Jak zwiększyć trwałość pokryć dachowych?

Fot. 1. Przykłady uszkodzeń pokryć dachowych, związane z niewłaściwym mocowaniem ich do podłoża: a) pokrycie papowe, b) membrana PVC, c) pokrycie z blachy (falistej, powlekanej) [1]

Pokrycia dachowe – wymagania, trwałość

Można powiedzieć, że pokrycia dachowe są parasolem bezpieczeństwa dla najwyżej położonych zewnętrznych, poziomych przegród budynków i budowli, a tym samym dla całych obiektów budowlanych. Zawsze się kojarzą z zewnętrzną warstwą dachu lub stropodachu, wykonaną z materiałów odpornych na oddziaływania klimatyczne, zdolną do przenoszenia i przekazywania obciążeń na konstrukcje nośne dachów/stropodachów (łaty i płatwie). Pokrycia powinny być jednocześnie odporne na uszkodzenia mechaniczne, zmiany temperatur (w tym cykliczne procesy zamrażania i odmrażania), promienie UV, korozję (chemiczną i biologiczną) oraz inne uszkodzenia będące efektem wykonywania czynności konserwacyjnych oraz naprawczych. Powinna je charakteryzować odporność na okresową zmianę wymiarów (w wyniku oddziaływań termicznych i mechanicznych w przypadku niezapewnienia im swobody przemieszczeń), dobra przyczepność do podłoży oraz łatwość napraw, uzupełnień oraz wymian. Nie istnieją materiały budowlane całkowicie odporne na procesy starzenia się, lecz odpowiednie obchodzenie się nimi może te procesy spowolnić, a niewłaściwe – znacznie przyspieszyć. Niemożliwe jest udzielenie uniwersalnej i jednoznacznej odpowiedzi na pytanie dotyczące sposobu wydłużania okresu trwałości pokryć dachowych. W budownictwie stosuje się wiele technologii krycia dachów, często bardzo odmiennych od siebie, w tym tradycyjnych: drewniane, ceramiczne, cementowe, włókno-cementowe, papowe, tworzywowe, stalowe i metalowe, szklane, a nawet strzechy.

Na dachach występują jeszcze pokrycia wykonane z materiałów zawierających szkodliwy dla zdrowia i otoczenia azbest, które przy spełnieniu pewnych wymagań [1] będą mogły być eksploatowane jeszcze do 2031 r.

Pokrycie dachowe to nie tylko pojedyncza warstwa papy, folii, dachówek, blachy itp., ale kompletny system oferowany przez producenta, który dopiero wdrożony w całości może zapewnić trwałość i niezawodność pokrycia, o czym bardzo często się zapomina. Każdy rodzaj pokrycia będzie wymagał przeprowadzania innych czynności w celu utrzymania na wymaganym poziomie sprawności oraz żywotności technicznej i użytkowej.

Rys. 1. Zmienność ciężaru objętościowego śniegu w czasie

Czytaj też: Zawilgocenie warstw termoizolacyjnych w dachach zielonych

Kształtowanie dachów i stropodachów

Szczelność oraz trwałość pokryć dachowych uzależniona jest w głównej mierze od wielkości pochyleń połaci dachowych. W tabl. 1 zamieszczono aktualne, zalecane wielkości pochyleń połaci [6], które nie uległy większym zmianom na przestrzeni ostatnich 50 lat. Wielkości te należy traktować jako wyjściowe do kształtowania dachów, przy respektowaniu wymagań producentów materiałów pokryciowych.

Dobór rodzaju pokrycia dachowego powinien być dostosowany do lokalizacji obiektu w danej strefie klimatycznej obciążenia wiatrem [4] oraz śniegiem [5] i uwzględniać zapisy planu zagospodarowania przestrzennego lub decyzji ustalającej warunki zabudowy. Ponadto dobór pokrycia musi uwzględniać również poziom hałasu przedostającego się do wnętrza budynku lub wychodzącego z niego [7] (hałas technologiczny, komunikacyjny, opady deszczu, gradu oraz wiatr). Inaczej hałas będzie tłumiony przez przegrody pokryte dachówką, a inaczej – pokryte blachą.

