Tårne og spir

I vor bygningstradition har overdækning af tårne indtil 13-1400-tallet blot været et enkelt tag i form af en kegle, et pyramidetag eller et sadeltag.

Efterhånden har tårntagene udviklet sig til mere og mere dekorative elementer. De har tidligere været forbeholdt kirker, slotte og borge, men er senere blevet anvendt i borgerskabets byggeri af boliger, især i slutningen af 1800-tallet og begyndelsen af 1900-tallet. Spiret med den slanke og forfinede form kan kaldes en videreudvikling af tårntaget.

Tårne og spir er bygningselementer af allerstørste betydning for de enkelte bygningers arkitektoniske udtryk og for bybilledet som helhed. Det kan man bl.a. se af den betydning, der tidligere har været lagt i udformningen af disse bygningsdele.

At nutidens arkitekter har lagt vægt på tårne og spir som bygningselementer ses også af, at nyere tids ellers detaljefattige byggeri i flere tilfælde bliver udstyret med tilsvarende konstruktioner, men udført i glas og stål. Det må samtidig erkendes, at jo dristigere, højere, slankere et tårn eller spir er, og jo flere sirlige detaljer det er udstyret med, jo større bliver de konstruktive og byggetekniske problemer. Vedligeholdelsen af tårne og spir er derfor væsentlig.

Det gælder både selve konstruktionen og tagdækningsmaterialet, hvad enten det er tegl, skifer eller metalplader. Se Tegltage med vingesten, Skifertage og Metaltage

Her beskrives først og fremmest tømmerkonstruktionerne i forbindelse med tårntage, spir og tagryttere.

		Foto: Eduard Troelsgård.

I ældre litteratur kaldes tårntaget for telttag. Tårntaget er det enkle pyramide-, sadel- eller kegleformede tag, svarende til tårnets grundflade.

Den væsentlige del af tårntagets konstruktion er gratspærene, som danner tagets hjørner. Forneden tappes gratspærene i bjælkerne i tårnbjælkelaget (det øverste bjælkelag), og foroven samles de om kongen, også kaldet hjælmstangen.

Kongen er et lodret stillet, kraftigt tømmer, som er tildannet polygonalt (mangesidet), så det kan tage imod og fastholde alle gratspærene, men kongen indgår ikke i det bærende system. Kongen kan være ført helt ned til tårnbjælkelaget, men er ofte udført som en hængesøjle, afsluttet i højde med et sæt hanebånd i spiret.

Kongen kan fortsætte op over spidsen som en fløjstang og give fæste for en vindfløj, et spyd eller anden pryd på spiret.

Skiftespær eller mellemspær udgør i nogle tårntage og spir en del af tagkonstruktionen, da afstanden mellem gratspærene ofte er større end rimeligt for tagdækningen. Af disse supplerende ekstraspær går skiftespærene fra rem til gratspær. Mellemspærene går fra rem til en veksel nær toppen. Vekslen er et vandret tømmerstykke, der indsættes mellem spær eller bjælker.

		8-sidet pyramidetag.

		Fra C.A. Jensen, Gjorslev 1917. Foto: Curt v. Jessen.

Hovedkonstruktionen i et pyramidetag kan altid i statisk henseende opfattes som et stangsystem, dvs. en konstruktion opbygget af stænger, der er samlet i et knudepunkt.

Et tre-sidet pyramidetag med alle gratspær fastholdt i tårnbjælkelaget er statisk og geometrisk bestemt. Dvs.der er netop det antal stænger og understøttelsespunkter, som er nødvendigt for, at konstruktionen er stabil.

Et pyramidetag med flere end tre sider og med alle gratspær fastholdt i tårnbjælkelaget er geometrisk overbestemt og statisk ubestemt, idet der er flere stænger eller understøtningspunkter end nødvendigt, for at konstruktionen kan blive stående.

Eksempelvis er et otte-kantet pyramidetag fem gange statisk ubestemt, hvilket betyder, at man med ændrede påvirkninger i konstruktionen kan fjerne enkelte stænger eller understøtninger, uden at konstruktionen kollapser. Dette muliggør udskiftning af råd- eller svampeangrebne dele ved en reparation, men det er ikke vilkårligt, hvilke spær eller understøtninger, der kan fjernes. Sådanne operationer skal derfor udføres med faglig bistand.

Selv om pyramidetaget er rumligt stabilt alene med gratspærene og deres fastholdelse i bjælkelaget ved murkronen, er der ofte indbygget yderligere en række afstivninger. På den måde kunne man gøre konstruktionen billigere ved at anvende spinklere tømmer. Tømmeret kunne også være kortere, da spærene på grund af afstivningen kunne stødes, dvs. samles, i længderetningen. Endelig sikrede afstivningen, at spiret blev stivere.

