Stropodachy płaskie o dużych powierzchniach wykonywane nad pomieszczeniami ogrzewanym, wymagają właściwego ocieplenia oraz odpowiedniego doboru materiałów pokryciowych termoizolacyjnych. Ze względu na lekką wsporczą wykonaną z blach fałdowych stropodachy te są podatne na odkształcenia i przemieszczenia, dlatego wymagają odpowiedniego projektowania, montażu i wykonania aby zapewnić ich pracę podczas eksploatacji budynku.
Warstwa konstrukcyjna stropodachu
Warstwę nośną stanowi trapezowa blacha stalowa oparta najczęściej na stalowych płatwiach lub dźwigarach stalowych. W przypadku dachów bezpłatwiowych wysokość fałd blachy powinna wynosić min. 100 mm ze względu na rozstaw podpierających ją dźwigarów. Dla dachów płatwiowych wysokości fałd blachy są mniejsze ze względu na mniejszy rozstaw podpór (płatwi) i wynoszą co najmniej 50 mm. Dokładny dobór wysokości fałd blachy w zależności od rozpiętości wymaga obliczeń statyczno-wytrzymałościowych. Trapezowa blacha stalowa powinna być ocynkowana i do datkowo pokryta fabrycznie powłoką antykorozyjną.
Materiały paroizolacyjne i pokryciowe
Z tworzyw sztucznych wykonywane są:
– warstwy paroizolacyjne – najczę ściej stosowanym tu tworzywem jest polietylen (PE), o grubości 0,25 lub 0,4 mm, μ = 30 000,
– warstwy pokryciowe z różnych two rzyw bez dodatkowego zbrojenia (tzw. homogeniczne) lub zbrojone wkładka mi z włókna szklanego lub syntetycz nego, a także z klejoną od spodu włók niną syntetyczną – por. tablica 1.
Warstwy izolacyjne, czyli paroizolacja, termoi hydroizolacja są układane luźno na konstrukcji nośnej i następnie dociążane warstwami ochronnymi i użytkowymi lub też są mo cowane mechanicznie do podłoża. W ten sposób stropodach zabezpiecza się przed działaniem wiatru. Powłoka pokrycia dachowego jest reali zowana z tworzyw sztucznych w postaci pojedynczej warstwy. Ta jednowarstwowa hydroizolacja musi spełniać wszystkie wymaga nia stawiane pokryciom dachowym, m.in. musi się charakteryzować:
– odpowiednią odpornością na oddzia ływania środowiska zewnętrznego
– właściwą odpornością mechaniczną,
– pewnością co do szczelności wszyst kich połączeń w obrębie samej powło ki, jak też z innymi elementami obróbek, przyległych ścian, kominów itp.
Szczególne znaczenie ma sposób moco wania pokrycia do podłoża i jego odpor ność na działanie wiatru, w sytuacji, gdy nie stosuje się ciężkiej warstwy balastowej lub użytkowej. Takie rozwiązanie jest czę sto stosowane zwłaszcza na stropodachach lekkich, o wiotkiej konstrukcji no śnej (np. z blach fałdowych). Do izolowania przeciwwodnego stropodachów należy stosować materiały i po włoki z tworzyw sztucznych, których pro dukcja 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 stoso wać dodatkową warstwę rozdzielczą (w postaci np. tkaniny z włókna szklane go) w sytuacji, kiedy możliwa jest niepo żądana interakcja chemiczna materiału pokrycia i warstw niższych. Takie oddziaływanie jest możliwe np. pomiędzy powłoką z miękkiego PCV i styropianem lub drewnem impregnowanym środkami ole istymi. Warstwa ta może spełniać również funkcje ochrony przeciwogniowej stropodachu. Sposób wykonywania obróbek stropodachu płaskiego, pokrytego powłokami z tworzyw sztucznych, powinien być zgodny z wytycznymi ogólnymi dla tego rodzaju pokryć lub ze wskazówkami producenta.
