Budowa ściany samonośnej

Coraz więcej osób pyta się o bardziej szczegółowe informacje dotyczące budowy z glinosłombeli lub kostek prasowanej słomy. Wychodząc na przeciw tym oczekiwaniom publikujemy wyciąg z Prawa budowlanego dla miasta Tuscon (USA Arizona) przetłumaczony z j. angielskiego przez czł. stowarzyszenia - Henryka Czachora. Tekst ten dotyczy w zasadzie budowy ścian samonośnych z kostek prasowanej słomy, bez wydzielonej konstrukcji nośnej. Jest przydatny do budowy mniejszych, lub rekreacyjnych domków, jest tu też trochę informacji ogólnych które mogą okazać się pomocne także przy budowie domów na konstrukcji nośnej.

PRAWO BUDOWLANE DLA M. TUCSON (PIMA COUNTY ARIZONA ) I M. MARANA DOTYCZĄCE KONSTRUKCJI Z KOSTEK SŁOMY

Sekcja 7201 CEL
Celem tego rozdziału jest ustanowienie minimum standardów bezpieczeństwa konstrukcji (samonośnych i nie samonośnych) które używają jako materiału konstrukcyjnego kostek słomy.
Sekcja 7202 ZAKRES – DZIEDZINA
Ustalenia tego rozdziału będą stosować się do wszystkich typów ścian samonośnych z kostek prasowanej słomy.
Sekcja 7203- DEFINICJE
Dla potrzeb tego rozdziału pewne terminy zdefiniowane są jak następuje:

Słoma jest to sucha łodyga zbóż po usunięciu kłosa
Kostki
są prostopadłościennymi blokami sprasowanej słomy związanej sznurkiem lub drutem.
Płatki (flakes) fragmenty kostki wyjęte z nie ściśniętej kostki. Płatki używane są do wypełniania małych otworów miedzy końcami układanych kostek.
Na płasko odnosi się do takiego ułożenia kostek przy którym największy przekrój kostki jest poziomy, a najdłuższy bok przekroju równoległy do płaszczyzny ściany.
Na sztorc odnosi się do takiego ułożenia kostek przy którym największy przekrój kostki jest pionowy a najdłuższy bok przekroju jest poziomy i równoległy do płaszczyzny ściany.

Sekcja 7204 MATERIALY
7204.1 Specyfikacja kostek
7204.1.1 Rodzaje słomy. Kostki rożnych rodzajów słomy, włączając, ale nie wyłącznie, pszenice, ryż, owies, żyto, itp. będą akceptowane jeśli spełniają minimalne wymagania dotyczące gęstości, kształtu, wilgotności i sposobu związania.
7204.1.2 Kształt. Kształt kostek powinien być prostopadłościenny.
7204.1.3 Wymiary. Kostki użyte do budowy ścian powinny mieć jednakową wysokość i długość aby zapewnić równomierny rozkład obciążeń w systemie ścian.
7204.1.4 Sznurek. Kostki powinny być związane sznurkiem polipropylenowym lub odpowiednim drutem. Kostki z przerwanym lub luźnym sznurkiem nie powinny być używane dopóki zerwany lub luźny sznurek nie zostanie zastąpiony sznurkiem który przywróci oryginalny stopień zagęszczenia kostek.
7204.1.5 Wilgotność. Wilgotność kostek podczas ich instalowania nie powinna przekraczać 20% całkowitej wagi kostki. Wilgotność kostek powinna być oceniana przy pomocy jednej z następujących metod.
7204.1.5.1 Metoda polowa. Odpowiedni miernik wilgotności przeznaczony do kostek lub siana i zaopatrzony w czujnik o długości umożliwiającej pomiar w środku kostki powinien być używany do określenia średniej wilgotności 5 losowo wybranych kostek.
7204.1.5.2 Metoda laboratoryjna. Wynik z 5 próbek pobranych ze środka 5 losowo wybranych kostek powinien być uzyskany przy pomocy uznanej metody laboratoryjnej.
7204.1.6 Gęstość. Kostki w konstrukcji samonośnej powinny mieć gęstość suchej masy nie mniejszą jak 120kg/m3. Gęstość w stanie suchym powinna być wyliczona po redukcji zważonego ciężaru o ciężar wilgoci tak jak to określono w sekcji 7204.1.5. Gęstość suchą uzyskuje się z podzielenia wyliczonego ciężaru suchego przez objętość kostki.
7204.1.7 Kostki wykonywane we własnym zakresie. Kostki wykonywane we własnym zakresie powinny mieć tą samą gęstość, napięcie sznurka, i tą samą ilość przewiązań jak oryginalne kostki.

