Dachy płaskie - rodzaje, materiały izolacyjne, uwagi wykonawcze

Zarówno w literaturze, jak i polskich normach nie ma definicji dachu płaskiego. Ogólnie stwierdza się, że dach płaski to dach o niedużym nachyleniu, ale nigdzie nie ma informacji, jakie jest maksymalne nachylenie połaci takiego dachu. W sposób pośredni maksymalny spadek połaci definiuje norma [1] dotycząca przewodów dymowych, spalinowych i wentylacyjnych, w której zawarto następującą informację: "przy dachach płaskich o kącie nachylenia nie większym niż 12° itd”. Inne źródła podają, że maksymalny kąt dachu płaskiego wynosi 10-20°.

Odmianą dachów płaskich są stropodachy. Są to dachy wykonane na stropie najwyższej kondygnacji bez pozostawienia pod nim typowej przestrzeni użytkowej typu strych czy poddasze.

W związku z tym stropodach musi spełniać następujące funkcje:

• konstrukcyjną,
• przegrody hydroizolacyjnej (ochrona przed opadami atmosferycznymi),
• przegrody termoizolacyjnej (ochrona przed nadmierną utratą ciepła),
• przegrody akustycznej (ochrona przed dźwiękami),
• przegrody regulującej przepływ pary wodnej z pomieszczenia usytuowanego pod nim na zewnątrz,
• estetyczną (w szczególności dotyczy to sufitu i nawierzchni stropodachu).

Ponadto dobrze zaprojektowany stropodach powinien zapewniać:

• trwałość i bezpieczeństwo,
• szczelność i nienasiąkliwość,
• łatwość napraw i konserwacji,
• dużą bezwładność termiczną i odporność ppoż.,
• estetyczny wygląd i paletę kolorów,
• korzystną cenę przy najwyższej jakości wyrobów,
• łatwość montażu i niski koszt robocizny,
• długoletnią gwarancję,
• ekologiczny materiał.

Rodzaje stropodachów

Podział stropodachów związany ze sposobem odprowadzania pary wodnej jest nastę­pujący:

• stropodachy pełne,
• stropodachy odpowietrzane,
• stropodachy wentylowane (dwudzielne, szczelinowe, kanalikowe).

Ze względu na usytuowanie warstwy hydroizolacyjnej w stosunku do warstwy termoizolacyjnej stropodachy dzielimy na:

• tradycyjne (warstwa izolacji przeciwwodnej usytuowana powyżej warstwy izolacji termicznej),
• odwrócone (warstwa izolacji przeciwwodnej usytuowana poniżej warstwy izolacji termicznej).

Ze względu na sposób wykonania i użytkowania warstwy wierzchniej stropodachy dzielimy na:

• balastowe,
• zielone dachy,
• tarasy.

Ponieważ funkcje stropodachów są bardzo różnorodne, mają one budowę warstwową, w której każda z warstw pełni różną funkcję. Podstawowe warstwy występujące w stropodachach są następujące:

• warstwa wierzchnia, która w przypadku stropodachów użytkowanych jako tarasy może być posadzką z płytek ceramicznych, kamiennych, z elementów drewnianych, drewnopochodnych, warstw z tworzyw sztucznych, żwiru lub humusu z roślinnością w przypadku dachów zielonych,
• podkład pod posadzkę, najczęściej z betonu drobnoziarnistego lub zaprawy cementowej; podkład ten musi być odpowiednio zdylatowany,
• warstwa izolacji przeciwwodnej, co naj­mniej typu średniego (czyli min. 2×papa asfaltowa) - jest to najważniejsza warstwa zabezpieczająca przed wodą opadową,
• izolacja termiczna, której zadaniem jest ograniczenie przepływu ciepła przez stropodach; w dachach odwróconych materiał, z którego wykonana jest warstwa izolacji termicznej, musi być odporny na wilgoć i zachowywać dobrą izolacyjność w kontakcie z wodą,
• warstwa spadkowa, profilująca kąt nachylenia połaci dachowej, powinna znajdować się pod warstwą hydroizolacyjną, aby woda opadowa spływała po izolacji przeciwwodnej,
• warstwa paroizolacyjna w stropodachach pełnych zabezpiecza wyższe warstwy przed wnikaniem w nie pary wodnej,
• konstrukcja stropu - część konstrukcyjna stropodachu może być wykonana poziomo lub ukośnie w celu wyprofilowania odpowiedniego spadku,
• warstwa wykończeniowa sufitu, najczęściej wykonywana jako zwykły tynk cementowo-wapienny lub jako sufit podwieszany z płyt gipsowo-kartonowych.