Układ warstw w stropodachu
Na rys. 1 przedstawiono uwarstwienie przykładowego stropodachu bez warstwy ochronnej pokrycia z tworzyw sztucznych.
(1) warstwa konstrukcyjna Ocynkowana blacha stalowa z dwustronną powłoką antykorozyjną, powinna mieć wysokość fałd dobraną na podstawie obliczeństatycznych; minimalna grubość blachy powinna być większa niż 0,88 mm.
(2) paroizolacja W tym przypadku funkcje takiej warstwy może spełniać luźno rozłożona na podłożu warstwa paraizolacji, np. folia polietylenowa (PE) o grubości min. 0,25 mm.
(3) izolacja termiczna Mają tu zastosowanie płyty styropianowe typu EPS 100÷200 wg tabl. 2 i 3 oraz płyty z polistyrenu ekstrudowanego XPS 200÷700. W izolacji termicznej może być wykształcony spadek stropodachu, przy grubościach większych niż 240 mm należy stosować dwie warstwy izolacji termicznej, klejone wzajemnie pasmowo przy uży ciu kleju bez rozpuszczalników, (np. klej poliuretanowy). Przy pokryciach z tworzyw niebitumicznych izolacja termiczna układana jest luźno na podłożu, z przesunięciem między kolejnymi warstwami, bez odpowietrzenia.
(4) warstwa wyrównująca ciśnienie i rozdzielcza Stosuje się tkaninę z włókna szklanego o gramaturze 120 g/m2, z 8 cm zakładem, luźno ułożoną na izolacji termicznej, stanowiącą dodatkowo warstwę ogniochronną.
(5) pokrycie wodochronne – hydroizolacja Pokrycie jednowarstwowe, np. z miękkiego PCV z wkładką z włókna syntetycznego, o grubości 1,5 mm, luźno układane na izolacji termicznej, zakłady o szerokości 5 cm, łączone zgodnie z zaleceniami producenta.
Jeśli pokrycie nie jest dociążane od wierzchu warstwą balastową, to należy je mo cować mechanicznie do podłoża w obszarze zakładów poszczególnych pasm pokrycia, przebijając na wylot wszystkie warstwy stropodachu, zgodnie z wyma ganiami w tabl. 6.
Osłona pokrycia wodochronnego
Jeżeli jest to możliwe ze względów konstrukcyjnych, hydroizolację chroni się ciężką warstwą ochronną w postaci płukanych, wolnych od gliny otoczaków o średnicy od 16 do 32 mm, grubość warstwy przynajmniej 5 cm. Warstwa ta pełni jednocześnie rolę balastu, chroniąc przed ssaniem wywołanym działaniem wiatru bezpośrednio na pokryciu, jako warstwa balastowa dla niezamocowanej mechanicznie powłoki z tworzywa sztucznego. Jeśli kamienie mają ostre krawędzie, na leży pokrycie osłonić wcześniej tkaniną z tworzywa syntetycznego, ułożoną luźno na pokryciu
Materiały termoizolacyjne
Obecnie najczęściej do ocieplania stropodachów wykorzystuje się styropian, polistyren ekstradowany XPS lub wełnę mineralną, ponieważ materiały te są najłatwiej dostępne, stosunkowo tanie i mają bardzo dobre właściwości termoizolacyjne.
Płyty styropianowe
Norma PN-EN-13163 w załączniku C podaje klasyfikację wyrobów ze styro pianu, dla których wymagana jest zdolność do przenoszenia obciążeń. Klasyfikację styropianu pod względem przydatności wyrobu do określonego zastosowania podaje norma PN-B-20132. Podział na typy i zalecaną gęstość pozorną z podaną tolerancją oraz informacje o przeznaczeniu poszczególnych płyt styropianowych w stropodachach podano w tabl. 2.
