Stropodachy. Budowa, projektowanie i funkcje użytkowe stropodachów

Stropodachy to wielowarstwowe układy konstrukcyjne. Poszczególne warstwy w stropodachu spełniają zwykle zróżnicowane funkcje, stąd też wykonuje się je z różnych materiałów. Jakich materiałów używa się do budowy stropodachów, jakie są zasady ich projektowania i wykonywania.

Stropodachy

Stropodachy to wielowarstwowe układy konstrukcyjne, stosowane przy kątach nachylenia połaci dachowej od 0^o do 5^o (=9%). Poszczególne warstwy w stropodachu spełniają zwykle zróżnicowane funkcje, stąd też wykonuje się je z różnych materiałów. Zasadniczy układ warstw w stropodachu zależy od:

• rodzaju konstrukcji,
• sposobu użytkowania,
• warunków zewnętrznych

Rodzaje stropodachów i sposób ich użytkowania

Ze względu na konstrukcję rozróżnia się następujące rodzaje stropodachów:

• stropodachy pełne (niewentylowane), w których wszystkie warstwy są ułożone na sobie,
• stropodachy wentylowane (dwudzielne), w których pomiędzy dwiema powłokami stropodachu znajduje się przestrzeń połączona z powietrzem zewnętrznym.

Ze względu na sposób użytkowania można wyróżnić stropodachy:

• nieużytkowe, na które dostęp jest ograniczony jedynie do nadzoru i konserwacji pokrycia,
• użytkowe, dostępne jedynie dla ludzi, np. tarasy,
• użytkowe, dostępne dla ruchu kołowego osobowego i ciężarowego,
• zielone, użytkowane w sposób ekstensywny, rośliny niskie i niewymagające specjalnej opieki,
• zielone, użytkowane intensywnie, roślinność zwykle wysoka, starannie pielęgnowana

Odporność ogniowa stropodachów 

Wymagania dotyczące odporności ogniowej podano wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. nr 75, poz. 690, zmiana Dz.U. nr 109/2004 poz. 1156.

Przekrycia wielkopowierzchniowe - przepisy bezpieczeństwa pożarowego
W rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. nr 75/2002, poz. 690, sprecyzowano specjalne wymagania dotyczące ochrony pożarowej przekryć budynków o dużej powierzchni. Brzmią one następująco:
"§ 219.1. Przekrycie budynku mające powierzchnię wiekszą niż 1000 m² powinno być nierozprzestrzeniające ognia, a jego część nośna wykonana z materiałów niepalnych. W przypadku, gdy wewnątrz lub na części nośnej jest umieszczona palna izolacja cieplna, klasa odporności ogniowej tej części powinna być nie niższa niż E 15".

• Czytaj też: Nowe warunki techniczne 2018. Dział VI. Bezpieczeństwo pożarowe

Zgodnie więc z tekstem rozporządzenia, do izolowania stropodachów o wielkich powierzchniach mogą być stosowane płyty styropianowe. Takie rozwiązanie pociąga za sobą spełnienie dodatkowego wymagania przez element konstrukcyjny, na którym wsparty jest bezpośrednio materiał izolacji termicznej. W przypadku nowoczesnych, lekkich stropodachów pełnych może to być np. blacha trapezowa, na której układane są warstwy pokrycia. Od części nośnej pokrycia (i tylko od niej) wymaga się, żeby była niepalna i żeby jej odporność ogniowa była równa co najmniej E 15. Symbol E oznacza tutaj tzw. szczelność ogniową elementu wyrażoną w minutach. Rodzaj użytego materiału izolacyjnego nie wpływa oczywiście na klasyfikacje w zakresie odporności ogniowej tej części pokrycia. Natomiast izolacja termiczna wraz z warstwą pokryciową powinny, niezależnie od rodzaju zastosowanego materiału izolacji termicznej, tworzyć zawsze system nierozprzestrzeniający ognia. Ocena konkretnego rozwiązania materiałowego jest wydawana tylko na podstawie doświadczalnych badań ogniowych.

• Czytaj też: Konstrukcja dachu zielonego. Warstwy dachu, obciążenie

Przykładem lekkiego rozwiązania konstrukcyjnego, spełniającego wymagania bezpieczeństwa pożarowego dla pokryć o powierzchni powyżej 1000 m² jest np. następujący układ warstw stropodachu:

• blacha trapezowa (część nośna pokrycia),
• folia PE (paroizolacja),
• styropian EPS 100 (15 cm),
• membrana z EPDM (pokrycie dachowe)

Zastosowanie styropianu w stropodachu o wielkiej powierzchni pozwala wykorzystać wszystkie zalety tego materiału, tj. jego wysoką izolacyjność termiczną i jednocześnie wysoką wytrzymałość mechaniczną. Dzięki temu powierzchnia stropodachu może być wykorzystywana w celach użytkowych, jako np. taras, zielony ogród, a nawet parking lub zaplecze techniczne do lokalizacji urządzeń klimatyzacyjnych, anten itp. Duże obciążenia wymagają oczywiście właściwie zaprojektowanej, masywnej konstrukcji nośnej. Styropian jest więc materiałem bardzo przydatnym przy realizacji stropodachów, zapewniając jednocześnie wymagane bezpieczeństwo pożarowe konstrukcji.

Warstwy stropodachu

1. Warstwa nośna
Dla ograniczonych rozpiętości podpór warstwa nośna może być wykonana np. jako sztywna, masywna konstrukcja płytowa z żelbetu. W przypadku dużych rozpiętości, stosuje się zwykle lżejszą konstrukcję szkieletową z drewna, stali lub żelbetu z warstwą nośną stropodachu wspartą na szkielecie i wykonaną np. z drewna lub blachy trapezowej.

2. Warstwa rozdzielcza i wyrównująca
Zadaniem tej warstwy jest zamknięcie drobnych pęknięć w warstwie nośnej, pochodzących np. od skurczu, wyrównanie podłoża i ochrona warstw ułożonych wyżej przed ewentualnymi wpływami chemicznymi tej warstwy.

