Jak prawidłowo zaprojektować i wykonać dachy spadziste, aby uniknąć konieczności naprawy.
Dachy spadziste są atrakcyjnym elementem architektonicznym umożliwiającym kształtowanie bryły budowli (piąta elewacja). Ich historia sięga początków budownictwa, od najdawniejszych też czasów pokrywane były roślinnością, służąc naturalnemu zabezpieczeniu ludzkich siedzib przed działaniem niekorzystnych wpływów atmosferycznych. Do dziś spadziste dachy zielone skutecznie chronią fortyfikacje i inne obiekty militarne, stanowią tradycyjne pokrycie domów w Skandynawii czy powszechnie spotykanych w Polsce jeszcze nie tak dawno ziemianek.
W architekturze dwudziestego wieku ujawniły się tendencje do zintegrowania budynków z krajobrazem oraz poszukiwanie nowych rozwiązań materiałowych i technicznych. Dzięki zaawansowanym technologiom na stromych dachach Waldspirale (Niemcy) i termach w Bad Blumau Hundertwassera rosną nawet wysokie drzewa i wiją się alejki spacerowe, a wkomponowane w system terenowych skarp i naturalne zróżnicowanie terenu trawiaste połacie kryją gmach Międzynarodowego Centrum Kongresowego w Katowicach. Jednak mimo rosnących możliwości technicznych na dachach spadzistych najczęściej spotykaną formą zieleni jest roślinność kserofilna (sucholubna), która nie wymaga szczególnego wzmocnienia konstrukcji dachu, systemu nawodnienia, zabiegów pielęgnacyjnych itp. Podstawowym ograniczeniem wprowadzania roślinności na dachy spadziste jest kąt nachylenia połaci, dlatego dachy zielone należy uznawać za spadziste w przedziale od 5° (8,8%) do 45° (100%). Z praktyki budowlanej wynika, że jednym z kluczowych problemów dachów spadzistych jest osuwanie się podłoża i roślin. Spadziste dachy zielone zawsze, tj. niezależnie od wielkości, nachylenia, typu obiektu budowlanego itp., stawiają bardzo wysokie wymagania wszystkim uczestnikom procesu inwestycyjnego – od inwestora, architekta, konstruktora i projektantów branżowych po wykonawcę i użytkownika. W wielu projektach dachy spadziste są jednym z fragmentów ukształtowania dachu, dlatego rozwiązania budowlane na styku połaci o krańcowo różnym nachyleniu przysparzają najwięcej trudności projektowych i wykonawczych. Zawsze także są to rozwiązania kosztowne, znacząco droższe aniżeli w przypadku dachów płaskich.
Do osunięcia warstw technicznych dachu zielonego na dachu spadzistym może dojść na skutek nawet zgoła błahych uchybień projektowych, zastosowania nieodpowiednich materiałów bądź błędów wykonawczych. Spadziste dachy zielone nie są zunifikowanym produktem systemowym i każdy z nich jest odrębnym dziełem, które wymaga indywidualnego podejścia technicznego. Podstawowe problemy projektowe, materiałowe i wykonawcze, które ilustrują poniższe przykłady, znajdują także swoje odzwierciedlenie w wytycznych FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V, niemieckiego Stowarzyszenia Badania, Rozwoju i Kształtowania Krajobrazu).
Fot. 1 Nieprzyklejona membrana EPDM zsunęła się po deskach, tamując wypływ wody przez kątownik perforowany
Hydroizolacja
Prawidłowo wykonany spadzisty dach zielony przetrwa wiele lat. W czasie jego eksploatacji warstwa wegetacyjna powinna rozwijać się bezpiecznie, bez ryzyka osunięć. Na etapie projektowania i wykonania należy zatem bezwzględnie przewidzieć i wyeliminować długoterminowe ryzyko osunięcia się hydroizolacji z konstrukcji poszczególnych zespołów dachowych, osunięcia się pozostałych warstw struktury dachu zielonego z hydroizolacji oraz zabezpieczyć się przed rozwarstwieniem materiału hydroizolacyjnego.