Płyty z polistyrenu ekstrudowanego XPS
Jednym z najlepszych materiałów obecnych na rynku budowlanym jest ekstrudowana pianka polistyrenowa, w skrócie XPS, zwana często styropianem ekstrudowanym. Dzięki doskonałym parametrom izolacyjności termicznej, odporności na działanie wilgoci, bardzo dużej wytrzymałości mechanicznej pianka XPS jest uważana za jeden z najbardziej skutecznych materiałów termoizolacyjnych. Ze względu na odporność na działanie wilgoci oraz na swą wysoką wytrzymałość mechaniczną polistyren ekstrudowany może być stosowany jako ocieplania stropodachów płaskich o odwróconym układzie warstw, tarasów, parkingów dachowych, stropodachów z roślinnością. Czym różni się ekstrudowana pianka polistyrenowa XPS od zwykłego styropianu? Oba materiały mają podobny skład chemiczny, jednakże wytwarzane są w różnych procesach produkcyjnych. Wynikiem tego jest ich odmienna budowa fizyczna, a w konsekwencji lepsza izolacyjność termiczna, większa wytrzymałość oraz większa odporność na wilgoć polistyrenów ekstrudownaych. Ze względu na stosowanie płyt XPS m.in. w dachach czy dachach użytkowych (nad podziemnymi parkingami, garażami itp.), gdzie materiał ten poddawany jest dużym obciążeniom, podstawowym parametrem technicznym płyt jest wytrzymałość na ściskanie. Dla płyt z ekstrudowanej pianki polistyrenowej XPS wytrzymałość na ściskanie wynosi od 200 do 700 kPa (dla gęstości objętościowej 28–38 kg/m3). Płyty XPS jak większość materiałów z tworzyw sztucznych poddane działaniu obciążeń długotrwałych wykazują przyrost odkształceń, dlatego dla poszczególnych produktów oznacza się wielkość pełzania przy ściskaniu, który determinuje poziom naprężeń dopuszczalnych w zakresie 80–250 kPa. Płyty z ekstrudowanej pianki polistyrenowej XPS charakteryzują się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła. W zależności od technologii produkcji, do spieniania produktów używane są różnego typu gazy – dwutlenek węgla lub gazy z grupy HFC. Gaz używany do spieniania i szybkość, z jaką dyfunduje on z komórek wpływają na współczynnik przewodności cieplnej λ produktów XPS. Struktura styropianu ekstrudowanego sprawia że przewodność cieplna wykazana w badaniach wynosi ok. 0,026 – 0,028 [W/(mK)]. Obliczeniowa przewodność cieplna zalecana przez producentów może być przyjmowana w zakresie 0,032–0,035 [W/(mK)]. Płyty z polistyrenu ekstrudowanego mogą być stosowane w przedziale temperatury dopuszczalnej (od -50°C do +75°C). Jeżeli poddane są działaniu temperatury wyższej, mogą tracić swoje właściwości fizyczne. Tworzywo polistyrenowe XPS jest odporne na działanie wilgoci dzięki zamkniętokomórkowej strukturze. Sprawia ona, że nasiąkliwość płyt XPS w bezpośrednim kontakcie z wodą jest bardzo niska. Przy długotrwałym, całkowitym zanurzeniu w wodzie, uzyskuje się nasiąkliwość 0,5–0,7% objętości. Przy badaniu nasiąkliwości poprzez długotrwałą dyfuzję pary wodnej przez produkt, uzyskuje się dla płyt XPS wyniki nasiąkliwości na poziomie 0,5–1,5 % w zależności od grubości płyt. Zgodnie z PN EN 12524 współczynnik oporu dyfuzyjnego μ polistyrenu ekstrudowanego XPS niezależnie od warunków użytkowania wynosi 150.
Wełna mineralna
W stropodachach płaskich mają zastosowanie płyty twarde z wełny mineralnej o masie objętościowej przekraczającej 110 kg/m3.W tabl.4 przedstawiono kody oznaczeń wełny mineralnej zgodnie z PN-EN 13162:2002 odpowiadające wyrobom termoizolacyjnym odpowiednio do ich zastosowa nia.
