Dach jest obok fundamentów jedną z najważniejszych części budynku. Każdy z budujących zastanawia się, jak zbudować dach tak, aby był trwały i nie zrujnował budującego, a jednocześnie optymalnie spełniał oczekiwania mieszkańców budynku. Odpowiedź na to pytanie nie jest łatwa, bo każdy dach musi sprostać indywidualnym oczekiwaniom.
W takiej sytuacji warto skorzystać z doświadczeń innych i kierować się tymi samymi kryteriami co oni. Wiadomo, że najważniejsze są: termoizolacyjność i trwałość dachów. Każdy z budujących się wie, że obie te cechy dachów przyczyniają się do obniżenia kosztów eksploatacyjnych budynków.
Spełniając te oczekiwania, naukowcy i producenci materiałów budowlanych wprowadzili na rynek grupę produktów osłonowych umożliwiających jednoczesny wzrost termoizolacyjności i trwałości dachów. W efekcie nowoczesne dachy zbudowane są z użyciem wysoko paroprzepuszczalnych membran wstępnego krycia i paroizolacji. Te dwa materiały osłaniają termoizolację i konstrukcję dachu przed wilgocią pochodzącą z atmosfery i z wnętrza budynku. Przy ich zastosowaniu dach jest suchy i dlatego jest bardziej energooszczędny oraz trwalszy.
Membrany uszczelniają pokrycia zasadnicze dachów pochyłych i jednocześnie pozwalają wyprowadzić wilgoć napływającą z wnętrza dachu do atmosfery, a paro-izolacje ograniczają ilość pary wodnej docierającej do termoizolacji i konstrukcji dachu. Celem ich stosowania jest ograniczenie do minimum ilości skroplin (wilgoci) gromadzących się w dachu. Ten optymalny układ materiałowy działa dwojako, zwiększając energooszczędność i trwałość dachu oraz podnosząc komfort jego mieszkańców.
Popularność tak wykonywanych dachów wynika z tego, że omawiane materiały zapewniają optymalny kompromis między kosztami budowy i osiągniętymi dzięki nim efektami. Okazuje się, że największe koszty ponosimy w momencie, gdy dach jest zawilgocony i powoduje nadmierne zużycie energii przeznaczonej na ogrzanie budynku. W ochronie dachu przed zawilgoceniem każdy z dwóch wymienionych materiałów osłonowych odgrywa inną rolę. Paroizolacje układane od strony wewnętrznej tworzą całą grupę różnych produktów posiadających swoje nazwy. Wśród nich można wyróżnić: opóźniacze, regulatory i bariery parowe. Wszystkie rodzaje spełniają dwie funkcje: uszczelniają przegrody budowlane przed dopływem pary wodnej i uniemożliwiają tworzenie się przewiewów, które są przyczyną powstawania strat ciepła w budynkach. Membrany wstępnego krycia uszczelniają pokrycie zasadnicze i wypuszczają parę wodną napływającą z wnętrza dachu i z budynku. Są układane na krokwiach pod pokryciem i mogą stykać się z termoizolacją (rys.3). Dlatego muszą być wodoodporne i wysoko paroprzepuszczalne.
Jak porównywać membrany wstępnego krycia
Wszyscy producenci podają podstawowe parametry wytwarzanych membran. Każdy kupujący stara się ocenić te materiały i dlatego porównuje ich parametry. Warto mu to ułatwić, wyjaśniając, co te publikowane przez producentów dane oznaczają i które z nich są najważniejsze.
Paroprzepuszczalność
Ta cecha decyduje o skuteczności działania membran wstępnego krycia dlatego, że para wodna napływa z wnętrza budynku przez cały rok, może wyjść na zewnątrz tylko wtedy, kiedy zaistnieją ku temu odpowiednie warunki – głównie odpowiednio wysoka temperatura. Na poddaszach dopływ pary z wnętrza budynku trwa stale, ponieważ temperatura i wilgotność powietrza przez cały rok są w pomieszczeniach te same (z niewielkimi zmianami). Natomiast dla strony zewnętrznej okresy, w których możliwy jest przepływ pary wodnej, są znacznie krótsze. Ciągle zmienia się temperatura i wilgotność, co powoduje, że para wodna nie zawsze może przejść przez membranę – czasami para skrapla się w termoizolacji i jej po prostu nie ma. Im większą paroprzepuszczalnością charakteryzuje się zatem membrana, tym większe są szanse, aby w tych krótkotrwałych okresach panowania odpowiedniej temperatury przepływu pary wodnej był intensywny.
Im mniejsza paroprzepuszczalność, tym dłużej wilgoć (skropliny) przebywa w dachu. Ważne jest, aby ilość skroplin pozostających pod membraną była jak najmniejsza. Przemieszczający się punkt rosy (temperatura powstawania skroplin) powinien być jak najrzadziej pod membraną.
Ilość pary wodnej przepuszczanej przez membranę zależy od temperatury i wilgotności względnej oraz od różnicy ciśnienia między warstwami powietrza rozdzielonymi przez membranę (w termoizolacji zamknięte jest powietrze). W związku z tym ilościowe określenie paroprzepuszczalności zależne jest od warunków, w jakich przeprowadza się badania. Im większe są temperatury, wilgotności i różnica ciśnienia (nad i pod membraną), tym wynik jest większy.
Aby ominąć te wszystkie problemy przy określaniu paroprzepuszczalności membran, należy porównywać je za pomocą współczynnika Sd, który nazywany jest: EKWIWALENTNĄ (RÓWNOWAŻNĄ) DYFUZYJNIE GRUBOŚCIĄ POWIETRZA dla danego materiału. Współczynnik ten porównuje dyfuzyjność (paroprzepuszczalność) badanego materiału do dyfuzyjności powietrza o określanej grubości. Powietrze stawia opór parze wodnej uzależniony od grubości jego warstwy. Inaczej można powiedzieć, że współczynnik Sd charakteryzuje właściwości dyfuzyjne warstwy materiału budowlanego o określonej grubości i odpowiada grubości warstwy powietrza o tym samym oporze dyfuzyjnym. Stąd wymiarem tego współczynnika jest metr [m]. Niestety nie można w sposób jednoznaczny przeliczyć wskaźników określających paroprzepuszczalność i dyfuzyjność. Dla ułatwienia zrobiliśmy zestawienie tych parametrów w tabeli nr 1.
Gramatura, czyli masa powierzchniowa membran
W dużym stopniu gramatura decyduje o trwałości membran i folii, jest ściśle związana z ich grubością, wytrzymałością i odpornością.
Jest ich ciężarem właściwym (g/m2), który przy tej samej gęstości tworzywa jest tym większy, im grubsza jest folia. Czyli im większa jest gramatura, tym grubsza jest membrana lub folia. Taka zależność jest oczywista dla wszystkich rodzajów tworzyw, z których najczęściej wytwarza się membrany i folie. Nowoczesne MWK (membrany wstępnego krycia) wytwarzane są w większości z polipropylenu (PP), który okazał się mieć lepsze własności dla zastosowań dachowych. Im membrany lub folie są grubsze, tym są trwalsze, ponieważ cienkie bardzo łatwo ulegają uszkodzeniom w trakcie układania i w okresie eksploatacji na skutek działania degradujących czynników atmosferycznych (np. UV – promieniowanie ultrafioletowe).
Membrany są w większości wytwarzane w wersji wielowarstwowej z warstwą nośną wykonaną z włókniny polipropylenowej (PP). Z tego powodu ich odporność na promieniowanie ultrafioletowe oraz inne czynniki atmosferyczne jest większa niż folii polietylenowych (PE).
Wytrzymałość na rozrywanie
Jest ważna tylko w czasie układania membran lub folii oraz pokrycia zasadniczego, gdyż po ich ułożeniu na konstrukcji dachu nie działają na nie już żadne siły. Wytrzymałość MWK jest opisywana za pomocą dwóch wskaźników określających siły zrywające: w czasie prób na pasku o szerokości 5 cm oraz na gwoździu. Jednak takie próby badawcze nie odzwierciedlają prawdziwych obciążeń, jakie występują na dachu.
Membrany są narażone na rozerwanie tylko podczas układania ich oraz układania pokrycia. Po zamontowaniu pokrycia nie ma możliwości uszkodzenia membrany, ponieważ jest ona chroniona pokryciem dachu. Siły rozciągające, jakie występują normalnie na dachu, są wynikiem działania wiatru i rozsychania się drewna konstrukcji. Jednak nawet niewielka elastyczność membrany wystarczy, aby siły te nie wyrządziły jej żadnej krzywdy, ponieważ przemieszczenia towarzyszące tym siłom są niewielkie.
Im membrana jest mocniejsza, tym łatwiej jest dekarzowi ją rozpiąć i zamontować pokrycie. Samo rozpinanie wymaga jedynie niewielkich sił, ponieważ membrany powinny być układane z lekkim naprężeniem i z tego powodu wytrzymałość membran nie musi być duża. Jednak w czasie montażu pokrycia jedyne uszkodzenia, jakim może ulec membrana, wynikają z przypadkowych obciążeń - upadku narzędzi, potknięć itp. wydarzeń o nieprzewidywalnym charakterze. W związku z tym nawet najmocniejsza membrana może być uszkodzona i jej wytrzymałość niczego nie gwarantuje. Nie oznacza to, że po jakimś wypadku trzeba ją wymieniać. Wystarczy ją zreperować, wykorzystując różne metody :
• przy użyciu wkładek z fragmentów membrany, które mocuje się w zakładzie znajdującym się nad uszkodzeniem;
• za pomocą specjalnych taśm samoprzylepnych, które są oferowane przez większość producentów oraz dostawców dachowych materiałów uzupełniających.
Odporność na promieniowanie UV
Do dzisiaj stosuje się w Polsce zbrojone FWK (folie wstępnego krycia) z dodatkami uodparniającymi je na UV na czas 3 - 4 tygodni. MWK wykazują się najczęściej odpornością od 3 do 6 miesięcy. Jednak nie wszyscy stosujący te folie zdają sobie sprawę z tego, że ten czas nie jest przeznaczony tylko dla tymczasowego pobytu FWK lub MWK na dachu z jakichkolwiek przyczyn. Dodatki dające taką odporność folii na UV są do niej dodawane po to, aby zabezpieczyć je przed słońcem docierającym do niej przez małe dziurki lub prześwity zawsze występujące w pokryciu zasadniczym.
Wiadomo, że w wieloletniej eksploatacji pokrycia pojawią się uszkodzenia samego pokrycia lub materiałów uszczelniających je w najtrudniejszych miejscach dachu – w koszach, narożach, kalenicy, przy kominie czy ścianie lukarny. Nawet najmniejsze uszkodzenia wpuszczą światło słoneczne pod pokrycie i chociaż osłabione, promieniowanie UV będzie powoli uszkadzało membranę. Aby nie dopuścić do jej rozkładu i tym samym przecieków dachów, producenci dodają tzw. stabilizatory, które opóźniają działanie UV. Współcześnie produkowane MWK mają dodatki uodparniające je na okres wielomiesięczny, który gwarantuje wieloletnią ich eksploatację porównywalną do pokryć zasadniczych. Jednak trzeba pamiętać, że pozostawienie membran na dachu bez pokrycia na okres przekraczający ich termin odporności na UV jest związane z większym lub mniejszym uszkodzeniem tworzywa. Dlatego trzeba unikać przetrzymywania membran na dachu bez przykrycia ich pokryciem zasadniczym. Nie ma to żadnego uzasadnienia organizacyjnego lub technicznego. Warto zauważyć, że wiele firm, podając długość odporności na UV jako czas na ułożenie zasadniczego pokrycia, prowokuje do pozostawiania membran na dachach, co nie jest korzystne dla dachu, ponieważ im krócej naświetlone są membrany w czasie ich układania, tym dłużej działają pod pokryciem zasadniczym. Pierwsze MWK działają prawidłowo na dachach już 40 lat.
