Stropodachy wady i uszkodzenia sposoby napraw, dociepleń i modernizacji. dr inż. Barbara Ksit Politechnika Poznańska Instytut Konstrukcji Budowlanych
Definicje Stropodachy to wielowarstwowe układy konstrukcyjne, stosowane przy kontach nachylenia połaci dachowej od 2-15%. Z konstrukcyjnego punktu widzenia jest to dach płaski. Podstawowe zadania: zabezpieczenie wnętrza obiektu przed skutkami atmosferycznymi przenoszenie obciążenia zapewnienie komfortu i bezpieczeństwa we wnętrzu obiektu Zasadniczy układ warstw w stropodachu zależy od wymagań sposobu użytkowania rodzaju konstrukcji warunków zewnętrznych.
Podział stropodachów ze względu na wymagania: a) Standartowe: - Izolacja przed wpływem warunków zewnętrznych (opady, różnice temperatur, hałas, zagrożenia ogniowe) - Konstrukcyjne ( miejsce do zamocowania odpowiednich: urządzeń, klimatyzacji, wentylacji, oświetleń) b) Specjalne - Komunikacyjne ( dach jako taras, droga ewakuacyjna, parking, ciąg pieszy) - Ekologiczne rekracyjne ( dachy zielone )
Podział ze względu na sposób użytkowania: 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 używane w sposób ekstensywny, rośliny niskie nie wymagające specjalnej opieki zielone używane w sposób intensywny, roślinność wysoka, starannie pielęgnowana Rys.warstwy nr47/2007
Podział ze względów konstrukcyjnych oraz struktury fizycznej tzn. liczby i układu warstw stropodachy dzielimy na: Stropodachy niewentylowane Stropodachy wentylowane Stropodachy pełne konstrukcje o konwencjonalnym układzie warstw konstrukcje o odwróconym układzie warstw Stropodachy wentylowane i odpowietrzone
koncepcje stropodachu
Stropodach pełny Tradycyjny układ warstw: warstwa konstrukcyjna paroizolacja ( zapobiegająca przed kondensacją) materiał termoizolacyjny hydroizolacja (zabezpieczająca przed zew. warunkami atmosferycznymi) Odwrócony układ warstw: warstwa konstrukcyjna warstwa uszczelniająca materiał termoizolacyjny (twarda płyta z polistyrenu ekstrudowanego o struktórze zamkniętokomórkowej) powłoki ochronne i filtrujące warstwa wierzchnia (odciążająca np.żwir)
Stropodachy wentylowane zimny dach wykonuje się w trzech zasadniczych rozwiązaniach konstrukcyjnych: odpowietrzane Układ warstw: warstwa konstrukcyjna paroizolacja termoizolacja przestrzen powietrzna warstwa konstrukcyjna pod pokrycie dachowe warstwa uszczelniająca Kanalikowe Szczelinowe dwudzielne
Przykładowa budowa stropodachu wentylowanego kanalikowego: 1- żelbetowa płyta nośna, 2- tynk, 3- żużel luzem, 4- otwory wentylacyjne, 5- płytki prefabrykowane gr. 6 cm, 6- pokrycie, 7- izolacja cieplna, 8-kształtka
Przykładowy wykres bilansu cieplnego: a. budynek jednorodzinny, b. 11-kondygnacyjny budynek wielorodzinny Praca zbiorowa pod kier. P.Klemma, Budownictwo ogólne, t.2, Arkady 2005 a b 1 ściany, 2 okna, 3 stropodach, 4 strop nad piwnicą nieogrzewaną, 5 wentylacja, 6 podłoga na gruncie, 7 strop nad przejazdem
