Viilkatust on tuhandeid aastaid leitud väga erinevatest kultuuripiirkondadest ja erinevatel hoonetüpoloogiatel. See ajalooliselt väljakujunenud ja samas mitmekülgne kasutus ei ole juhus. Sest viilkatus avaldab muljet oma tohutu paindlikkuse ja muutlikkusega. Kõik, mida pead teadma selle tänapäevani väga populaarse katuse arhetüübi kohta, leiad siit.
Viilkatuse päritolu
Viilkatuse päritolu on ebaselge ja on juba eelajaloolises faasis kadunud. Tõenäoliselt tekkis see paljudes kultuurides iseseisv alt, õigemini kultuurieelsetes faasides. Miks see nii on, saab hõlpsasti seletada, vaadates selle lihtsamaid konstruktsioonivorme. Kui toetate kaks posti, oksi või muid tugielemente üksteise vastu, on teil juba viilkatuse segment. Tiheda materjaliga kaetud see pakub üllatav alt palju ruumi võrreldes sellega kaasneva pingutusega ja tagab samal ajal vihmavee ohutu ärajuhtimise. Muidugi on materjalid ja mõõtmed ajaloo jooksul oluliselt muutunud, kuid põhilised funktsionaalsed põhimõtted jäävad muutumatuks tänaseni. Seetõttu on lihtne mõista, et seda tõhusat ja ökonoomset katusekuju leidub enamikul tänapäevalgi ehitatud hoonetel.
Ehitus ja staatika
Konstruktsiooni seisukoh alt on tänapäevaste viilkatuste jaoks kaks süsteemi, mis tagavad konstruktsiooni stabiilsuse ning vastavad kõikidele siseruumile, kandevõimele ning soojusisolatsiooni ja tihenduse konstruktsioonile esitatavatele nõuetele.
Sarikatus
Sarikate katus on endiselt väga lähedal kahe teineteise vastu toetuva tugielemendi kujule, mida kirjeldati juba selle loomisel. Sarikatuses toetavad vastandlikud sarikad üksteist ja moodustavad koos all oleva kandeelemendiga ehk lae või seinaga isejäigstuva ja kandva kolmnurga. Need kandvad kolmnurgad, mis on paigutatud ühte ritta peaaegu igas numbris, loovad viilkatuse. Konstruktsiooniliselt vajalike elementide arv on juhitav sellise viilkatusega:
-
Lävi:
moodustab sarikate alumise toe ja samal ajal üleminekupunkti alusseinte või lagede ja katusekonstruktsiooni vahel
-
Rafters
tugielemendid, igaüks paarikaupa vastandlikus paigutuses
-
Jangistumine
vajalik harja pikisuunas, tänapäeval enamasti diagona altuuleribadena või staatiliselt efektiivse lameda aluskatusena
MÄRKUS:
Staatilisest vaatenurgast ei ole sarikakatuse jaoks hari vajalik. Selleks, et selles katusepindade ülemises ühenduspunktis saaks hoone välispiirdet konstruktsiooniliselt puht alt kujundada, moodustatakse tavaliselt harjatala või vertikaalne harjalaudis. Näiteks toetab see kivikatuse harjaplaate või fooliumi-, plekk- või haljaskatustel harjaplaati.
Läänkatus
Võrreldes sarikakatusega tundub vooderdatud katus oma konstruktsioonilt keerukam, kuid tänu jätkuvale lihtsusele ja kohandatavusele on see siiski selgelt struktureeritud ja lihtne võrreldes paljude teiste katusevormidega. Ka siin on kandekonstruktsiooni põhielemendiks katuse sarikad. Kuid need ei toeta enam üksteist, vaid kannavad ainult koormused katuse pinn alt kandekonstruktsioonile. Koormused kantakse üle vähem alt kahe, kuid tavaliselt kolme kandepunkti kaudu sarika kohta: läve- või jalatsik, keskmine sang ja hari. Staatiliselt efektiivsete elementide ülevaade on seega sarnane, kuid veidi pikem kui sarikakatuse puhul:
-
Lävi
Sarikate kihi alus ja ühendus alloleva hoonega
-
Center purlin
Vajalik keskmine tugi ja koormuse ülekandmine suurte sarikapikkuste puhul, asetatuna kas puitkonstruktsioonile või tugev alt ehitatud siseseintele katuseruumis
-
Esimene
sarikate ülemine tugi- ja koormuse ülekandepunkt, tavaliselt asetatakse viilseintele ja nende vahele paigutatud tugedele või siseseintele
MÄRKUS:
Staatilisest vaatevinklist muudab tsentraalse vao kasutamine sarika kahele punktile toetuvast üheavalisest talast kolmele punktile toetuks mitmeavaliseks. Koormus ei jagune mitte ainult mitme tugipunkti vahel, vaid ka üksikute väljade läbipaine väheneb veelgi tänu naabervälja panusele. Tsentraalse rihmaga saab seetõttu staatiliselt nõutavas ristlõikes sarikat oluliselt vähendada ja kokkuvõttes kulub materjali veelgi vähem kui ilma tsentraalse rihmata!