Układ warstw w każdym z wyżej wymienionych typów stropodachów jest inny. Układ warstw w stropodachu pełnym przedstawia rys. 1.

Stropodach odpowietrzany różni się od stropodachu pełnego rodzajem pokrycia dachowego. Pokrycie to jest "odpowietrzane”, czyli umożliwia poziomy ruch powietrza pod wierzchnią warstwą szczelną. W związku z tym para wodna pod pokryciem może migrować do tzw. kominków, przez które może wydostawać się na zewnątrz. Zaletą tego rozwiązania jest mniejsze ciśnienie cząstkowe pary wodnej występujące pod pokryciem dachowym i mniejsze ryzyko powstania tzw. purchli w pokryciu, w szczególności papowym.

Aby całkowicie zlikwidować lub znacznie zmniejszyć działające od dołu na szczelne pokrycie dachowe ciśnienie cząstkowe pary wodnej, stosuje się dachy wentylowane. Idea stropodachów wentylowanych dwudzielnych przedstawiona jest na rys. 2.

W tego rodzaju dachach w okresie zimowym para wodna z pomieszczenia o wyższej temperaturze i wyższym ciśnieniu cząstkowym migruje poprzez strop i ocieplenie do przestrzeni między stropem a dachem, skąd odprowadzana jest na zewnątrz poprzez kratki wentylacyjne umieszczone w ściankach kolankowych lub kominki wentylacyjne zamontowane w dachu.

W stropodachach kanalikowych wentylowana pustka powietrzna jest znacznie mniejsza i znajduje się najczęściej pod płytami korytkowymi ułożonymi z odpowiednim spadkiem, na których ułożona jest warstwa hydroizolacyjna.

W stropodachach kanalikowych para wodna odprowadzana jest za pomocą systemu kanalików wytworzonych na górnej powierzchni stropu. Kanaliki te znajdują się pod pokryciem dachowym i cyrkulacja powietrza z możliwością wyprowadzenia pary wodnej na zewnątrz decyduje o zmniejszeniu ciśnienia cząstkowego pary wodnej oddziałującej od dołu na pokrycie dachowe. Zwiększa to znacznie trwałość pokrycia.

Dachy balastowe, czyli stropodachy, na których pokryciu (najczęściej papowym) ułożona jest warstwa żwiru, stanowią rozwinięcie dachów o tradycyjnym układzie warstw. Zadaniem zasypki żwirowej jest zabezpieczenie pokrycia dachowego przed szkodliwym oddziaływaniem promieniowania słonecznego, szczególnie promieniowania UV, zmniejszenie gradientu temperatur występujących w pokryciu dachowym, a także zmniejszenie odrywania pokrycia od podłoża w wyniku ssania wiatru. Wadami tego rozwiązania są duże zwiększenia obciążenia oddziałującego na konstrukcję obiektu, utrudniony spływ wody opadowej po pokryciu oraz bardzo trudna lokalizacja ewentualnych przecieków przez pokrycie.

W ostatnim okresie stosowane są dachy odwrócone, dla których typowy układ warstw przedstawiono na rys. 3.

Przewaga dachów o odwróconym układzie warstw nad stropodachami tradycyjnymi polega na:

• eliminacji oddziaływania promieniowania słonecznego na warstwę hydroizolacji,
• zmniejszeniu gradientu temperatur w warstwie hydroizolacji (w wyniku ułożenia warstwy termoizolacyjnej na warstwie hydroizolacyjnej gradient temperatur jest zmniejszony z około 80-100°C do około 20°C; ponadto warstwa termoizolacyjna znajduje się tylko w zakresie temperatur dodatnich, przez co jej trwałość jest znacznie większa),
• praktycznie wyeliminowaniu ryzyka uszkodzeń mechanicznych pokrycia w czasie użytkowania dachu.