Zestawienie współczynnika przenikania ciepła U dla wybranych przegród budowlanych na przełomie lat. U max [W/(m 2 K)] dokument odniesienia ściana zewnętrzna stropodach strop nad piwnicą nieogrzewaną strop nad poddaszem okna i drzwi balkonowe PN-57/B-02405 1 1,16 1,42 3 0,87 1,16 1,04 1,16 3 - PN-64/B-03404 1 1,16 0,87 1,16 1,04 1,16 3 - PN-74/B-03404 2 1,16 0,70 1,16 0,93 - PN-82/B-02020 2 0,75 0,45 1,16 0,40 2,00 2,60 3 PN-91/B-02020 2 0,55 0,70 4 0,30 0,60 0,30 2,00 2,60 3 Warunki techniczne 2004r. 0,30 0,50 5 0,30 0,60 0,30 2,00,60 3 dom pasywny 0,10 0,15 0,15 0,150 0,80 1,00 Sugerowane obecnie optymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U w domach jednorodzinnych [W/(m 2 K)] rodzaj przegrody Polska dom niskoenergetyczny Niemcy dom pasywny Szwajcaria Wielka Brytania ściany zewnętrzne 0,25 0,30 0,15 0,30 0,31 stropodach 0,20 0,20 0,15 0,15 0,18 strop nad nieogrzewanym poddaszem 0,20 0,20 0,15 0,15 0,22 strop nad nieogrzewaną piwnicą lub zamkniętą przestrzenią podpodłogową 0,33 0,30 0,15 0,15 0,22 strop nad otwartym przejazdem 0,20 0,20 0,15 0,15 0,45 ściany wewnętrzne oddzielające pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych 0,55 - - - - okna 1,40 1,30 1,00 2,00 1,80 drzwi zewnętrzne 2,00 - - - -
Wymagania cieplno-wilgotnościowe obowiązujące do 2008 wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku [kwh/(m 3 a)], E Q V h Eo A V E o Rodzaj budynków Wymagania Budynki jednorodzinne U k U k max lub E E o Budynki wielorodzinne E E o Budynku użyteczności U k U k max publicznej Budynki przemysłowe U k U k max Współczynnik kształtu A/V A/V 0,20 0,20 < A/V < 0,90 A/V 0,90 Warunek izolacyjności cieplnej przegrody zewnętrznej, wyrażony współczynnikiem przenikania ciepła U. Dzięki czemu możemy sprowadzić do minimum straty cieplne ze względu oszczędności energetycznych oraz doprowadzić do komfortu cieplnego. Warunek ten wyrażany jest wzorem: Warunek minimalnej temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody. Jest on spełniony, gdy temperatura ta jest wyższa o 1 C od temperatury punktu rosy. Zasadę tą można wyrazić wzorem: U U max W / m 2 K t e 1 C
Wymagania prawne Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i i Budownictwa z dnia 14 grudnia 1994 r. w sprawie warunków, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.75 z dnia 15 czerwca 2002 r.poz. 690 zpóżniejszymi zmianami) PN-EN ISO 6046:2008r. Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynniki przenikania ciepła. Metoda obliczeń. Obliczenia Rodzaje poziomych warstw powietrznych Rodzaj warstwy powierzchnia otworów wentylujących niewentylowana A o 500mm 2 /m 2 słabo wentylowana 500 A o 1500 mm 2 /m 2 dobrze wentylowana A 0 1500 mm 2 /m 2 NIE
Zjawisko kondensacji roztocza przemarzanie termogramy
Technologie ocieplania stropodachów Stropodachy pełne ocieplone płytami z materiału termoizolacyjnego wełna mineralna(skalna) sztywna pianka poliuretanowa ekstruowana pianka poliestrowa ocieplone płytami warstwowym z rdzeniem ze sztywnych tworzyw porowatych, oklejonych dwustronnie elastycznymi wykładzinami (rdzenie styropianowe, sztywna pianka poliuretanowa, oklejone papą asfaltowa podkładową, papierem pakowym, bitumizowanym welonem szklanym) ocieplone metodą natrysku pianki poliuretanowej sztywna pianka gr.ok 45mm,powłoka malarska refleksyjna lub posypka żwirowa Stropodachy wentylowane ocieplone materiałami sypkimi izolacyjnymi (granulowana wełna mineralna, izolacja celulozowa, granulki styropianowe)
Materiały termoizolacyjne
Płyty pilśniowe Nasączone środkiem hydrofobowym i impregnatem środkiem antygrzybicznym Gęstość 170 kg/m3;wspólczynnik przewodzenia 0,045W(mK) