Structura Unei Case de Lemn

INTRODUCERE. MOTIVAȚIA ALEGERII TEMEI

Cel mai vechi material de construcție cunoscut a fost lemnul, întotdeauna la îndemână și ușor de prelucrat, cu mijloace relativ simple. Săpăturile arheologice, au dovedit că acest material, era cel mai des folosit, atât în clădirea de locuințe, cât și de fortificații și întărituri. De-a lungul secolelor, tehnologia construcției de lemn a fost adusă la un grad de perfecțiune și rafinament, care o face să fie căutată în toată lumea pentru superioritatea față de alte tehnologii.

Exemplul cel mai elocvent de aplicare a acestei tehnologii se găsește în Canada și SUA, unde 90% din casele individuale și multifamiliale (duplex, triplex, apartamente) până la 3 nivele, sunt construite din lemn care, în combinație cu alte materiale, asigură un grad de eficiență economică (costul construcției și al exploatării) și de confort neegalat. Factorii socio-economici caracteristici societății nord americane, creșterea rapidă și mobilitatea populației, au impus nevoia construcției de locuințe rapidă și ieftină.

Deschiderea unor noi centri economici, a făcut să apară peste noapte cartiere și orașe noi pentru populația, care gravita către oportunitățile nou create. În ultimii 200 de ani tehnologiile de execuție al caselor din lemn, au dus la un proces de rafinare al metodei de construcție și de utilizare a materialelor, care au ajuns la un nivel de adevărată artă, acestea fiind solicitate în toate colțurile lumii, din Orientul Mijlociu și îndepărtat până în Europa de Est și Vest, din Australia până dincolo de cercul polar.

Casele în totalitate din lemn sunt mai scumpe, deci, și standardele de izolare, ignifugare, tratament contra dăunătorilor bolilor sunt scumpe și trebuie reînnoite periodic.

Astfel propunem o soluție mai economică de înlocuire a lemnului în structura pereților de utilizare a materialelor moderne existente pe piață care diminuează mult cheltuielile de întreținere a casei, inclusiv reduc consumul de combustibil pe perioada iernii.

Alte obiective ale acestei teme sunt:

Piața construcțiilor demonstrează necesitatea execuției la cheie a proiectului propus inclusive întocmirea avizelor;

Această necesitate de execuție la cheie a proiectului diferă de la țară la țară cu mici particularități dar care ușurează implementarea proiectului și câștigarea încrederii potențialilor clienți prin profesionalism și seriozitate.

Elaborarea și obținerea avizelor este un atu pe piața construcțiilor unde concurența este acerbă.

Costurile de execuție a casei se diminuează cu 20% iar confortul respective izolarea termică și fonică cresc în proporții semnificative.

Casă de lemn cu pereți stratificați

Structura perete stratificat

Model de casă de lemn cu pereți stratificati

Interioare case de lemn

Interioare case de lemn

Interioare case de lemn

Interioare case de lemn

Modele de case de lemn

Modele de case de lemn

CAPITOLUL 1.

STRUCTURA UNEI CASE DIN LEMN

ÎMBINĂRI UTILIZATE LA CONSTRUCȚIILE CASELOR DIN LEMN

Construcțiile moderne necesită o varietate impresionantă de elemente constructive, diferite ca formă, dimensiuni și material. Ca atare limita relativ restrânsă a sortimentelor de material lemnos sau material pe bază de lemn impune, în practică, realizarea prin îmbinare a unor elemente de construcții ale căror forme și dimensiuni sunt foarte diferite de cele ale sortimentelor livrate. Necesitatea îmbinării unor elemente ale construcțiilor de lemn este determinată și de însuși modul de alcătuire a structurii respective, care poate fi din elemente plane și/sau spațiale.

Clasificarea îmbinărilor

Îmbinările elementelor construcțiilor de lemn se pot clasifica în funcție de:

rolul pe care îl au în construcție ;

natura solicitării la care sunt supuse;

modul de execuție;

După rolul îndeplinit îmbinările pot fi:

îmbinări în prelungire, când nu transmit efort;

îmbinări în prelungire când transmit efort axial de întindere;

îmbinări în prelungire când transmit efort axial de compresiune;

îmbinări de solidarizare, utilizate la îmbinarea longitudinală a grinzilor încovoiate și a barelor comprimate

îmbinări în noduri, care se execută ori de câte ori două sau mai multe piese se intersectează între ele și pot fi:

de încrucișare;

de ramificare;

de colț;

După natura solicitării îmbinările din construcțiile de lemn pot fi:

îmbinări prin chetare, solicitate la strivire și forfecare (chetări frontale, laterale, cu cep) ;

îmbinări cu pene prismatice și inelare, solicitate la strivire și forfecare (pene prismatice și cioturi de lemn, eclise cu tacheți, pene inelare netede, dințate și de construcție specială) ;

îmbinări cu tije cilindrice (cuie, buloane, dornuri și știfturi)

pene flexibile (de lemn sau metal), solicitate la încovoiere,

Elementele îmbinate la strivire:

îmbinări cu cuie și șuruburi pentru lemn, solicitate la smulgere:

îmbinări încleiate, care lucrează în principal la forfecare ;

îmbinări cu piese metalice, supuse la întindere (zbanțuri, tiranți, juguri)

legături de siguranță (buloane, scoabe, cuie ș.a.) care se prevăd în vederea asigurării stabilității relative a elementelor sau pentru preîntâmpinarea unor distrugeri neașteptate.