Sekcja 7205 – KONSTRUKCJA I WYMAGANIA OGOLNE
Sekcja 7205.1 Ogólne. Ściany po pokryciu ich tynkiem lub suchym tynkiem powinny mieć taką samą odporność ogniową jak ściany w technologii szkieletowej wykończone w ten sam sposób.
Sekcja 7205.2 Grubość ścian. Minimalna grubość ścian powinna wynosić 36 cm.
Sekcja 7205.3 Wysokość ścian. Wysokość ścian nie powinna przekraczać wysokości jednej kondygnacji, a stosunek wysokości do szerokości nie powinien przekraczać 5,5:1 o ile konstrukcja nie jest zaprojektowana przez inżyniera lub architekta mającego uprawnienia państwowe lub zaaprobowana przez wydział budownictwa (Buiding Official).
Sekcja 7205.4 Długość ściany nie podpartej. Stosunek długości ściany nie podpartej do jej szerokości dla konstrukcji samonośnej nie powinien przekraczać 15,5 :1 (46+2+2cm= 50cm *15,5= 7,75m), o ile konstrukcja nie jest zaprojektowana przez inżyniera lub architekta mającego uprawnienia państwowe lub zaaprobowana przez wydział budownictwa (Buiding Official).
Sekcja 7205.5 Dopuszczalne obciążenia. Dopuszczalne obciążenia pionowe (żywe i martwe) na ścianę samonośną nie powinny przekraczać 2000kg/m2, a wypadkowe obciążenie powinno działać w środku ściany. Konstrukcja powinna być zaprojektowana tak aby mogła wytrzymać wszystkie pionowe i poziome obciążenia wymienione w rozdziale 16.
Sekcja 7205.6 Fundamenty. Fundamenty powinny mieć takie wymiary aby pomieścić szerokość kostek i przenieść obciążenia elastyczne i statyczne wytworzone przez ściany i dach. Fundamenty powinny wystawać ponad powierzchnie gruntu nie mniej jak 15cm. Minimalna szerokość powinna być równa szerokości kostek, chyba że kostki wystają poza zewnętrzną krawędź fundamentów nie więcej jednak jak 7-8 cm potrzebnych do założenia obwodowej izolacji. Fundamenty powinny sięgać 30 cm poniżej poziomu gruntu lub do granicy przemarzania (większej spośród tych dwóch wartości).