Wady są analogiczne jak w przypadku dachów balastowych, czyli:

• duże zwiększenia obciążenia oddziałującego na konstrukcję obiektu,
• utrudniony spływ wody opadowej po pokryciu,
• bardzo trudna lokalizacja ewentualnych przecieków przez pokrycie.

Odmianą stropodachów odwróconych są dachy zielone, które na warstwie izolacji termicznej mają warstwy umożliwiające rozwój roślinności.

Zazwyczaj najwyższe warstwy dachu zielonego stanowią (w kolejności od góry):

• warstwa humusu gr. 10-30 cm,
• warstwa drenażowa regulująca ilość wody w systemie,
• warstwy zabezpieczające (warstwę drenażową i warstwę hydroizolacyjną) przed zamuleniem, czyli drobnymi frakcjami (wykonane najczęściej z folii gruntowej lub fizeliny).

Bardzo ważnym rodzajem stropodachów są tarasy. Przykładowy układ warstw w tarasie pełnym przedstawiono na rys. 4.

Układ pokazany na rys. 4 dotyczy tradycyjnego tarasu pełnego.

Obecnie różne firmy mają w swojej ofercie inne rozwiązania materiałowe, ale kolejność i funkcja poszczególnych warstw niewiele się zmienia.

Materiały do wykonywania hydroizolacji w dachach płaskich

Materiały bitumiczne

W praktyce wyroby bitumiczne stosuje się w postaci roztworów, emulsji, lepików, mas polimerowo-bitumicznych, past, kitów, pap, membran samoprzylepnych.

Materiały bitumiczne bezspoinowe

• Roztwory asfaltowe - są to asfalty przemysłowe o temperaturze mięknienia nie niższej niż 70°C (rozpuszczone w benzynie do lakierów, solwentnafcie lub oleju). Czas ich wysychania nie powinien przekraczać 12 godz. Roztwory asfaltowe służą głównie do gruntowania podłoży lub wykonywania samodzielnych izolacji przeciwwilgociowych typu lekkiego. Należy pamiętać, że nie powinno się ich stosować w kontakcie ze styropianem.
• Emulsje asfaltowe, które składają się z asfaltu, wody, emulgatorów i stabilizatorów. W zależności od rodzaju emulgatorów wyróżnia się emulsje anionowe, kationowe i niejonowe. Emulsje mogą być używane do gruntowania podłoża pod izolacje asfaltowe papowe i powłokowe, mogą też stanowić samodzielne powłoki izolacyjne typu lekkiego.
• Lepiki asfaltowe służące przede wszystkim do przyklejania papy asfaltowej do podłoża oraz do sklejania warstw papy asfaltowej między sobą przy wykonywaniu izolacji wielowarstwowych. W zależności od sposobu aplikacji lepiki są stosowane na zimno.
• Izolacyjne masy asfaltowe polimerowo-bitumiczne, które są stosowane do wykonywania trwałych, elastycznych powłok wodochronnych, powstają w wyniku modyfikacji asfaltów, np. polimerami, żywicami lub cyklokauczukami. Wykonane z nich powłoki charakteryzują się trwałą elastycznością, zdolnością pokrywania rys i wysoką wodoszczelnością, także w przypadku działania wody pod ciśnieniem.

W ostatnim okresie bardzo często stosowane są masy typu KMB. W skład mas typu KMB wchodzą: bitum, tworzywa sztuczne, wypełniacze, emulgatory, stabilizatory, domieszki nadające własności tiksotropowe, konserwanty i woda. Masy te mogą być stosowane do wykonywania izolacji międzywarstwowych tarasów z powierzchniowym odprowadzeniem wody, izolacji balkonów i tarasów z drenażowym odprowadzeniem wody, hydroizolacji stropów garaży podziemnych oraz hydroizolacji dachów zielonych i balastowych (odwróconych).