Wytrzymałość na temperatury
Większość MWK wytrzymuje bez zasadniczych zmian własności temperatury występujące pod pokryciami dachów pochyłych. Jeśli przy temperaturze 120ºC membrany zmieniają swoje wymiary liniowe w zakresie 2 - 4%, przy czym zmiany te obejmują rozszerzenie i kurczenie się materiału, to tak małe wahania nie mają wpływu na ich prawidłową pracę.
Warto wiedzieć, że zakres temperatur od –40ºC do +80ºC (max 90ºC) odzwierciedla w zupełności warunki, w jakich pracują membrany dachowe w naszym klimacie – pod warunkiem, że dach jest prawidłowo wykonany. Ze względu na wymog funkcjonowania wentylacji nad membranami dachowymi górna granica (+80ºC) nie jest przekraczana, ponieważ przepływające nad MWK powietrze ochładza całe pokrycie. Membrany charakteryzują się wysoką paroprzepuszczalnością po to, aby para wodna mogła opuścić termoizolację i konstrukcję dachu, przechodząc przez nie do przestrzeni wentylacyjnej utworzonej przez kontrłaty i łaty. W tej przestrzeni musi być swobodny przepływ powietrza, ktore wyprowadza parę wodną poza pokrycie, przesuwając się wzdłuż kontrłat.
Mechanizm usuwania pary wodnej zapobiega gromadzeniu się wilgoci w dachu i jednocześnie obniża temperaturę pod pokryciem w okresie letnim, podnosząc znacząco komfort mieszkania na poddaszu. Pod pokryciami blaszanymi, w okresie największych upałów temperatura sięga 115 - 120ºC, ale tylko w obszarze bezpośrednio pod powierzchnią blachy i bez działania wentylacji. Odległość od rozgrzanych powierzchni blach do membrany dachowej wynosi od 7 do 10 cm i w zupełności wystarczy, aby przepływające na takiej grubości powietrze wentylujące zapobiegało nadmiernemu rozgrzewaniu się membran wstępnego krycia. Temperatury, jakie mogą uszkodzić MWK (wykonane z polipropylenu) nie występują na dachach. Temperatura degradacji polipropylenu wynosi ok. 320ºC.
Odporność na działanie słupa wody – wodoodporność
Jest ważna z powodu okresowego niebezpieczeństwa związanego z powstaniem zatorów śniegowo-lodowych pod pokryciem zasadniczym w czasie topnienia śniegów. W czasie silnych wiatrów śnieg łatwo przedostaje się pod pokrycia dachów przez wszelkie nieszczelności, zakłady (np. dachówek) i otwory montażowe. W czasie topnienia zamienia się w lód, a cały proces trwa długo pod pokryciem. Gdy taki czop śniegu powstanie, naciska na membrany i, topniejąc, powoduje stosunkowo duży nacisk wody. Zjawisko to najczęściej występuje w koszach, okapach, za kominami oraz pod elementami wentylującymi pokrycie (np. pod dachówkami wentylacyjnymi i gąsiorami). Procesy te trwają długo – zazwyczaj kilka dni. Z tego powodu im większa jest wodoodporność membran, tym lepiej. Dodatkowo, co jest dość oczywiste, membrany muszą odprowadzać okresowo duże ilości skroplin lub ewentualnych przecieków. Dlatego wodoodporność MWK jest w naszym klimacie ważną cechą.
Dlaczego warto stosować paroizolacje?