După modul de execuție pot fi:

îmbinări executate în ateliere specializate cu tehnologii și utilaje moderne

îmbinări executate pe șantier.

Fig. 1.1. Clasificarea îmbinărilor în lemn după rolul în structura construcțiilor

Un aspect de ordin general, ce a determinat utilizarea pe scară largă a elementelor de îmbinare metalice în construcțiile moderne de lemn, este acela al creșterii siguranței mecanice și rezistenței la foc. În acest sens, încă de la proiectarea structurii mecanice a construcțiilor din lemn se are în vedere păstrarea siguranței și rezistenței la foc a elementelor de bază ca: nodurile cadrelor; articulațiile; reazemele; nodurile fermelor ș.a.

Dintre mijloacele simple de protejare ignifugă și a siguranței în exploatare se amintesc : îmbinări mixte — bolțuri și șuruburi pentru lemn;

folosirea unor dopuri pentru astuparea găurilor din capetele îmbinărilor cu dornuri;

protejarea îmbinării cu ajutorul unor plăci metalice sau nemetalice;

elemente metalice de îmbinare fixate, nu la exteriorul elementelor de lemn, ci în crestăturile interioare;

Fig.1.2. Protejarea ignifugă și hidrofugă a îmbinărilor în lemn

Îmbinările prin chetare reprezintă unul din cele mai vechi tipuri de îmbinări ale elementelor construcțiilor de lemn, care își păstrează valabilitatea și în zilele noastre. La acest tip de îmbinări transmiterea efortului se realizează direct prin suprafețele în contact între piesele prelucrate corespunzător. Pentru solidarizare se folosesc buloane sau scoabe care au rolul de a menține contactul între suprafețele care transmit efortul și de a împiedica deplasările relative dintre piese.

Îmbinările prin chetare se caracterizează prin deformații mari, mai ales în prima fază a încărcării, respectiv până la realizarea unui contact perfect între suprafețele care transmit efortul, încadrându-se astfel în categoria îmbinărilor prin păsuire. În faza a doua a încărcării, după realizarea contactului între suprafețele care transmit efortul, deformațiile au în general valori reduse, ceea ce conduce la concluzia că îmbinările prin chetare, din acest punct de vedere, pot fi considerate rigide.

Există o varietate impresionantă de îmbinări prin chetare.

Îmbinările prin chetare pot fi de solidarizare sau de rezistență. Îmbinările prin chetare având rol de rezistență se utilizează numai pentru transmiterea eforturilor de compresiune. În funcție de poziția fibrelor celor două piese, care vin în contact, se pot întâlni:

îmbinări de piese cu fibrele așezate paralel;

îmbinări de piese cu fibrele așezate perpendicular

îmbinări la care piesele fac un unghi a între ele;

îmbinările prin chetare la piese cu fibrele așezate paralel sunt:

îmbinări de prelungire și se folosesc în special la stâlpi împiedicarea deplasărilor laterale precum și dirijarea deplasărilor axiale se face cu ajutorul ecliselor, buloanelor, dornurilor, zbanțuri-lor, inelelor metalice, cepurilor ș.a. La acest tip de îmbinări, de regulă, se verifică mărimea presiunii de contact.

În cazul îmbinărilor prin chetare la piese cu fibrele așezate perpendicular, care se utilizează la rezemarea pragului pe talpă sau la îmbinarea stâlpilor cu cosoroaba sau cu grindă, apar presiuni de strivire în direcție normală pe fibre la talpă, cosoroaba sau grindă și, în lungul fibrelor, la stâlp. Datorită comportării diferite a lemnului la strivire în lungul fibrelor și perpendicular pe acestea, se poate mări suprafața de strivire prin supralărgirea bazei cu saboți sau cu cutii metalice. La elementele din lemn rotund, rezemarea grinzii pe stâlpi se va face prin teșirea grinzii și nu se recomandă chetarea fără teșire, întrucât s-ar putea produce crăparea lemnului din stâlp.

Îmbinările prin chetare, la care piesele fac un unghi α între ele, apar la nodurile grinzilor cu zăbrele (fermelor) sau la îmbinarea contrafișelor cu stâlpii sau grinzile. Aceste tipuri de îmbinări, cu toată marea lor varietate, se pot clasifica în trei tipuri principale :

îmbinări prin chetare frontală;

îmbinări, prin chetare laterală;

îmbinări prin cep.

Fig. 1.3. Îmbinarea prin chetare la piesele așezate sub un anumit unghi

Un alt tip de îmbinări care datorită necesităților vieții economice moderne impun găsirea de noi soluții economicoase, de randament ridicat, cu mai puțină manoperă și cu economii severe de energii și fonduri de investiții sunt îmbinările de colț.

Fig.1.4. Îmbinări de colț tradiționale

Fig.1.5. Îmbinări tradiționale de prelungire și la nodurile structurilor

Fig.1.6. Îmbinări tradiționale la grinzi din lemn

Posibilitățile oferite de tehnologiile moderne de execuție a îmbinărilor cu cuie permit utilizarea plăcilor metalice cu grosimi de 1—2 mm. Acestea necesită o foarte mare atenție la execuție, atât a ulucului, cât și a găurilor în plăci, care vor avea diametrul egal cu cel al cuielor, cât și baterea cuielor după scheme exacte, clar stabilite încă din faza de proiectare. În figură se prezintă câteva scheme ale unor îmbinări cu cuie și plăci metalice. În acest caz se impun măsuri de protejare anticorosivă a cuielor și plăcilor metalice. În ultimul timp, se cunoaște o largă utilizare în practică a plăcilor metalice deja perforate, dintre care sistemul de îmbinare tip Bostitch este cel mai utilizat. Utilizarea acestor plăci perforate permite mecanizarea și automatizarea operațiilor de execuție a fermelor de lemn în ateliere specializate, fapt ce are repercusiuni pozitive în creșterea productivității muncii, reducerea costurilor, a timpului de execuție și o creștere a calității operațiilor de asamblare și de montaj.

