Współczesne dachy stają się coraz bardziej urozmaicone pod względem kształtu. Niezwykłą popularnością cieszą się ostatnio lukarny wole oczka. Nadają one dachom ciekawej ekspresji i wyróżniają je spośród innych. Jak tworzy się konstrukcję pod wole oko, dowiedzieć się można z artykułu.
Rys. 1. Schemat tworzenia wolego oka metodą „jednej czwartej”
Lukarna wole oko to dziwna konstrukcja. U inwestorów jest obiektem pożądania, u architektów elementem ekspresji twórczej, a u wykonawców potwierdzeniem ich najwyższych umiejętności. Moda na udziwnianie połaci dachu sprawiła, że ten niepozorny obiekt urósł do niebotycznych rozmiarów, zmieniła się również jego ranga. Mały „dymnik”, którego zadaniem było doświetlenie i wentylacja poddasza zmienił swoje podstawowe funkcje. Obecnie pełni on zadanie głównie dekoracyjne, nierzadko będąc najistotniejszym elementem zdobniczym dachu. Moda na wole oko to trend typowo regionalny – polski. W krajach ościennych nie spotyka się ani tak dużej liczby realizacji oraz tak olbrzymich ich rozmiarów.
Podstawowe zasady i metody projektowania
Lukarna wole oko – to przestrzenna forma, będąca wypukleniem połaci dachu. Między połacią dachu głównego a połacią lukarny musi następować płynne, gładkie przejście – jest to kluczowy i podstawowy warunek prawidłowego jej wykonania. Zasada ta obowiązuje zarówno w koszu (z lewej i z prawej strony), jak i w szczycie, czyli najwyższym miejscu lukarny. Spełnienie pierwszego z warunków realizowane jest poprzez odpowiednie ukształtowanie deski czołowej w formie „kapelusza”.
Wykonawcy mają spore problemy z poprawnym projektowaniem konstrukcji wolego oka, a najwięcej kłopotów sprawia im właśnie połączenie lukarny z połacią główną dachu – zarówno w odcinku czołowym, jak i w jej szczycie.
Standardowe rozwiązania wykorzystują łuki kołowe o odpowiednio dobranych promieniach.
Rozwiązania nietypowe bazują na skomplikowanych krzywych geometrycznych – ewolwenta, hiperbola, parabola, elipsa itd.
W literaturze fachowej można spotkać opisy metod standardowych, opartych na łukach kołowych.
Najbardziej popularne to metoda „jednej czwartej” oraz metoda „jednej drugiej”. Przed rozpoczęciem wyznaczania kształtu deski czołowej należy ustalić proporcje lukarny, czyli stosunek jej szerokości do wysokości. Ten kluczowy parametr związany jest z rodzajem materiału pokryciowego. Dla dachówek płaskich typu karpiówka zaleca się stosować proporcję 1:5, w przypadku innych materiałów należy zasięgnąć informacji od producenta.
Metoda „jednej czwartej”
Tworzenie kształtu wolego oka metodą „jednej czwartej” przedstawia rys. 1.
Pracę rozpoczynamy od narysowania prostokąta ABCD o wymiarach 1/2L × 1/5L (prostokąt opisuje połowę wolego oka), gdzie L = szerokość wolego oka.
Rysujemy przekątną L1 między punktami A i C. Linię L1 dzielimy na cztery równe odcinki, wstawiając punkty E, F, G. Z punktu E rysujemy linię L2 prostopadłą od przekątnej L1. W miejscu przecięcia linii L2 z odcinkiem BC lub jego przedłużeniem znaczymy punkt H. Z punktu G rysujemy linię L3 prostopadłą od przekątnej L1. W miejscu przecięcia linii L3 z odcinkiem AD lub jego przedłużeniem znaczymy punkt I.
Punkty H i I są środkami łuków budujących kształt wolego oka. Z punktu H prowadzimy łuk L4 o promieniu R4 = CH, łączący punkty C i F. Tę samą operację powtarzamy dla punktu I: z punktu I prowadzimy łuk L5 o promieniu R5 = AI, łączący punkty A i F. Ostateczny kształt wolego oka wyznaczają łuki L4 oraz L5.
