a construcției, comportare bună la seism precum și costuri scăzute.

La fel ca și pentru celelalte materiale de construcții, necesitatea de a realiza construcții durabile și care să nu pună în pericol siguranța utilizatorilor a determinat apariția normelor de proiectare și execuție a construcțiilor cu structură de lemn.

De aceea, in ziua de azi, planșeele din lemn pot fi realizate în mai multe moduri: planșeu construit din grinzi de lemn, dispuse pe orizontală, la distanța de 40-60cm, planșeu de lemn pe o structură din ferme de lemn așezate sub forma unor grinzi cu zăbrele, asemănătoare podurilor metalice, si de asemenea există și planșee din lemn alcătuite din grinzi cu inimă plină, realizate din placaj și apoi încleiate.

Pentru o realiza o comparație s-a efectuat calculul unui planșeu de lemn cu grinzi 45 x 220 mm pentru o casă care are structura de rezistență la parter și etaj alcătuită din pereți portanți realizați în sistem « sandwich » din panouri din lemn precum și calculul unui planșeu de lemn cu grinzi 200 x 250 mm, pentru o casă cu structură de de zidărie.

Am prezentat avantajele realizarii unui planseu de lemn cu grinzi 45 x 220 mm:

s-a utilizat mai puțin material lemnos;

durata de realizare este mai mică;

manevrabilitatea usoară a grinzilor de planșeu;

nu implică costuri suplimentare pentru inchirierea utilajelor de ridicare;

se evită pierderile datorate tăierilor plăcilor de OSB și rulourilor de vată minerală.

De asemenea, ca sisteme de izolare a planseelor de lemn am prezentat trei metode diferite:

Sistem de izolație cu plută pentru planșeu. Practic, în acest caz, izolarea unui planșeu din lemn se face cu plăci de plută neagră expandată de densitate mare.

Sistem de izolație pentru zgomotul de impact pentru planșeu – Pardoselile pe materiale elastice compuse din plăci acustice reprezintă soluția pentru o întrerupere permanentă a transmiterii zgomotului de impact de la pardoseală la structură.

Izolarea fonică la zgomot de impact sistem de tip dală flotantă. Aceasta presupune aplicarea unei pardoseli (șapă) ce se sprijină pe construcția portantă și care este separată de aceasta printr-un strat elastic.

Summary:

Wood is one of the oldest building materials, having multiple advantages: low weight, great ratio density – tensile strength, opportunities to change the structure over the life of the building, good seismic behavior and low cost.

As for other building materials, the need to achieve sustainable constructions and not compromise the safety of users have determined the appearance of design and execution standards for constructions with wood structure.

Therefore, today, wooden floors can be realized into several ways: floor made ​​of wooden beams disposed horizontally at a distance of 40-60cm, wooden floor with a wooden structuremade of trusses placed in the form of lattice girders, like steel bridges, and also there are wooden floors made ​​of timber with the heart made ​​of plywood and glued.

I have performed a comparison between the calculation of a wooden floor made of 45 x 220 mm beams for a one storey bulding that has the structure of resistance consisting of wood panels and the calculation for a slab made of 200 x 250 mm wood beams, for a building with masonry structure.

I have presented the advantages of a wooden slab made of beams 45 x 220 mm:

It has been used less wood;

The realization period is lower;

Easy handling of the floor beams;

No additional costs for rental of lifting equipment;

Avoid cutting losses of OSB boards and wool rolls.

Also, as an insulation system for the wooden floors I have presented three different methods:

Cork slab insulation system. In fact, in this case, the isolation of a wooden floor is made of high density expanded cork black plates.

Impact noise insulation system. The floors on stretch fabrics composed of acoustic tiles are the solution to a permanent interruption of transmitting the impact noise from the floor to the structure.

Sound insulation for impact noise: floating slab system type. This involves applying a floor (screed) that is based on supporting structure and is separated from it with an elastic layer.

Noțiuni introductive:

Lemnul este un vechi material de construcții, având multiple avantaje. Utilizarea sa în construcții a contribuit, în mare măsură, la dezvoltarea civilizației, chiar dacă o serie de deficient i-au limitat, la un moment dat, utilizarea în construcții. Noile performanțe ale lemnului, obținute prin tehnologii moderne, diminuează actualmente, până la anulare, deficiențele acestuia.

Lemnul este un material natural care conține, în principal, următoarele substanțe: celuloză : 40 – 60 % și hemiceluloză : 20 % în special la speciile de foioase, respectiv lignină, mai cu seamă la speciile de conifere. Principalele elemente chimice care îl compun sunt :

Carbon : 49 – 51 %

Oxigen : 44 %

Hidrogen : 6 %

Alcătuirea lemnului constă într – o rețea spațială din molecule de lignină, liantul fiind celuloză și hemiceluloză. Această alcătuire explică rezistență bună a lemnului la compresiune. Microscopic, structură lemnului este caracterizată de celule lungi, tubulare, unite în puncte. Aceste celule folosesc la difuzia apei, constituind țesutul conductor al apei și al substanțelor minerale, putând răspunde și la solicitări mecanice în diverse direcții. Macroscopic, lemnul este compus din:

Măduva ( înconjurată de miezul lemnului format din celule moarte, sărace in apă )

Alburn ( alcătuit din celule vii care transportă seva brută )

Cambiu (care conține celule active generatoare)

Țesut liberian ( care formează partea interioară a cojii )

Scoarța ( coaja exterioară ).