3. Paroizolacja
Paroizolacja chroni stropodach przed nadmierną dyfuzją pary wodnej do jego wnętrza i dzięki temu ogranicza, do akceptowalnego poziomu, zawilgocenie wywołane kondensacją pary wodnej pod zewnętrznym pokryciem.
Przy normalnych warunkach eksploatacji pomieszczenia, tj. temperaturze powietrza 20ºC, wilgotności względnej powietrza 50% i izolacyjności termicznej zgodnej z aktualnymi wymaganiami, stropodach pełny będzie chroniony przed nadmiernym zawilgoceniem, jeśli wartość sd paroizolacji jest równa co najmniej 100 m.
Paroizolacja ułożona luźno na stropie lub klejona pasmowo do podłoża, może jednocześnie pełnić rolę warstwy rozdzielczej i wyrównującej.

4. Izolacja termiczna
Izolacja termiczna ma za zadanie:

• umożliwiać utrzymywanie we wnętrzu budynku przez cały rok warunków komfortu cieplnego,
• ograniczanie strat energii przy ogrzewaniu i zysków ciepła przy ew. chłodzeniu wnętrza pod stropodachem ochronę, wspólnie z warstwą paroizolacji, przed nadmiernym zawilgoceniem kondensacyjnym,
• ochronę warstwy nośnej przed nadmiernymi naprężeniami i odkształceniami termicznymi.

Grubość warstwy izolacji termicznej wynika z wymagań zawartych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. nr 75, poz. 690, zmiana Dz.U. nr 109/2004 poz. 1156.

5. Warstwa wyrównująca ciśnienie pary wodnej i rozdzielcza
Warstwa ta ma za zadanie:

• stworzyć nieprzerwaną warstewkę powietrza pomiędzy izolacją termiczną a pokryciem, pozwalającą na wyrównywanie ciśnienia pary wodnej na całej powierzchni dachu,
• umożliwić swobodne przemieszczenia i odkształcenia termiczne pokrycia i zapobiegać przenoszeniu naprężeń termicznych z warstwy izolacji termicznej na pozostałe warstwy,
• chronić warstwy izolacji cieplnej i pokrycia przed wzajemnym, niekorzystnym oddziaływaniem chemicznym (np. styropian i miękkie PCV),
• chronić wnętrze stropodachu przed ogniem i promieniowaniem w przypadku stosowania pokryć z tworzyw sztucznych, nieosłoniętych od góry ciężką warstwą ochronną.

6. Warstwa pokrycia
Zadaniem tej warstwy jest ochrona wnętrza stropodachu przed różnego rodzaju opadami atmosferycznymi i spiętrzoną wodą na połaci dachu.
Pokrycia bitumiczne są zwykle układane w dwóch warstwach, klejonych pomiędzy sobą na całej powierzchni, aby uzyskać pełną szczelność na penetrację wody i wiatru. Pokrycia z tworzyw sztucznych są stosowane zwykle w postaci jednej warstwy, luźno ułożonej na podłożu i następnie dociążonej warstwą balastową i/lub mocowanej mechanicznie. Pokrycia, luźno ułożone na warstwie izolacji termicznej lub mocowane do niej punktowo lub pasmowo, mogą jednocześnie spełniać funkcję warstwy wyrównującej ciśnienie i rozdzielczej.

7. Warstwa ochronna
Funkcje tej warstwy to:

• ochrona pokrycia przed uszkodzeniami mechanicznymi, a także przed ogniem lub promieniowaniem cieplnym,
• zmniejszanie różnicy temperatur i ochrona pokrycia przed promieniowaniem słonecznym (szczególnie z zakresu UV), dzięki czemu zwiększa się jego trwałość,
• lekka warstwa ochronna (tylko dla pokryć bitumicznych), wykonana fabrycznie w postaci posypki z drobnego żwirku łupkowego, oprócz funkcji osłonowych może spełniać równocześnie rolę warstwy rozdzielczej dla ciężkiej warstwy ochronnej.

Przy powłokach z tworzyw sztucznych, zaleca się  ewentualnie, stosowanie tkanin sztucznych o gramaturze > 300 g/m² dla ochrony mechanicznej warstwy pokrycia.

8. Warstwy użytkowe
Warstwy tego typu są związane ze sposobem użytkowania stropodachu. Spełniają one funkcje podobne jak w punkcie 7., a oprócz tego pozwalają na uzyskanie nawierzchni odpowiedniej dla ruchu pieszego lub kołowego, lub warstwy gruntu do hodowania roślin.

Stropodach odwrócony - budowa i zalety

Tradycyjne zewnętrzne powłoki pokrycia przeciwwodnego stropodachów pełnych są warstwami blokującymi w znaczny sposób odpływ pary wodnej z wnętrza stropodachu. Ponieważ umieszczone są one w strefie niskich temperatur, para wodna dochodząca do nich z wnętrza budynku ulega pod pokryciem skropleniu, powodując intensywne zawilgocenie warstw stropodachu. W stropodachu odwróconym całkowicie wyeliminowano to zjawisko, poprzez umieszczenie powłoki wodo- i paroszczelnej w pobliżu wnętrza, w strefie wysokich temperatur. Izolacja wodoszczelna jest układana na stropie konstrukcyjnym, a dopiero na niej wykonuje się warstwę izolacji termicznej, osłoniętej od zewnątrz jedynie dociskową warstwą żwiru lub płytek betonowych. Para wodna dyfundująca z wnętrza budynku przez stropy jest zatrzymywana przez szczelne pokrycie jeszcze przed izolacją termiczną, a więc w temperaturze zbliżonej do temperatury wnętrza.

W tych warunkach para nie ulega kondensacji i nie powoduje zawilgocenia przegrody. Ale za to warstwa termoizolacji, zwykle starannie chroniona przed zawilgoceniem, jest narażona tutaj na stałe działanie wody i zmiennych temperatur. Niewiele materiałów jest w stanie znosić takie warunki eksploatacji, bez utraty wymaganych właściwości izolacyjnych i mechanicznych. Stąd też jako materiał izolacji termicznej w stropodachach odwróconych stosowana jest specjalna odmiana styropianu o bardzo niskiej nasiąkliwości, tj. styropian hydrofobowy EPS P.

