Tarasy wentylowane – hydroizolacja, termoizolacja i paroizolacja

Taras nad pomieszczeniem ogrzewanym

Paroizolacja oraz termoizolacja występują w zasadzie tylko w przypadku tarasów nadziemnych, dla tarasów naziemnych izolacja pod warstwą użytkową jest jednocześnie izolacją główną.

Układ izolacji komplikuje się nieco dla tarasów nad pomieszczeniami. Na rys. 1 pokazano typowy układ warstw tarasu nad pomieszczeniem. Proszę zwrócić uwagę na obecność warstwy dociskowej na termoizolacji. Warstwy te rozdzielone są izolacją główną. I takiego układu należy się konsekwentnie trzymać: izolacja główna znajduje się na termoizolacji, natomiast izolacja pod warstwą użytkową znajduje się na jastrychu dociskowym.

Rolą tej pierwszej (izolacji głównej – warstwa nr 6) jest zabezpieczenie połaci przed zalaniem w razie uszkodzenia izolacji pod podstawkami dystansowymi. Natomiast rolą izolacji pod posadzką (warstwa nr 4) jest zabezpieczenie podkładu dociskowego przed zawilgoceniem.

Nie oznacza to jednak, że mamy tu do czynienia z gradacją ważności powłok wodochronnych. Obie są tak samo ważne. Jednak charakter obciążeń powoduje, że do ich wykonania nierzadko stosuje się różne materiały.

Na izolację pod podstawkami dystansowymi można stosować:

• bitumiczne materiały rolowe, takie jak pa­py polimerowo-bitumiczne lub samoprzylepne membrany bitumiczne,
• rolowe materiały z tworzyw sztucznych i kauczuku (EPDM),
• materiały bezspoinowe – elastyczne szlamy uszczelniające, a dla tarasów naziemnych także powłoki żywiczne.

Dobór rodzaju materiału zależy od koncepcji konstrukcji oraz analizy obciążeń (układu podstawek dystansowych, średnicy ich stopki oraz sposobu użytkowania połaci – ze względu na obciążenie punktowe i niebezpieczeństwo uszkodzenia/przebicia hydroizolacji).

Taras nad pomieszczeniem jest rodzajem dachu użytkowego. Niektóre papy bitumiczne, zwłaszcza w wysokich temperaturach, mają tendencję do wydzielania specyficznego zapachu, co nie musi być obojętne dla osób przebywających na tarasie. Z tych względów papy są tu stosowane coraz rzadziej.

Folie z tworzywa sztucznego lub kauczuku, oprócz wymaganej odporności mechanicznej (grubość), muszą umożliwić wykonanie szczelnej powłoki. Czyli muszą dać się na krawędziach zgrzać, skleić czy zwulkanizować.

Punktem wyjścia jest zdefiniowanie minimalnych wymagań, jakie musi spełniać sam materiał. Charakter obciążeń sprawia, że taką membranę należy traktować jako dachową (obciążenie czynnikami atmosferycznymi) z dodatkowym obciążeniem mechanicznym (podstawki dystansowe).

Elastyczne szlamy uszczelniające oraz hybrydowe masy uszczelniające to cienkowarstwowe (2–4 mm) powłoki. Doświadczenie pokazuje, że są z sukcesem stosowane w tego typu układach, jednak nie wolno tego robić bezkrytycznie. Przede wszystkim nie można stosować materiałów, które są deklarowane do zastosowania tylko jako izolacja podpłytkowa. Tu nie ma żadnej warstwy ochronnej, wręcz przeciwnie, występuje ciągłe oddziaływanie zmiennych warunków atmosferycznych oraz obciążenia mechaniczne i punktowy nacisk.

Zatem szlam pracuje jak powłoka ochronna, musi być więc odporny na UV, szokowe obciążenia oraz cykle zamarzania i rozmarzania. Odporność na te czynniki określa się zwykle przyczepnością, szczelnością oraz wyglądem powierzchni.