Materiały rolowe bitumiczne

• Papy (według obecnej nomenklatury nazywane np. "asfaltowymi, elastycznymi wyrobami wodochronnymi na osnowie”) są to materiały izolacyjne w postaci osnowy, wkładki nasyconej lub nasyconej i powleczonej bitumem. Rozróżnia się papy smołowe, asfaltowe lub polimeroasfaltowe.
• Papy smołowe są produkowane na osnowie z tektury. Ulegają szybko procesom starzenia pod wpływem promieni ultrafioletowych, są jednak bardziej odporne na działanie grzybów domowych i grzybów pleśniowych niż papy asfaltowe. Zastosowanie pap smołowych jest obecnie bardzo ograniczone ze względu na ochronę środowiska.
• Papy asfaltowe stosowane do wykonywania izolacji wodochronnych można podzielić w zależności od zastosowanej osnowy na następujące rodzaje:
  - na tekturze (izolacyjna, podkładowa, wierzchniego krycia),
  - na osnowie z tkanin technicznych,
  - na welonie z włókien szklanych lub tworzyw sztucznych,
  - na włókninie przeszywanej,
  - na taśmie aluminiowej.

Ponadto ze względu na sposób łączenia w arkuszach wyróżnia się papy zgrzewalne i samoprzylepne. Papy mogą być stosowane do wykonywania pokryć dachowych lub warstwy paroizolacji.

• Papy zgrzewalne są to papy o dużej zawartości modyfikowanej masy bitumicznej (powyżej 2500 g/m²) wykonane na trwałej osnowie z włókien szklanych lub z tworzyw sztucznych.
  Klejenie tych pap odbywa się metodą płomieniowego nadtapiania palnikiem gazowym masy powłokowej, spodniej powierzchni wstęgi.
  Papy zgrzewalne charakteryzują się znacznie większą trwałością i lepszymi parametrami wytrzymałościowymi niż papy tradycyjne.
  W zależności od rodzaju polimerów użytych do modyfikacji masy bitumicznej rozróżnia się papy:
  - SBS - modyfikowane elastomerami styrobutadienowymi,
  - APP - modyfikowane polipropylenem ataktycznym.
• Papy samoprzylepne są to papy asfaltowe wykonywane na osnowie z tkaniny z włókien syntetycznych, szklanych lub na folii. Osnowa jest powleczona warstwą elastycznej masy polimeroasfaltowej lub asfaltowej i powłoką klejącą.

Materiały z tworzyw sztucznych

Charakterystyczną cechą tworzyw sztucznych jest ich duża odporność na działanie czynników chemicznych. Materiały rolowe z tych tworzyw są niemal całkowicie wodoszczelne oraz charakteryzują się dużym oporem dyfuzyjnym dla pary wodnej. Są odporne na wpływ wodnych roztworów kwasów, zasad i soli.

Materiały z tworzyw sztucznych (folie)

• Folie z polichlorku winylu (PVC) dzielą się na zwykłe (nieodporne na rozpuszczalniki organiczne, farby syntetyczne, asfalty, smoły, materiały pędne, mające ograniczoną odporność na oleje i tłuszcze) oraz bitumo- i olejoodporne.
• Folie z poliizobutylenu (PIB) są odporne na działanie kwasów mineralnych i soli, ale nie są odporne na oleje, tłuszcze i rozpuszczalniki organiczne. Mogą być stosowane w temperaturze od -25 do +70°C.
• Folie z bitumicznego kopolimeru etylenowego (ECB) nie są odporne przede wszystkim na aromatyczne węglowodory.
• Folie z polietylenu (PE) są odporne na działanie większości rozpuszczalników oraz wodnych roztworów kwasów, zasad i soli. Tracą odporność w środowiskach silnie utleniających.
• Folie politereftalanoetylenowe (PET) są odporne na rozcieńczone kwasy, alkalia, rozpuszczalniki, smary i oleje, a także uodpornione na grzyby pleśniowe.
• Folie z kauczuku syntetycznego (EPDM) produkowane są na bazie monomeru etylenopropylenodienowego w postaci folii grubości od 0,5 do 2,5 mm. Materiał ten charakteryzuje się pełną wodoszczelnością przy jednoczesnej paroprzepuszczalności. Jest przy tym odporny na wysokie i niskie temperatury oraz na promieniowanie UV i ozon. Z tego powodu znajduje głównie zastosowanie jako pokrycie dachów płaskich. EPDM może być układany na różnych podłożach: betonowych, blaszanych, drewnianych oraz na różnego rodzaju płytach termoizolacyjnych.