Sekcja 7205.7 KOTWIENIE ŚCIAN I DACHU
Sekcja 7205.7.1 Ogólne. Pionowe wzmacniające pręty o średnicy minimum 12mm powinny być zagłębione w fundamencie na głębokość 15cm i powinny one wystawać z fundamentu na minimum 30cm. Pręty te powinny znajdować się wzdłuż środka ławy fundamentowej w rozstawie nie większym niż 60cm. Pręty winny być mocowane w odległości nie mniejszej niż 30cm od otworów lub naroży z pominięciem miejsc w których znajdują się sworznie kotwiące.
Sekcja 7205.7.2 Łączenie ścian. Ściany z innych materiałów powinny być połączone ze ścianami z kostek przy pomocy jednej z następujących metod lub zaakceptowanego równoważnika:
1. drewniany bolec o średnicy 20mm i długości zapewniającej 30 cm penetrację w kostce i przechodzący przez przyległy słupek. W rozstawie 1 bolec na kostkę.
2. Zaostrzone drewniane kliny nie krótsze jak 30cm o wymiarach poprzecznych 4x9cm całkowicie zagłębione w każda warstwę jako punkty kotwiące.
3. Połączenie przyległej ściany przy pomocy sworznia lub pręta przechodzącego przez ścianę z kostek do nakrętki i podkładki o powierzchni minimum 30-35cm2 i grubości 5mm dla stali 12mm dla sklejki, co najmniej 3 punkty.
Sekcja 7205.7.3 Sworznie kotwiące. Ściany samonośne powinny być zakotwione do fundamentu przy pomocy 12mm –owych stalowych sworzni kotwiących zagłębionych w nim na co najmniej 18cm w rozstawie co 180cm lub mniej. Na każdą ścianę winny być użyte przynajmniej 2 sworznie kotwiące odległe o 90cm od końca ściany. Odcinki prętów o średnicy 12mm powinny być łączone do sworzni kotwiących i ze sobą przy pomocy nakrętek przelotowych. Powinny one przechodzić przez wieniec i być skręcone przy pomocy podkładki i nakrętki. Ściany i dach mogą być zakotwione do fundamentu przy pomocy innych metod które będą mogły przeciwstawić się siłom pochodzącym od wiatru. Powinno być min. 2 punkty kotwienia na ścianę, oddalone nie więcej jak 180cm od siebie i 90 cm od końców ściany.
Stały ciężar dachu i stropu będzie powodował pionowe ściskanie kostek. Niezależnie od systemu kotwienia użytego do połączenia dachu z fundamentem przed zainstalowaniem materiałów wykończeniowych ścian, sworznie lub taśmy powinny być ponownie dociśnięte.

Sekcja 7205.7.4 Bariera wilgotnościowa. Na górnej powierzchni fundamentu należy położyć barierę wilgotnościową aby zapobiec migracji wilgoci z fundamentów do dolnych warstw kostek. Bariera ta powinna być jedna z następujących:
1. warstwa nieprzepuszczalnego dla wody cementu
2. asfaltowa emulsja, inne zaaprobowane bariery.
Wszystkie miejsca penetracyjne i połączenia powinny być zabezpieczone przy pomocy emulsji asfaltowej lub ekwiwalentu.
Sekcja 7205.7.5 Układanie kostek i szpilkowanie. Kostki słomy w ścianie samonośnej powinny leżeć na płasko i powinny być układane tak aby zapewniać połączenia ich ze sobą wszędzie tam gdzie to jest możliwe, każda kostka powinna zachodzić na dwie kostki warstwy wyższej (i niższej). Zachodzenie kostek nie powinno być mniejsze jak 30cm. Przestrzenie miedzy końcami kostek mniejsze jak 15cm mogą być wypełnione płatkami wciśniętymi dokładnie do tej przestrzeni. Pierwszy rząd kostek powinien być położony tak aby pręty zakotwione w fundamencie przechodziły przez kostki. Gdy ułożone są 4 rzędy, szpilki ze stali zbrojeniowej o średnicy 12mm lub równoważne, wystarczająco długie aby przebić wszystkie 4 warstwy, powinny być wbite pionowo w dół w kostki, dwie na każda kostkę. Ich pozycja powinna być tak dobrana aby odległości miedzy szpilkami i końcami kostek nie były mniejsze jak 15cm . Ułożenie szpilek powinno w przybliżeniu zgadzać się z ułożeniem kotew wystających z fundamentu. Po ułożeniu każdej następnej warstwy w każdą kostkę należy wbić dwie szpilki o długości równej wysokości czterech kostek. Takie szpilkowanie powinno być kontynuowane do szczytu ściany. W ścianie składającej się z 7 lub 8 warstw kostek szpilkowanie 5 warstwy może być pominięte. Do tworzenia naroży w technologii samonośnej należy używać całych kostek, o ile konstrukcja nie jest zaprojektowana przez inżyniera lub architekta mającego uprawnienia państwowe lub zaaprobowana przez wydział budownictwa (Buiding Official).
Pionowe szpilki lub ich równoważniki, winny być usytuowane w odległości 30 cm od naroży i otworów drzwiowych. Klamry ze stali zbrojeniowej o średnicy 10mm wygięte w kształt litery U (15-45-15cm) powinny być wbite w naroże każdej warstwy tak aby złączyć dwie kostki tworzące naroże konstrukcji. Inne zaaprobowane metody mogą być też używane.