Teoretycznie paroizolacja jest potrzebna tylko w tych pomieszczeniach, w których z powodu swojego przeznaczenia będą duże ilości wilgoci, czyli w kuchniach, łazienkach itp. Jednak taka teoria nie uwzględnia faktu, że w budynkach świeżo wybudowanych jest zwiększony poziom wilgoci przez kilka lat (3 – 4 lata). Przez tak długi czas warto osłaniać termoizolację i konstrukcję dachu przed wilgocią wychodzącą z murów, stropów i posadzek. Para wodna jest unoszona przez ciepłe powietrze i dlatego nawet w dobrze wentylowanych budynkach pod dachem gromadzi się wilgoć z całego domu. Oprócz tego zamontowanie paroizolacji jest najlepszą metodą zabezpieczenia budynku przed działaniem przewiewów. Przewiew jest zjawiskiem polegającym na niekontrolowanym przepływie powietrza przez szpary i inne nieszczelności w przegrodach budowlanych, wywołanym różnicą temperatur miedzy wnętrzem budynku a atmosferą. Im większa jest różnica temperatur, tym przewiew jest gwałtowniejszy. Dlatego jest on szczególnie groźny w okresach grzewczych, ponieważ różnice sięgają wtedy 25 – 35ºC.
Przewiewy nazywane są mostkami powietrznymi. Stanowią duże zagrożenie dla każdego dachu, ponieważ w trakcie przepływu powietrza przez tę przegrodę powstaje kilka niekorzystnych efektów:
• para wodna skrapla się intensywnie ciągle w tych samych miejscach dachu;
• ochładza się termoizolacja, potem paroizolacja i płyta gipsowa, co prowadzi do jej zawilgocenia i zagnieżdżenia się pleśni i grzybów;
• powstają duże straty energetyczne.
Wiadomo, że przewiewoszczelność dachów najskuteczniej można zrealizować po wewnętrznej stronie przegrody. Oprócz tego od strony wewnętrznej montuje się paroizolacje, które z powodu sposobu działania pary wodnej muszą być szczelne. Są układane od wewnątrz, gdzie ściany i posadzki są gładkie oraz łatwo dostępne. Układając prawidłowo paroizolację, uzyskujemy automatycznie warstwę zapobiegającą powstawaniu przewiewów. Paroizolacje spełniają więc dwie ważne funkcje i warto je stosować, ponieważ wydłużają trwałość wszystkich materiałów tworzących dach oraz zapobiegają stratom energii (coraz droższej). Są bardzo dobrą inwestycją.
Rodzaje paroizolacji
Paroizolacje dzielą się na trzy rodzaje w zależności od oporu, jaki stawiają parze wodnej. Największy opór stanowią bariery parowe. Najczęściej stosuje się je w dachach płaskich (nie wentylowanych). Wykonane są z bitumów lub metalowych folii ułożonych na różnych nośnikach. Najbardziej uniwersalnymi i najczęściej stosowanymi materiałami w grupie paroizolacji są opóźniacze pary, czyli folie polietylenowe o grubościach od 0,15 do 0,2 mm. Natomiast nowy typ paroizolacji, nazywany regulatorem pary lub aktywną paroizolacją, powinien być stosowany w dachu wentylowanym jedynie razem z membraną dachową. Ułożenie membrany dachowej na termoizolacji a regulatora pary pod nią, umożliwia rozwiązanie często występującego problemu – gromadzenia się wilgoci (nadmiaru pary wodnej) między płytami gipsowokartonowymi a paroizolacją.
Taki nadmiar może wystąpić, jeżeli wentylacja pomieszczeń na poddaszu jest niewydolna na stałe lub okresowo. Jak uczy praktyka, takie wypadki mogą się łatwo zdarzyć i dlatego warto zamiast opóźniacza lub tym bardziej bariery parowej zamontować regulator, który jest materiałem o własnościach zapewniających większy lub mniejszy przepływ pary wodnej w stronę termoizolacji.
Efektem gromadzenia się wilgoci pod płytami gipsowo-kartonowymi jest, na początku procesu, ich żółkniecie, a potem zagnieżdżenie się szkodliwych dla zdrowia pleśni. Jeżeli warstwa wstępnego krycia jest membraną o wysokiej paroprzepuszczalności, warto zastosować regulator pary, aby nadmiar pary wodnej mógł, przechodząc przez termoizolację, wydostać się na zewnątrz. Regulatory pary są również stosowane jako wiatroizolacje w ścianach szkieletowych.