Prin divizarea celulelor cambiale are loc creșterea în grosime a arborilor și formarea zonelor de creștere, așa numitele inele anuale.

Limitele lemnului din punct de vedere al construcțiilor sunt sensibilitatea la umezeală, faptul că este atacat de insecte și ciuperci, și că este inflamabil. În consecință, apăr deformații, crăpături, putrezire, precum și reducerea rezistențelor mecanice.

Principalele avantaje ale lemnului sunt greutatea redusă, raport avantajos densitate – rezistență la întindere, posibilități de modificare a structurii pe durată de viață a construcției, comportare bună la seism, și bineînțeles costuri scăzute ( sunt cu 20% mai ieftine față de construcțiile de cărămidă).

Stadiul actual al lemnului ca material de construcții:

Lemnul – produs al pădurii:

Pădurile constituie o uriașă bogăție, la fel de căutată și de necesară ca și alte surse de materii prime. Tulpinile și coroanele arborilor constituie veritabile acumulatoare ale energiei solare și magazii de prețioase substanțe organice. Lemnul a fost folosit din cele mai îndepărtate timpuri ale existenței umane, împărțind cu piatra și argila gloria de a fi prilejuit nașterea primelor unelte, a primelor locuințe, a primelor mijloace de apărare ale omului.

Caracteristice tehnice:

Sensibilitatea la umezeală:

Conținutul de apă influențează greutatea specifică, dimensiunile, stabilitatea formelor și rezistențele mecanice ( care scad cu creșterea umidității). Totodată, umiditatea crescută ( peste 18%) determină procese biologice de degradare ale lemnului.

Procesul de uscare a lemnului proaspăt tăiat (al cărui conținut de apă poate ajunge până la 75% din greutate) are ca scop aducerea umidității conținute la o limită acceptabilă pentru utilizarea în construcții.

Degradarea biologică:

Dată fiind originea sa organică, lemnul poate fi atacat de micro și macro organisme: bacteria de putrefacție, ciuperci, insecte parazite. Unii agenți biologici atacă lemnul uscat (insectele părăsite) iar alte atacuri biologice sunt favorizate de umiditatea crescută asociată căldurii și lipsei ventilației ( bacteria de putrefacție, ciuperci parazite).

În ceea ce privește putrescibilitatea, lemnul este afectat în special de situațiile mixte (părți ude / părți uscate) și de variațiile ciclice de umiditate.

Ca măsură de protecție, uscarea corespunzătoare a lemnului ucide insectele din lemn, iar tratarea ulterioară cu substanțe eficiente asigură o comportare bună în elementele de construcție.

Sensibilitatea la foc:

Lemnul este un material combustibil. Supus unei temperaturi crescânde în prezența aerului, lemnul de descompune progresiv, pentru a se aprinde la 2700 °C. Puterea calorică este proporțională cu densitatea.

Greutatea specifică:

Comparativ cu celelalte materiale tradiționale (zidărie, beton) lemnul este un material ușor.Greutatea specifică variază în funcție de specie și funcție de conținutul de apă. Dacă ne referim la o umiditate de 15%, lemnul de conifere poate fi apreciat ca având o greutate de 0.60 t/ mc.

Porozitatea:

Porozitatea este o caracteristică generală a lemnului și influențează utilizarea și conservarea lui.

Porozitatea influențează capacitatea de izolare termică (un material poros este un bun izolator termic) și sensibilitatea la umezeală (accentuate de o porozitate crescută). Secțiunile transversale sunt mai poroase decât cele longitudinale, deci mai vulnerabile din punct de vedere al absorbției de apă.

Conductibilitatea termică și fonică:

Conductibilitatea termică a lemnului este slabă. Lemnul este un bun izolant termic. La fel este favorabilă și conductibilitatea fonică redusă la zgomotul aerian. La transmiterea zgomotului prin lovire, sistemul de case realizate din elemente subțiri (dulapi) trebuie completat la planșee intermediare cu o izolare fonică mai elaborată.

Caracteristicele mecanice:

Lemnul este un material heterogen (neuniform ca structură și calitate) și anizotrop (pentru aceeași solicitare, rezistența este diferită funcție de direcție).

Rezistența mecanică crește în general cu greutatea specifică. Ea este influențată negativ de conținutul de apă al lemnului. Tot o influență negativă o au neuniformitățile de structură (noduri).

Rezistentă și nedeformabilitatea îmbinărilor depind în mod esențial de proprietățile elementelor de lemn asamblate dar și de corectitudinea executării îmbinării. Se vor evita chertările / întreruperile de continuitate, se vor folosi cuie sau piese metalice care nu sfărâma ordinea internă a lemnului, zonele mai delicate vor fi dublate de piese metalice speciale.