Sekcja 7205.7.5.1 Alternatywne metody szpilkowania. Gdy ułożone są 3 warstwy, szpilki ze stali zbrojeniowej o średnicy 12mm lub równoważne, wystarczająco długie aby przeniknąć przez wszystkie 3 warstwy, powinny być wbite w pionowo w dół w kostki, dwie na każdą kostkę. Ich pozycja powinna być tak dobrana aby odległości miedzy szpilkami i końcami kostek nie były mniejsze jak 15cm. Ułożenie tych szpilek powinno w przybliżeniu zgadzać się z ułożeniem prętów wystających z fundamentu. Po ułożeniu każdej następnej warstwy w każdą kostkę należy wbić dwie szpilki o długości równej wysokości trzech kostek. Takie szpilkowanie powinno być kontynuowane do szczytu ściany. W ścianie składającej się z 7 lub 8 warstw kostek szpilkowanie 5 warstwy może być pominięte.

Sekcja 7205.7.6 Konstrukcja wieńca dachowego. Konstrukcja samonośna powinna mieć wieniec dachowy na szczycie ściany aby przenieść obciążenie dachu i zapewnić sposób połączenia konstrukcji (więźby) dachu z fundamentem. Wieniec powinien być ciągły (continous) wzdłuż wszystkich ścian nośnych. (structural walls). Zaakceptowana konstrukcja wieńca dachowego składa się z 2 podwójnych horyzontalnych belek (desek plates) o wymiarach poprzecznych 5x15 lub większych, ułożonych odpowiednio wzdłuż wewnętrznej i zewnętrznej krawędzi ścian. Połączenie belek(desek) szczytowych powinno być wykonane przy pomocy beleczek 5x15 ułożonych prostopadle w rozstawie nie większej jak 180cm (od środka do środka) z uwzględnieniem prętów łączących fundament z wieńcem. Podwójne szczytowe belki (deski) 5x15 połączone są ze sobą gwoździami o długości 16cm w rozstawie co 40cm. W narożach łącza się ze sobą na zakładkę gdzie każda zakładka zbita jest 4 16cm gwoździami. Poprzeczne beleczki powinny łączyć się z podwójnymi belkami przy pomocy gwoździ 16cm po 4 na każdym ich końcu. Połączenie wieńca w rogu powinno być nakładkowe tak jak to przedstawiono powyżej lub przy pomocy zaakceptowanego odpowiednika jak skleja lub metalowa płytka gwoździowa. Inne rozwiązania wieńca dachowego musza zapewniać równą lub większą wytrzymałość pionową i zapewniać sztywność horyzontalną równą konstrukcji wykonanej z beleczek 5x10cm.