Równie istotna jest zdolność mostkowania rys. Nie wolno zakładać, że podłoże się nie zarysuje i że nie dojdzie do mechanicznego uszkodzenia. Zatem szlam/masa hybrydowa powinny być także zbadane na tzw. odporność na przebicie statyczne (dla masy hybrydowej może to być tzw. obciążalność).

Wartość uzyskaną w badaniach należy odnieść do rzeczywistych obciążeń (inne będą w przypadku małych, przydomowych tarasów, a inne w przypadku budynków użyteczności publicznej).

Te tzw. czynniki niepewności powinny decydować o możliwości zastosowania, podkreślam, w konkretnym przypadku, konkretnego materiału. Dobrą praktyką jest zastosowanie ochronnych przekładek, np. z grubej geowłókniny bezpośrednio pod stopkami podstawek dystansowych (nie tylko dla izolacji ze szlamu). Niezależnie od tego grubość warstwy szlamu nie może być mniejsza niż 3 mm.

Często spotykany błąd dla takiego wariantu polega na wykonaniu zamiast izolacji głównej nad termoizolacją (warstwa nr 6 na rys. 1) warstwy rozdzielającej, natomiast warstwa nr 8 pełni funkcję izolacji głównej oraz paroizolacji. Taki układ jest niedopuszczalny z punktu widzenia odporności na uszkodzenia. Innymi słowy – będzie skutecznie funkcjonował, gdy nie dojdzie do żadnego uszkodzenia powłoki wodochronnej pod podstawkami dystansowymi.

W razie uszkodzenia tej hydroizolacji pod podstawkami wnikającą w połać wodę zatrzyma izolacja na płycie konstrukcyjnej. Pojawia się od razu pytanie, co będzie się dziać w połaci. Woda wnikająca w połać spowoduje zawilgocenie najpierw podkładu, a następnie termoizolacji (warstwa rozdzielająca nie zatrzyma wody – nie jest hydroizolacją). Rezultatem może być utworzenie się w połaci „basenu” (fot. 1), przy czym styropian będzie leżał w wodzie.

Naprawa w tym przypadku nie będzie polegać na naprawieniu uszkodzonej powłoki wodochronnej, lecz na usunięciu wszystkich warstw połaci (mokry styropian nie wyschnie, a połać nie będzie spełniać wymagań związanych z ciepłochronnością, pojawi się przemarzanie i kondensacja). Izolację główną (ułożoną na termoizolacji) można wykonać z:

• bitumicznych materiałów rolowych, takich jak papy polimerowo-bitumiczne lub samoprzylepne membrany bitumiczne,
• rolowych materiałów (folii/membran) z tworzyw sztucznych lub kauczuku.

Nie każda papa/membrana samoprzylepna i nie każda folia z tworzywa sztucznego będzie się tu nadawać. Jakimi zatem podstawowymi parametrami musi cechować się izolacja główna, a jakimi izolacja pod warstwą użytkową?

Jeżeli stosuje się tu papę do zabezpieczeń dachowych, to powinna to być papa polimerowo-bitumiczna, modyfikowana SBS-em (ewentualnie APP), o giętkości nie wyższej niż –15ºC. Pierwszą warstwę układa się na styropianie lub polistyrenie ekstrudowanym na sucho i zgrzewa na zakładach, drugą zgrzewa się całopowierzchniowo do pierwszej warstwy. Osnowa papy powinna zapewnić jak największe wydłużenie przy rozciąganiu, dlatego należy stosować papy na osnowie poliestrowej. W przypadku membran samoprzylepnych giętkość powinna wynosić natomiast –20ºC.