Słabe miejsca i błędy

W rozwiązaniach i wykonawstwie pokryć dachowych można wskazać słabe miejsca, tj. lokalizacje, w których najczęściej powstają defekty i część może doprowadzić do poważnych uszkodzeń elementów chronionych przez pokrycia, w tym całych kondygnacji (fot. 1). Wybiórczo wymieniono je w tabl. 2.

Trwałość pokryć dachowych nie będzie zależała wyłącznie od jakości materiałów, z których je wykonano. Będzie ona funkcją wielu zmiennych, które się pojawią już na etapie realizacji i już stale będą towarzyszyć eksploatacji obiektów, poddawane odziaływaniu otoczenia. Wśród wspomnianych zmiennych można wyróżnić:

• niewłaściwy dobór pokrycia na etapie projektowania ze względu na brak dopasowania do wymagań środowiska jego późniejszej eksploatacji;
• brak rozwiązań projektowych w zakresie podparć i mocowania pokryć do podłoży;
• brak uwzględniania procesów fizykalnych zachodzących wewnątrz przegród (dachów i stropodachów);
• brak zapisów w projektach dotyczących stosowania wyłącznie jednej, sprawdzonej i kompletnej technologii w systemach pokryć;
• brak rozwiązań szczegółów w lokalizacjach tzw. słabych miejsc: załamania połaci, przejścia instalacji oraz konstrukcji i urządzeń przez pokrycia, mocowanie i obróbki blacharskie okien połaciowych;
• stosowanie uproszczeń projektowych i wykonawczych, w tym własnych – w przypadku braku rozwiązań detali w projekcie, stosowanie mieszanych technologii w jednym pokryciu;
• brak niezależnych urządzeń/konstrukcji przeznaczonej do poruszania się po dachach;
• oczyszczanie dachów z pokrywy śnieżnej (często warstwy zlodowaciałej) przez zespoły lub osoby niedoświadczone i nieprzygotowane do prowadzenia tego typu prac;
• brak przeglądów pokryć w czasie eksploatacji w okresach przewidzianych przez Prawo budowlane oraz w okresach po nadmiernych opadach śniegu, oczyszczaniu połaci, gradobiciu, przeróbkach itp.;
• nieprzestrzeganie terminów i zakresów przeglądów gwarancyjnych pokryć dachowych;
• brak wykwalifikowanych zespołów dekarskich i specjalistycznego nadzoru nad robotami pokrywczymi.

Tabl. 2. Wybrane, słabe miejsca pokryć dachowych [1]

Polecamy też: Paroizolacje w stropodachach budynków mieszkalnych

Fot. 2. Temperatury nagrzewania się pokryć dachowych (temp. otoczenia 30°C, w cieniu): a) dachówka w kolorze grafitowym, b) kamień lub beton, c) blacha cynkowa, d) szkło od zewnątrz, e) szkło od wewnątrz, f) stalowa konstrukcja wsporcza pod szkłem [1]

Wybrane obciążenia dachów i ich pokryć

Funkcja, jaką przeznaczono dachom i ich pokryciom, jest ściśle związana z przenoszeniem obciążeń mechanicznych i klimatycznych [7]. W okresie zimowym wiodącym oddziaływaniem jest śnieg. Wszystkie istniejące oraz nowo projektowane dachy powinny bezpiecznie przenosić obciążenie ciężarem pokrywy śnieżnej do ustalonej obliczeniowo wartości (zależnej od strefy klimatycznej). Jest to ich podstawowym zadaniem. Wbrew pozorom ciężar objętościowy śniegu nie jest wielkością stałą, lecz zmienną w czasie z powodu zmian temperatury oraz wilgotności otoczenia (rys. 1) [3], [5]. Jest on również zależny od właściwości ciepłochronnych warstw znajdujących się pod pokryciem.

