ABC specjalisty - dachy odwrócone

Pierwsze w Polsce realizacje, w których wykorzystano technologię dachu odwróconego powstały już w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych dwudziestego wieku, ale dopiero w latach dziewięćdziesiątych zaczęto ją stosować na szeroką skalę. Dziś inwestorzy, zwłaszcza projektów realizowanych w miastach, chcą, aby powierzchnie dachów były maksymalnie wykorzystane do celów użytkowych, np. na parkingi, ogrody, tarasy.

Do szerzej zdefiniowanej funkcji dachu należy dodać wymóg stawiany przez inwestorów: konstrukcja musi gwarantować wieloletnią, bezawaryjną eksploatację. Stawia to architektów i projektantów przed trudnym zadaniem, które jednakże jest wykonalne dzięki dostępności nowoczesnych technologii i materiałów budowlanych z tworzyw sztucznych. Tworzywa, które jeszcze niedawno opracowywano na zlecenie wojska lub potrzeb aeronautyki dzisiaj znajdują zastosowanie w budownictwie.
Forma dachu uzależniona jest od funkcji budynku, poddasza lub samego dachu, a także od materiałów, z których wykonana jest konstrukcja dachu.

Dachy płaskie zaczęto stosować w budownictwie na szeroką skalę wraz z rozpowszechnieniem się żelbetu. Rozwiązanie to niosło ze sobą wiele nowych możliwości, ale jednocześnie problemów.
Tradycyjnie wykonane dachy płaskie charakteryzowały się tym, iż pokrycie hydroizolacyjne usytuowane na wierzchu konstrukcji narażone było na szkodliwe działanie promieniowania ultrafioletowego, naprężeń termicznych oraz na uszkodzenia mechaniczne. Do tego dołączyły problemy z naprężeniami powstającymi pomiędzy przyklejonymi do siebie materiałami izolacji cieplnej oraz izolacji przeciwwodnej, powstałe na skutek różnic rozszerzalności liniowej materiałów. Można powiedzieć, iż za szczęśliwego mógł uważać się ten właściciel/inwestor, który nie doświadczył większych kłopotów z tradycyjnym dachem płaskim.
Dach odwrócony jest jednym z typów dachu płaskiego pełnego. Charakteryzuje się tym, że izolacja przeciwwodna znajduje się bezpośrednio na nośnej płycie dachowej pod warstwą ocieplającą. Dzięki temu nie jest narażona na działanie szkodliwych czynników atmosferycznych oraz uszkodzenia mechaniczne. Z uwagi na fakt, iż izolacja przeciwwodna pracuje w stałej temperaturze, zbliżonej do temperatury wnętrza - działa ona jednocześnie jako paroizolacja. W związku z tym zbędne staje się instalowanie dodatkowej warstwy paroizolacji, a tym samym ograniczona zostaje liczba warstw.
Ponad wrażliwą na uszkodzenia izolacją przeciwwodną układane są płyty izolacji termicznej (na przykład płyty z ekstrudowanej pianki polistyrenowej), które oprócz funkcji ocieplenia pełnią jednocześnie funkcję ochronną.
Ponieważ izolacja termiczna układana jest powyżej izolacji przeciwwodnej narażona jest ona zarówno w trakcie instalacji, jak i eksploatacji na szereg niekorzystnie działających czynników: obciążenia mechaniczne, czynniki atmosferyczne (takie jak deszcz, wilgoć, zmiany temperatury, cykle zamarzania i rozmarzania). Dlatego materiały izolacji termicznej używane do dachów odwróconych powinny być odporne na te czynniki.