Tihend
Lisaks stabiilsusele on katus alati pidanud pakkuma ilmastikukaitset. Tänapäeval hõlmab see lisaks vihmakindlusele ka tuule- ja veeaurukindlust, mis tungib ruumi õhust konstruktsiooni ning võib põhjustada niiskus- ja hallituskahjustusi. Klassikaliselt koosneb viilkatus kahest tihendustasandist:
1. Sisemine tihend
- Ülesanne: Difusioonitihedus seest väljapoole, samuti õhutihedus
- Enamasti kantakse sarikakihi siseküljele
- Tuleb paigaldada peamise isolatsioonipaketi sisse
2. Väline tihend
- Ülesanne: Vihmavee tihendamine
- Loodud väljaspool isolatsioonikihte
- Võib kombineerida isolatsiooniga (nt pehme puitkiudplaat) või katusekattega (nt plekk- või fooliumkatus) või eraldi kihina (nt kivikatus)
- Vajalik vett ärajuhtiva kihina katetele, mis ei ole täiesti tihedad (nt tellised), kui tuul surub vihma või lume telliste alla
Soojusisolatsioon
Katuse kujust hoolimata on soojusisolatsiooni teemal tänapäeval tohutult roll. Ühelt poolt tuleneb see seadusest tulenevatest nõuetest ja pidev alt tõusvatest energiahindadest. Teis alt on isolatsioon vajalik vaid tänapäeval, sest katusepindades on tavaliselt ka eluruumid, kus varem olid ette nähtud vaid kütmata panipaigad ja laoruumid.
Villkatus on soojapidavuse osas väga paindlik ja koostööaldis: suurem osa vajalikust soojustusest mahub kandvate sarikate vahele. Loogiliselt ei saa seal, kus on sarikad, olla isolatsiooni, kuid ainuüksi enamkasutatava materjali, puidu, isoleerivast toimest piisab piisava isolatsioonivõime saavutamiseks. Seda isolatsioonipaketti saab täiendada isolatsioonikihtidega sarikakihil või isegi selle alumisel küljel. Levinud isolatsioonimaterjalid on järgmised:
Sarikate vaheliseks soojustamiseks:
- Mineraalvill (varem klaasvill, nüüd kivivill)
- Tselluloosist isolatsioon
- Ökoloogiliselt mõistlikud isolatsioonimaterjalid, nagu lambavill, kanep jne.
- okaspuitkiudplaat
MÄRKUS:
Mõõtmekindla, mittepainduva isolatsiooni kasutamine sarikate vahel oleks võimalik, kuid puitsarikate kokkutõmbumisel ja liikumisel tekkivad vuugid tooksid kaasa isolatsiooniefekti olulise vähenemise.
Sarikate ülemise ja alumise isolatsiooni jaoks:
- Vajalikud pehmed isolatsioonimaterjalid, näiteks sarikatevaheline isolatsioon, seejärel katusekonstruktsiooni või sisevooderduse tugipuit
- Vahud kui mõõtmetekindlad isolatsioonikihid, millele saab kanda katusekatteid ilma struktuurse kandekonstruktsioonita
- Stabiilsed ja survekindlad pehmed puitkiudplaadid
Sarikate vahelise soojustuse eeliseks on see, et katusekonstruktsioon on suhteliselt väike. Kui aga sarikad jäävad nähtavale, võib kogu isolatsiooni kanda ka kandekonstruktsioonile. Olenev alt isolatsioonimaterjalist võib siis olla vajalik luua puitraketise näol tugitasand, millele toetub isolatsioonikiht.
Katusetööd
Villkatuse saab luua peaaegu kõigi tänapäeval turul levinud katusekatetega. Kuid traditsioonilisi ehitusmaterjale saab siiski kasutada, võttes arvesse tänapäevaseid tiheduse ja soojusisolatsiooni nõudeid:
- Ajaloolised õlg-, põhu- ja pillirookatted
- Tellised ja betoonist katusekivid
- Lekkmetall (alumiinium, vask, titaantsink jne)
- Fooliumkatused, kruusa või taimestikuga laugetel nõlvadel
Katusekatte tänapäevased erivormid võivad mõnikord kombineerida isegi kandevõimet, isolatsiooni ja tihendust. Näiteks kui kattekihina kasutatakse sandwich-elementi, siis loomulikult ei ole vaja selle alla kanda kandvaid elemente, nagu sarikad, kuna katuseharja, keskharja ja läve vahelised elementpaneelid saavad end ise kanda. Samuti pole siin vaja isoleerida ja tihendada.