Fig.1.7. Îmbinări cu cuie și plăci metalice.

Fig.1.8. Exemplu de îmbinări în lemn

Fig.1.9. Detalii construcție șarpantă din lemn

1.2 STRUCTURA COMPOZITĂ A PEREȚILOR UNEI CASE DIN LEMN

Casele prefabricate din lemn sunt construcții din lemn și materiale pe bază de lemn, amenajate astfel încât să asigure interioare în care să se desfășoare activități de viață și odihnă ale oamenilor, în mod temporar sau permanent.

Case prefabricate din lemn se clasifică după mai multe criterii astfel:

după destinație:

– de camping,

– de vacanța sau odihnă

– de locuit permanent

– cu destinații speciale (birouri, magazii)

– câmpuri si bungalovuri ;

după desfășurarea pe verticală:

– case parter

– case parter cu mansardă

– case parter cu etaj;

după desfășurarea pe orizontală:

– individuale

– cuplate.

Principalele elemente componente ale caselor prefabricate din lemn sunt:

panouri de pereți exteriori (pline, cu gol de ușă, cu gol de fereastră)

panouri de pereți interiori (pline, cu gol de ușă și pentru instalații sanitare)

panouri de tavan și planșeu;

panouri pentru frontoane de mansardă ;

elemente ale șarpantei acoperișului (grinzi și ferme, panouri pentru asterială, învelitori);

elemente de rezistentă (grinzi și stâlpi, tălpi, cosoroabe etc);

elemente de pardoseală (parchete, mochete, panouri de pardoseală);

elemente auxiliare (șipci, rigle, păzii, baghete, balustrade, piese metalice de asamblare);

elemente de amenajare interioară (scări, mobilier incorporat).

Structura peretelui este compusă din mai multe straturi. Acest lucru constituie un mare avantaj față de casele clasice de cărămidă, deoarece straturile din ce se compun pereții se pot separa și dimensiona optim conform funcției pe care le îndeplinesc.

Funcția de bază a pereților este de susținere și de legătură. Aceste funcții la pereții de tip „sandwich” sunt realizate printr-o structură de rezistență din lemn. Lemnul, ca material de construcție, are caracteristici deosebite: este flexibil, are densitate mică, se poate dimensiona ușor, se montează ușor prin cuie, șuruburi sau materiale adezive și este o materie primă naturală.

O altă funcție importantă a peretelui este izolarea fonică și termică. Această funcție este realizată de vata minerală. Vata minerală este un material natural, executată din bazalt, cu diferite grosimi și densități sub formă de placă sau covor. Este un bun izolator fonic și termic, nu arde, își menține forma și caracteristicile.

La pereții exteriori, pe partea interioară se aplică o folie – barieră de vapori, ceea ce împiedică infiltrarea vaporilor de apă rezultate din diferența de temperatură între mediul exterior și interior. Acești vapori se elimină prin goluri de aer (fante) aflate în peretele exterior.

O caracteristică importantă a peretelui este și aspectul estetic al acestuia. Acest aspect se poate realiza prin placarea exterioară și interioară a pereților cu diferite materiale: lambriuri din lemn, plăci din rigips sau tencuială. La ultimele două variante, pe zonele expuse la umezeală se pot aplica plăci de faianță. Aceste tipuri de placări se pot combina pentru a conferii încăperilor stiluri diferite (modern, rustic).

Pereții reprezintă principalele elemente de rezistență și stabilitate ale construcției, care asigură preluarea sarcinilor verticale din greutatea planșeelor și a șarpantei, precum și a sarcinilor orizontale din seism și vânt și transmit aceste încărcări fundației.

Un important avantaj îl reprezintă posibilitatea realizării pereților sub formă de panouri prefabricate. Acest fapt conduce la creșterea calității execuției acestor elemente, realizarea lor în fabrică cu utilaje și tehnologii moderne, precum și un control tehnic adecvat și în același timp prin prefabricare se reduce considerabil timpul de execuție pe teren al construcției, micșorându-se astfel manopera de montaj și implicit costul clădirii.

Elementele verticale de rezistență ale pereților (montanți) sunt solidarizate de tălpile panourilor prin cuie și colțare metalice galvanizate.

În pereții verticali se montează:

Vată minerală

Folie microperforată

Plăci de OSB de 12 mm, care asigură rigidizarea și rea montanților în plan lateral, realizând astfel o comportare de șaibă rigidă a m planul său.

Șipci metalice de 3 cm. În grosimea șipcilor se formează o pernă de aer iar în golul acesta se montează cablurile electrice și sanitare.

Peste șipci se montează plăcile de rigips.

Talpa casei este un element de bază al construcției, prin care se execută trasarea și prinderea pereților structurii de rezistență de fundația clădirii. Se constituie dintr-un dulap de lemn, cu dimensiunile de 45×90, 45×135 mm, având aceiași lățime cu a peretelui care reazemă pe aceasta.