Podstawowe zalety stropodachu odwróconego to:
- zapobieganie kondensacji pary wodnej dyfundującej przez przegrodę i w efekcie zawilgoceniu stropodachu, 
- ochrona pokrycia przeciwwodnego przed działaniem: ciągłych zmian temperatury oraz temperatur ekstremalnych, promieni UV, ciśnienia pary wodnej pod pokryciem,
- możliwość wykorzystanie połaci dachu jako tarasu, parkingu lub ogrodu,
- układanie izolacji cieplnej i warstwy osłonowej można prowadzić w każdych warunkach pogodowych,
- bardzo łatwe jest pogrubienie warstwy izolacyjnej w stropodachu istniejącym bez zakłóceń w użytkowaniu wnętrza,
- łatwy dostęp do membrany wodoszczelnej.
Zalety te pozwalają na znaczne wydłużenie okresu bezawaryjnej eksploatacji stropodachu i trwałości pokrycia wodochronnego.

Warstwa ochronna stropodachu odwróconego może być wykonywana narożne sposoby:

• w postaci żwiru frakcjonowanego (grubość warstwy zwykle 50-100 mm zależnie od siły ssącej wiatru) rozsypanego bezpośrednio na termoizolacji, stanowi on warstwę dociskową i ochronną dla izolacji,
• żwiru i np. płytek chodnikowych w miejscach komunikacji,
• samych płyt chodnikowych,
• przy wykorzystaniu całej powierzchni dachu,
• gruntu z dodatkowymi warstwami ochronnymi,
• dylatowanej płyty betonowej.

Żwir nie powinien zawierać frakcji drobniejszych niż 20 mm, jeśli nie można tego zagwarantować, to konieczne jest osłonięcie termoizolacji warstwą tkaniny filtracyjnej, która powstrzyma drobne kamyczki i zanieczyszczenia przed penetracją wgłęb stropu i uszkodzeniem powłoki wodochronnej. Jest to szczególnie istotne w przypadku membrany wodoszczelnej z tworzywa sztucznego, cieńszej i delikatniejszej od powłok asfaltowych.

Dostęp chłodnej wody opadowej do wnętrza stropodachu powoduje dodatkowe straty cieplne, stąd też izolacja cieplna w stropodachu odwróconym jest zwykle pogrubiana o ok. 20% w stosunku do stropu tradycyjnego. Przepływ wody w czasie intensywnego i zimnego deszczu może w stropodachu ułożonym na bardzo cienkiej konstrukcji nośnej (np. blacha stalowa lub cienka powłoka żelbetowa) spowodować chwilowe jej wychłodzenie i wykraplanie pary wodnej na jej spodniej powierzchni. Dlatego zaleca się aby warstwa nośna stropodachu miała opór cieplny nie mniejszy niż 0.15 (m²K)/W, można to zrealizować przez pokrycie blachy warstwą wylewki o grubości min. 50 mm lub 20 mm warstwą sklejki lub płyty pilśniowej. Przy masywnej konstrukcji stropu żelbetowego takiego zagrożenia nie ma.

Stropodachy wentylowane

W stropodachach wentylowanych warstwy konstrukcyjne są rozdzielone wentylowaną szczeliną powietrzną. Jest ona realizowana pomiędzy warstwą izolacji termicznej i pokryciem, poprzez uniesienie na osobnej konstrukcji wsporczej pokrycia wodochronnego.
Obecność wentylowanej przestrzeni z ciągłą wymianą powietrza z otoczeniem pozwala na znaczne obniżenie ciśnienia pary wodnej pod pokryciem i w efekcie uniknięcie kondensacji pary wodnej.
Układ warstw w stropodachu wentylowanym, z masywną warstwą konstrukcyjną stropu, został przedstawiony na rysunku. Wentylowanie stropodachu jest konieczne zwłaszcza w przypadku lekkich konstrukcji szkieletowych. Dolne warstwy takiego stropodachu pełnią funkcje izolacji termicznej i paroizolacji, osłaniając w ten sposób wnętrze przed wpływami środowiska zewnętrznego. Górna warstwa stropodachu przenosi obciążenia od pokrycia dachowego i ew. warstwy ochronnej.

Przy pokryciach dachowych z tworzyw sztucznych, ewentualnie zaleca się, stosowanie warstwy rozdzielczej ze sztucznych włóknin, o gramaturze > 300 g/m², dla ochrony warstwy pokrycia przed uszkodzeniami mechanicznymi.
Ruch powietrza w szczelinie wentylowanej może być wywołany różnicą temperatur i działaniem wiatru. Różnica temperatur powietrza w szczelinie i powietrza zewnętrznego wywołuje ruch konwekcyjny powietrza. Jeśli jednak wysokość szczeliny jest mała lub przepływ powietrza jest utrudniony przez elementy konstrukcji stropodachu, to wymuszenie termiczne nie spowoduje, wystarczającej dla usunięcia pary wodnej, wymiany wentylacyjnej. W tym przypadku konieczne jest wymuszenie ruchu powietrza przez działanie wiatru. Aby niezależnie od kierunku wiatru zawsze występowała różnica ciśnień wywołana parciem wiatru na budynek, otwory wentylacyjne umieszcza się na wszystkich ściankach stropodachu. Jest to tzw. wieloosiowe wentylowanie stropodachu. Dzięki temu uzyskuje się pewność, że wymiana powietrza w szczelinie stropodachu będzie zachodziła nie tylko wzdłuż np. belek konstrukcyjnych lub w sąsiedztwie otworów.

Układ warstw w stropodachu wentylowanym:

1. Warstwa sufitowa
Warstwa o charakterze dekoracyjnym jest, w tego rodzaju stropodachach, wykonywana zwykle z drewna lub płyt g-k. Zależnie od sytuacji, może ona również pełnić rolę okładziny ogniochronnej.

