Wilfried Zapke – Tłumaczył Krzysztof Żak

Z punktu widzenia fizyki budowli, dachy dzieli się na niewentylowane konstrukcje pełne i wentylowane konstrukcje dwudzielne (”dachy ciepłe” i “dachy zimne”).

W przypadku niewentylowanego stropodachu pełnego wszystkie jego warstwy przylegają bezpośrednio do siebie, tworząc jedną powłokę. Stropodachy pełne mogą być zarówno płaskie, jak i strome.

Stropodach płaski
Niewentylowany stropodach płaski jest to stropodach pełny, w którym nadbudowa przylega bezpośrednio do konstrukcji nośnej. Ze względu na sposób umieszczenia izolacji cieplnej w stosunku do pokrycia dachu wyróżnia się trzy rodzaje stropodachu płaskiego pełnego.

  • Konwencjonalny stropodach płaski.
  • Kombinowany stropodach odwrócony.
  • Stropodach odwrócony.

    Konwencjonalny stropodach płaski i stropodach odwrócony mogą znajdować zastosowanie zarówno w budynkach nowo wznoszonych jak i przy modernizacji istniejących.
    Kombinowany stropodach odwrócony jest rozwiązaniem szczególnie przydatnym do ocieplania dachów o szczelnym jeszcze pokryciu.
    W przypadku konwencjonalnego stropodachu płaskiego szczególną uwagę należy zwrócić na skraplanie się pary wodnej pod pokryciem elementu budowlanego. Zewnętrzną warstwę dachu stanowi pokrycie dachowe o niezwykle małej przepuszczalności pary wodnej, wskutek czego pod nim często wydzielają się pewne ilości wody, która z kolei jest przyczyną wielu uszkodzeń budynku. Dlatego, z wyjątkiem stropodachów pełnych z betonu porowatego, pod warstwą izolacji cieplnej musi być umieszczona paroizolacja.

    W związku z tym, w przypadku stropodachów z paroizolacją umieszczoną pod warstwą izolacji cieplnej albo wewnątrz niej, paroizolacja powinna być równoważna pod względem oporu dyfuzyjnego warstwie powietrza grubości ľ Y s przynajmniej 100 m. Przy czym opór cieplny warstw znajdujących się poniżej paroizolacji może wynosić co najwyżej 20 % całkowitego oporu cieplnego. Ponadto należy zwracać uwagę, aby izolacja cieplna była układana na sucho. Jeśli bowiem wskutek użycia zawilgoconych materiałów izolacyjnych do stropodachu zostanie “wbudowana” woda, to będzie ona trwale wywierać ujemny wpływ na izolacyjność cieplną, ponieważ jej uwalnianie się drogą dyfuzji przez pokrycie dachowe do góry i paroizolację w dół będzie trwało bardzo długo.

    Pokrycie dachowe wystawione na bezpośrednie nasłonecznienie podlega skrajnym wahaniom temperatury. W lecie nie należą do rzadkości spadki temperatury po nagłych ulewach w granicach 50 – 60 !C. Wywołane tak dużymi wahaniami temperatury naprężenia wewnętrzne w materiale są nierzadko przyczyną pęknięć i odspajania się warstw. Skuteczną ochroną powierzchni okazało się nasypanie warstwy – grubości co najmniej 5 cm – jasnego, “zaokrąglonego” żwiru, o uziarnieniu 16/32 mm.

    Wskazówki praktyczne
    Przy projektowaniu i wykonawstwie stropodachów płaskich pełnych trzeba uwzględnić podane dalej kryteria.

  • Grubość warstwy termoizolacyjnej nie powinna być mniejsza niż 18 cm ?lR = 0,040 W/[mK]).
  • Materiały termoizolacyjne należy układać z zapewnieniem szczelności spoin, możliwie dwuwarstwowo i w układzie mijankowym, aby uniknąć powstawania mostków cieplnych.
  • Paroizolacja musi się znajdować pod izolacją cieplną.
  • Paroizolacja powinna być równoważna pod względem oporu dyfuzyjnego warstwie powietrza grubości ľ Y s co najmniej 100 m, przy uwzględnieniu warunków klimatycznych (DIN 4108).
  • Nachylenie dachu powinno wynosić co najmniej 3 % (dach ze spadkiem).
  • Przebicia w pokryciu dachowym powinny być wykonywane tylko w razie konieczności. Wyprowadzenie każdego elementu ponad połać dachu stanowi potencjalny “słaby punkt” (”słabe miejsce”) budynku.
  • Powierzchniowa warstwa ochronna stropodachu łagodzi wahania temperatury, daje dodatkową ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi i podwyższa trwałość.



    Stropodach odwrócony różni się od konwencjonalnego stropodachu płaskiego tym, że warstwa izolacji cieplnej jest układana na pokryciu dachowym. Taka kolejność warstw jest prawidłowa z punktu widzenia wymogów dyfuzji, a przy nienagannym wykonaniu pozwala uniknąć pojawiania się wody kondensacyjnej w przekroju elementu budowli.