Na więcej parametrów należy zwrócić uwagę, gdy stosuje się folie lub membrany z tworzywa sztucznego albo kauczuku. Wynika to z faktu, że na temat folii narosło wiele mitów i niedomówień. Punktem wyjścia jest stosowanie materiału, który daje się zgrzewać, zwulkanizować lub skleić. Nie może być to zatem folia zbyt cienka. Jej grubość powinna wynosić minimum 1,2 mm oraz powinna być odporna na ujemną temperaturę – brak pęknięć w temperaturze –20ºC. Ważna jest także stabilność wymiarów w wysokiej temperaturze (≤ 0,5%).

W przypadku izolacji pod podstawkami dystansowymi, dla materiałów rolowych, oprócz wyżej wymienionych wymagań dochodzi jeszcze odporność mechaniczna oraz odporność na korozję biologiczną.

Obciążenie użytkowe tarasów nadziemnych czy balkonów może dochodzić do 5 kN/m² połaci. Jest to oczywiście obciążenie równomiernie rozłożone, natomiast rzeczywiste punktowe obciążenie przekazywane na warstwy połaci przez podstawki dystansowe jest zupełnie inne.

Na rynku można znaleźć różne rodzaje podstawek dystansowych (fot. 2a i fot. 2b). Od prostych do zaawansowanych, umożliwiających nie tylko płynną regulację poziomu, lecz także poziomowanie warstwy użytkowej czy wręcz wykonanie posadzki podniesionej nawet o kilkanaście centymetrów w porównaniu do poziomu ­hydroizolacji.

Obciążenia przekazywane na powłokę wodochronną zależą od układu płyt warstwy użytkowej, dlatego układ podstawek musi być dobrany do wymiarów i kształtu płyt oraz przewidywanego obciążenia połaci. Najbardziej niebezpieczne są podstawki niewiadomego pochodzenia, o małej i nierównej powierzchni stopki. Ich dobór zależy przede wszystkim od powierzchni samej stopki. Przykładowo dla podstawki o powierzchni 314 cm² (promień 10 cm) obciążonej masą 90 kg (założenie, że pojedynczy człowiek stanie dokładnie na podstawce) naprężenia pod stopką wynoszą 31 kPa.

Zastosowanie podstawki o promieniu 5 cm spowoduje wzrost naprężeń do 124 kPa. Dlatego tak istotny jest dobór odpowiedniej hydroizolacji oraz podstawki dystansowej (patrz także tabela 1).

Charakter obciążeń sprawia, że papy/membrany należy traktować jako dachowe (obciążenie czynnikami atmosferycznymi) z dodatkowym obciążeniem mechanicznym (podstawki dystansowe).

Analogicznie w przypadku stosowania na izolację na jastrychu elastycznych szlamów. Po pierwsze, nie wolno ich stosować bezkrytycznie. Przede wszystkim nie wolno stosować materiałów, które są deklarowane do zastosowania tylko jako izolacja podpłytkowa. Tu nie ma żadnej warstwy ochronnej, wręcz przeciwnie, występuje ciągłe oddziaływanie zmiennych warunków atmosferycznych oraz obciążenia mechaniczne i punktowy nacisk.

Zatem szlam pracuje jak powłoka ochronna, musi być odporny na UV, szokowe obciążenia oraz cykle zamarzania i rozmarzania. Odporność na te czynniki określa się zwykle przyczepnością, szczelnością oraz wyglądem powierzchni.

Równie istotna jest zdolność mostkowania rys. Nie wolno zakładać, że podłoże się nie zarysuje i nie dojdzie do mechanicznego uszkodzenia. Zatem szlam powinien być także zbadany na tzw. odporność na przebicie statyczne. Wartość uzyskaną w badaniach należy odnieść do rzeczywistych obciążeń (przypominam, że inne będą w przypadku małych przydomowych tarasów, a inne w przypadku budynków użyteczności publicznej).