Aktualne wymagania izolacyjności cieplnej stropodachów
W aktualnym rozporządzeniu ministra infrastruktury z 6 listopada 2008 (Dz.U. 208 nr 201, poz. 1238) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny podlegać budynki i ich usytuowanie maksymalne wartości współczynników przenikania ciepła U dla stropodachów w porównaniu z poprzednimi wymaganiami zostały zaostrzone do wartości U = 0,25 [W/(m2K)]. Wartość ta dotyczy budynków nowowznoszonych tzw. standardowych. Dla porównania dla budynków energooszczędnych wartość współczynnika przenikania ciepła U dla stropodachu powinna wynosić min. 0,15 [W/(m2K)]. Obliczenia minimalnych grubości izolacji termicznych przeprowadzono zgodnie z [2]. W tablicy 5 pokazano minimalne grubości termoizolacji dla różnych rodzajów płyt termoizolacyjnych dla uwarstwienia stropodachu jak na rys. 1.
Zasady projektowania i wykonywania stropodachów
Nachylenie i odwodnienie dachu
W stropodachach, w których zastosowano blachę trapezową, spadek uzyskuje się poprzez nachylenie warstwy konstrukcyjnej w kierunku wpustu. Ze względu na wiotkość tych konstrukcji (podatność na ugięcia od obciążeń pionowych), minimalny spa dek pokrycia wodochronnego, gwarantu jący skuteczne odwodnienie, powinien być większy o 2% niż ten wyma gany dla sztywnych konstrukcji. Wpu sty dachowe należy umieszczać w najniższych punktach dachu i mocować mechanicznie do warstwy konstrukcyjnej (por. rys. 5).
Miejsca przebić stropodachu, obrzeża itp.
Otwory na wpusty dachowe powinny mieć średnicę nie większą niż 300 mm lub wymiary 300 × 300 mm. Na górnej powierzch ni blachy trapezowej są one wzmacniane blachą stalową ocynkowaną > 600 x 600 mm, d > 1,25 jak na rys. 5. Większe otwory, np. na kopuły doświetlające, są również wzmacniane na obrzeżach blachą stalo wą, zgodnie z wymaganiami statycznymi i rozmiarami otworu. Kra wędzie blachy trapezowej, które nie są podparte elementami konstrukcyjnymi, wzmacniane są również usztywnieniami brzegowymi z blachy ocynkowanej (por. rys. 4).
Ochrona przed dyfuzją pary wodnej z wnętrza budynku
W stropodachach, w których stosowana jest jako konstrukcja wsporcza blacha trapezowa, a na niej znajduje się izolacja termiczna, paroizolacja w przeciętnych warunkach klimatycznych nie jest po trzebna. Jednak przy wilgotności względ nej powietrza powyżej 60% paroizolacja powinna być już zastosowana. W prakty ce, ze względu na niemożliwe do przewidzenia zmiany wilgotności eksploatacyj nej w pomieszczeniu, w stropodachach na blasze trapezowej powinno się z zasa dy stosować paroizolację.
Pokrycie z tworzywa sztucznego
W tym przypadku wszystkie warstwy stropodachu, układane na blasze trapezowej w trakcie jednej operacji, są mocowane do podłoża przy użyciu specjalnych łącz ników mechanicznych rys. 1. Każda płyta materiału izolacji termicznej musi być przy tym zamocowana przynaj mniej w dwóch miejscach.
Ochrona przed wiatrem
Mocowanie pokrycia dachowego powin no być wykonywane zgodnie z wymaga niami podanymi w tablicy 5. Krawędzie stropodachów z warstwami mocowanymi mechanicznie do podłoża, lub z warstwami balastowymi, należy szczelnie zamknąć. Dzięki temu uniemożliwia się podnoszenie pokrycia na skutek jednoczesnego parcia i ssania wiatru (porównaj rys. 4.) Na rys. 2 przedstawiono schemat powierzchni fragmentu dachu ze strefami wiatrowymi. Zabezpieczenie stropodachu przed dzia łaniem wiatru, szczególnie przed podno szeniem pokrycia na skutek ssania wywie ranego 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.