W okresie intensywnych opadów śniegu może się pojawić konieczność jego usuwania. Takie działanie powinno mieć jednak swoje uzasadnienie, ponieważ konstrukcje dachów wraz z pokryciami powinny bezpiecznie przenosić obciążenie śniegiem i nie ma takiej potrzeby, aby dachy stale oczyszczać z pokrywy śnieżnej, chyba że zagraża ona najbliższemu otoczeniu wskutek zsuwania się. Niemniej jednak nie należy dopuszczać do lokalnych przeciążeń dachu, np. spadającym lub zsuwającym się śniegiem na niższe połacie. Dobrym rozwiązaniem byłoby wprowadzenie do książek obiektów budowlanych tabel zawierających dopuszczalne wielkości obciążeń śniegiem przez ustalenie maksymalnej grubości pokrywy śnieżnej w zależności od czasu jej zalegania. Można byłoby wówczas wyeliminować lub ograniczać do niezbędnego minimum akcje usuwania śniegu, mogące doprowadzić do trwałych uszkodzeń pokrycia. Topniejący śnieg na dachach jest doskonałym sprawdzianem szczelności ich pokryć.

Kolejnym oddziaływaniem klimatycznym, nieobojętnym dla pokryć i konstrukcji dachów, jest obciążenie wiatrem [4], będzie to także oddziaływanie temperatury i promieni słonecznych. Nagrzewanie się i wychładzanie powierzchni dachów (głównie płaskich stropodachów, tarasów) nie pozostaje bez wpływu na zachowywanie się pokryć szczególnie wtedy, gdy ich podłoże stanowią materiały wykonane na bazie cementu lub konstrukcja stalowa (fot. 2). Podatne na zmianę swoich wymiarów pokrycia mogą wówczas ulec uszkodzeniom lub stać się bezpośrednią lub pośrednią przyczyną uszkadzania łączników (poprzez ich deformację i ścinanie), podkładów, a także innych konstrukcji. Oddziaływania termiczne mogą się sumować z innymi oddziaływaniami. Nie zawsze, a raczej rzadko, konstrukcja dachu będzie eksploatowana w warunkach zbliżonych do pogodowych warunków jej scalenia (np. -10°C), stąd też każda znaczna zmiana temperatury (np. do +50°, fot. 2) będzie wywoływała w nich dodatkowe naprężenia, takie informacje powinny się znaleźć w projektach budowlanych w postaci ostrzeżeń. Projektowanie konstrukcji powinno zapewniać jej swobodę przemieszczeń termicznych, tak aby nie doprowadzały one do przekroczenia dopuszczalnych wielkości naprężeń w materiałach pokryciowych i ich łącznikach. Wielkość obciążenia dachów temperaturą będzie zależna od zdolności pochłaniania i odbijania promieni słonecznych przez różne kolory pokryć dachowych (tj. od współczynnika absorbcji lub emisyjności s). Z tego też powodu zmiana koloru pokrycia dachu nie zawsze będzie obojętna dla jego konstrukcji (rys. 2).

Rys. 2. Możliwe temperatury nagrzewania się pokryć dachowych w zależności od koloru pokrycia [1]

Przeczytaj także: ABC dachów odwróconych

Prawo budowlane a trwałość pokryć

Znaczący i pozytywny wpływ na trwałość pokryć dachowych będą miały wymagane przepisami okresowe przeglądy techniczne budynków i budowli [8], [9]. Dlatego też właściciele oraz zarządcy tych obiektów zostali zobowiązani przez Prawo budowlane do zapewnienia bezpiecznego ich użytkowania w razie wystąpienia czynników zewnętrznych oddziaływających na obiekt, związanych z działaniem człowieka, lub sił natury, m.in. silne wiatry, intensywne opady i wyładowania atmosferyczne itp., w wyniku których może nastąpić uszkodzenie obiektu budowlanego lub bezpośrednie zagrożenie takim uszkodzeniem, mogące doprowadzić do zagrożenia życia lub zdrowia ludzi, bezpieczeństwa mienia lub środowiska.

W związku z powyższym obiekty budowlane (w tym dachy i ich pokrycia) powinny być w okresie użytkowania poddawane przez ich właścicieli lub zarządców okresowym kontrolom (art. 62 Prawa budowlanego).

Niejednokrotnie podłożem uszkodzeń konstrukcji dachów/stropodachów i ich pokryć mogą być procesy zachodzące we wnętrzu przeszkód. Mechaniczne uszkodzenia są w miarę łatwo wykrywalne i naprawialne, lecz nie można już tego powiedzieć o zużyciu lub uszkodzeniu korozyjnym wewnętrznych warstw składowych przegród, będących wynikiem zachodzących w nich procesów fizykalnych, które z pozoru wyglądają na błahe i zazwyczaj nie poświęca się im uwagi. Dlatego na etapie projektowania ważny jest dobór materiałów odpowiednich do możliwości wykonawczych i warunków późniejszej eksploatacji.