Metoda „jednej drugiej”
Tworzenie kształtu wolego oka metodą „jednej drugiej” przedstawia rys. 2.
Rys. 2. Schemat tworzenia wolego oka metodą „jednej drugiej”
Podobnie jak w poprzedniej metodzie, projekt rozpoczyna się od wyznaczenia prostokąta ABCD o wymiarach 1/2L × 1/5L. Rysujemy przekątną L1 między punktami A i C. Rysujemy przedłużenie odcinka AD, tak aby jego długość wynosiła 1/2L, a końcu wstawiamy punkt E. Środek pierwszego łuku znajduje się w punkcie E, a jego promień R2 stanowi odcinek AE. Łuk L2 kreślimy między punktem A a przecięciem łuku z przekątną L1. W tym miejscu wstawiamy punkt F. Aby wyznaczyć położenie i promień drugiego łuku, łączymy ze sobą punkt E i F, tworząc linię L3. Linię L3 przedłużamy do przecięcia z odcinkiem BC lub jego przedłużeniem – miejsce przecięcia oznaczamy jako punkt G. Z punktu G prowadzimy łuk L4 o promieniu R4 = CG, łączący punkty C i F.
Ostateczny kształt lukarny wyznaczają łuki L2 oraz L4.
Spełnienie drugiego ze stawianych warunków prawidłowego wykonania wolego oka, czyli gładkiego przejścia w szczycie wymaga zastosowania odpowiedniego kąta odchylenia grzbietu lukarny od połaci dachu głównego. Fachowa literatura określa ten kąt na nie więcej niż 12 stopni (rys. 3).
Rys. 3. Grzbiet lukarny nie powinien być odchylony od połaci dachu głównego więcej niż o 12°
Konstrukcja – warianty
Konstrukcja wolego oka może być realizowana w dwóch wariantach. Podstawowa różnica między prezentowanymi formami wynika z wykształcenia linii kosza, czyli linii przenikania połaci lukarny z głównym dachem.
Wariant pierwszy (rys. 4) posiada linie kosza w kształcie dzwonu. Oznacza to, że w miejscu tym powstanie tzw. kosz twardy – brak będzie tu płynnego przejścia między połacią dachu a połacią lukarny.
Rys. 4. Wariant z liniami kosza w kształcie dzwonu – po pokryciu powstanie tu tzw. kosz twardy
Wariant drugi (rys. 5) posiada linię kosza w postaci linii prostej. Będzie to tzw. kosz miękki – przejście między połacią dachu a połacią lukarny będzie płynne, miękkie.
Rys. 5. Linie kosza wolego oka mają linie proste – tu powstanie kosz miękki
Różnice te mają zasadnicze znaczenie dla prac dekarskich. Konstrukcja lukarny z twardym koszem będzie wymagać od dekarza poświęcenia więcej uwagi na wykonanie „podbudowy” w taki sposób, aby umożliwiła ona płynne przejście dachówek z połaci dachu na połać lukarny. W drugim przypadku już sama konstrukcja lukarny zagwarantuje płynne połączenie.
Twardy kosz – model 3D i szablony
Do wykonania modelu lukarny wykorzystamy oprogramowanie Dietrich’s 3D CAD/CAM: D-ŚCIANA, D-DACH Pro oraz D-CAM Pro. Szerokość konstrukcji lukarny przyjęto na wynosi 4,32 m, wysokość 0,864 m, co stanowi proporcje 1:5. Deska koszowa zostanie wykonana z materiału o grubości 6 cm, krążyny będą miały przekrój 8 x 15 cm. Prace nad konstrukcją lukarny rozpoczynamy na przygotowanej uprzednio więźbie dachowej. Pierwszym krokiem jest wyznaczanie kształtu deski czołowej. Deska będzie umieszczona pionowo, dlatego jako płaszczyznę pomocniczą wykorzystamy ścianę lukarny.