Sekcja 7205.7.7 Otwory i nadproża. Wszystkie otwory w konstrukcji samonośnych ścian winny znajdować się w odległości nie mniejszej jak długość kostki od rogu, o ile konstrukcja nie jest zaprojektowana przez inżyniera lub architekta mającego uprawnienia państwowe lub zaaprobowana przez wydział budownictwa (Building Official).
Sekcja 7205.7.7.1 Otwory. Otwory w ścianach zewnętrznych nie powinny przekraczać 50% powierzchni ściany wyliczonej na podstawie wymiarów wewnętrznych, o ile ściana ta poddana jest poziomym odkształceniom i o ile konstrukcja nie jest zaprojektowana przez inżyniera lub architekta mającego uprawnienia państwowe lub zaaprobowana przez wydział budownictwa (Buiding Official).
Sekcja 7205.7.7.2 Nadproża. Ciężar ścian i dachu obecny nad otworem powinien być przenoszony lub przekazywany na kostki słomy przy pomocy:
1) ramy strukturalnej
2) nadproża (kątowniki stalowe, belka drewniana, skrzynka drewniana).
Nadproże powinno być przynajmniej dwukrotnie dłuższe od szerokości otworu i przynajmniej 120 cm szersze od otworu. Nadproże powinno być wycentrowane w stosunku do otworu i nie powinno przekraczać granicy obciążeń z sekcji 7205.5 o więcej jak 25%.

Sekcja 7205.7.8 Ochrona przed wilgocią. Wszystkie ściany zewnętrzne powinny być zabezpieczone przed niszczącym działaniem wody. Uzgodniona bariera wilgotnościowa (np. folia budowlana) powinna być użyta aby zabezpieczyć od fundamentu co najmniej pierwszą warstwę kostek ale nie więcej jak 1/3 powierzchni ściany aby umożliwić naturalny transport pary wodnej z kostek. Bariera wilgotnościowa powinna być włożona na głębokość 15 cm między dwie warstwy kostek i powinna schodzić co najmniej 8cm poniżej górnej powierzchni fundamentu. Szczyt ściany jeśli nie jest zabezpieczony dachem też powinien mieć barierę przeciw wilgotnościową. Ściany powinny mieć specjalna barierę przeciw wilgotnościową przy wszystkich parapetach. To zabezpieczenie powinna stanowić nieprzepuszczalna warstwa jak papa, folia polietylenowa itp., zamontowana tak aby zapobiegać wnikaniu do ściany wody spływającej z parapetu okiennego.

Sekcja 7205.7.9 Tynkowanie ścian. Wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie ścian powinny być zabezpieczone przed uszkodzeniami mechanicznymi, ogniem, zwierzętami i długotrwałym zalaniem wody. Ściany z kostek przylegające do łazienki powinny być zabezpieczone przez barierę wilgotnościową. Cementowy tynk powinien być wzmocniony galwanizowana siatką podtynkowa lub jej równoważnikiem. Takie wzmocnienie powinno być zabezpieczone mocowaniem przechodzącym przez ścianę w rozstawie 60x40cm. Tam gdzie kostki stykają się z innym materiałem tynk powinien być wzmocniony przez rozciągniętą galwanizowaną (np. ocynkowaną) metalową listwę, lub równoważnikiem, wchodzącym na 15cm w ściany kostek.
Tynki z iłów i glin mogą być stosowane bezpośrednio na ściany zarówno wewnętrzne jak i wewnętrzne bez wzmocnień, z wyjątkiem gdy są stosowane na materiały inne jak słoma.

Sekcja 7205.7.10 Elektryczność. Wszystkie przewody elektryczne w ścianach i na ich powierzchniach powinny spełniać warunki Narodowego Prawa Elektrycznego (National Electrical Code). Przewody typów NM i UF mogą być używane lub mogą biec wewnątrz metalowych lub plastikowych rurek. Puszki elektryczne powinny być bezpiecznie umocowane do drewnianych elementów o długości 30cm (wartość zagłębienia w ścianie).
Sekcja 7205.7.11 Instalacje. Rury gazowe i wodne wewnątrz ścian powinny być umieszczone w osłonie uniemożliwiającej wyciek do ściany. Jeśli rury te montowane są na ścianie powinny być od niej odizolowane przy pomocy bariery wilgotnościowej.