Hanebånd afstiver gratspærene mod hinanden ofte i flere lag, som danner etager i spiret. Helt små tårntage med højde mindre end 3-4 m afstives ikke med hanebånd. Med hanebånd kommer modstående gratspær til at danne et spærfag, også kaldet et bindt. Skråstivere i disse bindt kan yderligere øge stivheden af spiret.

Dels for at øge vridningsstivheden, dels for at sikre stabiliteten i forbindelse med stød i spærene kan tagfladerne afstives ved indbygning af skråstivere imellem gratspærene. Det er ikke nødvendigt at udfylde alle felter, men en traditionel løsning er at udfylde hvert andet felt i hver etage, forskudt mellem etagerne.

Ved reparation af tårntage og spir, hvor der skal lægges nyt tag, kan konstruktionens stivhed forbedres, ved at tagfladerne udføres med et eventuelt undertag af plader eller tæt bræddebeklædning.

Især ved større spir bygges der ofte et selvstændigt bærende system indenfor gratspærene. Dette supplerende tagværk kan være ført næsten op til toppen, eller det kan fungere som afstivning til en af etagerne undervejs.

Ved undersøgelse af kraftforløb og påvirkninger i de enkelte dele af konstruktionen, må kræfterne på de to eller flere bærende systemer fordeles efter systemernes relative stivhed, således at de stærkeste skuldre kommer til at bære mest.

Ved 4-kantede eller 8-kantede grundflader kan tårnbjælkelaget være anordnet (udført) med 2x2 krydsende hovedbjælker og med de dertil hørende modstående spær forbundet til bindter. Disse bindter er skråtstående og mødes i toppunktet omkring kongen.

		8-sidet pyramidetag med mellemspær og veksler. Efter A.D. Rasmussen: Husbygning, Odense 1929.

		8-sidet pyramidetag med alle gratspær fastholdt i tårnbjælkelaget. Geometrisk overbestemt og statisk ubestemt.

		8-sidet pyramidetag med hængeværk. Efter A.D. Rasmussen: Husbygning, Odense 1929.

		3-sidet pyramidetag med alle gratspær fastholdt i tårnbjælkelaget. Statisk og geometrisk bestemt.

Ved tårntage med krumme overflader, de såkaldte løgkuppelspir, udføres hovedkonstruktionen med retlinede spær efter samme retningslinier som ved et almindeligt tårntag.

Uden på spærene er der lagt planker, som er skåret til efter løgkuplens profil. Formen på spiret kan også være opbygget ved pålægning af skalke (kileformede træstykker).

		Tagrytter med hængeværk. Efter A.D. Rasmussen, Husbygning, Odense 1929.

		Løgkuppelspir. Efter Opderbecke, Zimmermann, Leipzig 1907.

Tårne eller spir placeret over en tagrygning eller en korsskæring kaldes for tagryttere. De er sædvanligvis understøttet på tagværket, som derfor må være forstærket under tagrytteren - som regel med et hængeværk (en bærende tømmerkonstruktion), som kan bære den betragtelige ekstra belastning fra tagrytteren ud til murene.

Spir og tagryttere kan være forsynet med åbninger, der giver mulighed for udsyn og / eller placering af klokker. Denne del af et spir eller en tagrytter kaldes lanternen. Lanternens åbne konstruktion giver synsindtrykket lethed og elegance. Dele af spærene står frit og må derfor inddækkes for at beskytte dem mod vejrliget. Det sker med bly, kobber eller zink.

Der kan ofte forekomme råd- eller svampeangreb i spirets og tårnets trækonstruktioner, hvor især deres fodpunkter er sårbare. Dette skyldes vanskeligheder med at gøre de mange kompakte falssamlinger tætte. På grund af solens opvarmning af den indklædte konstruktion kan temperaturen i tømmeret ofte blive temmelig høj og medvirke til kondensdannelse under metalpladerne. Man skal derfor sikre sig, at træet kan udluftes.

Svamp- og rådskader i indklædt tømmerkonstruktion. Foto: Eduard Troelsgård.

De væsentligste påvirkninger på tårne og spir er egenvægten af spiret samt vindlasten. Egenvægten kan regnes jævnt fordelt på gratspærene eller på andre bærende dele, der hviler på murværk eller bjælkelag. Vindlasten er en væsentlig belastning på spir, fordi de sædvanligvis er højt og frit placeret i forhold til omgivelserne. Vindbelastningen virker ikke alene i vandret plan, men også i en opad rettet kraft på grund af sug.