Ścianę o grubości 8 cm długości 4,32 m oraz wysokości 0,864 rysujemy w module „Ściana”. Położenie ściany licuje z murłatą (rys. 6). Przechodzimy do modułu „Konstrukcja ściany” i za pomocą geometrii pomocniczej wyznaczamy kształt deski czołowej; tu zastosowano metodę „jednej czwartej”. Kopiujemy równolegle górną krawędź deski o 15 cm w dół, tworząc jej dolną krawędź oraz nadając jej wysokość 15 cm. Przechodzimy do modułu D-CAM. W widoku modelu pozostawiamy jedynie kontur deski czołowej oraz geometrię połaci.
Rys. 6.
Kolejnym krokiem jest wstawienie elementu wyznaczającego grzbiet lukarny o wymiarach 5 × 10 cm (rys. 7). Nachylenie połaci dachu głównego wynosi 30 stopni. Zakładając odchylenie lukarny od połaci o 10 stopni, element wyznaczający grzbiet powinien być nachylony pod kątem 20 stopni. Dopiero teraz można wyciągnąć profil deski czołowej w kierunku elementu grzbietowego (rys. 8). Docinamy powstałą bryłę do powierzchni połaci, a następnie docinamy jej wysokość do żądanych 6 cm. W ten sposób powstała deska koszowa, właściwie to jej lewa połowa (rys. 9).
Rys. 7.
Rys. 8.
Rys. 9.
Kolejny etap to wykonanie krążyn. Zaczynamy od największej z nich – deski czołowej. Tak jak poprzednio wyciągamy profil deski, lecz tym razem prostopadle do powierzchni płaszczyzny pomocniczej na grubość 8 cm. Powstały element kopiujemy w kierunku grzbietu lukarny pięciokrotnie, z rozstawem co 72 cm (rys. 10). Odcinamy dolne, zbędne fragmenty krążyn, dopasowując je do deski koszowej. W ten sposób powstała połowa konstrukcji wole oka. Operacja odbicia lustrzanego spowoduje powstanie drugiej część konstrukcji (rys. 11). Ostatni etap prac to wykonanie rysunku montażowego oraz szablonów krążyn i deski koszowej na podstawie modelu (rys. 12).
Rys. 10.
Rys. 11.
Rys. 12.
Wariant z koszem twardym
Lukarna wole oko z twardym koszem najczęściej wykonywana jest w formie łukowatych elementów zwanych krążynami, połączonych w podstawie z deską koszową wyciętą w formie dzwonu (rys. 11).
Kształt wszystkich elementów należy odpowiednio dobrać. W literaturze można spotkać opisy wyznaczania krążyn oraz deski koszowej metodą graficzną. Jest ona wprawdzie bardzo pracochłonna i wymaga dużej staranności, ale za to nie wymaga inwestycji w oprogramowanie.
Zastosowanie nowoczesnych narzędzi CAD 3D znacząco upraszcza całą procedurę oraz daje możliwość budowy modelu trójwymiarowego. Dokumentacja montażowa oraz szablony krążyn i deski koszowej generowane są automatycznie. Na podstawie szablonów drukowanych w skali 1:1 wycinane są prefabrykaty. Dla tej formy lukarny kształt wszystkich krążyn jest jednakowy, a poszczególne krążyny różnią się jedynie wysokością. Ze względu na swój kształt oraz konstrukcję lukarna jest prosta do odeskowania. Można ją deskować prostopadle do deski czołowej, deskami o stałej szerokości. Ze względu na „dobre” deskowanie zalecana jest dla dachów z wyeksponowaną więźbą (potoczna nazwa – dachy heblowane).
CDN.
Literatura:
1. Hans-Jürgen Sterly, Horst Böttcher, Heino Walter, Ceramiczne pokrycia dachowe – szczegóły wykonawcze, PCB 2005
2. Eberhard Schunck, Hans Jochen Oster, Rainer Barthel, Kurt Kießl, Atlas dachów, mdm 2005
3. Der Zimmermann nr 1/2007
4. Der Zimmermann nr 6/1983
mgr inż. Piotr Leń
Dietrich’s Polska
p.len@dietrichs.com