Aby uchronić spadzisty dach zielony przed osunięciem warstwy hydroizolacji, trzeba stosować materiały, które pozwalają na uzyskanie klejenia do podłoża na całej płaszczyźnie (wymóg ten dotyczy dachów już od 3o spadku – wytyczne FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V) oraz norma DIN 18531-3). Z powodzeniem można zatem stosować papy termozgrzewalne lub przyklejane do podłoża membrany EPDM.
Duże ryzyko osunięcia na wierzchniej warstwie hydroizolacji występuje, gdy zastosowane są materiały o śliskiej powierzchni. W przypadku zastosowania papy termozgrzewalnej może dojść do osunięcia na skutek oderwania się posypki od papy termozgrzewalnej, należy zatem sprawdzić przyczepność posypki dla danego materiału zgodnie z normą PN-EN 12039:2001. W praktyce najkorzystniejsze jest stosowanie pap podkładowych bez posypki, odpornych na przerastanie korzeni.
Fot. 2 Dach spadzisty wykonany jako dach ocieplony. Papa termozgrzewalna ułożona na termoizolacji zsunęła się, powodując osunięcie dachu zielonego
Wytyczne FLL zwracają uwagę, aby nie przenosić obciążeń elementów konstrukcji zabezpieczającej przed poślizgiem na hydroizolację dachu, niemniej przy dachach o małych spadkach (do 15°) bez takich zabezpieczeń może dojść do rozwarstwienia materiału hydroizolacyjnego na skutek jego rozerwania po rozciągnięciu. Żeby dokonać właściwego wyboru, można sprawdzić odporność materiału na rozrywanie na podstawie normy PN-EN 12311-1:2001.
Warto także pamiętać, że konstrukcja pod hydroizolacją może zapracować, a zatem najkorzystniejsze są materiały elastyczne.
Wybór materiału hydroizolacyjnego jest niezwykle istotny, ponieważ musi on zabezpieczyć dach przed przeciekami, a jakiekolwiek naprawy w trakcie eksploatacji mogą automatycznie zakończyć się osunięciem.
Termoizolacja
Wybór rozwiązania jest bardzo istotny, ponieważ materiały termoizolacyjne nie stanowią dobrego podłoża pod spadzisty dach zielony ze względu na to, że są delikatne, kruche i śliskie. Możliwych jest kilka rozwiązań.
W przypadku klasycznej więźby dachowej należy wykonywać ocieplenie pod konstrukcją, ponieważ dzięki temu warstwy dachu zielonego układamy na hydroizolacji ułożonej na deskowaniu. Nie wolno zapominać jednak o zapewnieniu prawidłowej wentylacji połaci dachowej, której wykonanie musi być przemyślane przed przystąpieniem do robót.
Jeśli spadzisty dach zielony wykonywany jest nad garażem podziemnym należy zastosować izolację pod stropem lub ewentualnie zdecydować się na dach odwrócony. W przypadku dachu odwróconego należy bezwzględnie zabezpieczyć termoizolację przed osuwaniem się. Rodzaj zabezpieczenia zależy od spadku, długości połaci i obciążenia wyższymi warstwami. W przypadku lekkich dachów zielonych, o małych spadkach i krótkich połaciach (tj. do 15° i 15 m.b.), można przykleić termoizolację do hydroizolacji zgodnie z zaleceniami producenta materiału.