Lokalt kan der på tagfladen omkring kanter forekomme sug af størrelsesorden 2,0 kN/m2 (200 kg/m2), og det skal beklædning, inddækninger m.v. kunne optage.

Der kan desuden være påvirkninger fra ophæng af klokker. Denne kraft fordeles ligesom egenvægten jævnt på tårnets eller spirets bærende konstruktion, med mindre klokkerne er svingende. I så fald skal konstruktionerne også undersøges for dynamiske påvirkninger.

Efter beregning af egenvægt og vindlast kan det efter Dansk Standard, DS 409 og 410, Sikkerhedsbestemmelser for konstruktioner og Last på konstruktioner, beregnes, om der er behov for forankring af spiret.

Den nødvendige ballast for forankring af tårntage og spir fås ved fastgørelse af ankerbolte tilstrækkelig langt ned i tårnets murværk.

Selvom tagværket ikke nødvendigvis har brug for forankring, placeres der alligevel ofte bolte med fastgørelse 1 til 1,2 m nede på indersiden af murværket.

		Eksempel på belastninger på et pyramidetag. Resultanten falder indenfor understøtningsfladen. Forankring er derfor ikke regningsmæssigt påkrævet, men udføres som regel alligevel.

		Eksempel på belastninger på et tårnspir. Resultanten falder udenfor understøtningsfladen. Forankring af den bærende konstruktion er derfor nødvendig.

 

I ældre tårne er remmene ofte muret ind i murkronen, og spirets trækonstruktion kan være ført en eller flere etager ned i tårnet. Det kan være uklart, om spiret skal støtte muren eller omvendt. Det vil i så tilfælde være rigtigt at sikre spiret på det sted, hvor det lodrette kræfter lægges af på tårnets murværk, og fastholde det med forankring nedefter i murværket.

Spirenes hovedkonstruktion har traditionelt været udført med et meget stort træforbrug med tømmer i store dimensioner af hensyn til samlinger - med mange afstivninger og mange etager samt ofte med stød i spærene. I 1832 anførte dr. Georg Moller, som var Baurat (bygningsembedsmand) i Hessen, helt nye principper for bygning af høje spir.

De væsentligste regler er:

• murremmene lægges løst af på murkronen
• der skal være luft omkring murremmene
• spirets indre udtyndes, skallen forstærkes
• kongen skal kortes af og udføres som hængesøjle; den har således ingen understøtning
• samlinger mellem tømmerstykker udføres hellere som svalehaleforbindelser (kileformede samlinger) med lille indskramning end som tapsamlinger
• der må aldrig være lodret kraftoverføring gennem sidetræ, dvs. en stolpe må ikke overføre tryk til en vandret liggende bjælke - herfra er dog undtaget de steder, hvor spærene hviler på bjælkerne
• der udføres tværforbindelser ved spirets fod (tårnbjælkelag), så muren ikke belastes af vandrette kræfter i forbindelse med optagelse af egenvægten
• der må gerne være trækforbindelser rundt om spiret ved etagerne for at fastholde gratspærene
• alle taphuller, som kan blive våde, skal drænes
• der skal være ventilation
• der skal være mulighed for udskiftning af tømmerstykker
• der skal opsættes gangbroer for inspektion

Dr. Moller blev meget hyppigt citeret i faglitteraturen i de følgende ca. 100 år, men principperne er dårligt slået igennem endnu, selvom de stadig har fuld gyldighed.

Tårntage og spir kan være dækket med alle sædvanlige tækningsmaterialer:

• metal på bræddeunderlag
• skifer på lægter
• tegl på lægter, gerne med undertag
• spån på lægter
• pap på brædder eller plader

Tagdækningsarbejderne adskiller sig principielt ikke fra arbejderne på almindelige tage udover den ekstra omhu, som kræves her på grund af vanskelige adgangs- og arbejdsforhold. Særligt kræver den arkitektoniske udformning med f.eks. buede former og detaljer, kraftig vindpåvirkning og vanskelige arbejds- og adgangsforhold, at arbejdet udføres med ekstra omhu.

Et særligt problem er risikoen for galvanisk tæring imellem inddækninger, plader og skruer m.v. af forskellige metaller. Se Metaltage

		Traditionelt udført spirkonstruktion. Efter G. Moller 1832.

		Spirkonstruktion efter Mollers principper. Efter G. Moller 1832.

Enhver reparation må begynde med en registrering af spirets geometri, opbygning af det bærende hovedsystem, afstivninger og forankringer.