Te tzw. czynniki niepewności powinny decydować o możliwości zastosowania, podkreślam, w konkretnym przypadku, konkretnego materiału. Dobrą praktyką jest zastosowanie ochronnych przekładek np. z grubej geowłókniny bezpośrednio pod stopkami podstawek dystansowych (nie tylko dla izolacji ze szlamu). Niezależnie od tego grubość warstwy szlamu nie może być mniejsza niż 3 mm (jak dla izolacji przeciwwodnej).

Inny wariant układu drenażowego pokazano na rys. 2. W tym przypadku podstawki dystansowe ustawione są na termoizolacji chronionej powłoką wodochronną. Izolacja ta (tylko materiały rolowe – warstwa nr 4 na rys. 2) stanowi jedyne zabezpieczenie połaci, dlatego zaleca się, aby dla takiego wariantu paroizolacja pełniła dodatkowo funkcję hydroizolacji.

Dla płyt termoizolacyjnych (EPS, XPS, pianki PIR/PUR) nie zmierzy się typowej wytrzymałości na ściskanie. Wszystko dlatego, że jest to materiał podatny, po przyłożeniu obciążenia odkształci się (ściśnie). Przy czym to odkształcenie jest proporcjonalne nie tylko do obciążenia, lecz także do pierwotnej grubości.

Po pierwsze, szczególnie niebezpieczne jest stosowanie złej jakości styropianu, nieodpornego na długotrwały nacisk i o niewielkiej wytrzymałości mechanicznej. Z najistotniejszych parametrów mechanicznych zastosowanego materiału termoizolacyjnego należy wymienić ściśliwość, tj. odkształcalność przy długotrwałym obciążeniu. Przykładowo dla styropianu klasy CS(10)100 (EPS 100) przy grubości 20 cm należy się liczyć z ugięciami rzędu nawet 5 mm.

Jeżeli termoizolacja znajduje się pod jastrychem dociskowym (rys. 1), należy stosować termoizolację klasy min. CS(10)200 (np. styropian EPS 200, choć zdecydowanie zalecany jest np. XPS).

W przypadku układów pokazanych na rys. 2, gdy podstawki ułożone są na termoizolacji, należy stosować wyłącznie XPS (lub inny materiał) o ściśliwości nie niższej niż CS(10)300). Dla konkretnego przypadku (zwłaszcza przy zróżnicowanych obciążeniach i/lub przy różnej grubości płyt termoizolacyjnych) może się okazać, że konieczne będzie zastosowanie np. XPS o mniejszej ściśliwości (np. XPS 500) oraz obliczeniowe oszacowanie wielkości ściśnięcia termoizolacji (tabela 1).

Układ odwrócony (rys. 3) wymaga izolacji i jednocześnie paroizolacji (warstwa nr 4) z rolowych materiałów bitumicznych i folii z tworzyw sztucznych oraz zastosowania materiału termoizolacyjnego niewrażliwego na wilgoć i wodę.

Z punktu widzenia właściwości ciepłochronnych termoizolacji i jej kontaktu z wodą można wyróżnić kilka bardzo istotnych wymagań, takich jak nasiąkliwość wodą przy krótkotrwałym zawilgoceniu części powierzchni, przy całkowitym i długotrwałym zanurzeniu oraz nasiąkliwość na skutek dyfuzji pary wodnej oraz odporność na cykle zamrażania–rozmrażania, których spełnienie ma zasadniczy wpływ na zapewnienie wymaganej i trwałej w czasie ochrony termicznej.

Według normy DIN 4108-10 [13] minimalne wymagania stawiane materiałom do termoizolacji dachów w układzie odwróconym to m.in.:

• nasiąkliwość wody po trzystu cyklach zamarzania i odmarzania – maks. 2%. Redukcja wytrzymałości mechanicznej nie może być przy tym większa niż 10% w porównaniu z próbkami suchymi,
• nasiąkliwość na skutek dyfuzji pary wodnej – dla płyt o grubości 50 mm – maks. 5%, dla płyt o grubości 100 mm – maks. 3%, dla płyt o grubości 200 mm – maks. 1,5%,
• nasiąkliwość przy długotrwałym zanurzeniu w wodzie – maks. 0,7%.
• doświadczenie pokazuje, że sprawdza się tu polistyren ekstrudowany (XPS).