Katusekalle
Klassikaline viilkatuse kuju on sümmeetriline ja mõlemal katusepinnal ühesuguse kaldega. Võimalikud kalded sõltuvad kasutatavast katusekujust ning sõltuvad ka moest ja katusepinna kasutusest kõikumisele.
Nõlvad olenev alt kattest:
-
Tellised ja betoon:
olenev alt tellisest kuni 15°, üksikutel mudelitel võimalik isegi 10°
-
Slide:
teoreetiliselt 0° võimalik, kuid lamekatuse juhiste järgi vähem alt 2° (siis pole enam päris viilkatus)
-
Plekk:
vähem alt 5°
-
Ajaloolised ehitusmaterjalid:
DIN standardile vastav minimaalne tehniline spetsifikatsioon puudub, kuid tavaliselt on väga järsud kalded vihmavee ärajuhtimiseks materjali läbitungimise eest - sageli võib leida 45° ja rohkem, aeg-aj alt kuni 60 või isegi 70°
Mida järsemaks muutub viilkatus, seda suuremaks muutub kasutatav katusepind. Katuse kõrguse kasvades muutub aga aina suuremaks katusetipp, mis ise on vaev alt kasutatav. Kaasaegsetes elamutes on levinud katusekalded sageli 25–35°, kusjuures katus ei toetu otse laele, vaid kuni ühe meetri kõrgusele seinalõigule – põlveseinale. Projekteerimisel või linnaplaneerimisel kasutatakse endiselt regulaarselt kõrgema või väiksema kaldega katuseid.
Erinõuded või kohalikud tingimused võivad alati kaasa tuua selle, et viilkatust ei teki sümmeetriliselt. Näiteks kallakul saab mäepoolse katusepinna tasasemaks muuta, et anda allolevale seinale akende ja uste jaoks kasutatav kõrgus.
Lisakonstruktsioonid ja -paigaldised
Nii lihtne, kui viilkatus ise välja näeb, saab seda mitmel viisil laiendada või muuta. Arvukad elemendid, mis on nüüdseks katusemaastiku asendamatuks osaks, laiendavad või parandavad ruumide kasutatavust katuseruumis.
Kõigi muudatuste päritolu
Ükskõik, milline element viilkatusse sisestatakse, kaasneb sellega alati sekkumine kandvatesse sarikatesse. Enamasti tuleb ühe või mitme sarikate osad eemaldada. Kandevõime säilitamiseks sisestatakse seejärel nn. Sarikate vahel risti kulgevad vahetuspuit toetavad lõigatud sarikat ja kannavad selle koormused naabersarikatele.
Katuseaken
- Võimaldage katusel elamispinda valgustuse ja ventilatsiooni kaudu
- Pakkuge lisaruumi, eemaldades aknapinna all oleva sarika ja soojustuspaketi
- Täna saadaval isegi maast laeni ja seda saab eksponeerida miniatuursel rõdul
- Levinud kujundid: kokkupandavad, käänd- või käändaknad
Katuserõdud
- Kas katuseal alt või katuseruumi siseneva lodžana võimalik
- Väga intiimne, raskesti nähtav õueala, kuna katus tagab hea privaatsuse kaitse
Dormers
- Looge pööninguruumi lisaruumi
- Loo kaldus lagede asemel vertikaalsed, kergesti sisustatavad seinad
- Võimalikud on mitmesugused kujundused, nt viilkatuse mansard, järelluuk, lamekatuse mantel jne.
- Väga hea säritus tänu tavaliste fassaadiakende kasutamisele katuseakende asemel
Eelised ja puudused
Nüüd on viilkatusel palju eeliseid, mille miinuseks on üks-kaks miinust. Need on korduvad:
Eelised
- Lihtne ehitus
- Lihtne ehitada tänu lihtsale ehitusele ja tõhusale materjalikasutusele
- Disainilt mitmekülgne
- Lihts alt laiendatav ja muudetav tänu arvukatele täiendustele
- Hea vee äravool tänu katusepindade kaldele, seega vähem vastuvõtlik kahjustustele konstruktsiooni nõrkuste korral
- Sisemust saab hõlpsasti kasutamiseks kohandada katusekalde reguleerimisega
puudused
- kaldlaged raskesti sisustatavad
- Lisaelementide puhul on ühenduste ja üleminekute jaoks suhteliselt palju pingutusi
- Katusetipp on järskudel nõlvadel vaev alt kasutatav