Fot. 3 Warstwa drenażowa zsunęła się po hydroizolacji, pociągając za sobą substrat
Jeśli jest to niemożliwe, należy zabezpieczyć termoizolację odrębną konstrukcją przeciwślizgową. Zabezpieczenia muszą uwzględniać rodzaj materiału pod względem jego odporności na ściskanie, gdyż materiał może się pod naciskiem zwyczajnie połamać. Wykonywanie spadzistych dachów zielonych w układzie dachu ocieplonego jest niezwykle ryzykowne, ponieważ może dojść do osunięcia się materiału termoizolacyjnego po paroizolacji, rozwarstwienia się materiału termoizolacyjnego, oderwania się izolacji podkładowej w przypadku styropianów laminowanych bądź osunięcia się hydroizolacji po termoizolacji. Takie rozwiązanie nigdy nie umożliwi zalecanego przez FLL przyklejenia hydroizolacji do podłoża.
Warstwy ochronne
Hydroizolację dachu zielonego należy bezwzględnie chronić przed uszkodzeniami, co wymusza konieczność stosowania na hydroizolacji warstw ochronnych – w przypadku dachów spadzistych jest to zazwyczaj geowłóknina. Musi ona być odpowiednio odporna na przebicie oraz rozciąganie ze względu na przenoszenie obciążeń.
Istotną cechą, której nie określają żadne normy, jest szorstkość geowłókniny. Nie może być ona śliska, co możemy sprawdzić wyłącznie przez próbne ułożenie geowłókniny na hydroizolacji.
Fot. 4 Warstwa drenażowa dachu płaskiego całkowicie zamulona wodą spływającą z dachu spadzistego
Warstwy drenażowe
Zgodnie z wytycznymi FLL na dachach o spadku powyżej 5o (8,8%) znacząco zwiększa się spływ powierzchniowy, a zmniejsza infiltracja wody do warstwy drenażowej. Warstwa drenażowa pod substratem staje się zatem zbędna, a wręcz szkodliwa, ponieważ geowłóknina filtracyjna ułożona na warstwach drenażowych stwarza możliwość poślizgu. Z tego względu spadziste dachy zielone powinny być wykonywane wyłącznie w technice dachów jednowarstwowych, gdzie przepływ wody występuje wyłącznie w substracie. Korzystne jest stosowanie geowłóknin ochronnych o wysokiej wodoprzepuszczalności w płaszczyźnie wyrobu (PN-EN 12958), które wspomagają przepływ wody w substracie.
Na dachach spadzistych o niewielkim spadku i małej długości połaci (tj. do 15° i 15 m.b.) możliwe jest stosowa nie mat drenażowych wypełnionych substratem, jednak bez geowłókniny filtracyjnej. Takie rozwiązanie zapewnia ochronę hydroizolacji oraz zabezpiecza dolną warstwę substratu przed osunięciem. Koniecznie jednak należy się upewnić, że materiały drenażowe są wystarczająco sztywne, aby nie zrolowały się wraz z substratem. Niedopuszczalne jest dodatkowe obciążanie dachów spadzistych wodą. Na przykład w przypadku odwadniania wyżej położonych dachów płaskich poprzez dachy spadziste należy bezwzględnie przeprowadzić wodę odrębnymi kanałami, rurami lub z zastosowaniem innych rozwiązań. Woda, płynąc, nie może napotykać wododziałów, ponieważ będzie się tam kumulowała i podmywała substrat.
Fot. 5 Konstrukcja zabezpieczająca wykonana z drewna uległa zniszczeniu już w trakcie realizacji dachu spadzistego, powodując osunięcie substratu
Warstwy filtracyjne
Stosowanie warstwy filtracyjnej na spadzistych dachach zielonych jest niepotrzebne. Mogą wystąpić sytuacje, kiedy dach spadzisty jednowarstwowy odprowadza wodę na dach płaski w układzie wielowarstwowym. Należy wówczas bezwzględnie odseparować takie układy, ponieważ woda płynąca przez dach spadzisty – niosąc drobne części substratu – może zamulić drenaż na dachu płaskim. Dach płaski nie odbiera wówczas wody w zakładany sposób, co może spowodować jego nadmierne uwodnienie i podmycie substratu. Najkorzystniejsze jest wykonanie między dachami opaski żwirowej.