Dla budynków o wysokości do 20 m zamiast indywidualnych obliczeń nor mowych, moż na sformułować przybliżone zasa dy praktyczne mocowania pokrycia stropodachu. W tabl. 6 na podstawie podziału powierzchni stropodachu wg za sad przedstawionych na rys. 2 podano rodzaje zamocowania pokrycia. W przypadku pokryć klejonych do podło ża, warstwa do której klejone jest pokry cie (np. warstwa odpowietrzająca, izola cja termiczna) musi być tak zamocowana do warstwy konstrukcyjnej, aby w pełni i bez uszkodzeń przenieść obciążenia wy wołane ssaniem wiatru. Przy mocowaniu mechanicznym pokrycia, warstwy pośrednie stropodachu są jednocześnie zamocowane do warstwy nośnej. Do mocowania powinny być stosowane, zalecane zwykle przez producenta pokry cia, łączniki stanowiące spójny system z pokryciem dachowym i objęte odpowie dnią normą lub aprobatą techniczną.
Obrzeża stropodachu i połączenia z przyległymi ścianami
Ze względu na możliwe przemieszczenia, wszystkie połączenia tego typu powinny być wykonywane jako przesuwne. Dla przeniesienia poziomych sił, warstwa pokrycia powinna być w tym obszarze za mocowana do konstrukcji na wylot po przez wszystkie inne warstwy (zamoco wanie liniowe – rys. 4).
Wytrzymałość izolacji termicznej na ściskanie
Izolacja termiczna, podparta tylko na szczytach trapezów blachy, musi bez piecznie przenosić obciążenia pochodzą ce od ludzi poruszających się po po wierzchni stropodachu. Z tego względu grubości styropianowej izolacji termicznej nie powinny być mniejsze niż podane w tab. 6.
Odporność ogniowa
Stropodachy konstruowane przy użyciu blachy trapezowej i izolacji termicznej ze styropianu można oceniać jako odporne na rozprzestrzenianie ognia, jeśli pokryte są jednowarstwowym pokryciem z tworzywa sztucznego o wymaganych właściwościach i dodatkowo warstwą ochronną z tkaniny szklanej o grama turze 120 g/m2 lub jeśli pokrycie jest dowolne, ale osłonięte dodatkowo warstwą żwiru 16/32 mm i grubości powyżej 5 cm. Takie stropodachy nie mają jednak żad nej sklasyfikowanej odporności ogniowej. Jeśli taka odporność jest wymagana, należy konstrukcję nośną osłonić:
od spodu odpowiednią okładziną ognioodporną,
od góry warstwą żwiru o grubości po wyżej 5 cm.
W lekkich konstrukcjach dachów przemysłowych, ich odporność ogniową można poprawiać poprzez zastosowanie:
płyt styropianowych osłoniętych od do łu np. warstwą supremy, por. rys. 3
paroizolacji o właściwościach ogniochronnych,
warstwy żwiru ∅ >16/32 mm i grubości powyżej 5 cm, jeśli pozwala na to konstrukcja nośna stropodachu.
Na rys. 3 przedstawiono stropodach z izolacją termiczną ze styropianu z warstwą spodnią wykonaną z płyt suprema ze względów przeciwpożarowych.
Podsumowanie
W opracowaniu zwrócono szczególną uwagę na materiały pokryciowe oraz na materiały termoizolacyjne, które mają zastosowanie w stropodachach płaskich o dużych powierzchniach. Tylko właściwy dobór rodzaju materiału jak również właściwa kolejność warstw decyduje o jakości i trwałości stropodachu. Istotne są również szczegóły i detale wykonawcze, jak również zgodność rozwiązań z odpowiednimi normami i wytycznymi producenta dotyczącymi pokryć z tworzyw sztucznych.
|
.gif){kind=logo}
.jpg){kind=small}