Obowiązujące okresowe kontrole

• Co najmniej raz w roku, polegająca na sprawdzeniu stanu technicznego elementów budynku, budowli i instalacji narażonych na szkodliwe wpływy atmosferyczne i niszczące działania czynników występujących podczas użytkowania obiektu oraz przewodów kominowych (dymowych, spalinowych i wentylacyjnych) mogących oddziaływać bezpośrednio lub pośrednio na elementy powiązane z konstrukcją i pokryciem dachowym.
• Co najmniej raz na pięć lat, polegająca na sprawdzeniu stanu technicznego i przydatności do użytkowania, a także estetyki obiektu budowlanego.
• Co najmniej dwa razy w roku, w terminach do 31 maja oraz do 30 listopada, w przypadku budynków o powierzchni zabudowy przekraczającej 2000 m² oraz innych obiektów budowlanych o powierzchni dachu przekraczającej 1000 m².
• Każdorazowo w przypadku wystąpienia okoliczności i oznak, świadczących o jakimkolwiek zagrożeniu obiektu.

Gwarancja producenta i jej wpływ na trwałość pokryć

Na zadane na wstępie pytanie o wydłużenie trwałości pokryć można by również odpowiedzieć, że należy o nie po prostu dbać, stosując się do wymagań producentów i zasad udzielania gwarancji [2]. Tutaj jednak należałoby zwrócić uwagę na pewne zapisy w warunkach gwarancji, które wyłączają pewne rodzaje szkód z odpowiedzialności za nie, m.in. gwarancje producentów pokryć dachowych nie obejmują:

• niewłaściwego składowania i przechowywania wyrobów pokryć dachowych, w tym składowania w sąsiedztwie rozpuszczalników i innych związków chemicznych powodujących degradację;
• szkód wywołanych obciążeniem chemicznym, mechanicznym, termicznym;
• uszkodzeń i wad powstałych na skutek naprawy podjętej przez klienta lub/i inną osobę we własnym zakresie;
• uszkodzeń powstałych wskutek niewłaściwego montażu pokrycia;
• uszkodzeń wywołanych siłą wyższą, taką jak: grad, burza, huragan, powódź, pożar, trzęsienie ziemi, wyładowania atmosferyczne, gałęzie drzew;
• uszkodzeń będących wynikiem punktowego „nacisku” śniegu;
• nieprawidłowej wentylacji dachu/stropodachu;
• uszkodzeń pokryć będących efektem uszkodzeń i deformacji konstrukcji dachów (obiektów);
• wyrobów eksploatowanych przy obciążeniach klimatycznych większych, niż przewidują wyznaczone współczynniki odporności na obciążenia skupione, normy wiatrowe, normy obciążenia śniegowego oraz w środowiskach o wyższej kategorii korozyjności atmosfery, niż przewidywał producent;
• wyrobów eksploatowanych na obszarach przybrzeżnych w miejscach, w których mogą one być częściowo lub chwilowo spryskiwane wodą morską, lub w miejscach, w których mgła wody morskiej mogłaby na nie bezpośrednio oddziaływać;
• wyrobów eksploatowanych w środowisku zawierającym dużą zawartość agresywnych lub korodujących składników chemicznych, które mogą uszkodzić system zabezpieczenia przeciwkorozyjnego rdzenia stalowego (pokrycia z blach) na skutek kondensacji lub działania agresywnych aerozoli, np. dymu zawierającego opary siarki, amoniaku, opadów o silniejszym odczynie kwaśnym lub alkalicznym;
• wyrobów eksploatowanych w środowiskach zanieczyszczonych popiołami lub pyłem cementowym, sadzami kominowymi, odchodami zwierzęcymi, glonami, nawozami itp.