Rezistența la compresiune este proporțională cu densitatea și scade o dată cu creșterea conținutului de apă. Rezistența la compresiune pe direcție transversală (radială și tangențială) este 15 – 20 % din rezistența pe direcție axială. Rezistența la compresiune transversală este în general slabă.

Rezistența la întindere a lemnului are valoare maximă. Pe direcție axială, rezistența la întindere este aproape dublul celei la compresiune. Totodată, această caracteristică este puternic influențată de sensul fibrelor, precum și de defecte (noduri, fibre tensionate).

Rezistența la întindere transversală este în general foarte slabă, o astfel de utilizare trebuind evitată. Prezența fisurilor de contragere scade foarte mult rezistența la întindere perpendicular pe fibre.

Rezistența la încovoiere – Pentru probe de aceleași dimensiuni, și aceleași forțe care acționează perpendicular pe axă, comportarea la încovoiere variază funcție de poziția suprafețelor de separație între inelele de creștere.

Rezistența la forfecare în lungul fibrelor – solicitarea cel mai des întâlnită în construcții – este direct proporțională cu densitatea.

Deformabilitatea este diferită pe cele trei direcții de solicitare; de regulă, deformabilitatea pe direcție axială este ceva mai mare la compresiune decât la întindere.

Duritatea exprimă rezistența pe care lemnul o opune la penetrarea unui corp dur (unealtă de prelucrare, cui, șurub). Duritatea mare implică o lucrabilitate mai redusă a lemnului.

Flexibilitatea caracterizează mai mult sau mai puțin lemnul, în raport cu următoarele proprietăți:

Rezistența la îndoire – săgeată mică înainte de rupere; In raport cu greutatea lor specifică mică, rășinoasele au o rezistența semnificativă la îndoire, de unde utilizarea lor la scheletele structurale.

Tenacitate / fermitate – proprietatea de a suporta simultan eforturi ridicate la deformații mari înainte de a se rupe – din nou, rășinoasele se comportă foarte bine.

Rigiditatea – raportul între secțiunea piesei și săgeata sa în momentul ruperii.

Rezistența relativă este raportul dintre rezistența admisibilă și densitatea materialului.

Dacă se compară acest indicator cu cel similar al celorlalte materialede costructii, rezultatele sunt surprinzătoare.

Nivelul actual al cunostințelor in domeniul construcțiilor:

La fel ca și pentru celelalte materiale de construcții, necesitatea de a realiza construcții durabile și care să nu pună în pericol siguranța utilizatorilor a determinat apariția normelor de proiectare și execuție a construcțiilor cu structură de lemn.

Astfel, la momentul actual, în România, există ca norme de proiectare și execuție a structurilor de lemn :

“ Normativ privind proiectarea construcțiilor din lemn “ NP 005 / 2003;

“ Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuințe social – cultural și industriale “ P100 / 2006;

“ Calculul și alcătuirea structurilor de rezistența din lemn amplasate în zone seismice” NE 019 / 2003;

“ Eurocode 5 “ legislație europeană privind calculul construcțiilor din lemn;

“ Standardul APROCOR” 2007.

Drept dovadă a avantajelor lemnului ca material de construcții este și faptul că primele de asigurare ale companilor de asigurări franceze pentru casele de lemn sunt egale cu cele ale caselor de cărămidă. Deficiența referitoare la rezistență la foc este atât de mică, încât chiar și prestigioasa revistă germane Hausbau plasează casele de lemn și cele de cărămidă în aceeași clasă de rezistență la foc.

EUROCODE insistă asupra durabilității de proiectare care reprezintă capacitatea unui element al unei construcții de a – și menține performanțele inițiale pe întreaga durată de exploatare stabilită prin proiectare. Durabilitatea de proiectare este un concept apropiat celui de fiabilitate, care cuprinde ca elemente siguranța, durata și condițiile de exploatare.

Duratele la casele de lemn sunt de 25 ani pentru elementele înlocuibile, de peste 100 ani pentru elementele structurii de rezistență, și de 50 ani pentru structurile curente. Aspectul legat de înlocuirea elementelor este în legătură cu conceptual de mentenabilitate. Astfel, proiectantul este obligat să întocmească un grafic cu intervențiile, dat fiind faptul că elementele ce trebuiesc înlocuite trebuie să ofere și posibilitatea înlocuirii fără producerea de consecințe negative asupra restului structurii, inclusiv asigurarea accesului ușor.

Planșeele din lemn pot fi realizate în mai multe modalități, în funcție de preferințele beneficiarului sau de cerințele arhitecturale ale casei. Una dintre aceste soluții este planșeul construit din grinzi de lemn, dispuse pe orizontală, la distanța de 40-60cm.

Un alt sistem de realizare a unui planșeu de lemn este acela pe o structură din ferme de lemn așezate sub forma unor grinzi cu zăbrele, asemănătoare podurilor metalice.