Wymagania jakie musi spełniać materiał izolacji termicznej używany w dachu o odwróconym układzie warstw są następujące:

• nominalna wytrzymałość mechaniczna (PN-EN 826): minimum 300 kPa;

• nasiąkliwość wodą poprzez długotrwałe zanurzenie (PN-EN 12087): maksymalnie 0,5% objętościowo;

• nasiąkliwość wodą poprzez dyfuzję pary wodnej (PN-EN 12089): maksymalnie 3% objętościowo;

• nasiąkliwość po trzystu cyklach zamarzania i rozmarzania (PN-EN 12091): maksymalnie 1% objętościowo;

• maksymalnie 10% redukcja wytrzymałości mechanicznej po trzystu cyklach zamarzania i rozmarzania (PN-EN 12091).

Kryteria te odzwierciedlają warunki, na jakie jest narażony materiał izolacji termicznej wykorzystany w dachu odwróconym. Wymagania te speniają doskonale płyty z ekstrudowanej pianki polstyrenowej XPS. Z uwagi na specjalną zamkniętokomórkową budowę charakteryzują się bardzo niską nasiąkliwością i to zarówno w procesie zanurzania płyt w wodzie, jak i poprzez dyfuzję pary wodnej. Są niewrażliwe na cykle zamarzania i rozmarzania oraz bardzo wytrzymałe mechanicznie. Ponad 40-letnie doświadczenia w stosowaniu produktów z ekstrudowanej pianki polistyrenowej XPS jako izolacji termicznj dachów o odwróconym układzie dowodzą, iż jest on niezawodny.

Zalety dachu odwróconego

Podstawowe zalety dachów o odwróconym układzie warstw są następujące:

•  izolacja przeciwwodna znajduje się w pozycji chronionej, co pozwala przedłużyć jej żywotność, a tym samym trwałość całej konstrukcji dachowej;
•  możliwe są różne funkcje użytkowe dachu również takie, przy których występują znaczne obciążenia mechaniczne;
•  nie ma potrzeby stosowania dodatkowej warstwy paroizolacji;
•  instalacja poszczególnych warstw jest bardzo prosta i po ułożeniu izolacji przeciwwodnej praktycznie niezależna od pogody;
•  płyty izolacyjne można łatwo podnosić i wymieniać lub używać ponownie w przypadku remontu lub zmiany funkcji powierzchni dachu, ponieważ są układane luzem (bez klejenia).