Talpa casei se așează pe un strat de hidroizolație și se fixează provizoriu în prima fază cu cuie sau holtzșuruburi, iar după montarea pereților de la parter se solidarizează ă cu aceștia prin conexpanduri sau agrafe din oțel beton existente în fundație.

Cosoroaba asigură legătura la partea superioară a panourilor prefabricate. Centura filează de talpa superioară a panourilor prefabricate prin batere în cuie. Se constituie dintr-un dulap de lemn, cu dimensiunile de 45×90, 45×135 mm, având “ lățime cu a peretelui pe care reazemă. Se înnădește în secțiuni decalate de secțiunile de înnădire a panourilor prefabricate.

Planșeele sunt elementele de construcție orizontale care realizează preluarea încărcărilor din greutatea oamenilor și mobilierului și o transmit pereților și în același timp conlucrarea pereților în plan orizontal și distribuirea sarcinilor orizontale din vânt și seism

Principalele elemente de rezistență ale planșeelor sunt grinzile.

Grinzile sunt din dulapi de lemn de rășinoase, cu secțiuni de 200 x 50 mm dispuse la interspații de 50 cm. Peste grinzi s-a podit cu scândură apoi s-a adăugat folie microperforată apoi șapă termoizolantă cu polistiren de 5 cm. Planșeul conține și vată minerală cu grosimea de 200 mm și rigipsul de dimensiunea de 10 mm

Structurile de case executate în acest sistem, se evidențiază prin folosirea optimă a materialului lemnos, prin rezistență, stabilitate, ductilitate, greutate proprie redusă care diminuează astfel impactul seismic, durabilitate, confort termic ridicat, preț competitiv.

STRUCTURA CASELOR DIN STÂLPI ȘI GRINZI

Casele executate din stâlpi și grinzi au în prezent un domeniu mai restrâns de datorită faptului că reclamă un consum mare de material lemnos de bună calitate, în general acest tip de pereți se utilizează pentru realizarea, construcțiilor de case și cu turistic, amplasate în zonele montane, unde lemnul apare ca un material local de construcție.

Casele din lemn realizate din stâlpi și grinzi pot fi executate în mai multe sisteme constructive, cum ar fi :

► realizarea unei structuri de rezistentă din stâlpi și grinzi, inclusiv a șarpantei acoperișului

Fig.1.10. Detalii structură pereți

Casele din grinzi masive sunt potrivite pentru cei care preferă rigurozitatea și perfecțiunea prelucrării mecanice și aspectul neted al suprafețelor. Aceste case oferă un mediu de locuit sănătos și ecologic ca și cele din bușteni

Fig.1.11. Detalii structură pereți

Fig. 1.12. Structura pereților din dulapi și traverse

Fig.1.13. Îmbinare pereți cu grindă cu zăbrele

Fig. 1.14. Vedere de ansamblu îmbinare pereți cu grindă cu zabrele

Fig.1.15. Detalii umplutură pereți cu vată minerală

Fig.1.16. Detalii umplutură pereți cu vată minerală

Fig.1.17. Detalii umplutură pereți cu vată minerală

Fig.1.18. Detalii umplutură pereți cu vată minerală

Fig. 1.19.Detaliu perete placat cu OSB și polistiren fixat cu dibluri

Fig. 1.20. Detaliu perete placat cu OSB și polistiren fixat cu dibluri

1.3. MATERIALE UTILIZATE

Vata minerală din bazalt este un produs anorganic, obținut prin fibrilizarea cu ajutorul centrifugării a topiturii de bazalt. Este produs sub formă unei aglomerări de fibre fine, elastice cu structură deschisă. Prin adăugarea unui liant (fenolformaldehidic termorigid) se obțin diverse sortimente, diferențiate prin formă și densitate.

Datorită caracteristicilor fizico-chimice performante produsele din vată minerală bazaltică acoperă toată gama de izolații termice și fonice în intervalul de temperatură -500 C până la temperaturi de 7000 C -10000 C ( și păstrează capacitatea de termoizolare la valori optime până la temperaturi de 700C și la valori convenabile până la 10000 C).

Fig.1.21. Vată minerală

Avantajele izolării cu vată minerală

Economie de energie-izolare termică

Caracteristica principală a produselor din vată minerală bazaltică este valoarea scăzută a coeficientului de conductivitate termica (pentru temperaturi de 4-10°C, în funcție de sortiment λ= 0,035 – 0,039 W/mK). Cu cât această valoare este mai mică, cu atât transferul termic între interiorul și exteriorul locuinței va fi mai redus. Întreaga familie se va bucura de reducerea costurilor pentru încălzirea locuinței. 

Domenii de utilizare diversificate

Proprietățile produselor din vată minerală bazaltică le recomandă ca materiale termo-fonoizolatoare excelente, într-o gamă foarte largă de aplicații: izolări ignifuge și fonoabsorbante, izolări în construcții civile (pereți exteriori și interiori, planșee, acoperișuri mansardă și terasă), construcții industriale din beton armat sau metal, instalații frigorifice, instalații industriale la temperaturi ridicate, izolări termice și/sau fonice la aparatură casnică, autovehicule, nave maritime, izolări de țevi și conducte. 

Alegerea sortimentului de vată minerală bazaltică în vederea realizării unei izolații termice, fonice și de protecție împotriva focului se va face în concordanță cu proiectul de execuție al lucrării.