Zăbrelele metalice Posi-Strut™ sunt realizate din fâșii de tablă din oțel pre-galvanizat S250GD+Z275 NAC/MAC/MBC sau S350GD+Z275 NAC/MAC/MBC, conform EN10143:2006 și EN 10346:2009, stratul de zinc fiind de minim 275 g Zn/m2. Grosimea tablei folosită la fabricarea zăbrelelor este de 1 mm. Singurul procedeu permis de realizare a îmbinărilor cu zăbrele metalice Posi-Strut™ este cel prin presare; este interzisă realizarea îmbinărilor prin oricare alte procedee.

Zăbrelele metalice Posi-Strut™ sunt disponibile în 6 mărimi standard:

PS8 (204 mm înălțimea totală a grinzii, 108 mm înălțime liberă între tălpile de lemn)

PS9N (227 mm înălțimea totală a grinzii, 131 mm înălțime liberă între tălpile de lemn

PS10N(255 mm înălțimea totală a grinzii, 159 mm înălțime liberă între tălpile de lemn)

PS12N(306 mm înălțimea totală a grinzii, 210 mm înălțime liberă între tălpile de lemn)

PS14N(375 mm înălțimea totală a grinzii, 279 mm înălțime liberă între tălpile de lemn)

PS16N(423 mm înălțimea totală a grinzii, 327 mm înălțime liberă între tălpile de lemn)

Există și planșee din lemn alcătuite din grinzi cu inimă plină, realizate din placaj și apoi încleiate. Aceste tipuri de grinzi conferă posibilitatea de modulare, astfel încât să se poată acoperi deschideri și forme diverse ale construcției în plan.

Studiu de caz :

Planșeul de lemn are rolul de a prelua toate încărcările și de a le transmite, mai departe, prin intermediul pereților, la sistemul de fundare. Acesta îndeplinește mai multe funcții:

acela de șaibă rigidă, care asigură rigidizarea structurii prin legăturile cu pereții și preia încărcările orizontale;

preia încărcările gravitaționale utile ( determinate de mobilier, oameni, etc. );

asigură izolarea termică și fonică;

are rol estetic atât la partea superioară cât și la partea inferioară ( rol architectural).

În cele de urmează s-a efectuat calculul unui planșeu de lemn cu grinzi 45 x 220 mm pentru o casă care are structura de rezistență la parter și etaj alcătuită din pereți portanți realizați în sistem « sandwich » din panouri din lemn precum și calculul unui planșeu de lemn cu grinzi 200 x 250 mm, pentru o casă cu structură de de zidărie.

Calculul de dimensionare și verificare a grinzilor de planșeu ( parte teoretică ):

Elementele de rezistență ale planșeelor sunt grinzile de planșeu.

Dimensionarea grinzilor:

Din condiția de rezistentă:

Grinzile se dimensionează din condiția de rezistență la întindere din încovoiere ( relația lui Navier):

unde:

M – momentul de încovoiere [daN x m], [daN x cm], din încărcări permanente, utile;

W – modulul de rezistență;

Dacă dimensiunile propuse nu verifică relația lui Navier, atunci:

Sau:

Fie se sporește înălțimea secțiunii grinzii (h), și astfel va crește modulul de rezistență (W), care sporește cu pătratul înălțimii. Se ține seama că doi dulapi unul peste altul trebuie solidarizați (pentru sporirea mai accentuată a lui W ).

Fie se îndesesc grinzile pentru a scădea încărcarea utilă care revine unei grinzi, și, deci, momentul de încovoiere.

Din condiția de deformabilitate:

Se calculează săgeata și se compară cu săgeata admisă care este

E – modulul de elasticitate al lemnului;

I – momentul de inerție al secțiunii elementare

p – încărcarea uniform distribuită [ daN/m ].

Adesea, satisfacerea condiției de deformabilitate la elementele de lemn este mai restrictivă decât satisfacerea condiției de rezistență, și hotărăște dimensionarea elementului respectiv.

Exemplu numeric pentru planșeu realizat cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm:

Locuința are structura de rezistență la parter și etaj alcătuită din pereți portanți realizați în sistem « sandwich » din panouri din lemn.

Structura de rezistență a șarpantei este realizată din căpriori cu secțiunea de 45×220 mm, dispuși la o distanță aproximativă de 625 mm.

Planșeul este format dintr-o structură de rezistență din grinzi 45 x 220 mm, distanța dintre grinzi rezultând din calculul de rezistență și mai ales din calculul de deformație.

Grinzile pot să rămână vizibile (iar în acest caz se recomandă să se realizeze din lemn lamelar încleiat), sau pot fi închise la partea inferioară cu lambriu de lemn sau plăci de gips – carton.

Între grinzi de montează un strat de vată minerală ca izolație fonică pentru zgomotul aerian. Tot pe considerente acustice (pentru zgomotul de impact), se aplică o stratificație, ca suport al pardoselilor la etaj.

Închiderea superioară se face cu plăci de OSB 22 mm, cu margini drepte sau nut – feder. montate în tablă de șah, pentru asigurarea rigidizării întregului ansamblu. Contravântuirea transversală poate fi făcută cu piese metalice sau din lemn.