2. Warstwa paroizolacyjna i uszczelniająca
Zadania tej warstwy to:
- zablokowanie zbyt intensywnego napływu pary wodnej z pomieszczenia do przestrzeni wentylowanej przez dolne warstwy stropodachu,
- ograniczenie napływu zimnego powietrza ze szczeliny wentylowanej do wnętrza pomieszczenia lub odpływu ciepłego powietrza (wraz z parą wodną)  z pomieszczenia do stropodachu,
- warstwa ta zapobiega więc nadmiernym stratom ciepła i napływowi pary wodnej do wnętrza stropodachu.

Aby właściwie spełniać swoją funkcję, warstwa taka musi być wykonana w sposób szczelny, tj. poprzez staranne klejenie wzajemne złączy arkuszy czy wstęg materiału oraz dokładne połączenie ze ścianami budynku.
Wg ogólnych zasad projektowych, w tego rodzaju stropodachach łączna grubość równoważnej warstwy powietrza sd, dolnych warstw (do szczeliny powietrznej) powinna być większa lub równa 10 m. Dokładna wartość oporu dyfuzyjnego powinna być przyjmowana indywidualnie dla każdego przypadku w zależności od tzw. długości krytycznej przestrzeni wentylowanej.

3. Izolacja termiczna
Izolacja termiczna może być ułożona:
- pomiędzy lub,
- pomiędzy i pod lub,
- pod  elementami konstrukcji nośnej stropodachu.

4. Szczelina wentylowana
Obniża ciśnienie dyfundującej przez stropodach pary wodnej poprzez usuwanie jej na zewnątrz wraz z powietrzem wentylującym szczelinę. Aby wymiana powietrza mogła odbywać się z wymaganą intensywnością, należy wykonać:
- na wszystkich obrzeżach połaci dachowej otwory o przekroju równym co najmniej 2 promile,
- szczelinę wentylowaną nie niższą niż 2 cm na całej powierzchni stropodachu.

5. Warstwa nośna górnej części stropodachu szkieletowego
Jest wykonywana często z drewna lub materiałów drewnopochodnych.

6. Warstwa rozdzielcza i wyrównująca
Zadania tej warstwy to:
- zapobieganie przenoszeniu naprężeń z warstwy nośnej do pokrycia zewnętrznego,
- unikanie szkodliwego oddziaływania chemicznego pomiędzy warstwami (np. szkodliwe dla PVC działanie oleistych środków impregnujących drewno),
- w przypadku pokryć bitumicznych warstwa pokrycia może być klejona do warstwy rozdzielczej, uprzednio przybitej do powierzchni stropodachu,
- dla pokryć z tworzyw sztucznych bez ciężkiej warstwy osłonowej, odpowiednio dobrana warstwa rozdzielcza może pełnić także funkcje ochrony przeciwogniowej.

7. Pokrycie stropodachu
Funkcje tej warstwy i stawiane je wymagania są praktycznie takie same jak dla stropodachów niewentylowanych.

8. Warstwa ochronna
Funkcje tej warstwy i stawiane je wymagania są praktycznie takie same jak dla stropodachów niewentylowanych.

9. Warstwy użytkowe
Ze względu na konstrukcję szkieletową stropodachu o ograniczonej nośności, użytkowanie połaci dachowej może mieć co najwyżej formę ekstensywnej hodowli roślin.

Stropodachy z pokryciem bitumicznym

Wstęgowe materiały bitumiczne (powłoka rozdzielcza i wyrównująca, paroizolacja i warstwy pokryciowe) składają się zawsze z wkładki zbrojącej i obustronnych powłok bitumicznych.
Wkładki zbrojące stanowią warstwę nośną dla powłok bitumicznych i decydują o właściwościach mechanicznych całego produktu, a szczególnie o:

• wytrzymałości na rozrywanie podłużne, poprzeczne i ukośne,
• wydłużeniu względnym,
• wytrzymałości na rozdarcie po przybiciu gwoździami itp.

Stosowane są specjalne warstwy zbrojące dla ochrony przed:

• dyfuzją pary wodnej, w formie np. folii aluminiowej,
• przebiciem przez korzenie roślin, w postaci np. powłoki miedzianej ewentualnie w kombinacji z innymi warstwami zbrojącymi, dla uzyskania lepszych właściwości mechanicznych.

Powłoki bitumiczne, polimery bitumiczne lub bitumy utlenione zapewniają:

• wodoszczelność pokrycia,
• odporność na warunki środowiska,
• odporność na starzenie,
• odporność biologiczną.

Powłoki z polimerów bitumicznych mają, w stosunku do zwykłych bitumów utlenionych, szczególnie dobrą:

• odporność na warunki zewnętrzne i starzenie,
• odporność na podwyższoną temperaturę,
• elastyczność w niskich temperaturach.

Papy pokryciowe na bazie bitumów polimerowych dzieli się na:

• papy bitumiczne elastomerowe,
• papy bitumiczne plastomerowe.

Materiały na bazie elastomerów wyróżniają się szczególnie dobrymi właściwościami elastycznymi i dużą zdolnością do powracania do stanu pierwotnego, także w niskich temperaturach. Mają one również dobrą odporność na oddziaływanie środowiska i starzenie.
Materiały plastomerowe wykazują dobre zdolności plastyczne i dużą odporność na wysoką temperaturę.

Ze względu na sposób układania wyróżnia się:

• papy zgrzewane, w których masa klejąca potrzebna do połączenia jest zawarta w powłoce papy, łączenie jest wykonywane poprzez rozgrzanie w płomieniu gazowym wstęg papy i klejenie ich w sposób punktowy lub ciągły,
• papy klejone przy użyciu gorących lepików bitumicznych w sposób pasmowy lub na całej powierzchni.