Bardzo podobne zalecenia co do XPS znaleźć można w zaleceniach ITB [5], przy czym ww. wytyczne za punkt wyjścia stawiają absorpcję wody po cyklach zamrażania–rozmrażania, definiując maksymalną wartość na poziomie 1% dla termoizolacji z XPS.

Jeżeli chodzi o hydroizolację (warstwa nr 4 na rys. 3), to parametry folii oraz pap należy przyjmować analogicznie jak dla izolacji głównej dla wariantu pokazanego na rys. 1 (warstwa nr 6). Jednak hydroizolacja musi jednocześnie pełnić funkcję paroizolacji, dlatego dodatkowo musi to być materiał o deklarowanym współczynniku oporu dyfuzyjnego μ lub równoważnym oporze dyfuzyjnym S_d. Wymagana wartość oporu dyfuzyjnego musi wynikać z analizy cieplno-wilgotnościowej. Jest ona szczególnie istotna dla wariantów pokazanych na rys. 1 oraz rys. 2.

Taras na gruncie

Dla tarasu na gruncie sytuacja jest prostsza. Ponieważ pod powierzchnią tarasu nie ma pomieszczeń, spotyka się czasami opinie, że zbędna jest wysoka niezawodność izolacji przeciwwodnej. Nic bardziej błędnego.

Dopuszczenie do przesiąkania wilgoci w warstwy konstrukcji, a w konsekwencji do gruntu, prowadzi do zamarznięcia gruntu oraz jego parcia na płytę nośną. Rezultatem w zimie będzie „wysadzenie” tarasu i spękania warstw wykończeniowych, w lecie natomiast spękania na skutek osiadania.

Zawilgocony beton płyty konstrukcyjnej także podlega destrukcji w wyniku działania mrozu, dlatego niezbędne jest stosowanie w gruncie pod płytą dodatkowej warstwy przerywającej podciąganie kapilarne. Nie ma natomiast potrzeby stosowania termoizolacji, hydroizolacja ułożona jest bezpośrednio na płycie ze spadkiem lub warstwie spadkowej, a od spodu należy wykonać warstwę przerywającą podciąganie kapilarne.

Należy usunąć część gruntu rodzimego, tak aby można było wykonać 20–30 cm podsypki piaskowej oraz ułożyć 20–30 cm warstwy przerywającej podciąganie kapilarne z płukanego kruszywa o uziarnieniu 8–16 mm, przekrytego grubą folią, membraną kubełkową lub geowłókniną. Przy czym wykop pod warstwę podkładową z płukanego kruszywa musi być z każdej strony przynajmniej o 50 cm szerszy niż wymiary tarasu.

Dopiero taka podbudowa może stanowić podłoże pod płytę konstrukcyjną. Alternatywą jest posadowienie płyty na fundamentach, z pełnym zabezpieczeniem wodochronnym tych ­ostatnich.

Do wykonania powłoki wodochronnej na warstwie spadkowej lub płycie ze spadkiem można stosować te same materiały, które mogą być stosowane do izolacji na jastrychu dociskowym.

Powyższa analiza, jakkolwiek uproszczona, pokazuje, jak istotny jest dobór warstw połaci. Za krytyczne warstwy należy uznać:

• termoizolację, ze względu na ściśliwość,
• hydroizolację pod podstawkami ze względu na obciążenie punktowe i niebezpieczeństwo uszkodzenia/przebicia.

Układ drenażowy zawsze wymaga systemowego wykończenia okapu, chyba że mamy do czynienia z balustradą pełną (dla wariantów pokazanych na rys. 2 i rys. 3 jest to w zasadzie jedyna możliwość).

Konieczne jest także zabezpieczenie płyt przed wypadnięciem przy zapewnieniu skutecznego odprowadzenia wody. Sytuację utrudnia fakt, że nie da się tego zrobić za pomocą obróbki blacharskiej.

Z tego powodu profil okapowy musi być dopasowany do rodzaju warstwy użytkowej (rys. 4, zdjęcie główne) (deska tarasowa, płyty na podstawkach dystansowych). Ogranicza to możliwość kształtowania wymaganej wysokości podstawek dystansowych przez wysokość i kształt profilu okapowego.

Proszę pamiętać, że układ drenażowy umożliwia uzyskanie poziomej warstwy użytkowej przy „schowaniu” spadku w warstwach połaci. Dla niewielkich wymiarów połaci może to nie mieć znaczenia, przy większych – zasadnicze.

Literatura

1. Außenbeläge, „Belagskonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden“, ZDB, 2019.
2. PN ISO 2394:2000, „Ogólne zasady niezawodności konstrukcji budowlanych”.
3. PN-EN 13164 +A1:2015-03, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.
4. PN-EN 13163 +A2:2016-12, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.
5. PN-B-20132:2005, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Zastosowania”.
6. PN-EN 14891:2017-03, „Wyroby nieprzepuszczające wody stosowane w postaci ciekłej pod płytki ceramiczne mocowane klejami – Wymagania, metody badań, ocena i weryfikacja stałości właściwości użytkowych, klasyfikacja i oznaczenie”.
7. DIN 4108-10:2015-12, „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 10: Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe – Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe“.
8. DIN SPEC 20000-201:2018-08, „Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 201: Anwendungsnorm für Abdichtungsbahnen nach Europäischen Produktnormen zur Verwendung in Dachabdichtungen“.
9. DIN SPEC 20000-202:2016-08, „Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 202: Anwendungsnorm für Abdichtungsbahnen nach Europäischen Produktnormen zur Verwendung als Abdichtung von erdberührten Bauteilen, von Innenräumen und von Behältern und Becken“.
10. PN-EN 13967+A1:2017-05, „Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do izolacji przeciwwilgociowej łącznie z wyrobami z tworzyw sztucznych i kauczuku do izolacji przeciwwodnej części podziemnych. Definicje i właściwości”.
11. PN-EN 14909:2012, „Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do poziomej izolacji przeciwwilgociowej. Definicje i właściwości”.
12. PN-EN 13956:2013-06, „Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do pokryć dachowych – Definicje i właściwości”.
13. ZUAT-15/IV.13/2002, „Wyroby zawierające cement przeznaczone do wykonywania powłok hydroizolacyjnych”, ITB, 2002.
14. M. Rokiel, „Hydroizolacje w budownictwie”, wyd. III, Grupa MEDIUM, Warszawa 2019.
15. M. Rokiel, „Tarasy i balkony. Projektowanie i warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, Dom Wydawniczy MEDIUM, wyd. III, Warszawa 2013.
16. M. Rokiel, „ABC izolacji tarasów”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2015.
17. B. Francke, „Wyroby hydroizolacyjne z tworzyw sztucznych i kauczuku stosowane w częściach podziemnych budynków i budowli ujęte w normie PN-EN 13967:2012. Wymagania i warunki stosowania”, ITB, 2015.
18. K. Firkowicz-Pogorzelska, B. Francke, „Projektowanie i wykonywanie stropodachów o odwróconym układzie warstw”, ITB, 2012.
19. „Komentarz do normy PN-EN 14909, „Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do poziomej izolacji przeciwwilgociowej. Definicje i właściwości wraz z zaleceniami ITB dla wyrobów objętych normą”, ITB, 2011.
20. „Komentarz do normy PN-EN 13956:2006 „Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do pokryć dachowych – Definicje i właściwości wraz z zaleceniami ITB dla wyrobów objętych normą”, ITB, 2009.