Projektowanie, dobór materiałów i montaż

Jako izolację przeciwwodną na dachach odwróconych stosuje się najczęściej modyfikowane polimerami pokrycia bitumiczne (tak zwane papy zgrzewane) lub pokrycia jednowarstwowe - membrany z PVC lub EPDM. W przypadku, gdy pokrycie dachu wykonane jest z dwóch warstw bitumicznych pap modyfikowanych, klejonych na całej powierzchni - umiejscowienie ewentualnego przecieku jest bardzo łatwe, gdyż poziomy przepływ wody pomiędzy żelbetową płytą dachową a izolacją przeciwwodną jest niemożliwy.
W przypadku stosowania pokryć z PVC, jeżeli nie są one pokryte warstwą specjalnego lakieru zabezpieczającego, pomiędzy pokryciem a izolacją z ekstrudowanego polistyrenu należy zastosować specjalną przekładkę, na przykład z geowłókniny - zabezpieczy to membranę PCV przed migracją plastyfikatorów. Warstwa geowłókniny jest wystarczającym, powszechnie stosowanym do tego celu, zabezpieczeniem. Warstwa izolacji przeciwwodnej w przypadku dachów zielonych musi być odporna na korzenie roślin. Jeżeli stosuje się zwykłe materiały hydroizolacyjne to nad nimi należy ułożyć oddzielne warstwy izolacyjne, zabezpieczające hydroizolację przed korzeniami roślin.
Projektując odwodnienie dachu odwróconego należy ponownie kierować się wytycznymi, wynikającymi z rodzaju użytych materiałów izolacji przeciwwodnej oraz odwodnień dachowych. Ze względu na specyfikę dachu odwróconego należy pamiętać o tym, aby zabezpieczyć możliwość odprowadzenia wody z poziomu izolacji przeciwwodnej, powierzchni płyt izolacyjnych oraz (w zależności od funkcji dachu) powierzchni płyt tarasowych, powierzchni gruntu lub powierzchni jezdnych. Płyty izolacji termicznej układa się luzem, na wzór cegieł. Płyty z ekstrudowanego polistyrenu, stosowane w dachach odwróconych, mają na wszystkich czterech krawędziach schodkowe zamki. Dzięki takiemu ukształtowaniu krawędzi warstwa płyt, po ułożeniu i dopasowaniu, pozbawiona jest mostków termicznych.
Płyty z ekstrudowanej pianki polistyrenowej, ze względu na ich niewrażliwość na wilgoć, mogą być instalowane niezależnie od warunków pogodowych: opadów deszczu, śniegu. Pomiędzy płytami a warstwą żwiru umieszcza się ochronno-separacyjną warstwę geowłókniny. Do tego celu najlepiej nadaje się otwarta na dyfuzję pary wodnej geowłóknina polipropylenowa o gramaturze około 110-140 g/m². Geowłókninę układa się luzem z zakładami rzędu 20 cm.
Materiał ten zabezpiecza dach przed przedostawaniem się do płyt i izolacji przeciwwodnej zanieczyszczeń oraz żwiru i grysu z warstw znajdujących się powyżej. Jest to istotne wówczas, gdy zachodzi potrzeba dokonania jakichkolwiek napraw na dachu, ponieważ po usunięciu żwiru, zdjęciu warstwy geowłókniny, płyty oraz izolacja przeciwwodna nie są zanieczyszczone.
Geowłóknina stanowi także tymczasowe zabezpieczenie dla płyt przed promieniowaniem ultrafioletowym w trakcie układania wa-rstw, zanim będzie wykonana warstwa żwiru, oraz stabilizuje płyty. Dawniej przy konstruowaniu dachów odwróconych, kiedy geowłóknina nie była stosowana, konieczna była znacznie grubsza warstwa żwiru Ð o wysokości zbliżonej do płyt izolacyjnych. Obecnie przy stosowaniu warstwy geowłókniny, której szerokie pasy przykrywają wiele płyt Ð pojedyncza płyta termoizolcyjna przytrzymana geowłókniną nie może być swobodnie podniesiona. Tak więc dla stabilizacji płyt wystarczy warstwa żwiru o mniejszej, niż kiedyś zalecano, grubości.

Na podstawie badań i wieloletnich doświadczeń stwierdzono, iż w dachach betonowych o masie jednostkowej minimum 150-200 kg/m² na skutek ich dużej pojemności cieplnej nie następuje gwałtowne ochłodzenie w efekcie tego zjawiska. Konieczne jest rozwiązanie tego problemu w przypadku dachów o konstrukcji metalowej, których pojemność cieplna jest niewielka. Dachy takie mogą wychłodzić się gwałtownie wskutek długotrwałych opadów deszczu. Na skutek wychłodzenia konstrukcji dachu może dojść do wykroplenia wilgoci na jego spodniej stronie. Można tego uniknąć wykonując ponad dachem metalowym warstwę o minimalnym oporze cieplnym wynoszącym 0,15 (m²K)/W. Uzyskanie takich parametrów gwarantuje użycie na przykład sklejki grubości 20 mm.
Z uwagi na to, że w dachach odwróconych istnieje możliwość przedostawania się wody opadowej pod płyty izolacyjne i odprowadzania przez nią części ciepła z płyty dachowej, w zależności od warunków klimatycznych i wielkości opadów w czasie sezonu grzewczego tę nieciągłą stratę można pominąć lub skompensować, zwiększając nieznacznie grubość izolacji termicznej (na przykład o 10 mm). Może to być przedmiotem rozważań w przypadku dachów o pokryciach otwartych, między innymi wykończonych warstwą żwiru lub płytami chodnikowymi na przekładkach dystansowych, lecz nie dotyczy dachów, w których większość wody opadowej spływa po powierzchni warstw wykończeniowych (tarasy, parkingi dachowe, dachy zielone) i nie dociera do warstwy izolacji przeciwwodnej.