Pokrycia wodochronne z materiałów bitumicznych realizuje się zwykle z co najmniej dwóch warstw papy. Warstwy są ze sobą łączone w sposób zapewniający całkowitą szczelność na penetrację wody i wiatru. Poszczególne wstęgi materiału łączy się poprzez zgrzewanie lub przy użyciu bitumicznych mas klejących. Górna warstwa pokrycia powinna być wykonana z papy polimerowej, pokrytej posypką mineralną, która stanowi warstwę ochronną.

• Czytaj też: Papa termozgrzewalna. Dobór papy termozgrzewalnej do pokrycia oraz zasady jej układania

Szczególnym rodzajem materiału pokryciowego jest papa zespolona fabrycznie z paskami styropianowej izolacji termicznej. Papa, do której przyklejona jest izolacja termiczna, może stanowić dolną warstwę powłoki wodoszczelnej stropodachu, jeśli spełnia wymagania przedmiotowej normy. Odcinki papy mają długość nie mniejszą niż 2.5 m, a połączenia na zakład pomiędzy poszczególnymi pasmami są szczelnie sklejone. Materiały bitumiczne są również stosowane jako skuteczna, szczelna paroizolacja stropodachów płaskich. 

Odpowiednie materiały bitumiczne są stosowane w stropodachach płaskich również i w innych funkcjach, np. jako warstwa rozdzielcza i wyrównująca na warstwie konstrukcyjnej lub termoizolacyjnej. Natomiast papy bitumiczne perforowane są stosowane jako warstwy odpowietrzające pokrycie stropodachu pełnego. Są one luźno układane na podłożu, a do nich dopiero klejone są warstwy pokryciowe. Dzięki perforacji masa klejąca mocuje całe pokrycie do podłoża.

• Czytaj też: Jaka papa na dach? Rodzaje pap na dachy i ich właściwości

Stropodachy z pokryciem z tworzyw sztucznych

Z tworzyw sztucznych wykonywane są:

• warstwy paroizolacyjne - najczęściej stosowanym tu tworzywem jest polietylen (PE), o grubości 0.25 lub 0.4 mm, m = 30 000,
• warstwy pokryciowe z różnych tworzyw bez dodatkowego zbrojenia (tzw. homogeniczne) lub zbrojone wkładkami z włókna szklanego lub syntetycznego, a także klejoną od spodu włókniną syntetyczną.

Warstwy izolacyjne, zarówno paroizolacja, warstwy pokryciowe jak i izolacja termiczna, są układane luźno na konstrukcji nośnej i następnie dociążane warstwami ochronnymi i użytkowymi lub też są mocowane mechanicznie do podłoża. W ten sposób zabezpiecza się stropodach przed działaniem wiatru.
Powłoka pokrycia dachowego jest realizowana z tworzyw sztucznych w postaci pojedynczej warstwy. Ta pojedyncza powłoka musi spełniać wszystkie wymagania stawiane pokryciom dachowym, m.in. musi się charakteryzować:

• odpowiednią odpornością na oddziaływania środowiska zewnętrznego,
• właściwą odpornością mechaniczną,
• pewnością co do szczelności wszystkich połączeń w obrębie samej powłoki, jak też z innymi elementami obróbek, przyległych ścian, kominów itp.

Szczególne znaczenie ma sposób mocowania pokrycia do podłoża i jego odporność na działanie wiatru, w sytuacji kiedy nie stosuje się ciężkiej warstwy balastowej lub użytkowej. Takie rozwiązanie jest często stosowane zwłaszcza na stropodachach lekkich, o wiotkiej konstrukcji nośnej.

Do izolowania przeciwwodnego stropodachów należy stosować materiały i powłoki z tworzyw sztucznych, których produkcja i sposób stosowania jest określony polską normą lub aprobatą techniczną ITB. Pod powłokami pokryciowymi z tworzyw sztucznych, które nie są odsłonięte od spodu warstwą ochronną, należy stosować dodatkową warstwę rozdzielczą (w postaci np. tkaniny z włókna szklanego) w sytuacji, kiedy możliwa jest niepożądana interakcja chemiczna materiału pokrycia i warstw niższych. Takie oddziaływanie jest możliwe np. pomiędzy powłoką z miękkiego PCV i styropianem lub drewnem impregnowanym środkami oleistymi. Warstwa ta może spełniać również funkcje ochrony przeciwogniowej stropodachu.

Materiały termoizolacyjne do stropodachów

Najważniejsze kryteria doboru materiału izolacji termicznej dla stropodachy płaskiego to:

• współczynnik przewodzenia ciepła λ,
• nasiąkliwość,
• wytrzymałość na ściskanie, w tym wytrzymałość na długotrwałe ściskanie, przy odkształceniu mniejszym od 2%,
• wytrzymałość na zginanie i rozciąganie,
• stałość wymiarów, objętości i kształtu,
• odporność termiczna krótko i długotrwała (np. przy klejeniu na gorąco i długotrwałej eksploatacji),
• odporność na starzenie i utratę właściwości,
• wartość naprężeń niszczących, ścieralność a także łatwość obrabiania.

Materiałem, który w optymalny sposób spełnia powyższe, bardzo zróżnicowane wymagania użytkowe jest styropian. Właściwości styropianu jako materiału termoizolacyjnego są określone przez normę PN EN 13163:2004 Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Deklarowana przez producentów przewodność cieplna styropianowych warstw termoizolacyjnych mieści się w zakresie od 0.032 W/(mK) do 0.042 W/(mK). Projekt normy PN-B 20132 określa zastosowanie poszczególnych rodzajów styropianu.

I tak np.:
- w stropodachu wentylowanym, dwudzielnym można stosować styropian o małej gęstości: EPS 50 042 do EPS 70 040 FASADA lub EPS 80 036 FASADA (PS-E FS 12 do 15)
- w stropodachu pełnym, nieużytkowym należy stosować odmiany EPS 100 038 DACH/PODŁOGA (PS-E FS 20),
- w stropodachu pełnym, użytkowanym dla ruchu pieszego, kołowego lub w stropodachu zielonym należy stosować styropian odmiany EPS 200 036 DACH/PODŁOGA/PARKING (PS-E FS 30) lub EPS 250 036 PODŁOGA/ PARKING (PS-E FS 40),
- stropodach ze styropianową izolacją termiczną, odpowiednio osłoniętą od zewnątrz uzyskuje w badaniach klasyfikacje NRO, czyli nierozprzestrzeniającą ognia.