Ponieważ izolacje z rolowych materiałów z tworzyw sztucznych są jednowarstwowe, szczególnie ważne jest właściwe wykonanie szwów i połączeń. Stosuje się takie sposoby jak:

• zgrzewanie na zimno, przez rozpuszczenie powierzchni łączonych odpowiednim rozpuszczalnikiem, a następnie ścięcie ich,
• zgrzewanie gorącym gazem, przez uplastycznienie łączonych powierzchni, a następnie ściśnięcie,
• zgrzewanie elementów grzejnych, przez uplastycznienie łączonych powierzchni za pomocą gorącego klina, a następnie ściśnięcie,
• klejenie na całej łączonej powierzchni.

W przypadku stosowania rozpuszczalników przy zgrzewaniu na zimno należy przewidzieć odpowiedni okres przewietrzania przed ułożeniem następnych nieodpornych na rozpuszczalniki warstw materiałów.

Materiały bezspoinowe z tworzyw sztucznych

• Dyspersyjne folie uszczelniające (ogólnie przyjęta, choć niepoprawna nazwa „płynne folie”) są produkowane z dyspersji polimerowych. Po związaniu z podłożem i wyschnięciu (oddaniu zawartej w nich wody) tworzą wodoszczelną, elastyczną powłokę pokrywającą rysy. Mogą być stosowane wewnątrz i na zewnątrz budynku do uszczelnień powierzchniowych bez szwów i spoin, pod okładzinami ceramicznymi, na płaszczyznach pionowych i poziomych w pomieszczeniach mokrych i wilgotnych, np. w łazienkach, jak też na balkonach i ta­rasach.
• Powłoki żywiczne stosuje się do wykonywania izolacji wodochronnych, a także zabezpieczeń chemoodpornych. Używa się żywic epoksydowych, poliestrowych i poliuretanowych utwardzonych na zimno. Materiały te stosuje się najczęściej do izolacji zbiorników, kanałów, studzienek, a także do wykonywania powłok wodochronnych pod okładzinami ceramicznymi w pomieszczeniach mokrych (łazienkach, kuchniach, saunach), na balkonach i tarasach.

Materiały do wykonywania paroizolacji

Głównym zadaniem folii paroizolacyjnych jest zminimalizowanie ilości pary wodnej przedostającej się do warstwy termoizolacyjnej lub innych warstw przegród zewnętrznych. Ponieważ nie ma wyrobów absolutnie szczelnych na przenikanie pary wodnej, dlatego w literaturze zachodniej częściej mówi się o "foliach regulujących przepływ pary wodnej” lub "regulatorach wilgoci”.

Folie te stosuje się zawsze od strony "cieplejszej” przegród zewnętrznych w pomieszczeniach, w których istnieje duże ciśnienie cząstkowe pary wodnej, a więc w pomieszczeniach o dużej wilgotności względnej i temperaturze powietrza wewnątrz pomieszczenia.

Warstwy paroizolacyjne są konieczne np. w tarasach wykonanych nad pomieszczeniami ogrzewanymi, w stropodachach niewentylowanych, w ścianach zewnętrznych o konstrukcji drewnianej, w przegrodach pomieszczeń mokrych (łazienki, pralnie, baseny, sauny). Stosowane są także pod warstwą termoizolacyjną ocieplonych połaci dachowych.

Typowe folie paroizolacyjne mają duży opór dyfuzyjny, czyli małą przepuszczalność pary wodnej (rzędu kilku gram pary wodnej, przechodzącej przez 1 m² powierzchni folii w ciągu 24 godzin [(g/m²)·24 godz].