În faza de proiectare s-a stabilit direcția optimă a grinzilor (în general, paralele cu latura mică a suprafeței acoperite).

Pentru balcoane / logii, se vor scoate în consolă grinzile de planșeu, se va monta grindă de contur, și se va face consolidarea corespunzătoare a prinderilor pentru elementele scurte.

În cazul în care sunt necesare înnădiri ale grinzilor de câmp, zona de înnădire va fi obligatoriu sprijinită și contravantuita cu grinzi scurte de lemn.

Planșeu format dintr-un singur rând de grinzi:

Încărcări pe planseu:

Încărcări permanente:

încărcare dată de utilizarea gips – cartonului ca închidere pentru tavan, vată minerală, OSB – ul utilizat ca închidere superioară, parchet utilizat ca pardoseală.

Încărcări utile:

încărcare dată de greutatea proprie a mobilierului la etaj, de greutatea proprie a oamenilor etc.

Încărcări care revin grinzilor:

Încărcări transmise grinzilor:

Greutatea proprie a grinzilor:

Total:

Verificarea din condiția de rezistentă:

Verificare din condiția de deformabilitate:

ff – săgeata totală;

f1 – săgeată din încărcarea permanentă;

f2 – săgeată din încărcarea temporară;

fi – săgeată din deformarea lentă a îmbinărilor;

fc – contrasăgeata inițială a grinzii neîncărcate;

În cazul din exemplu ff = f1 – celelalte săgeti putând fi neglijate.

Planșeu format din două rânduri de grinzi:

Încărcări pe planșeu:

Încărcări permanente:

încărcare dată de utilizarea gips – cartonului ca închidere pentru tavan, vată minerală, OSB – ul utilizat ca închidere superioară, parchet utilizat ca pardoseală.

Încărcări utile:

încărcare dată de greutatea proprie a mobilierului la etaj, de greutatea proprie a oamenilor etc.

Încărcări care revin grinzilor secundare:

Încărcări transmise de planșeu:

Greutatea proprie a grinzilor secundare:

Total:

Verificarea din condiția de rezistentă:

Verificare din condiția de deformabilitate:

ff – săgeata totală;

f1 – săgeată din încărcarea permanentă;

f2 – săgeată din încărcarea temporară;

fi – săgeată din deformarea lentă a îmbinărilor;

fc – contrasăgeata inițială a grinzii neîncărcate;

În cazul din exemplu ff = f1 – celelalte săgeti putând fi neglijate.

Încărcări care revin grinzilor principale:

Încărcări transmise de grinzile secundare:

Greutatea proprie a grinzilor principale:

Verificarea din condiția de rezistentă:

Relația nu se verifică, de aceea se mărește H de la 28 cm la 30 cm.

Verificarea din condiția de deformabilitate:

ff – săgeata totală;

f1 – săgeată din încărcarea permanentă;

f2 – săgeată din încărcarea temporară;

fi – săgeată din deformarea lentă a îmbinărilor;

fc – contrasăgeata inițială a grinzii neîncărcate;

În cazul din exemplu ffp = f1p + f2p – celelalte săgeti putând fi neglijate.

Imagini 3D realizate în programul WoodEngine, în faza de proiectare a planșeului.

Imagini montaj planseu de lemn:

Exemplu numeric pentru un planșeu realizat cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm:

În cele de urmează s-a efectuat calculul planșeului de lemn pentru o casă cu structură de de zidărie.

Planșeul este format dintr-o structură de rezistență din grinzi 200 x 250 mm, distanța dintre grinzi rezultând din calculul de rezistență și mai ales din calculul de deformație.

Între grinzi de montează un strat de vată minerală ca izolație fonică pentru zgomotul aerian. Tot pe considerente acustice (pentru zgomotul de impact), se aplică o stratificație, ca suport al pardoselilor la etaj.

Închiderea superioară se face cu plăci de OSB 22 mm, cu margini drepte sau nut – feder. montate în tablă de șah, pentru asigurarea rigidizării întregului ansamblu. Contravântuirea transversală poate fi făcută cu piese metalice sau din lemn.

În faza de proiectare s-a stabilit direcția optimă a grinzilor ( în general, paralele cu latura mică a suprafeței acoperite).

Pentru balcoane / logii, se vor scoate în consolă grinzile de planșeu, se va monta grindă de contur, și se va face consolidarea corespunzătoare a prinderilor pentru elementele scurte.

Planseu format dintr-un singur rand de grinzi:

Încărcări pe planșeu:

Încărcări permanente:

încărcare dată de utilizarea gips – cartonului ca închidere pentru tavan, vată minerală, OSB – ul utilizat ca închidere superioară, polistiren expandat, șapă + mortar, parchet.

Încărcări utile:

încărcare dată de greutatea proprie a mobilierului la etaj, de greutatea proprie a oamenilor etc.

Încărcări care revin grinzilor:

Încărcări transmise grinzilor:

Greutatea proprie a grinzilor:

Total:

Verificarea din din condiția de rezistentă:

Verificare din condiția de deformabilitate:

ff – săgeata totală;

f1 – săgeată din încărcarea permanentă;

f2 – săgeată din încărcarea temporară;

fi – săgeată din deformarea lentă a îmbinărilor;

fc – contrasăgeata inițială a grinzii neîncărcate;

În cazul din exemplu ff = f1 – celelalte săgeți putând fi neglijate.