Styropian, jako izolację termiczną stropodachów, powinno stosować się w postaci:
- płyt z brzegami przygotowanymi do połączeń na pióro i wpust, do izolacji stropodachów wentylowanych, płyt o prostych krawędziach do stropodachów pełnych, przy pokryciach balastowanych lub mocowanych mechanicznie do podłoża,
- w stropodachach niewentylowanych, o warstwach klejonych do podłoża środkami bitumicznymi, stosuje się też płyty jedno lub obustronnie osłonięte materialem bitumicznym, albo też izolację rolową, w postaci pasków klejonych do papy bitumicznej.

Zasady projektowania i wykonywania stropodachów

Nachylenie i odwodnienie połaci dachowej

Nachylenie dachu może być zdefiniowane jako kąt (mierzony w stopniach) pomiędzy pokryciem dachowym i poziomem lub też jako spadek warstwy pokryciowej wyrażany w procentach. Minimalny spadek warstwy pokryciowej stropodachu wg PN-B-02361:1999 Pochylenie połaci dachowych powinno wynosić min. 1%, lepiej jednak, jeśli jest nieco większy i wynosi 2 lub 3%. Jest to korzystne, bo przy bardzo małych nachyleniach może występować na połaci stropodachu:

• spiętrzanie wody i powstawanie zastoin,
• zaleganie kurzu, mułu i w wyniku tego rozwój glonów i życia biologicznego,
• korozyjne oddziaływanie mikroorganizmów.

W wyniku występowania wymienionych wyżej warunków trwałość pokrycia ulega poważnemu skróceniu. Dla stropodachów zrealizowanych na lekkiej konstrukcji zalecane nachylenie warstwy pokrycia wodochronnego jest większe, niż dla konstrukcji masywnych. Odpływ wody z połaci stropodachu musi zawsze znajdować się w najniższym punkcie całej powierzchni. Należy przy tym uwzględnić wszystkie spodziewane odkształcenia i ugięcia elementów konstrukcyjnych stropodachu.

Spadek pokrycia dachowego można uzyskać poprzez:

• nachylenie warstwy konstrukcyjnej,
• wyrobienie spadku w dodatkowej warstwie pod pokryciem,
• zmienną grubość warstwy izolacji termicznej.

Styropianowe płyty izolacji termicznej, tworzącej spadek dachu, mogą być wycinane na komputerowo sterowanych maszynach. Dzięki temu uzyskuje się dokładnie wymagany spadek i poprawne ułożenie płaszczyzn w narożach dachu.
Krawędzie koszowe i narożne zwykle ułożone są pod kątem 45º w stosunku do brzegów elementu. Precyzyjne wykonanie prefabrykatów izolacyjnych pozwala również dobrze zrealizować odwodnienie pokrycia dachowego.

Nachylenie i odwodnienie połaci dachowej
Na stropodachach płaskich może dochodzić  do powtórnego zamarzania, w urządzeniach odwadniających, wody wytopionej uprzednio z zalegającego na połaci śniegu. Aby uniknąć tego zjawiska, należy rury spustowe lokować we wnętrzu budynku. Jest to szczególnie istotne w przypadku stropodachów o najmniejszych nachyleniach warstwy odwadniającej.

Otwory spustowe należy lokować tak, aby:

• droga spływu wody była możliwie krótka i równa na całej powierzchni,
• dachu, a także aby spadki poszczególnych połaci były zbliżone i możliwie niewielkie,
• odpływy wody od budynku dobrze pasowały do konfiguracji terenu przebieg rur spustowych wewnątrz budynku mógł odbywać się bez odcinków poziomych.

Każdy stropodach płaski powinien być wyposażony w przynajmniej dwa odpływy wody deszczowej. Przy dużych połaciach stropodachów, ilość odpływów jest zwiększana w porównaniu do wskazywanych w tabeli, ze względu na utrzymanie w rozsądnych granicach długości dróg odpływu wody i różnic wysokości związanych z wymaganym spadkiem połaci. Połacie dachu przylegające do szczeliny dylatacyjnej są odwadniane osobno, aby uniknąć prowadzenia koryt rynnowych przez szczelinę.

• Czytaj też: Odprowadzenie wody deszczowej z dachu płaskiego - systemy odwodnień

Zabezpieczenie stropodachu przed działaniem wiatru

Zabezpieczenie stropodachu przed działaniem wiatru, szczególnie przed podnoszeniem pokrycia na skutek ssania wywieranego przez wiatr, jest realizowane przez:
- dociążenie pokrycia (żwir ochronny, nawierzchnie dla ruchu pieszego lub kołowego, ziemia dla roślin), 
- klejenie do podłoża i/lub
- mocowanie mechaniczne.
Obciążenia od wiatru można wyznaczyć na podstawie wymagań podanych w normie PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie wiatrem.
Dla budynków o wysokości do 20 m można, zamiast indywidualnych obliczeń normowych, sformułować przybliżone zasady praktyczne mocowania pokrycia stropodachu, na podstawie podziału powierzchni stropodachu.

W przypadku pokryć klejonych do podłoża, warstwa do której klejone jest pokrycie (np. warstwa odpowietrzająca, izolacja termiczna) musi być tak zamocowana do warstwy konstrukcyjnej, aby w pełni i bez uszkodzeń przenieść obciążenia wywołane ssaniem wiatru.
Przy mocowaniu mechanicznym pokrycia, warstwy pośrednie stropodachu są jednocześnie zamocowane do warstwy nośnej. Do mocowania powinny być stosowane, zalecane zwykle przez producenta pokrycia, łączniki stanowiące spójny system z pokryciem dachowym i objęte odpowiednią normą lub aprobatą techniczną. 

