Podstawowe
wiedomości z zakresu Budownictwa Ogólnego
Wycinek temetyki szkoleniowo -
egzaminacyjnej czeladników i mistzów kominiarskich
Wynikające z zakresu działania,
prawa i obowiązki pracowników służby kominiarskiej zazębiają
się w pewnej mierze z działalnością resortu budowlanego. Udział
w komisjach kolaudacyjnych, dokonywanie odbiorów kominów,
opiniowanie urządzeń i konstrukcji związanych z ogrzewnictwem i
klimatyzacją wymagają między innymi podstawowego przygotowania i
wiedzy ogólnej z zakresu budownictwa i powszechnie stosowanych
materiałów budowlanych. Tej dziedzinie wiedzy poświęca się
niniejszy artykuł.
W pierwszym okresie cywilizacji największą rolę w budownictwie
odgrywał materiał naturalny, jak drewno, glina, i kamień. W miarę
rozwoju umiejętności technicznych asortyment materiałów
stosowanych w budownictwie znacznie się rozszerzył i wzbogacony
został wyrobami przemysłowymi. Podziwu godne są budowle powstałe
w Egipcie w latach 2900 - 2600 p.n.e. a później Babiloni, Grecji i
Rzymie. Wspaniale są też budowle średniowieczne, zwłaszcza kościoły
i ratusze gotyckie a później pałace odrodzenia.
Dawniejsze budownictwo było sztuką opartą na wielowiekowym doświadczeniu,
stale pogłębiającym się z biegiem czasu. Nowoczesne budow-nictwo
natomiast posługuje się nauką stosowaną -przede wszystkim
mechaniką budowli, pozwalającą w sposób możliwie ścisły
wyznaczyć wymiary elementów nośnych konstrukcji oraz nauką o
materiałach budowlanych podającą istotne własności techniczne
tych materiałów. Budow-nictwo nowoczesne jest zatem dziełem
techniki, która umożliwia racjonalne projektowanie i wykorzystanie
budowli przy użyciu materiałów budowlanych o własnościach
technicznych odpowiadających właściwemu celowi. Obecnie dąży się
do wykonywania budowli metodami uprzemysłowionymi, przy których
budowa powinna się sprowadzać przede wszystkim do montażu
gotowych elementów konstrukcji (prefabrykatów wykonywanych
fabrycznie) przy zastosowaniu różnego rodzaju maszyn i urządzeń.
Tego typu forma realizacji przyspiesza wykonastwo i zmniejsza wysiłek
fizyczny robotników. W wykonywaniu budowli należy uwzględniać
zagadnienia fizyki budowlanej, przede wszystkim cieplno-wilgotnościowej
i akustycznej. Zagadnienia cieplno-wilgotnościowe dotyczą własności,
jakie powinny mieć ściany i stropy, aby w pomieszczeniach
zapewnione były odpowiednie warunki zdrowotne - chodzi o to, by
uniknąć nadmiernej wilgotności i nie zużywać nadmiernej ilości
energii cieplnej do utrzymania wymaganej temperatury. Budynek jest
na ogół pewną zamkniętą bryłą geometryczną. Dolne części
jego ścian, znajdują się poniżej podłóg najniższych
pomieszczeń i przekazujące obciążenia od budynku na grunt noszą
nazwę fundamentów. Przegrodami pionowymi są ściany wewnętrzne i
zewnętrzne, poziomymi zaś stropy między piętrowe, oddzielające
poszczególne kondygnacje. Górnym
przykryciem budynku jest dach. Komunikację pionową umożliwia
klatka schodowa. Rozróżnia się dwie fazy wykonywania budynku:
stan surowy i roboty wykończeniowe. Stan surowy budynku obejmuje
wykonanie fundamentów, stropów, ścian, konstrukcji dachu wraz z
pokryciem, klatek schodowych, kominów oraz roboty ziemne i
izolacyjne. Do robót wykończeniowych zalicza się prace
tynkarskie, okładzinowe, posadzkarskie, instalatorkie, urządzenia
grzewcze, roboty szklarskie itp. W dobie obecnej dąży się do
redukowania robót bezpośrednio na budowie, zastępując je przez
montaż gotowych elementów wykonywanych w zakładach przemysłowych.
Każdy budynek składa się z konstrukcji i wypełnienia.
Konstrukcja budynku obejmuje zespół elementów budowlanych
odpowiedniej wytrzymałości, połączonych ze sobą w sposób
zabezpieczający od nadmiernych odkształceń i umożliwiający
bezpieczne przenoszenie wszelkich możliwych obciążeń oraz
przekazywanie ich na grunt. Konstrukcja budynku jest uzależniona od
materiału, z którego jest wykonywana, a ponadto od takich czynników
jak warunki geograficzne, gospodarcze itp. Ustroje konstrukcyjne
najczęściej stosowane w budownictwie można podzielić na pięć
podstawowych grup: rozróżnia się budynki ze ścianami masywnymi
(nośnymi), budynki szkieletowe, budynki o konstrukcji mieszanej,
budynki z elementów wielkowymiarowych (blokowych lub płytowych)
oraz budynki z elementów przestrzennych, tj. skrzyń o wymiarach
"na pokój" lub na całą szerokość budynku, całkowicie
wykończonych wewnątrz i od zewnątrz. Wśród budynków ze ścianami
nośnymi można wyróżnić takie, w których obciążenie od stropów
przenosi się na ściany podłużne wewnętrzne i zewnętrzne oraz
takie, gdzie obciążenie przekazuje się na ściany poprzeczne. Ściany
nośne muszą stali przenosić nie tylko ciężar własny, ale i ciężar
stropów wraz z ich obciążeniem. Budynki szkieletowe mają zespół
elementów pionowych (słupów) i poziomych (belek), dźwigających
obciążenia od stropów, ścian i innych elementów. Szkielet ścian
może być wykonany w konstrukcji żelbetonowej monolitycznej
(wykonanie betonu w formach "na mokro" na budowie) lub
prefabrykowanej, w konstrukcji stalowej niekiedy drewnianej. W
konstrukcji mieszanej podłużne zewnętrzne ściany budynku
wykonane są z cegły, a zamiast ścian wewnętrznych stosuje się
konstrukcje ze słupów i belek. W budynkach płytowych zarówno ściany,
jak i stropy wykonane są jak płyty o dużych wymiarach. Płyty
stropowe i ściany łączy się ze sobą na krawędziach w sposób
odpowiednio mocny, tworząc rodzaj skrzyni konstrukcyjnej. Podobnie
wykonane są wielkowymiarowe budynki blokowe. Konstrukcje wykonywane
są z różnych materiałów. Konstrukcje murowe wykonuje się z
cegieł lub bloków:
ceramicznych, wapienno-piaskowych, cemento-wych, z kamieni
naturalnych, z betonów lekkich (piano - i gazobetonów) oraz z
pustaków i bloków gruzowe - i żużlobetonowych. Ponieważ
wszystkie te materiały mają małą wytrzymałość na rozciąganie,
a stosunkowo dużą na ściskanie, konstrukcje murowe stosuje się
zasadniczo do wykonania elementów ściskanych a więc przede
wszystkim ścian i stropów. Konstrukcje żelbetonowe utworzone z
betonu, to jest mieszaniny kruszywa kamiennego i cementu z dodaniem
odpowiedniej ilości wody, w którym rozmieszczone są wiotkie wkładki
stalowe w postaci prętów- najczęściej okrągłych. Po
stwardnieniu masy betonowej, co w zależności od temperatury,
rodzaju konstrukcji i rodzaju użytego cementu następuje w czasie
od kilku dni do 4 tygodni, pręty stalowe na skutek dużej
przyczepności betonu do stali zespalają się z betonem, tak że te
2 materiały współpracują w przenoszeniu obciążeń. W
elementach konstrukcji żelbetowej, np. w belkach, powstają przy
obciążeniu siły rozciągające. Przejmują je pręty stalowe
odpowiednio rozmieszczone w betonie, podczas gdy siły ściskające
przejmuje beton, który ma dużą wytrzymałość na ściskanie.
Konstrukcje stalowo-ceramiczne (ceramiczne zbrojone) pracują
podobnie, z tą różnicą, że zamiast betonu siły ściskające
przejmuje cegła lub pustaki ceramiczne. Konstrukcje zespolone
ceglano-żelbetowe są to zespoły muru ceglanego, betonu oraz prętów
stalowych, w których zapewniona jest wpółpraca wszystkich materiałów
przy czym cegła i beton przejmują siły ściskające, a stal rozciągające.
Konstrukcje sprężone struno i kablobetonowe stanowią dalszy postęp
w celowej współpracy różnych złączonych ze sobą materiałów.
