W budownictwie tego rodzaju, zwanym krótko szkieletowym, usztywnienie nośnej konstrukcji drewnianej następuje nie jak kiedyś za pomocą rzemieślniczych, pracochłonnych zastrzałów i połączeń ciesielskich, lecz przy użyciu płyt (poszycia).

Jedność konstrukcji nośnej i poszycia tworzy pod względem statycznym tarczę. W ten sposób powstała tarcza stanowi wraz z innymi, prostopadle ustawionymi tarczami ściennymi sztywny system (co najmniej 3 osie nie przecinające się w jednym punkcie).

Płyta służy tutaj za usztywnienie szkieletu, a jednocześnie zabezpiecza się ją przed wyboczeniem – za pomocą ciasno ustawionych słupów. Płyta i szkielet usztywniają się więc wzajemnie, co umożliwia stosowanie relatywnie małych przekrojów.

Poszycie składało się najpierw z ukośnych desek, później z płyt z tworzyw drewnopochodnych lub gipsopochodnych.

Znaczny rozwój budownictwa płytowo-szkieletowego nastąpił w Ameryce Północnej po kryzysie 1929 r., gdy następowało uprzemysłowienie i racjonalizacja we wszystkich gałęziach gospodarki.

Racjonalizacja w budownictwie drewnianym rozpoczęła się od standaryzacji przekrojów drewna na słupy i belki sufitowe oraz rygle ścienne. Taki system ułatwia gromadzenie zapasów materiałów drzewnych, do tego drewno takiego samego przekroju może być racjonalniej tarte, a przede wszystkim lepiej suszone.

W przeciwieństwie do klasycznego budownictwa szkieletowego, które wymagało wielu odmiennych przekrojów drewna, w nowym amerykańskim budownictwie szkieletowym (ang. timberframe) zachowalo się tylko kilka smukłych (wysokich) przekrojów.

Odpowiednio do wymagań statycznych, zestawia się je następnie w kilkudzielne słupy. Zużycie drewna jest przy tym nieco większe, ale wyrównuje to inne korzyści, o których będzie dalej mowa.

Połączenia drewnianych słupów, podwalin i rygli ze sobą wykonywano w klasycznym amerykańskim duchu w wytwórniach na placu budowy (ang. fieldfactoring). W Europie odbywa się to w suchych, precyzyjnie pracujących wytwórniach ciesielskich. Środkami łączącymi są gwoździe, w rzadkich wypadkach także blachy kolczaste, sworznie i pierścienie.

Tak zwane dowiązywanie wymiarów (wyznaczanie wymiarów według wzajemnego położenia elementów konstrukcji) odbywa się kondygnacja po kondygnacji; gotowy strop może służyć jako platforma robocza i oszczędza się na rusztowaniach w fazie stanu surowego.

Konstrukcja platformowa
W Stanach Zjednoczonych i w Europie taka konstrukcja, realizowana kondygnacja po kondygnacji, jest nazywana platformową (ang. platform-framing).

W przeciwieństwie do tego, dodatkowo rozwinęła się (u nas nie przyjęta) konstrukcja balonowa (ang. balloonframing), w której ściana przebiega przez kilka kondygnacji.

Konstrukcja balonowa
Tutaj tarcze ścienne montuje się najpierw na ziemi i ustawia. Usztywnienie wykonuje się prowizorycznie długimi łatami. W drugiej fazie roboczej, belki stropowe mocuje się do słupów ściennych za pośrednictwem belek skrajnych. Zaleta tej metody budowania polega na krótkim czasie ustawiania i małym osiadaniu, natomiast powstaje dodatkowy nakład pracy na czasowe usztywnienia podczas budowy.

Ochronę akustyczną i cieplną uzyskuje się przez włożone do wewnątrz materiały termoizolacyjne. Konstrukcję nośną całkowicie zakrywa się od zewnątrz i od wewnątrz, jedynie w niewielu wyjątkowych wypadkach lub z przyczyn architektonicznych słupy lub belki stropowe pozostają widoczne. Stosowanie drogiego laminatu drzewnego minimalizuje się, używając przekrojów złożonych zlicowanych ze ścianą.

Izolację wiatroszczelną układa się na gładkiej powierzchni zewnętrznej ściany, przez co redukuje się liczbę krytycznych miejsc (styków).

Budownictwo drewniane płytowo-szkieletowe znalazło zastosowanie w Europie przede wszystkim do budowy gotowych domów. Zależnie od wielkości prefabrykowanych elementów ścian rozróżnia się budownictwo wielkopłytowe i drobnopłytowe. Wysoki stopień prefabrykacji oznacza (w powiązaniu z masową produkcją) maksymalnie korzystne koszty budowy. Naturalnie, wraz z rosnącą wielkością płyty ogranicza się różnorodność form. Zmiany – zwłaszcza odchylenia od siatki modularnej – oznaczają większy wydatek i mogą cały system postawić pod znakiem zapytania.

W latach 80. amerykańska metoda budownictwa szkieletowego została przeniesiona do warunków niemieckich. Elementy budowlane niemieckich rozwiązań w zasadzie odpowiadają amerykańskiej konstrukcji platformowej, zostały jednak dostosowane do miejscowych obowiązujących przepisów budowlanych.

Odpowiednio do amerykańskich założeń, także i tutaj chodzi o metodę budowania tarczowego. Oznacza to, że ściana – łącznie ze słupami i poszyciem – przejmuje obciążenie. Poszczególne tarcze budynku usztywniają się wzajmnie, dając stabilny układ. Aby projektantowi dać do ręki prostą statyczną regułę, podaje się poniższe “kryteria odliczania”: liczba usztywniających się tarcz powinna wynosić co najmniej TRZY w rzucie poziomym. Tarcze te muszą być ustawione w DWU różnych kierunkach i nie powinny przecinać się w JEDNYM punkcie.

Ponadto konstrukcja powinna być określona przez siatkę modularną, która odpowiednio do niemieckich lub europejskich warunków wychodzi z 0,625 m lub 1,25 m. Siatka wynika przede wszystkim z wymiarów dostępnych w Europie materiałów wykończeniowych, jak poszycia (płyty gipsowo-kartonowe lub wiórowe) oraz izolacje termiczne, a także z innych wymiarów podstawowych dotyczących materiałów wykończeniowych.

Projekt naturalnie nie powinien doznawać uszczerbku przez taką siatkę modularną, gdyż drewniana płyta bez większego nakładu może być przycięta w dowolnym miejscu (nie leżącym w siatce). Otwory są wprawdzie ekonomicznie korzystniejsze przy wymiarze równym wielokrotności najmniejszej jednostki 0,625 m, ale nie oznacza to żadnego przymusu dla projektu. Układ rzutu poziomego, podobnie jak w budownictwie masywnym (tradycyjnym), jest swobodny, jeżeli tylko zapewniono usztywnienia układu.

Preferowany obszar zastosowania budownictwa płytowo-szkieletowego, z jego ścianami pokrytymi poszyciem, raczej nie znajduje się w reprezentacyjnym budownictwie mieszkaniowym lub budowlach publicznych, gdzie przede wszystkim stosuje się “otwarte” rzuty poziome, rozczłonowane ściany i widoczne konstrukcje nośne.

Ta dziedzina na pewno będzie lepiej i przekonywująco obsłużona przez klasyczne budownictwo szkieletowe.

Jednak właśnie obszar budownictwa mieszkaniowego czy to domów jednorodzinnych, czy nawet kilkukondygnacyjnych eksperymentalnych budynków mieszkalnych z uwzględnieniem aspektów budowlano-biologicznych i ekologicznych – może być w sposób bogaty w warianty realizowany za pomocą budownictwa płytowo-szkieletowego.

Oprócz tego w tym rodzaju budownictwa istnieją stosunkowo duże możliwości dla udziału własnej robocizny, którą nawet rzemieślniczo niewprawny inwestor może wziąć na siebie.

Literatura
DZIARNOWSKI Z., MICHNIEWICZ W.: Konstrukcje z drewna i materiałów drewnopochodnych. Arkady, Warszawa 1974.
MIELCZAREK Z.: Konstrukcje drewniane. Arkady, Warszawa 1994.
PRACA ZBIOROWA: Drewniany dom szkieletowy bez błędów. Poradnik projektanta, wykonawcy i inwestora. Wydawnictwo Murator, Warszawa 1997.
THALLON R.: Od piwnicy aż po dach, czyli ilustrowany poradnik projektowania i budowy szkieletowego domu drewnianego. The Taunton Press – Wydawnictwo Murator, Warszawa 1995.
KOLB B. (red.): Aktueller Praxisratgeber f.r umweltvertr-gliches Bauen (Aktualny praktyczny poradnik budownictwa zgodnego ze środowiskiem). Weka Verlag, Kissing 1995.
KOLB J.: Systembau mit Holz (Budownictwo systemowe z drewna). Baufachverlag Lignum, Z.rich 1995.
NATTERER, HERZOG, VOLZ: Holzbauatlas Zwei (Atlas budownictwa drewnianego Dwa). Institut f.r internationale Architekturdokumentation, M.nchen 1991.
RUSKE W.: Neue Holzh-user im Detail (Nowe domy z drewna z detalami). Weka Verlag, Kissing 1990.
Bund Deutscher Zimmerer, im Zentralverband des Deutschen Baugewerbes: Holzrahmenbau, mehrgeschossig (Drewniane budownictwo szkieletowe, kilkukondygnacyjne). Bruder Verlag, Karlsruhe 1996.
PN-81/B-03150. Konstrukcje drewniane. Obliczenia statyczne i projektowanie
DIN 1052. Holzbauwerke (Konstrukcje drewniane).