Każdy wyrób opuszczający zakład produkcyjny powinien spełniać narzucone mu normami i aprobatami standardy jakości. I tak zazwyczaj bywa. Niemniej szkody w pokryciach dachowych zdarzają się bardzo często. W zapisach warunków gwarancji pojawiają się niezmiernie często bliżej niesprecyzowane terminy „normalne użytkowanie” oraz „procesy naturalnego starzenia”, mówiące o wszystkim i jednocześnie o niczym. Producenci technologii pokryciowych powinni jednak pamiętać o tym, że ich wyroby mają chronić obiekty w skrajnych warunkach otoczenia, w ostatnich latach bardzo często mających miejsce. Dlatego też niektóre obostrzenia w udzielaniu gwarancji na dostarczane wyroby są co najmniej zadziwiające, np. to, że ich pokrycia nie będą odporne na szkodliwe oddziaływanie odchodów zwierzęcych, obciążenie wysoką temperaturą otoczenia, obciążenie niewłaściwie rozłożonym śniegiem, glonami, gradem (jak można uchronić przed nim dach, skoro występuje w każdym rejonie?), sadzami kominowymi.

Podsumowanie

Procesy starzenia się materiałów budowlanych zazwyczaj nie będą jedynie funkcją czasu, dlatego nie należy w nich upatrywać przyczyn szybkiego zużycia lub uszkodzeń pokryć. Na rynku dostępna jest szeroka paleta nowoczesnych materiałów i technologii pokryciowych, lecz zarówno one, jak i wyroby starsze muszą mieć zapewnione odpowiednie warunki eksploatacji. Same w sobie nie sprostają wyzwaniom otoczenia, ponieważ nadal są wrażliwe i podatne na uszkodzenia oraz korozję. Wady w wyrobach pokryciowych, jakie ujawnią się podczas ich użytkowania w okresie objętym gwarancją, mogą nie zostać uznane przez dostawców materiału, jeśli użytkownik nie będzie ściśle przestrzegał warunków (ograniczeń) gwarancji (o czym szerzej napisano wyżej i w [2]). Zazwyczaj nie udaje się unikać problemów związanych z eksploatacją pokryć dachowych. Trwałość i sprawność techniczna pokryć będzie zależna przede wszystkim od prawidłowego zaprojektowania układu warstw w dachach i stropodachach, a następnie zapewnienia im możliwości funkcjonowania zgodnie z założeniami projektowymi i zasadami fizyki budowli. Rodzaj pokrycia dachowego należy każdorazowo dostosowywać do warunków właściwych lokalizacji obiektu [1-3, 5], kształtu dachu [1], [6], jego możliwości naprawczych oraz warunków środowiska wewnętrznego [1], [2]. Projektanci często w opracowaniach projektowych ograniczają się jedynie do podania rodzaju pokryć, bez uprzedniego przeprowadzenia jakiejkolwiek analizy zasadności przypisywania ich do konkretnych warunków eksploatacji. Spora liczba szkód utożsamianych z wadami materiału jest wynikiem nieprawidłowego obchodzenia się z nim i nieprawidłowej eksploatacji.

Zapewnienie wymaganej trwałości pokryciom dachowym można uzyskać przez:

• unikanie warunków sprzyjających tworzeniu się słabych miejsc (tabl. 2) [1];
• szczegółowe rozwiązania projektowe detali: załamań połaci, przejść instalacji i kominów, osadzania i uszczelniania okien połaciowych, komunikacji do poruszania się po połaciach i zasad konserwacji [1];
• uwzględnienie procesów fizykalnych zachodzących we wnętrzu przegród [1];
• dobór odpowiedniego wyrobu do strefy klimatycznej, w której obiekt będzie eksploatowany, z uwzględnianiem najczęściej występujących zagrożeń pogodowych [1], [2];
• zakup wyrobów u producentów zapewniających najkorzystniejsze warunki gwarancji [2];
• regularne przeglądy okresowe [8], [9].

dr hab. inż. Dariusz Bajno prof. nadzw. UTP

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Wydział Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska

Literatura

1. D. Bajno, Dachy. Zasady kształtowania i utrzymywania, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2016.
2. Czasopismo „Dachy. Materiały, Konstrukcje, Technologie” nr 4/2016, 6/2016, 9/2016.
3. PN-EN 1991-1-3 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3. Oddziaływania ogólne – Obciążenie śniegiem.
4. PN-EN 1991-1-4 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4. Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru.
5. PN-80/B-02010/Az:2006 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem.
6. PN-B-02361: 2010 Pochylenia połaci dachowych.
7. 7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
8. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków użytkowania budynków mieszkalnych.
9. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane.