Kalkulator drewna konstrukcyjnego

Metoda obliczania drewna konstrukcyjnego

Kalkulator drewna konstrukcyjnego na dom pozwala obliczyć objętość drewna potrzebną do budowy ścian zewnętrznych, przegród wewnętrznych i szczytów domu lub sauny. Obliczenia uwzględniają układ budynku, wymiary belek, liczbę warstw oraz właściwości połączeń profilowanych. Wyznaczana jest także powierzchnia ścian i orientacyjna długość taśmy uszczelniającej między warstwami.

Objętość drewna oblicza się w metrach sześciennych (m³) na podstawie pełnych wymiarów materiału. Pozwala to oszacować ilość drewna do zakupu, uwzględniając pełną wysokość belki, nawet gdy jej wysokość użytkowa po montażu jest mniejsza.

Zasady obliczeń i zalecenia

Obliczanie długości ścian i przegród

Ściany zewnętrzne. Ich łączną długość wyznacza się na podstawie wymiarów zewnętrznych prostokątnego budynku. Długość A i szerokość B podaje się w metrach. Dla wszystkich układów stosuje się wzór:

Lext = 2 × (A + B)

Przykładowo w domu o wymiarach 8 × 7 m łączna długość ścian zewnętrznych wynosi 30 m. Objętość drewna liczy się dla pełnego obwodu zewnętrznego, bez odejmowania części nakładających się w narożnikach.

Przegrody wewnętrzne. Ich łączna długość zależy od wybranego układu. Od rozpiętości wewnętrznej odejmuje się podwójną grubość ściany zewnętrznej. W układach z kilkoma przegrodami uwzględnia się położenie i długość każdego odcinka.

Stosowane są następujące zależności:

• Układ 1: brak przegród wewnętrznych.
• Układ 2: długość przegrody wynosi B - 2text.
• Układ 3: do wartości B - 2text dodaje się odsunięcie AB.
• Układ 4: A - 2text - tint dodaje się do B - 2text.
• Układ 5: do wartości B - 2text dodaje się dwa odcinki, każdy o długości AB.
• Układ 6: uwzględnia się dwie przegrody, każdą o długości B - 2text.

Symbole t_ext i t_int oznaczają grubości ścian zewnętrznych i wewnętrznych w metrach. Grubości belek podane w milimetrach dzieli się przez 1000 przed obliczeniem długości.

Liczba warstw i wysokość ścian

Wysokość całkowita i użytkowa belki. Wysokość całkowita H₁ odpowiada pełnemu wymiarowi wyrobu. Wysokość użytkowa H₂ określa, o ile jedna warstwa zwiększa wysokość zmontowanej ściany. W belkach profilowanych może być mniejsza ze względu na połączenia na pióro i wpust.

Liczba warstw. Zadaną wysokość ściany dzieli się przez wysokość użytkową jednej warstwy. Wynik zawsze zaokrągla się w górę do liczby całkowitej:

N = ⌈H / H2⌉

H oznacza zadaną wysokość ściany, H₂ wysokość użytkową belki, a N liczbę warstw. Przed obliczeniem obie wysokości przelicza się na te same jednostki.

Przykładowo dla ściany o wysokości 3 m i belki o wysokości użytkowej 140 mm potrzeba ⌈3000 / 140⌉ = 22 warstw.

Wysokość pełnych warstw. Oblicza się ją, mnożąc liczbę warstw przez wysokość użytkową belki:

Hfull = N × H2

W tym przykładzie 22 pełne warstwy osiągają wysokość 3.08 m. Zadana wysokość jest przekroczona o 80 mm. W razie potrzeby górną warstwę można przyciąć. Jeśli wysokości użytkowe są różne, liczbę warstw dla ścian zewnętrznych i przegród oblicza się oddzielnie.

Obliczanie objętości drewna

Objętość ścian zewnętrznych. Wynika z ich łącznej długości, szerokości i pełnej wysokości belki oraz liczby warstw:

Vext = Lext × text × H1 × N

Wszystkie wymiary liniowe we wzorze podaje się w metrach. Wynik otrzymuje się w m³. Dla przegród stosuje się analogiczny wzór z ich długościami, szerokościami belek, wysokościami całkowitymi i liczbami warstw.

Przykładowo dom o wymiarach 8 × 7 m, ścianach wysokości 3 m i belkach 200 × 150 mm o wysokości użytkowej 150 mm wymaga 20 warstw. Obliczona objętość drewna na ściany zewnętrzne wynosi 30 × 0.2 × 0.15 × 20 = 18 m³.

Ilość materiału. Objętość określa się na podstawie pełnego przekroju belki w każdej warstwie, także w najwyższej. Nie dodaje się zapasu na odpady, dlatego współczynnik obliczeniowy wynosi 1.00. Otwory i ewentualne wykorzystanie odcinków pozostałych po cięciu nie są uwzględniane w obliczeniach geometrycznych.

Obliczanie drewna na szczyty

Geometria szczytu. Każdy szczyt przyjmuje się jako trójkątny. Jego powierzchnię wyznacza się na podstawie szerokości podstawy oraz wysokości od najwyższej warstwy ściany do kalenicy:

Sgable = Bgable × Hgable / 2

B_gable oznacza szerokość szczytu w metrach, a H_gable jego wysokość w metrach. Jeśli szczyty są identyczne, powierzchnię mnoży się przez ich liczbę.

Objętość drewna na szczyty. Oblicza się ją dla poszczególnych poziomych warstw. Liczbę warstw wyznacza się, dzieląc wysokość szczytu przez wysokość użytkową belki ściany zewnętrznej i zaokrąglając wynik w górę. Długość każdej kolejnej warstwy zmniejsza się w kierunku wierzchołka trójkąta.

Długość warstwy oblicza się następująco:

Lj = Bgable × (1 - j × H2 / Hgable)

Symbol j oznacza numer warstwy, począwszy od 0 przy podstawie szczytu. Długość każdej warstwy mnoży się przez szerokość i pełną wysokość belki ściany zewnętrznej. Objętości wszystkich warstw sumuje się i mnoży przez liczbę szczytów.

W tej metodzie objętość drewna może być większa od geometrycznej objętości trójkąta, ponieważ uwzględnia się elementy o pełnej wysokości. Przykładowo dla dwóch szczytów o szerokości 7 m i wysokości 2 m z belek 200 × 150 mm o wysokości użytkowej 150 mm objętość geometryczna wynosi 2.8 m³, a obliczona objętość drewna około 3.014 m³.

Łączna powierzchnia ścian i objętość materiału

Powierzchnia ścian. Jest iloczynem łącznej długości ścian zewnętrznych i przegród oraz zadanej wysokości budynku. Jeśli uwzględniono szczyty, dodaje się ich powierzchnię geometryczną:

S = (Lext + Lint) × H + Sgable

Powierzchnię oblicza się dla jednej strony każdej ściany, bez podwajania. W odróżnieniu od objętości drewna do zakupu wykorzystuje się zadaną wysokość ścian, a nie wysokość wszystkich pełnych warstw.

Łączna objętość drewna. Stanowi sumę objętości ścian zewnętrznych, przegród i szczytów. Jeśli jakiegoś elementu nie ma, jego objętość wynosi zero. Wynik podaje się w m³ i zaokrągla do 0.001 m³.

Obliczanie taśmy uszczelniającej między warstwami

Taśma uszczelniająca ścian zewnętrznych. Jej długość zależy od liczby poziomych połączeń między warstwami. Ściana z N warstw ma N - 1 takich połączeń. Łączną długość oblicza się następująco:

Lseal = Lext × (N - 1)

Przykładowo ściany zewnętrzne o obwodzie 30 m i 20 warstwach wymagają około 30 × 19 = 570 m taśmy uszczelniającej.

Taśma uszczelniająca przegród. Oblicza się ją analogicznie z łącznej długości przegród i ich własnej liczby warstw.

Taśma uszczelniająca szczytów. Dodatkowo uwzględnia się łączną długość wszystkich warstw szczytów, w tym połączenie najniższej warstwy szczytu ze ścianą poniżej.

Obliczenia zakładają zastosowanie jednej taśmy w każdym poziomym połączeniu. Jeśli ściany zewnętrzne i przegrody mają belki o różnej szerokości, długości taśm wyświetla się oddzielnie. Przy jednakowej szerokości podawany jest wynik łączny.

Konieczność uszczelniania, szerokość taśmy i liczba równoległych pasów zależą od profilu belek oraz technologii montażu. Niektóre systemy belek profilowanych nie wymagają dodatkowej taśmy między warstwami.

Wskazówki praktyczne i normy europejskie

Wymiary belek. W budownictwie drewnianym często stosuje się przekroje 150 × 150 mm, 200 × 150 mm i 200 × 200 mm. W przypadku belek profilowanych trzeba odróżnić wysokość całkowitą od użytkowej. Rzeczywiste wymiary należy zaczerpnąć z dokumentacji technicznej producenta.

Normy europejskie. Do konstrukcji drewnianych stosuje się EN 1995-1-1 „Eurokod 5: Projektowanie konstrukcji drewnianych - Część 1-1: Postanowienia ogólne - Reguły ogólne i reguły dotyczące budynków”. EN 14081-1 „Konstrukcje drewniane - Drewno konstrukcyjne o przekroju prostokątnym sortowane wytrzymałościowo - Część 1: Wymagania ogólne” określa wymagania dla drewna sortowanego wytrzymałościowo. EN 14080 „Konstrukcje drewniane - Drewno klejone warstwowo i drewno lite klejone - Wymagania” dotyczy drewna klejonego.

Normy te ustanawiają wymagania dotyczące konstrukcji i materiałów drewnianych. Samo obliczanie objętości drewna opiera się na wymiarach geometrycznych budynku i wyrobów. Nie stosuje się uniwersalnego normowego współczynnika zużycia drewna.

FAQs

Dlaczego obliczona objętość drewna może być większa od geometrycznej objętości ścian?

Przy obliczaniu ilości do zakupu uwzględnia się pełną wysokość każdej belki, natomiast liczbę warstw wyznacza się według wysokości użytkowej. Ponadto liczbę warstw zaokrągla się do pełnej liczby w górę. Z tego powodu ilość drewna do zakupu może przekraczać geometryczną objętość gotowej ściany.

Jak uwzględnić różnicę między wysokością całkowitą a użytkową belki?

Wysokość całkowita to pełny wymiar wyrobu stosowany do obliczenia objętości. Wysokość użytkowa określa rzeczywisty przyrost wysokości ściany po ułożeniu jednej warstwy. Dla belek profilowanych wartości te często się różnią, dlatego należy korzystać z wymiarów producenta.

Dlaczego wysokość pełnych warstw nie zawsze odpowiada zadanej wysokości ściany?

Kalkulator zaokrągla liczbę warstw w górę, ponieważ do osiągnięcia żądanej wysokości może być potrzebna dodatkowa warstwa. Przykładowo przy wysokości użytkowej 150 mm ściana o wysokości 3.1 m wymaga 21 warstw o łącznej wysokości 3.15 m. Różnicę 50 mm można usunąć przez przycięcie najwyższej warstwy.

Dlaczego objętość drewna na szczyty jest większa od objętości trójkątnych ścian?

Szczyty powstają z poziomych warstw drewna, których długość zmniejsza się ku górze. Kalkulator uwzględnia objętość każdego takiego elementu według pełnego przekroju, a nie tylko geometryczną objętość trójkąta. Daje to bardziej przydatny szacunek materiału na szczyty.

Czy taśma uszczelniająca jest zawsze potrzebna między warstwami?

Nie. Zależy to od konstrukcji połączeń. W przypadku zwykłego drewna tartego zwykle stosuje się uszczelnienie, natomiast niektóre systemy profilowane nie wymagają dodatkowej taśmy. Kalkulator szacuje długość jednego pasa wzdłuż poziomych połączeń między warstwami.