Jeżeli np. betonowy element zginany poddamy najpierw działaniu sil
ściskających, czyli sprężaniu, a potem go obciążamy, to we
wszystkich przekrojach poprzecznych elementu wystąpią naprężenia
ściskające lub co najwyżej nieznaczne rozciągające, które
przenieść może bezpośrednio sam beton;
umożliwia to użycie do zginanych konstrukcji materiałów o małej
wytrzymałości na rozciąganie. W zależności od sposobu sprężania
otrzymujemy elementy strunobetonowe lub kablobetonowe. W
konstrukcjach strunobetonowych zbrojenie stanowią cienkie druty o
dużej wytrzymałości (do 25000kG/cm2), a więc kilkakrotnie większej
niż prętów ze zwykłej stali. Druty te naciąga się przed
zabetonowaniem elementów. Po zabetonowaniu i stwardnieniu betonu
przecina się zbrojenie na czołach elementów, wskutek czego druty
dążą do uzyskania długości, jaką miały przed naciągnięciem.
Na skutek przyczepności występującej między drutami i betonem
zbrojenie, kurcząc się, powoduje powstanie w elemencie siły ściskającej,
mniej więcej równej sile naciągu. W konstrukcjach kablobetonowych
zamiast oddzielnych drutów stosuje się kable składające się z
cienkich drutów. Sprężenie betonu odbywa się tu dopiero po jego
stwardnieniu. Kabel przepuszcza się przez uprzednio pozostawione w
betonie rurki z cienkiej blachy i po naciągnięciu końca kabla
zaciska się w specjalny sposób na czołach konstrukcji, uzyskując
ściskanie elementu. Sprężone konstrukcje można wykonywać przy użyciu
nie tylko betonu, lecz także ceramiki, stali, mas plastycznych i
innych materiałów. Konstrukcje stalowe stosuje się przede
wszystkim w budynkach o dużej rozpiętości lub wysokości, a więc
szczególnie w budownictwie przemysłowym. W konstrukcjach tych
poszczególne elementy łączy się przez nitowanie, spawanie lub
klejenie. Do konstrukcji drewnianych zaliczamy:
-konstrukcje dachowe, w których poszczególne elementy łączy się
na wręby ciesielskie,
-konstrukcje inżynierskie dużych rozpiętości, w których
elementy łączy się za pomocą łączników. Obecnie w Polsce
konstrukcje drewniane stosuje się tylko w bardzo ograniczonym
zakresie. Dachy składają się z konstrukcji nośnej i pokrycia.
Zależnie od kształtu rozróżnia się: dachy jednospadowe
(pulpitowe), dwuspadowe, czterospadowe, mansardowe, uskokowe, naczółkowe,
półszczytowe, namiotowe, stożkowe, kopulaste, hełmowe (baniaste)
oraz dachy pilaste i wiszące. Ostatnie stosowane są przeważnie
jako pokrycia hal przemysłowych. Konstrukcję nośną dachu stanowią:
wiązary drewniane, stalowe, żelbetowe, belki kratownice, płyty i
łupiny a w wypadku dachów wiszących - liny stalowe. Konstrukcja
nośna dachu wykonana z drewna nosi nazwę więźby dachowej a
podstawowe jej elementy - wiązarów dachowych. Górne powierzchnie
pokrycia dachowego noszą nazwę połaci dachowych, miejsca przecięcia
dwóch połaci zwą się narożami - gdy połacie tworzą kąt
prosty, a koszami - gdy tworzą kąt rozwarty. Dolna krawędź połaci
nazywa się okapem a górna krawędź stanowiąca linię przecięcia
dwóch połaci równoległą do do okapu -kalenicą. Nachylenie połaci
dachowych jest zależne od warunków klimatycznych i rodzaju
pokrycia. Pokrycie dachowe chroni budynek przed wpływami
atmosferycznymi oraz stratami ciepła. Rozróżnia się pokrycia
ognioodporne (dachówka, blacha, płyty azbesto-cementowe itp.) i łatwopalne
(deski, gonty, papa,, słoma itp.). Od materiałów z których
wykonany jest dach, zależna jest wielkość spadku połaci
dachowych. Im mniej szczelny materiał, tym większy powinien być
spadek. Każdy rodzaj pokrycia dachowego wymaga swoistej techniki
umocowania oraz odpowiedniego spadku połaci dachowej. Do
odprowadzenia wody z dachów służą rynny umocowane przy okapie
oraz pionowe rury spadowe montowane do ścian.
Szczegółowe warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki
i ich usytuowanie regulują Rozporządzenie Ministra Gospodarki
Przestrzennej i Budownictwa z dnia 14 grudnia 1994 r. (Dz.U. nr 10 póz.
46) oraz stosowne do przedmiotu znormalizowanego Urzędowe Normy
Techniczne. Podstawowym obowiązującym w budownictwie aktem prawnym
jest Ustawa Prawo Budowlane uchwalona w dniu 7 lipca 1994 r., (Dz.
U. Nr 89 póz. 414).
Antoni Heryszek
|