    Materiały izolacyjne stropodachów odwróconych nie mogą jednak trwale wchłaniać wilgoci. Muszą one poza tym być mrozoodporne, nadawać się do chodzenia po nich, nie ulegać odkształceniom ani rozkładowi. Wymagania te spełniają wytłaczane płyty z twardej pianki polistyrenowej; ich przydatność musi być potwierdzona przez certyfikat nadzoru budowlanego. Płyty izolacyjne należy układać zawsze jednowarstwowo, a w przypadku budynków o wysokości do 8,00 m (poziom okapu) chronić żwirem ??16 – 32 mm. W przypadku budynków wyższych, dla zabezpieczenia przed ssaniem wiatru stosuje się, okładziny płytowe.

    Przy określaniu izolacyjności cieplnej stropodachów odwróconych obowiązują następujące zasady, odmienne od zwykłej procedury obliczeniowej.

  • Jako wartość obliczeniową współczynnika przewodzenia ciepła płyt izolacyjnych trzeba podstawić wartość lR (DIN 4108) dla spienionych tworzyw sztucznych .
  • Wymagany opór cieplny 1???dla stropodachów przekrywających pomieszczenia przeznaczone na pobyt ludzi, należy podwyższyć o 10 %.
  • Przy obliczaniu współczynnika przenikania ciepła kD obliczoną wartość k należy podwyższyć o Lk zgodnie z zaleceniami nadzoru budowlanego.

    Ważnym aspektem często dziś praktykowanej zagęszczonej zabudowy niskiej jest pokrycie dachów roślinnością rekompensujące zabudowanie powierzchni gruntu. Wprawdzie decydująca zmiana stosunków klimatycznych stanie się możliwa dopiero wtedy, gdy ogrody na dachach staną się stałym składnikiem nowoczesnego budownictwa, jednak również indywidualne realizacje mogą się lokalnie przyczyniać do poprawy stanu środowiska.

    Uprawa roślin na dachu nie stanowi szczególnego problemu przy zachowaniu technicznych przepisów i reguł jak również przy korzystaniu ze sprawdzonych materiałów budowlanych. Warunkiem jest przestrzeganie następujących zasad.

  • Folia układana na pokryciu dachowym musi być odporna na przebicie przez korzenie roślin.
  • Obrzeża dachu i otworów dachowych muszą być tak zabezpieczone obróbkami, aby rośliny nie mogły w nie wrastać.
  • Dla roślin opracowano specjalne podłoża, znacznie lżejsze niż normalna gleba rodzima. Grubość warstwy podłoża należy dostosować do planowanego zestawu roślin.
  • Zestaw roślin musi odpowiadać miejscowemu klimatowi i powinien zapewniać maksimum transpiracji, filtrowania powietrza i wydzielania tlenu.
  • Rośliny nie mogą wytwarzać złogów palnych.
  • Pokryte zielenią dachy powinny być poddawane zabiegom pielęgnacyjnym dwa razy do roku, wiosną w celu przygotowania okresu wegetacji i jesienią dla przygotowania okresu spoczynku.

    Stropodach stromy
    W ostatnich latach przy budowie stropodachów stromych coraz częściej rezygnuje się z pozostawiania nad izolacją cieplną przestrzeni wentylującej połączonej z powietrzem zewnętrznym, a w zamian pogrubia się warstwę termoizolacyjną. Takie przekrycie jest traktowane jako niewentylowany stropodach pełny.

    Jeśli warstwa paroizolacji umieszczona od strony wewnętrznej jest równoważna pod względem oporu dyfuzyjnego warstwie powietrza o grubości sd ??100 m, to przy zwykłej wilgotności drewna nie można wykazać braku wody kondensacyjnej. Spełniająca rolę paroizolacji folia polietylenowa musiałaby zatem mieć minimalną grubość 1 mm, jeśli przyjmuje się ľ równe 100 000. Styki i złącza muszą być dobrze uszczelnione, ponieważ niedopuszczalne jest pozostawianie otwartych spoin. Opór cieplny warstw znajdujących się poniżej paroizolacji może ponadto wynosić co najwyżej 20 % całkowitego oporu cieplnego. Należy tu przyjąć za podstawę przestrzeń między elementami konstrukcyjnymi.

    Wskazówki praktyczne
    Jeśli płaszczyzna drugiego odwodnienia dachu pokryta specjalną folią lub materiałem sztywnym ma zdolność dyfuzji, to paroizolacja powinna mieć współczynnik sd min. 20 m. Warunek ten spełnia folia polietylenowa o grubości 0,2 mm, o nienagannie uszczelnionych stykach i złączach. Można uważać, że folie i materiały sztywne wykorzystywane do wykonania płaszczyzny drugiego odwodnienia dachu mają zdolność dyfuzji, jeśli są równoważne pod względem oporu dyfuzyjnego – warstwie powietrza grubości sd poniżej 5 m. Wyższe wartości współczynnika sd są problematyczne.