Imagini 3D realizate în programul WoodEngine, în faza de proiectare a planșeului.

Comparații între cele două planșee de lemn și concluzii:

Din punct de vedere al necesarului de materiale:

Pentru realizarea planșeului cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm s-au utilizat 4.05 mc lemn masiv pentru grinzile de planșeu. Peste aceste grinzi se montează OSB 22 mm ca închidere superioară. Se montează polistirenul expandat ca suport pentru șapă de mortar, după care se toarnă și aceasta (aprox 5 cm grosime). Peste șapa de mortar se montează parchetul și astfel finisajele planșeului sunt realizate.

Necesar materiale:

Lemn masiv – 4.05 mc;

Vată minerală – 88.25 mp;

OSB 22 mm – 88.25 mp;

Polistiren expandat – 88.25 mp;

Șapă mortar – 4.5 mc;

Parchet – 88.25 mp.

Pentru realizarea planșeului cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm s-au utilizat 3.51 mc lemn masiv pentru grinzile de planșeu. Peste aceste grinzi se montează OSB 22 mm ca închidere superioară. Se montează parchetul și astfel finisajele planșeului sunt realizate.

Necesar materiale:

Lemn masiv – 3.51mc;

Vată minerală – 88.25 mp;

OSB 22 mm – 88.25 mp;

Parchet – 88.25 mp.

Din punct de vedere al timpului de manoperă:

Pentru realizarea planșeului cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm, timpul de realizare este de aproximativ o săptămână:

1 zi necesară montajului grinzilor de lemn masiv și a OSB – ului;

1 zi necesară turnării sapei de mortar;

3 – 4 zile necesare uscarii șapei de mortar;

1 zi necesară montajului polistirenului expandat și a parchetului.

Pentru realizarea planseului cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm, timpul de realizare este de aproximativ 2 zile:

1 zi necesară montajului grinzilor de lemn masiv si a OSB – ului;

1 zi necesară montajului parchetului.

Concluzii:

În concluzie, pentru realizarea unui planșeu de lemn cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm s-a utilizat cu 15 % mai puțin material lemnos față de realizarea unui planșeu de lemn cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm, fără să fie necesară turnarea unei șape de mortar.

Durata de realizare a unui planșeu de lemn cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm reprezintă o treime din timpul de execuție a unui planșeu cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm.

Din punct de vedere al manevrabilității grinzilor de planșeu, cele cu secțiunea de 45 x 220 mm sunt mult mai ușor de pus în operă decât grinzile de lemn masiv 200 x 250 mm, o astfel de grindă cântărind aproximatic 200 kg.

De asemenea, dacă grinzile depășesc 200 kg, asta însemnând mai mult de 50 kg/ om, luând în considerare că o echipă de execuție este formată de regulă din 4 oameni, este necesară închirierea unui utilaj de ridicare, care implică costuri suplimentare.

Un alt dezavantaj al utilizării grinzilor de 200 x 250 mm este faptul că acestea se găsesc greu în comerț, nefiind foarte uzuale, și de asemenea acestea se găsesc la lungimi de 4, 5 și 6 m, astfel încât se face o irosire a materialului ( capetele rămase).

De asemenea, pentru realizarea unui planșeu de lemn cu grinzi cu secțiunea 45 x 220 mm, acestea se dispun la un interax de 418 mm necesar asigurării rezistenței și combaterii deformațiilor, dar, de asemenea, se evită și pierderile datorate tăierilor plăcilor de OSB și rulourilor de vată minerală, acestea având lățimea de 1250 mm. Astfel, îmbinarea plăcilor de OSB se realizează deasupra unei grinzi de planșeu, iar ruloul de vată minerală se împarte în trei părți egale și se dispune între grinzile de planșeu, ceea ce nu este posibil în cazul unui planșeu cu grinzi cu secțiunea 200 x 250 mm.

Soluții pentru izolarea planșeelor:

Sistem de izolație cu plută pentru planșeu:

Când ne referim la izolarea planșeelor, nu putem să vorbim doar despre izolarea termică deoarece nimeni nu își dorește o pardoseală care să țină de cald, dar care să fie zgomotoasă. Astfel, un planșeu din lemn este unul din cele mai izolante elemente dintr-o casă. Practic, izolarea unui planșeu din lemn se face – indiferent de structura acestuia – cu saltele din vată minerală sau polistiren de densitate mare, numai că planșeul nu se izolează doar în interior. Finisarea la partea inferioară a tavanului sau placarea cu parchet de orice alt material este până la urmă tot o izolare termică și fonică la un loc.

Dacă se plachează tavanul cu gips-carton sau lambriuri din lemn, montate prin intermediul unui caroiaj de șipci se va obține o izolare fonică și chiar termică foarte bună.