Odwodnienia i opaski żwirowe
Na dachach spadzistych zaleca się stosować wyłącznie odwodnienie liniowe. Najprostszym rozwiązaniem są kątowniki perforowane lub deski brzegowe. Deskę należy przymocować do wsporników, tak aby pozostawić szczelinę zapewniającą odpływ wody. Korzystne jest wykonanie opaski żwirowej z kruszyw łamanych między elementem odwadniającym a substratem, aby zapobiec przelewaniu się wody ze spływu powierzchniowego przez krawędź odwodnienia. W obu rozwiązaniach może dojść do osunięcia substratu na skutek mechanicznego oderwania się odwodnienia od dachu, na przykład podczas wykonywania napraw bądź nieodpowiedniego przymocowania.
W przypadku spadzistych dachów zielonych łączonych z dachem płaskim lub przy łączeniu kilku płaszczyzn dachów spadzistych w koszach do odwodnienia należy stosować opaskę żwirową, w której można dodatkowo zainstalować rury drenarskie. Przy wykonywaniu opasek należy zwrócić szczególną uwagę na ich stabilność mechaniczną oraz napór dachu spadzistego, ponieważ może dojść do przemieszczenia lub ściśnięcia luźnego żwiru, co spowoduje osunięcie się substratu. W tym celu trzeba zabezpieczyć opaski osobnym rozwiązaniem konstrukcyjnym. Zawsze warto zadbać, aby w miejscach odwodnień nie doszło do zbytniego rozrostu roślin, niedopuszczalne jest zwisanie roślin przy odwodnieniach.
Fot. 6 Mata antyerozyjna kokosowa nieprzymocowana do konstrukcji zapobiegającej poślizgowi stale zsuwa się nie zabezpieczając substratu
Konstrukcje zabezpieczające
Na spadzistych dachach zielonych konieczne jest stosowanie zabezpieczeń przed poślizgiem i erozją. Aby zapobiec poślizgowi, należy wykonać konstrukcję nośną, która przeniesie obciążenia warstw substratu i roślinności. Konstrukcja może być oparta na odwodnieniu na krawędzi dachu, przewieszona przez kalenicę dachu, podwieszona do ścian nad górną krawędzią dachu lub mocowana do płaszczyzny dachu. W przypadku ekstensywnych dachów spadzistych (do 15o, 15 m.b., do 10 cm miąższości) jako zabezpieczenie przed poślizgiem wystarczy dobrze przyklejona do podłoża szorstka hydroizolacja z szorstką warstwą ochronną, budowanie konstrukcji zabezpieczających nie jest więc konieczne. Na takich dachach można także stosować maty drenażowe lub specjalne wytłaczane płyty styropianowe. W przypadku dachów o większym spadku, dłuższych bądź wykonanych na grubszej warstwie substratu konstrukcje zabezpieczające przed poślizgiem są niezbędne. Należy pamiętać, aby konstrukcja nie powodowała naprężeń hydroizolacji oraz nie tworzyła wododziałów w substracie. Konstrukcja musi być wykonana z materiałów trwałych, odpornych na ściskanie i rozciąganie (stosowanie drewna jest niedopuszczalne).
W przypadku dachów spadzistych powyżej 15° i długości 15 m należy zabezpieczyć wierzchnią warstwę substratu przed wymywaniem przez zabezpieczenia antyerozyjne. Mogą być one wykonane z siatek, włóknin, mat układanych na dachu lub gotowych prekultywowanych mat wegetacyjnych na siatkach nośnych. Wszystkie elementy antyerozyjne muszą być mocowane do konstrukcji zabezpieczającej przed poślizgiem.