Dernæst skal der foretages en registrering af skader, hvor følgende punkter kræver særlig opmærksomhed:

• tilstanden og fastgørelsen af en eventuel fløjstang og dens afdækning
• træværkets tilstand i den kompakte del omkring kongen
• spærfødders og tårnbjælkelags tilstand
• eventuelle beklædte, indelukkede trædele
• ankre, beslag, samlinger
• dækningens tæthed

Hvis der er skader på tømmerkonstruktionen, skal den repareres ved friskæring af de skadede stykker, inkl. sikkerhedszoner. Se Reparation af råd- og svampeskader

Derefter indsættes nye stykker med samlinger, som er beregnet for de aktuelle påvirkninger i stødet (samlingen). Udover bøjningspåvirkninger skal spærene også kunne optage træk- og trykkræfter. Samlingerne kan ofte udføres som skrå bladsamlinger med to gennemgående bolte med indlæg og underlagsplader. Se Reparation af tagværker

Ved et stød (samling) i spæret skal der eventuelt udføres en fastholdelse til de øvrige spær eller til anden afstivende konstruktion. Det skal sikres, at spirets stabilitet ikke forringes mere end acceptabelt under arbejdet, og der skal eventuelt udføres midlertidige understøtninger.

Tømmerdimensionerne er ofte større, end de ville være ved en moderne konstruktion gennemregnet og udført med moderne samlingsmetoder. Ved reparationer bør de gamle dimensioner imidlertid genanvendes, bl.a. for at bevare spirets statiske forhold, stivhed m.m.

Samlingen af spærene omkring kongen skal ofte forstærkes, for at den nødvendige forskydningskraft kan overføres. Dette kan eventuelt gøres med gennemgående bolte fra spær til spær i hvert bindt.

Der bør i videst muligt omfang genanvendes gammelt træ. Hvor dette ikke kan skaffes, må det sikres, at træet er lagret og har en fugtighed svarende til indbygningsforholdene.

Træværket beskyttes bedst ved, at man sikrer sig, at det holdes tørt, dvs. at tagdækning og inddækninger vedligeholdes.

Indmurede remme bør frilægges, så der bliver et par cm's luft omkring dem.

Reparationer og eksisterende samlinger gennemgås for at konstatere risiko for vandsamlinger, f.eks. i bunden af taphuller.

Der bør sikres rigelig mulighed for afvanding af risikoområder som f.eks. spærfødder, murkrone og lommer.

På metaltage og ved inddækninger med metal er der risiko for kondensdannelse mellem metalbeklædningens inderside og træværket. Der skal skabes mulighed for afvanding og senere udtørring, f.eks. ved at fræse kanaler (riller) i de konstruktioner, hvor metal ligger mod kompakt træ, og i knudepunkter med meget træ, f.eks. ved samlingerne omkring kongen.

Nye murremme og andet træ med kontakt mod mur bør være imprægneret, men det skal frem for alt være træ af god kvalitet.

Bræddebeklædning under metaltage udføres med 2-3 cm mellem brædderne for at give mulighed for fordampning af kondens.

Nøglepunkter som spærfødder, eksisterende murremme m.v. efterimprægneres og beskyttes ved indboring af patroner med indhold af imprægneringsmiddel som f.eks. borsalte. Når træet opfugtes, vil imprægneringsmidlet trænge ind i træet.

Hvis det er nødvendigt at fjerne beslag, ankerbolte og ankre for fornyelse eller reparation, skal dette ske efter en samlet plan, der sikrer konstruktionens stabilitet under istandsættelsen. De renses, rustbeskyttes eller udskiftes med rustfrit stål 18/8.

		Eksempel på dræn i trækonstruktion inden beklædning. Foto: Mogens Andersen.

Titel

Tårntage og spir

Oplæg

Tekstoplæg: Eduard Troelsgård, civilingeniør. Tegninger: Mogens Andersen, arkitekt m.a.a.

Ansvarlig institution, Copyright, redaktion og udgiver

Kulturarvsstyrelsen, Kulturministeriet

Opdateret

December 2004

Yderligere oplysninger

Kulturarvsstyrelsen
H.C. Andersens Boulevard 2
1553 København V
Telefon 33 74 51 00

Litteratur

Andreas Bugge, Husbygningslære, Christiania 1919.

D. Rasmussen, Husbygning, Odense 1929.

Georg Moller, Beiträge zu der Lehre von den Construktionen, 1832.

Tårngruppen: Tårne, spir og kupler. Om Københavns og Frederiksbergs karakteristiske tårnlandskab. København 1995.