    Twarda płyta pilśniowa o grubości 4 mm ma współczynnik sd o wartości 0,28 m; bitumowana porowata płyta pilśniowa o grubości 20 mm osiąga wartość sd równą 0,1 m. Jeśli paroizolacja funkcjonuje i występuje założona gęstość powietrza, to rezygnacja z wentylowania stropodachu nie powinna nasuwać zastrzeżeń. Jeśli zachodzą wątpliwości co do nienagannego funkcjonowania stropodachu stromego pełnego, to nieodzowne jest sprawdzenie obliczeniowe warunków kondensacji pary wodnej .



    Na klimat pomieszczeń w lecie w istotny sposób wpływa masa stropodachu. Rozbudowane stropodachy w połączeniu z dużymi oknami bez ochrony przeciwsłonecznej, przy niewielkiej zdolności zatrzymywania ciepła przez wewnętrzne elementy budowlane, sprzyjają przegrzaniu w lecie. W pomieszczeniach mieszkalnych pod stropodachem temperatura przekracza poziom odczuwany jeszcze jako przyjemny.

    Dlatego lekkie konstrukcje dachowe muszą sprostać wyższym wymaganiom niż ciężkie, pod względem izolacji cieplnej zapobiegającej nadmiernemu wzrostowi temperatury w lecie. Jednak to tylko część problematyki letniej ochrony termicznej stropodachów lekkich. Przy projektowaniu nie wolno pomijać kwestii zapewnienia wystarczającej zdolności zatrzymywania ciepła przez wewnętrzne elementy budowlane i odpowiedniej ochrony przeciwsłonecznej.

    Kryterium podziału jest masa stropodachu, ściślej masa warstw znajdujących się od strony wnętrza w przeliczeniu na jednostkę powierzchni, a mianowicie:
    masa stropodachu < 300 kg/m 2 O konstrukcja lekka,
    masa stropodachu >=?300 kg/m 2 O konstrukcja ciężka.

    Alternatywy
    Zarówno w przypadku stropodachu płaskiego jak i stromego alternatywą jest konstrukcja wentylowana. Warstwa powietrza znajdująca się wewnątrz elementu budowlanego połączona z powietrzem otaczającym stanowi pod względem dyfuzyjnym “poduszkę bezpieczeństwa”, która w szczególności kompensuje niedostatki paroizolacji. Z drugiej strony jednak koniecznie potrzebna przestrzeń pozostaje niewykorzystana dla izolacji cieplnej.

    Literatura
    Podstawy budownictwa. Polit. Krak. Kraków 1995.
    ŻENCZYKOWSKI W.: Budownictwo ogólne. T. 3/1 Problemy fizyki budowli i izolacje. Arkady, Warszawa 1990.
    ŻENCZYKOWSKI W.: Budownictwo ogólne. T. 2/1 Elementy i konstrukcje budowlane. Arkady, Warszawa 1990.
    LUTZ P. i in.: Lehrbuch der Bauphysik. Schall, W-rme, Feuchte, Licht, Brand, Klima (Podręcznik fizyki budowlanej. Dźwięk, ciepło, wilgotność, światło, pożar, klimat). Teubner-Verlag Stuttgart.
    HALńSZ/SCHEERE (Wyd.): Holzbau-Taschenbuch. Band 1 Grundlagen. Entwurf und Konstruktionen (Budownictwo drewniane. Tom 1 Podstawy. Projektowanie i konstrukcje). Wilhelm Ernst und Sohn, Berlin.
    PN-80/B-10240. Pokrycia dachowe z papy i powłok asfaltowych. Wymagania i badania przy odbiorze.
    PN-69/B-10260. Izolacje bitumiczne. Wymagania i badania przy odbiorze.
    PN-89/B-04620. Materiały i wyroby termoizolacyjne. Terminologia i klasyfikacja.
    DIN 4108 T. 1 – 5, 7. W-rmeschutz im Hochbau (Ochrona cieplna w budownictwie).
    DIN 18 530. Massive Deckenkonstruktionen f.r D-cher. Planung und Ausf.hrung (Konstrukcje stropodachów pełnych. Projektowanie i wykonawstwo).
    DIN 18 531. Dachabdichtungen. Begriffe, Anforderungen, Planungsgrunds-tze (Pokrycia dachowe. Terminologia, wymagania, zasady projektowania).
    Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks e.V.: Richtlinien f.r die Planung und Ausf.hrung von D-chern mit Abdichtungen – Flachdachrichtlinien (Centralne Zrzeszenie Dekarzy Niemieckich: Wytyczne projektowania i wykonawstwa stropodachów z izolacją Wytyczne dla stropodachów płaskich). R. M.ller-Verlag Kżln.