Substraty
Podłoże glebowe do ekstensywnego jednowarstwowego spadzistego dachu zielonego musi być odpowiednio dobrane pod kątem wodoprzepusz- czalności, zdolności gromadzenia wody oraz stabilności mechanicznej (zastosowanie kruszyw łamanych). W przypadku intensywnych dachów spadzistych, na których trzeba stosować substraty intensywne o miąższości powyżej 10 cm, należy pamiętać, aby odpowiednio rozprowadzić i wyprowadzić wodę z substratu. Gromadzenie się wody w dolnej części substratu może spowodować jego nadmierne uwodnienie i utratę właściwości mechanicznych, prowadząc do wypiętrzenia, co może spowodować osunięcie się wyższych warstw dachu zielonego. Substraty dachowe zawsze muszą spełniać wymagania wytycznych FLL oraz posiadać dopuszczenie do obrotu. Stosowanie zwykłej ziemi grozi ryzykiem osunięcia na skutek nadmiernej kumulacji wody, erozji (wypłukiwania drobnych cząstek gleby) oraz słabego ukorzeniania się roślin.
Roślinność
Wybór roślinności musi być głęboko przemyślany i podyktowany lokalnymi warunkami środowiskowymi z uwzględnieniem strefy klimatycznej i sił ssących wiatru.
Na dachach spadzistych najczęściej stosuje się roślinność ekstensywną – na przykład rozchodniki w miejscach suchych lub trawy i zioła w przypadku miejsc zacienionych. Jeśli nie jest to gotowa roślinność na matach antyerozyjnych, trzeba stosować siew mokry z użyciem kleju.
Stosowanie roślinności intensywnej na dachach spadzistych jest także możliwe, niemniej przy zachowaniu szczególnej ostrożności. Rozsądnie jest stosować roślinność płożącą, o silnych systemach korzeniowych. Pamiętając o zmniejszonej ilości wody w substracie, zaleca się stosowanie systemów nawadniania, przy czym system nawadniania powinien przewidywać zwiększoną ilość wody w górnych partiach dachu. Możliwość osunięcia się roślinności z dachu spadzistego z powodów zależnych od samej roślinności jest niewielka i może wystąpić wyłącznie w efekcie niezachowania środków ostrożności podczas chodzenia po dachu.
Wykonanie i pielęgnacja
Wykonanie i pielęgnacja spadzistego dachu zielonego to poważne wyzwanie techniczne i logistyczne, do którego należy się odpowiednio przygotować. Stosowanie rozwiązań tymczasowych jest niedopuszczalne.
Kluczowym momentem podczas robót wykonawczych jest podawanie i układanie substratu na dachu, które musi być poprzedzone sprawdzeniem wytrzymałości systemu zabezpieczeń. Po ułożeniu substratu dach należy bezzwłocznie pokryć roślinnością i zabezpieczyć przed erozją. Równie istotne jest zachowanie ostrożności podczas ewentualnych napraw oraz w trakcie pielęgnacji dachu spadzistego, dlatego dach powinien być odpowiednio przygotowany do takich zabiegów, np. wyposażony w miejsca zaczepu dla uprzęży.
Zakończenie
Przystępując do projektowania spadzistego dachu zielonego, należy nie tylko uwzględnić spadek lub nachylenie powierzchni dachowych i ich rozszerzalność liniową, przewidzieć obciążenia konstrukcyjne, szczególnie obciążenie wodą i śniegiem, ale także opracować szczegółowy plan jego wykonania uwzględniający zagadnienia techniczne i logistyczne. Największym zagrożeniem na dachu spadzistym jest ryzyko osunięcia się substratu i roślinności zarówno na etapie realizacji, jak i eksploatacji oraz pielęgnacji. Warto wykonać model, który pomoże w rozwiązaniu pułapek konstrukcyjnych i materiałowych, oraz gruntownie przygotować ekipę wykonawczą do realizacji z zachowaniem środków ostrożności i reżimu czasowego. Na pewno warto się zapoznać z wytycznymi FLL, które zostały opracowane na bazie wniosków z prób i błędów zbieranych od ponad 30 lat.
Paweł Kożuchowski
Laboratorium Dachów Zielonych
Zdjęcia autora