Stropodachy - wymagania ogólne

W miejscach styku stropodachu z elementami wystającymi ponad jego poziom, jak np. ściany budynków wyższych, kominy, a także wokół otworów odpływowych czy kominków odpowietrzających, wymagane jest specjalne ukształtowanie połączenia, zapewniające całkowitą szczelność ale i możliwość przemieszczeń.
Szczególnej uwagi i specyficznych obróbek wymaga także całe obrzeże płaskiego stropodachu. Wszystkie detale muszą być wykonane tak, aby możliwe było łatwe ich konserwowanie, naprawa i kontrola stanu. Dla sposobu wykonania połączeń istotne jest czy połączenie stropodachu z innymi elementami odbywa się na jednolitej, sztywnej konstrukcji nośnej, czy też połączenie osłania niezależne elementy konstrukcyjne. W przypadku styku dwóch konstrukcji możliwe są wzajemne przemieszczenia obydwu części, a w ich następstwie pojawią się w warstwach pokrycia siły rozciągające i ścinające.

• Czytaj też: Jakie są sposoby na odwodnienie dachu płaskiego i jak dobrać właściwe rozwiązanie?

Całkowitą szczelność i ciągłość pokrycia można uzyskać jedynie wtedy, gdy materiał pokrycia i połączeń ma te same lub zbliżone właściwości.

Uszczelnienia pokrycia dachowego na obrzeżach, w miejscach styków z elementami wyższymi czy nad szczelinami dylatacyjnymi muszą przenosić siły poziome. Konieczne jest więc ich mocowanie w tej płaszczyźnie (mocowanie liniowe). W przypadku sztywnej konstrukcji nośnej i dodatkowo przy ciężkim pokryciu z warstwą osłonową lub użytkową, mocowanie liniowe nie jest konieczne.
Otwory odwadniające, kopuły oświetleniowe i inne podobne elementy powinny być oddalone wzajemnie od siebie o co najmniej 50 cm, aby umożliwić prawidłowe ukształtowanie wszystkich obróbek w tym obszarze.

Połączenie stropodachu ze ścianami budynków wyższych, attykami, kominami itp.

Wysokość specjalnych obróbek w miejscach połączeń stropodachów z wyższymi elementami budynku powinna wynosić:
- przy nachyleniach poniżej 5^o nie mniej niż 15 cm.
- przy nachyleniach powyżej 5^o nie mniej niż 10 cm.

W rejonach, w których występują obfite opady śniegu wysokości te powinny być jeszcze większe. Pionowe elementy obróbek powinny być, na całej swojej wysokości, całkowicie szczelne dla spiętrzonej wody z topniejącego śniegu, zaciągającego deszczu i rozbryzgujących się na powierzchni stropodachu kropli wody. Pionowa warstwa izolacyjna musi być właściwie zamocowana, aby zapobiec obsuwaniu się jej i rozszczelnieniu obróbki. W przypadku pokryć bitumicznych realizuje się to przy użyciu sztywnych profili, mocowanych do ściany co 20 cm. Profile te muszą być przerwane w miejscach szczelin dylatacyjnych.

Paroizolacja powinna być wywinięta do góry, powyżej warstwy termoizolacji.

Przy pokryciach bitumicznych należy unikać zaginania ich pod kątem prostym. Trójkątne profile, wykonane np. ze styropianu, umieszczone w narożach pozwalają zapobiec ostremu zaginaniu warstw pokrycia. Izolacja wywinięta na ścianę przyległą do stropodachu powinna być wklejona pomiędzy warstwy pokrycia i od góry osłonięta tynkiem o dużej przyczepności, aby w ten sposób zapobiec ewentualnej utracie szczelności połączenia. Warstwa izolacyjna połączenia jest dodatkowo osłaniana od wpływów środowiskowych i uszkodzeń mechanicznych blaszanym profilem i ewentualnie warstwą żwiru.
Przy pokryciach z tworzyw sztucznych na bazie miękkiego PCV, stosuje się profile blaszane pokryte fabrycznie powłoką z PCV. Pokrycie jest na stropodachu zgrzewane z profilami obróbek blaszanych.

Przy drzwiach tarasowych, wysokość pionowego wywinięcia izolacji wodoszczelnej ponad poziom pokrycia powinna również wynosić nie mniej niż 15 cm. Można tę wysokość zmniejszać o 5 cm tylko wyjątkowo, gdy odpływ wody z tarasu może odbywać się bez zakłóceń, a kontrola szczelności obróbki jest możliwa na bieżąco.
Ponad górną krawędzią obróbki połączenia należy wytworzyć kapinos, który spowoduje odrywanie od krawędzi ściany wody spływającej po niej. Przy wentylowanych okładzinach, należy górną krawędź obróbki osłonić poziomą listwą uszczelniającą.

Obrzeża stropodachów ze ścianką attykową
Wysokość obróbek, ponad poziom płaszczyzny pokrycia, powinna na obrzeżach stropodachów wynosić:
- przy nachyleniach poniżej 5^o nie mniej niż 10 cm,
- przy nachyleniach powyżej 5^o nie mniej niż 5 cm.

Na obrzeżu płaskiego stropodachu należy przedłużyć ścianę zewnętrzną ponad poziom warstwy nośnej. Pokrycie dachowe jest następnie wywijane na tą ściankę, aż do jej krawędzi zewnętrznej i tam mocowane.
Tak zaizolowana krawędź jest osłaniana od góry specjalnym profilem wytłoczonym np. z aluminium, wyciętym z blachy, ale może być on także wykonany z płyt tworzywa sztucznego lub z betonu zbrojonego włóknami z tworzyw.

Obróbka powinna mieć spadek w kierunku dachu, tak aby wszystkie opady zanieczyszczenia gromadzące się na jej powierzchni były odprowadzane na powierzchnię stropodachu, a nie spływały po ścianach.