Fig. 1.22. Vată minerală bazaltică

Confort

Produs cu structură fibroasă , din fibre fine, elastice, cu structură deschisă , vata minerală din bazalt asigură o bună circulație a aerului, proprietate care duce la asigurarea unui climat agreabil în locuință. 

Protecție împotriva zgomotului

Vata minerală din bazalt este un foarte bun izolator fonic (în domeniul de frecvențe 250-6000 Hz), în funcție de sortimentul și grosimea produsului. Structura fibroasă și porozitatea de 90-96% a produselor din vată minerală asigură proprietăți foarte bune de absorbție acustică. Un strat de 200 mm pâslă duce la atenuarea zgomotului cu 42 dB (10 dB corespund unei înjumătățiri a intensității sunetului). 

Securitate la incendiu-reacție la foc

Încadrată în Euro-clasa de reacție la foc A1, vata minerală bazaltică este un produs incombustibil. Astfel, produsele din vată minerală bazaltică nu întrețin incendiul și nu degajă gaze nocive sub acțiunea focului. În domeniul de temperatură -500 C….+2500 C (temperatura de volatilizare a liantului), produsele din vată minerală din bazalt își păstrează proprietățile termoizolante, elasticitatea și rezistențele mecanice în limite convenabile. Domeniul de utilizare poate merge până la 1000C, la temperaturi superioare acestei valori apărând fenomenul de distrugere a fibrelor.

Durabilitate

Reducerea pe termen lung a grosimii raportată la o perioadă de 10 ani este de maxim 2,5 mm. Fiind un produs din rocă bazaltică, este inert chimic și biologic: nu este atacat de alcalii sau acizi, nu corodează și nu este corodată, nu conține săruri solubile în apă, stabilitatea hidrolitică este remarcabilă, nu este atacată de ciuperci și microorganisme, nu constituie hrană pentru insecte sau rozătoare, nu putrezește. 

Sănătate și mediu

Vata minerală are o structură vitroasă-amorfă, nu conține material cristalizat sub formațiuni de tip azbest, nu este dăunătoare sănătății, nu poluează mediul, nu degajă gaze sub acțiunea focului și nu are emisii de substanțe periculoase.

Rezistență mecanică și stabilitate

Densitatea produselor din vată minerală se situează în domeniul 40 – 160 Kg/mc. Densitatea crește odată cu conținutul de liant și presarea în timpul realizării produselor, fiind o caracteristică distinctă a sortimentelor de produs. Densitatea determină caracteristicile mecanice specifice a produselor de vată care se utilizează în general în izolații termice și fonice sub încărcături statice.

Produsele rigide circulabile ușor și circulabile suportă încărcări statice de până la 10.000 N/m2.

 Comportament față de apă

Vata minerală este hidrofugă, nu absoarbe apa și nu reacționează chimic cu ea. Hidrofobizarea produselor se face prin aplicarea unor substanțe hidrofobizante.

Produsele din vată minerală, datorită structurii fibroase și poroase cu pori deschiși, prezintă fenomenul de reținere temporară a apei în funcție de sortiment și de modul de contact al produsului cu apa. Apa reținută se elimină ușor.

Punere în operă ușoară

Produsele din vată se utilizează ușor și sunt compatibile cu materialele de construcții uzuale.

Fig. 1.23. Alegerea tipului de izolație în funcție de performanțele materialului

Polistiren expandat

În prezent, problema creșterii consumului ridicat de energie a devenit din ce în ce mai acuta. Cheltuielile cu încălzirea în sezonul rece și cu menținerea unei temperaturi acceptabile pe timpul verii pot crește, în condițiile în care clădirea nu a fost proiectată și executată conform unor calcule termotehnice adecvate.

Potrivit unor studii efectuate de institute specializate, pierderile din volumul încălzit al unei locuințe sunt de aproximativ 70%.

Plăcile de polistiren expandat ignifugat sunt folosite cu succes la termo-fonoizolații la clădiri și locuințe asigurând un sistem eficient de conservare a energiei.

Panourile din polistiren expandat sunt ușor de montat și depozitat, sunt nepoluante, netoxice si reciclabile.

Acestea respectă standardul european EN13163 și asigură în întregime gama necesară realizării unei termoizolații de cea mai bună calitate, atât la construcțiile noi, cât și la reabilitarea celor deja construite. Acestea sunt realizate respectând parametrii de calitate ISO9001 fiind agrementate tehnic INCERC România.

Fig. 1.24. Polistiren expandat ambalat

La clădirile existente, izolația termică exterioară a pereților este costisitoare, ea putând fi justificată economic numai dacă este combinată cu renovarea fațadei. Suprafața plăcilor are o aderenta excelentă pe mortare sau adezivi pe baza de ciment, ceea ce face instalarea simplă și ușoară. Plăcile sunt lipite cu mortar pe bază de ciment, pe perete și/sau fixate mecanic, suprafață fiind acoperită cu tencuială obișnuită sau armată cu fibra de sticlă.

Legăturile între plăci trebuie să fie strânse pentru a preveni formarea unor punți termice, unde riscul apariției condensului este mai mare. Grosimea termoizolație trebuie calculată întotdeauna cu mare grijă, de aceasta depinzând temperatura straturilor componente ale pereților exteriori, riscul apariției condensului interstițial și consecințele acestui fenomen.

Transferul de căldură prin pardoseli neizolate către sol sau încăperi neîncălzite este cauza unor importante pierderi de energie termică. Pe lângă reducerea pierderilor de căldură, izolarea termică a pardoselilor face posibile utilizarea efectivă e energiei termice înmagazinată în pardoseli.