W literaturze niemieckiej opór dyfuzyjny jest charakteryzowany współczynnikiem Sd, który dla dobrych folii paroizolacyjnych powinien wynosić kilkadziesiąt metrów, a dla najlepszych więcej niż 100 m. Współczynnik Sd = 100 m oznacza, że materiał paroizolacyjny stawia opór dla pary wodnej jak warstwa powietrza grubości 100 m.

Rozróżnia się następujące rodzaje folii:

• folie polietylenowe, które zazwyczaj są jednowarstwowe, wzmacniane siatką polietylenową albo wielowarstwowe, złożone z warstw polietylenu i polipropylenu. Z wyglądu są podobne do folii budowlanych, których w żadnym wypadku nie można stosować do wykonywania warstw paroizolacyjnych.
  Współczynnik S_d folii polietylenowych wynosi kilkadziesiąt, a często nawet ponad 100 m. Jest nieco niższy w przypadku folii zawierających polipropylen,
• folie z ekranem aluminiowym, które mają zawsze budowę warstwową z polietylenu i polipropylenu, przy czym warstwa skierowana w stronę „cieplejszą” jest metalizowana. Folie te odbijają promieniowanie podczerwone, a więc ograniczają straty cieplne.
  Folie z warstwą odblaskową są ciężkie (gramatura około 300 g/m²), ale bardzo wytrzymałe i szczelne (S_d > 100 m),
• folie aktywne, które mają zastosowanie w pomieszczeniach o dużej wilgotności względnej powietrza, mają zdolność magazynowania nadmiaru wilgoci i oddawania jej w czasie,
• folie paroizolacyjno-termoizolacyjne, stosowane w ostatnim okresie, które oprócz funkcji paroizolacyjnej mogą też pełnić funkcję termoizolacyjną. Z reguły stosowane są w połączeniu z warstwą folii pęcherzykowej.

Obecna nomenklatura zawarta w normach europejskich mówi o wyrobach regulujących przepływ pary wodnej, a nie o paroizolacjach. Norma [2] podaje trzy typy tych wyrobów:

• typ A - wyroby kontrolujące przepływ pary wodnej,
• typ B - wyroby kontrolujące przepływ pary wodnej, niewodoszczelne,
• typ V - wyroby kontrolujące przepływ pary wodnej - wentylacyjne lub drenażowe.

Wykonując roboty hydroizolacyjne w dachach płaskich, należy pamiętać o dużej staranności, świadomości wykonawców oraz stałym nadzorze zarówno przez kierownika budowy, jak i inspektora nadzoru.

Literatura

1. PN/B 10425:1989, "Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze”.
2. PN-EN 13984:2006 +A1:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do regulacji przenikania pary wodnej - Definicje i właściwości".
3. PN-EN 13707:2006 +A1:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne – Wyroby asfaltowe na osnowie do pokryć dachowych - Definicje i właściwości".
4. PN-EN 138591+A1:2008, "Elastyczne wyroby wodochronne - Definicja i właściwości wyrobów podkładowych - Część 1: Wyroby podkładowe pod nieciągłe pokrycia dachowe".
5. PN-EN 13956:2006, "Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do pokryć dachowych - Definicje i właściwości".
6. PN-EN 13967:2006+A1:2007, "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”.
7. PN-EN 13969:2006+A1:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby asfaltowe do izolacji przeciwwilgociowej łącznie z wyrobami asfaltowymi do izolacji przeciwwodnej części podziemnych - Definicje i właściwości”.
8. PN-EN 13970:2006+A1:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby asfaltowe do regulacji przenikania pary wodnej - Definicje i właściwości”.
9. PN-EN 14909:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do poziomej izolacji przeciwwilgociowej - Definicje i właściwości".
10. PN-EN 14967:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby asfaltowe do poziomej izolacji przeciwwilgociowej - Definicje i właściwości".
11. Praca zbiorowa pod redakcją Jerzego Karysia, "Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie", Grupa Medium, Warszawa 2014.