Zewnętrzna, pionowa część obróbki powinna zachodzić na lico ściany, na długość zależną od wysokości budynku:
- do 8 m nie mniej niż 5 cm
- od 8 m do 20 m nie mniej niż 8 cm
- powyżej 20 m, przynajmniej 10 cm.

Krawędź okapnika powinna być odsunięta o przynajmniej 2 cm od zewnętrznego lica ściany. 
Długość pojedynczych elementów osłaniających obrzeże stropodachu nie powinna przekraczać 6 m. Połączenia na długości należy wykonywać tak, aby umożliwić ruchy termiczne, przy zachowaniu jednocześnie całkowitej szczelności. Połączenia w narożniku mogą być spawane, nitowane, klejone lub też zaginane na rąbek stojący.

Do mocowania obróbek metalowych można używać specjalnych profili aluminiowych. Umożliwiają one poziomą i pionową regulację obróbki, a w miejscu styku dwóch odcinków odprowadzają wodę opadową. Dodatkowo są one wyposażone w uszczelki elastomerowe, aby uszczelnić połączenie w kierunku poziomym, a także zapobiec hałasowi przy podmuchach wiatru.

Rozstaw uchwytów mocujących obróbki zależy od lokalnych obciążeń wywołanych działaniem wiatru, a te z kolei zależą od wysokości budynku i szerokości samej obróbki.

Obróbka w stropodachu kopuły doświetlającej

Uszczelnienie obudowy kopuły doświetlającej wnętrze może być wykonane poprzez wklejenie między warstwy pokrycia jej kołnierza uszczelniającego. Możliwe jest również wywijanie pokrycia na obudowę kopuły, aż do jej górnej krawędzi.

W pierwszym przypadku należy kopułę osadzić tak, aby kołnierz znajdował się ok. 5 cm wyżej od poziomu pokrycia wokół kopuły. Obudowę kopuły można osadzać albo bezpośrednio na warstwie konstrukcyjnej stropodachu lub też za pośrednictwem drewnianego wieńca.

Przy projektowaniu i wykonawstwie uszczelnienia kopuły doświetlającej należy uwzględnić wydłużenia termiczne i wynikające z nich przemieszczenia obudowy kopuły względem stropu.

Uszczelnianie miejsc przebić stropodachu

W stropodachach pokrytych materiałami bitumicznymi uszczelnienie miejsc pionowych przebić stropodachu przez kominki wentylacyjne, odpowietrzenia instalacji czy anteny, jest zwykle realizowane przy użyciu mankietów z elastycznego tworzywa sztucznego. Pozwalają one na przejmowanie bez uszkodzeń wzajemnych przemieszczeń warstwy konstrukcyjnej i osadzanego elementu.

Przy pokryciach z tworzyw sztucznych, uszczelnienie jest realizowane przy użyciu specjalnych kształtek z twardego PCV. W nie wklejane są następnie mankiety uszczelniające, tworząc w ten sposób z pokryciem ciągłą, elastyczną warstwę. Paroizolacja powinna być również w szczelny dla pary sposób połączona z elementami przebijającymi stropodach. 

Kosze odwadniające w stropodachach

Stropodach powinien być tak zaprojektowany, aby kosze odwadniające mogły odprowadzać wodę z płaszczyzny:

• pokrycia (ew. osadnika w warstwie żwirowej),
• paroizolacji,
• powierzchni użytkowej dla ruchu pieszego, kołowego lub hodowli roślin.

Kosze powinny mieć odpowiednią średnicę odpływu wody oraz izolowany termicznie korpus.

Elementy kosza spustowego muszą być, na poziomie pokrycia i paroizolacji, uszczelnione przy użyciu okrągłej gumowej uszczelki, aby uniemożliwić cofkę wody spiętrzonej w rurze spustowej.

Połączenie pokrycia dachu z koszem spustowym i warstwą paroizolacji można zrealizować przy użyciu:
- kołnierza stałego i dodatkowego,
- kołnierza wklejanego przy pokryciach bitumicznych lub zgrzewanego przy pokryciach z tworzywach sztucznych,
- zintegrowanego z koszem mankietu uszczelniającego.

Przy pokryciach jednowarstwowych, materiał izolacyjny wyprowadza się na kołnierz uszczelniający i następnie, zgodnie z technologią pokrycia, klei lub zgrzewa do niego.
W przypadku pokryć bitumicznych wielowarstwowych kołnierz lub mankiet uszczelniający wkleja się pomiędzy dwie, górne warstwy pokrycia.
W przypadku lekkiej i wiotkiej konstrukcji stropodachu, kosz spustowy jest mocowany do konstrukcji stropowej, natomiast połączenie z rurą spustową powinno umożliwiać wzajemne przemieszczenia tych elementów.
W stropodachach, na których odbywa się ruch kołowy, otwory spustowe uszczelniane są przy użyciu kołnierza stałego i skręcanego z nim kołnierza dodatkowego. Od góry jest on dodatkowo osłaniany oddzielnym rusztem ściekowym, osadzonym w warstwie nawierzchniowej.
W stropodachach zielonych pokrytych cienką warstwą gleby, ze względu na ograniczoną chłonność cienkiej warstwy gruntu, należy przewidzieć możliwość odbierania wody opadowej z powierzchni gruntu.

W przypadku stropodachów zielonych, w których grunt jest nawadniany spiętrzoną wodą i zaopatrzonych w warstwę z miękkiego PCV chroniącą pokrycie przed przebiciem korzeniami roślin, stosuje się odwodnienia z:

• dodatkowym koszem, który tworzy zbiornik spiętrzonej wody,
• rurą spiętrzającą.

Rura spiętrzająca musi dawać możliwość zmieniania wymaganego poziomu spiętrzenia wody w przyległym gruncie. Ze względu na konieczność dokonywania okresowych przeglądów i czyszczenia rur spustowych musi być utrzymany łatwy dostęp do instalacji odwadniającej stropodach. W przypadku zielonych stropodachów należy szczególnie chronić urządzenia odwadniające przed zarośnięciem od zewnątrz i od wewnątrz.