Energia astfel economisită conduce la reducerea cheltuielilor, contribuind totodată la protejarea mediului.

Izolarea corectă a pardoselilor ajută la creșterea semnificativă a confortului general.

Materialele pentru izolația pardoselilor sunt supuse pe termen lung sarcinilor statice și dinamice, principalele cerințe fiind așadar rezistența înaltă la compresiune și deformare minimă sub sarcină.

POLISTIRENUL EXPANDAT (EPS) – proprietăți:

este un excelent termoizolant pentru diverse construcții noi sau renovări;

este ignifug;

are capacitate remarcabilă de încărcare, fiind folosit pentru lucrări de stratificare și ameliorare;

rămâne neschimbat în timp;

este neutru din punct de vedere chimic.

POLISTIRENUL EXPANDAT (EPS) poate fi folosit pentru: izolarea fațadelor ventilate, acoperișurilor cu șarpantă, planșeelor peste spații reci; izolarea în interiorul clădirilor; izolarea cofrajelor pierdute; izolarea punților termice, plafoanelor suspendate; poate fi montat la exteriorul clădirilor, încălzirilor prin pardoseala, teraselor necirculabile.

Pereții exteriori împreună cu ferestrele reprezintă în general zonele cele mai reci ale suprafeței unei clădiri, izolarea termică a acestora conducând la reducerea semnificativă a pierderilor de căldură și la creșterea confortului. Din punct de vedere al fizicii construcțiilor, în zonele cu clima rece soluția optimă de izolare termica este cea pe suprafața exterioară a clădirii, micșorându-se riscul apariției condensării interstițiale a vaporilor de apă; în cazul acestei soluții și structura va fi protejată termic, iar capacitatea acesteia de a înmagazina căldură va fi utilizată din plin. 

Fig.1.25. Depozitare materiale de umplutură

CAPITOLUL 2.

CONSTRUCȚIA ȘI PROIECTAREA UNEI CASE DIN LEMN CU PEREȚI CU STRUCTURĂ COMPOZITĂ

2.1. PROIECTAREA ȘI AVIZAREA CASEI DIN LEMN

Clădirile reprezintă bunurile imobile, realizate în scopul adăpostirii și desfășurării

vieții spirituale și materiale ale omului.

Concepția și proiectarea clădirilor, trebuie să țină seama de următorii factori principali

omul și activitatea lui, mediul natural și acțiunile lui.

Activitatea omenească, prin factorii săi principali (omul și obiectul muncii), determină în general, cerințe funcționale și condiții de confort, iar particularitățile mediului care exercită asupra clădirilor diferite acțiuni, (mecanice, fizice, chimice și ) determină modul de alcătuire și natura materialelor folosite.

Clădirile, ca bunuri cu cea mai îndelungată durată de folosință trebuie să satisfacă condiții specifice: tehnice capitale, fizico-igienice, arhitectural-estetice și tehnico-economice.

Datorită multiplelor avantaje pe care le prezintă lemnul ca material de construcție,

( rezistențele mecanice relative mari, greutate proprie redusă, prelucrare ușoară, rezistența la transmisie termică ridicată etc), acesta a fost folosit pe scară largă în decursul timpului la realizarea construcțiilor.

Datorită existenței noilor produse pe bază de lemn și a posibilităților noi privind lemnului împotriva putrezirii și a focului, precum și a posibilităților mari de asociere cu alte materiale eficiente (moderne), în prezent se remarcă tendința tot mai mare pentru realizarea caselor prefabricate, la care lemnul se folosește numai pentru elemente de rezistență.

Casele prefabricate din material lemnos asociat cu alte materiale moderne, reprezintă o continuare a tradițiilor construcțiilor din lemn, ridicată pe o treaptă superioară, datorită dezvoltării industriei materialelor de construcții și a tehnicii construcțiilor. Noua variantă construcția caselor se bazează pe utilizarea unui număr relativ redus de prefabricate.

Față de construcțiile clasice din zidărie, durata de execuție se reduce foarte mult. Timpul necesar montajului și asamblării prefabricatelor este minim, toate operațiile pe șantier executându-se pe baza unui plan de montaj, fără a necesita utilaje speciale. Panourile prefabricate de pereți și planșeele se realizează cu termo și fono izolație, corespunzătoare gradului de protecție impus prin prevederile normativelor în vigoare.

Toate elementele din lemn masiv trebuie tratate în mod corespunzător, pentru a asigura o protecție antiseptică, fungicidă și ignifugă a construcției. Totodată finisajele se realizează în culori pastelate din materiale noi asigurându-se astfel un aspect plăcut și o protecție bună la intemperii și uzură. Tâmplăria poate fi realizată din lemn de rășinoase de calitate superioară sau din mase plastice.

Din punct de vedere constructiv casele prefabricate se pot realiza în următoarele două tipuri principale:

> cu pereți portanți din lemn masiv

> din panouri mari portante cu schelet din lemn

Alegerea tipului constructiv se face în funcție de o serie de factori dintre care cei mai importanți sunt: destinația, regimul de înălțime și indicii tehnico-economici.

Destinația clădirii (case de locuit sau case de vacanță) determină anumite cerințe și elemente funcționale, respectiv un anumit mod de organizare și compartimentare a spațiului în plan și un anumit tip constructiv de structură. Totodată forma în plan a clădirii și modul de rezolvare a partiului, au implicații directe asupra poziției elementelor portante verticale, influențând alegerea unuia dintre tipurile constructive menționate.

Regimul de înălțime a unei clădiri este determinat de destinație, aspecte urbanistice și posibilități tehnologice de realizare. La stabilirea regimului de înălțime ( P, P+1E sau P+ 1M), trebuie să se țină seama de faptul că odată cu creșterea înălțimii cresc și încărcările, pentru preluarea și transmiterea cărora se impune o anumită rezolvare constructivă atât în ceea ce privește sistemul de rezistență cât și în ceea ce privește natura materialelor folosite.

Alegerea tipului constructiv trebuie să țină seama și de următorii indici tehnico-economici:

creșterea productivității muncii pe șantier și reducerea perioadei de execuție;

reducerea consumului de materiale și a costului.

Din punct de vedere compartimental casele din lemn se pot proiecta într-o varietate largă de modele care să satisfacă dorințele oricărui utilizator.

În continuare analizăm două cazuri particulare de execuție a unei case de lemn și anume:

extinderea prin mansardare și supraetajare a unei locuințe existente

construcția unei case de la fundație (green field)

2.2. VARIANTA 1. EXECUȚIA UNOR MODIFICĂRI LA CONSTRUCȚIA EXISTENTĂ

În cadrul extinderii prin mansardare și supraetajare a unei locuințe s-a urmărit:

Structura de rezistență a construcției existente

Înnădirea grinzilor noi

Fig. 2.1. Ridicarea pereților zonei mansardabile

Fig. 2.2. Execuția planșeului

Fig. 2.3. Execuția planșeului

Fig. 2.4. Ridicarea pereților mansardei

Fig. 2.5. Ridicarea pereților mansardei

Fig. 2.6. Grinzi tavan

Fig. 2.7. Finalizarea construcției mansardei

Fig. 2.8. Structura șarpantei în construcție

Fig. 2.9. Detalii. Structura șarpantei în construcție

Fig. 2.10. Amenajare interior

Fig. 2.11. Amenajare exterior

Fig. 2.12. Pereți exterior mansardă

Fig. 2.13. Detalii. Pereți exterior mansardă

Fig. 2.14. Umplutură pereți mansardă

Fig.2.15. Mansardă stadiu final

Fig. 2.16. Stadiu final

Fig. 2.17. Stadiu final

Fig. 2.18. Izolare pereți exterior mansardă

Fig. 2.19. Aplicare decorațiuni din lemn la exterior

2.3. VARIANTA 2. EXECUȚIA UNUI PROIECT GREEN FIELD

Varianta a doua care își propune construcția unei case de la fundație (green field), are în vedere următoarele lucrări:

Turnarea fundației

Ridicarea grinzilor (structura pereților)

Se execută umplerea pereților

Se plachează pereții

Realizarea planșeului

Realizarea șarpantei și a izolației acesteia

Se realizează acoperișul din diferite materiale (tablă, țiglă)

Se realizează tâmplăria interioară și exterioară

Se execută lucrările pentru instalațiile electrice și sanitare

Se realizează finisajele interioare și exterioare

Fig. 2.20. Fundația

Fig. 2.21. Ridicarea pereților

Fig. 2.22. Îmbinare dulapi și traverse pereți

Fig. 2.23. Stadiu final structură din lemn parter

Fig. 2.24. Detaliu montaj traverse

Fig. 2.25. Stadiu final structură din lemn parter – etaj – șarpantă

Fig. 2.26. Vedere lateral construcție

Fig. 2.27. Vedere structură de lemn casă în construcție

Fig. 2.28. Montarea acoperișului

Fig. 2.29. Placarea la exterior cu OSB și construcția verandei

Fig. 2.30. Placare la interior

Fig. 2.31. Stadiu final construcție

Fig. 2.32. Stadiu final construcție

Fig. 2.33. Stadiu final construcție

CAPITOLUL III. CALCULUL MATERIALELOR ȘI A MANOPEREI

În cadrul acestui capitol se face un calcul estimativ al materialelor și al manoperei necesare construcției unei case de lemn.

Estimativ s-a făcut un calcul al construcției casei astfel s-a cheltuit:

Fundație – 86000 RON

Material lemnos – 107500 RON

Plăci OSB – 43000 RON

Șindrilă bituminoasă – 150 m2x344 – 51600 RON

Instalații sanitare – 215000 RON

Instalații electrice – 107500 RON

S-a ajuns astfel la suma de 610600 RON

Manoperă

Pentru o suprafață de 255 m2 pe trei nivele manopera totală a fost de 215000 RON. Pentru un metru pătrat manopera a fost de 800 RON.

La sfârșit costurile casei cu tot cu manoperă este de 825600 RON.

CONCLUZII. CONTRIBUȚII PERSONALE

Construcția caselor din lemn este avantajoasă atât din punct de vedere material cât și ca durată de execuție. Pentru cei care preferă o viață sănătoasă, este important din ce materiale se construiesc casele. Ele asigură un ambient ecologic de viață, și o rezistență termică și implicit emanații reduse de C02.

Prin realizarea unei deosebite rezistențe termice la pereții exteriori se obține un consum mic de combustibil. În conformitate cu normele europene, consumul maxim anual admis pe considerente ecologice la casele noi este 86 Kw pe fiecare metru pătrat de suprafață utilă. Pentru comparație, consumul mediu preconizat la o casă din cărămidă, cu pereți de 115 cm grosime și strat suplimentar de vată minerală, nu coboară sub 70 Kw/mp/an.

Protecția fonică a clădirilor de locuit este direcționată spre atenuarea sunetelor cu frecvențe între 100 și 3150 Hz, iar standardele cele mai exigente prevăd o izolare de minimum 35 dB.

Spațiul util crește cu 15%, pereții având o grosime de două ori mai mică decât la casele în soluții tradiționale. Se realizează un raport optim între suprafață și volumul clădirii, cu efecte pozitive atât din punct de vedere estetic dar și ca efort financiar.

Durata de viață este nelimitată dacă lemnul este încorporat uscat și este tratat corespunzător.

Lemnul înmagazinează căldură, are o temperatură specifică superficială superioară (senzația de perete cald) și este benefică ambientului. Poate prelua umiditatea în exces ca să o redea ulterior încăperii. Fiind un material total natural are o acțiune fiziologică pozitivă asupra oamenilor.

Alt avantaj major, este rezistența elastică a structurii de lemn, care oferă securitate cu ușurință la cutremure de gradul 8-8,5 pe scala Richter.

Rapiditatea de execuție, o casă de 200-300 mp putând fi dată la cheie în 10-12 săptămâni, față de casele tradiționale de zidărie care au o perioadă de execuție de peste 10 ori mai lungă.

Calitatea de rezistență termică ridicată, reduce cheltuielile de exploatare (încălzire, răcire) cu 50% față de construcția de zidărie, care are o inerție termică mult mai mare.

Ca o ultimă concluzie despre casele de lemn se poate remarca: față casele clasice din cărămidă sunt mai ieftine, durata de execuție mai scurtă, iar calitativ la fel de bune. Pentru a construi manual o casă din lemn pe structură de stâlpi grinzi este nevoie de mai mult timp datorită procesului intens și îndemânării cerute, o cunoaștere a tuturor proprietăților și caracteristicilor lemnului, o abilitate pentru a potrivi cu grijă elementele astfel încât să se respecte condițiile tehnice și totodată aspectul general al construcției să fie plăcut, cu o notă de eleganță.

În lucrare s-au prezentat două variante de case de lemn și anume:

Realizarea unor modificări și supraetajarea unei case existente

Execuția unei case green field.

S-a avut în vedere:

Proiectarea casei care a fost completată de avizele necesare din țara respectivă ceea ce a necesitat cunoașterea legislației acelei țări;

Casa să fie un produs ecologic

Livrarea să fie la cheie

Să respecte normele de construcție, P.S.I. și ignifugare

În concluzie aceste case exprimă personalitatea celor care le-au creat, vitalitatea pădurilor carpatine și priceperea constructorilor care le-au dat viață.

Casele din lemn reprezintă locuințe ecologice și prestigioase, fiind clădiri solide îți oferă un ambient confortabil cu o atingere a timpului trecut dacă ne gândim la lemnul folosit pentru construcția lor care poate avea chiar și 120 – 150 de ani. Rășina rămasă în lemnul folosit la construcția caselor are un impact pozitiv asupra aparatului respirator și a plămânilor persoanelor care trăiesc în astfel de locuințe. S-a stabilit faptul că viața naturală și caldă a lemnului influențează în mod pozitiv psihicul uman, calmează sistemul nervos și creează condiții prietenești de recreere.

BIBLIOGRAFIE

Cotta N. I., Proiectarea și tehnologia produselor industrale din lemn, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1983.

Cotta N. I., Curtu I., ș.a., Elemente de construcții și case prefabricate din lemn, Ed. Tehnică, București, 1990.

Curtu I., Năstase V., ș.a., Îmbinări în lemn (structură, tehnologie, fiabilitate), Ed. Tehnică, București, 1988.

Galiș I., Structuri din lemn, Note de curs, Oradea, 2009.

Ghiocel D., Lungu D., Acșiunea vântului, zăpezii și variațiilor de temperatură în construcții, Ed. Tehnică, București, 1972.

Lăzărescu C., Lăzărescu C.N., Construcții din lemn, Ed. Universității Transilvania, 2004.

Marusciac D., Construcții modern din lemn, Ed. Tehnică, București, 1997.

Tologea S., Pop S., Execuția lucrărilor de construcții, vol. II, Ed. Tehnică, București, 1987.

Vintilă E., Protecția lemnului și a materialelor pe bayă de lemn, Ed. Tehnică, București, 1978.

www. materialedeconstructii.ro

BIBLIOGRAFIE

Cotta N. I., Proiectarea și tehnologia produselor industrale din lemn, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1983.

Cotta N. I., Curtu I., ș.a., Elemente de construcții și case prefabricate din lemn, Ed. Tehnică, București, 1990.

Curtu I., Năstase V., ș.a., Îmbinări în lemn (structură, tehnologie, fiabilitate), Ed. Tehnică, București, 1988.

Galiș I., Structuri din lemn, Note de curs, Oradea, 2009.

Ghiocel D., Lungu D., Acșiunea vântului, zăpezii și variațiilor de temperatură în construcții, Ed. Tehnică, București, 1972.

Lăzărescu C., Lăzărescu C.N., Construcții din lemn, Ed. Universității Transilvania, 2004.

Marusciac D., Construcții modern din lemn, Ed. Tehnică, București, 1997.

Tologea S., Pop S., Execuția lucrărilor de construcții, vol. II, Ed. Tehnică, București, 1987.

Vintilă E., Protecția lemnului și a materialelor pe bayă de lemn, Ed. Tehnică, București, 1978.

www. materialedeconstructii.ro