Pentru îmbunătățirea comportării structurii de rezistență a unei case din lemn este bine să placăm grinzile din lemn cu plăci de tip OSB sau cu două rânduri de scânduri postate încrucișat, la 45 de grade. O soluție de izolare a pardoselilor așezate pe grinzi se realizează cu ajutorul saltelelor din vată minerală casetată cu folie de aluminiu.

Cea mai eficientă izolare a pardoselilor așezate pe grinzi se realizează cu ajutorul plutei exapandate.

Practic, în acest caz, izolarea unui planșeu din lemn se face – indiferent de structura acestuia – cu plăci de plută neagră expandată de densitate mare. Pluta este, practic, unicul material de pe piață care îmbina într-o formă desăvârșită capacitatea de izolare atât termică cât și fonică a materialului.

Cele mai des întâlnite sunt planșeele de la mansardă. Pentru locuințele situate la mansardă, confortul termic și acustic, modul în care a fost izolată locuința sunt factori esențiali. Alegerea unei soluții optime încă din faza de proiectare, soluție care să ofere o izolație termică eficientă, confortul acustic necesar și o protecție adecvată la foc, garantează reusita lucrării, evitând intervenții ulterioare, de multe ori mai costisitoare decât investiția inițială. Folosirea plăcilor din plută neagră expandată garantează obținerea obiectivelor menționate, cât și o execuție rapidă și ușoară.

Avantaje:

Impermeabilizarea acoperișului împotriva ploii;

Pluta este un material care respiră, astfel se elimină vaporii de apă, condensul interior și exterior, cu rezistența la abur, care creează un climat agreabil în interior;

Pluta elimină apariția ciupercilor și microorganismelor, formarea mucegaiului și igrasiei;

Pluta nu este cancerigenă, respectă normele comunități europene, și este recomandată celor care suferă de astm, alergii și sensibilități respiratorii;

Pluta este un material ignifug, are rezistență ridicată contra incendiilor (clasa de protecție la foc A1);

Pluta contribuie la îmbunătățirea sănătății persoanelor din interiorul clădirii (material antistatic): eliminarea bolilor cum ar fi: alergiile, răceală, reumatismul etc.;

Pluta contribuie la reducerea substanțială a pierderilor de căldură datorită excelentelor proprietăți termoizolante, îmbunătățind confortului termic al clădirii (atât vara, cât și iarna);

Pluta reduce consumului de energie atât la încălzire cât și la răcire cu peste 50%;

Pluta ca izolant scurtează sezonul de încălzire;

Pluta îmbunătățește confortului acustic în încăperile interioare ale locuințelor (influența îndelungată a zgomotului provoacă deficiențe de somn și incapacitatea de concentrare);

Pluta reduce zgomotele și vibrațiile, contribuind la creșterea gradului de confort al locuinței;

Pluta este un material ecologic și reciclabil 100%;

Sistem de izolație pentru zgomotul de impact pentru planșeu:

Pardoselile pe materiale elastice compuse din plăci acustice reprezintă soluția pentru o întrerupere permanentă a transmiterii zgomotului de impact de la pardoseală la structură.

Nu e nevoie să înveți copiii să zboare pentru a nu deranja vecinii. Tot ceea ce trebuie să faci este să folosești pardoseli elastice, permițându-le asfel să umble, să sară și sa danseze oricând doresc. Produsele elastice atenuează zgomotele ajutând astfel la crearea unui mediu silențios și confortabil în casa ta.

Zgomotele se propagă cu viteze mari prin materialele solide. Atât în clădirile noi cât și în cele renovate, propagarea zgomotelor generate de pași sau mutarea unor obiecte cum ar fi și mobila reprezintă o pacoste. O particularitate o reprezintă clădirile moderne de locuit, acolo unde proiectanții folosesc planșee cu dală flotantă păstrând înălțimile nivelurilor în limite normale.

Materialele izolante întrerup propagarea zgomotelor.

Utilizarea materialelor izolante în combinație cu dală flotantă reprezintă cea mai eficientă soluție de a atenua zgomotele generate de impacturi între obiecte solide.

Pentru a păstra liniște în toate încăperile, trebuie găsite soluții pentru a atenua zgomotul de impact. Cel mai obișnuit zgomot de impact este cel generat de pași care se transmite de la un etaj la altul prin structura clădirii. Alegând tipul de construcție și materialul izolant potrivit poți crea armonie și confort în casa ta și reprezintă o problemă esențială în proiectarea și construirea oricărei clădiri. Deciziea de a folosi mai mult material izolant îți oferă liniște și confort pentru întreaga viață. Odată ce s-a instalat materialul izolant te poți bucura de liniște o viață întreagă.

Grosimea mai mare a materialului izolant oferă izolare fonică mai bună. Cu cât este mai gros stratul de material izolant cu atât atenuarea fonică este mai bună ΔLw,R (dB).

Pardoselile din lemn dispuse peste planșeul de susținere îmbunătățește atenuarea fonică cu până la 24 dB. Elasticitatea vatei minerale montată sub pardoseală de lemn oferă o mai bună izolare fonică.

Pardoseala de lemn se află în contact direct cu peretele ce duce la apariția “punții” de zgomot reducând astfel izolare fonică în încăpere. De asemenea trebuie evitat contactul rigid cu alte structuri ale construcției.

Pardoseala de lemn este separată în întregime de perete.

Pardoseala de lemn se prinde direct de grinzile planșeului de susținere ceea ce ajută la producerea “punților” de zgomote reducând capacitatea de izolare fonică.

Pardoseala de lemn se montează peste plăcile izolante. Astfel nu va mai exista un contact rigid cu planșeul de susținere care reducea calitățile de izolare fonică. Elasitcitatea vatei minerale îmbunătățește atenuarea fonică a întregului sistem.

Izolarea fonică la zgomot de impact sistem de tip dală flotantă:

Produsele din vată minerală de sticlă pentru realizarea izolațiilor fonice la zgomot de impact au fost dezvoltate ținându-se cont de particularitățile de transmisie ale acestui tip de zgomot fiind caracterizate de:

un coeficient optim de elasticitate dinamică în raport cu greutatea;

perioada lungă de păstrare a caracteristicilor tehnice și implicit a elasticității

Produsele sunt disponibile sub formă de plăci rigide de 1250 mm x 600 mm cu grosimi între 20 și 50 mm pentru a facilita o montare ușoară, și sunt diferențiate în funcție de tipul de acoperire ce urmează să fie instalat și de sarcina utilă ce trebuie să fie suportată, pardoseli cu sau fără acoperiri ceramice prevăzute cu/fara sisteme de încălzire prin pardoseală.

Unul din cele mai întâlnite tipuri de zgomot, în special în clădirile cu mai multe etaje, este zgomotul de impact. Acest tip de zgomot apare în urma unor șocuri sau lovituri aplicate elementelor materiale ale clădirii (planșee, pereți) ca urmare a activităților cotidiene (mersul încălțat, activități în bucătărie), și se transmite în toată clădirea.

Metoda cea mai eficientă de reducere a acestui tip de zgomot este izolarea la sursă prin realizarea “dalei flotante”. Aceasta presupune aplicarea unei pardoseli (șapă) ce se sprijină pe construcția portantă și care este separată de aceasta printr-un strat elastic.

Alcătuire:

Pardoseală;

Șapă armată min 5 cm;

Folie protecție;

Vată minerală de sticlă;

Planșeu.

Bibliografie:

Capitolul 1:

Dimensionarea structurilor de lemn – Dan Zarojanu s, Gabriel Duduman;

Teza de doctorat “ Acoperisuri usoare din lemn si lemn incleiat asociat cu alte material ”ing. Dorin Maier;

Capitolul 2:

“ Normativ privind proiectarea construcțiilor din lemn “ NP 005 / 2003;

“ Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuințe social – cultural și industriale “ P100 / 2006;

“ Calculul și alcătuirea structurilor de rezistența din lemn amplasate în zone seismice” NE 019 / 2003;

“ Eurocode 5 “ legislație europeană privind calculul construcțiilor din lemn;

“ Standardul APROCOR” 2007.

“ CR0 – 2005 ”– Acțiuni în construcții. Bazele proiectării structurilor în construcții;

http://www.mitek.ro/produse/conectori-mitek/posi-strut/;

http://www.fonda-pieux.com/galerie_photos_fonda-pieux.html;

Capitolul 3:

Dimensionarea structurilor de lemn – Dan Zarojanu, Gabriel Duduman;

Capitolul 5:

http://www.izolatii-pluta.ro/izolatii-in-constructii/plansee/

http://www.isover.ro/confort-acustic/zgomotul-de-impact-228.html

http://www.isover.ro/images/content/Centru_Training/Pliant_Dala_Flotanta_Isover.p

Bibliografie:

Capitolul 1:

Dimensionarea structurilor de lemn – Dan Zarojanu s, Gabriel Duduman;

Teza de doctorat “ Acoperisuri usoare din lemn si lemn incleiat asociat cu alte material ”ing. Dorin Maier;

Capitolul 2:

“ Normativ privind proiectarea construcțiilor din lemn “ NP 005 / 2003;

“ Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuințe social – cultural și industriale “ P100 / 2006;

“ Calculul și alcătuirea structurilor de rezistența din lemn amplasate în zone seismice” NE 019 / 2003;

“ Eurocode 5 “ legislație europeană privind calculul construcțiilor din lemn;

“ Standardul APROCOR” 2007.

“ CR0 – 2005 ”– Acțiuni în construcții. Bazele proiectării structurilor în construcții;

http://www.mitek.ro/produse/conectori-mitek/posi-strut/;

http://www.fonda-pieux.com/galerie_photos_fonda-pieux.html;

Capitolul 3:

Dimensionarea structurilor de lemn – Dan Zarojanu, Gabriel Duduman;

Capitolul 5:

http://www.izolatii-pluta.ro/izolatii-in-constructii/plansee/

http://www.isover.ro/confort-acustic/zgomotul-de-impact-228.html

http://www.isover.ro/images/content/Centru_Training/Pliant_Dala_Flotanta_Isover.p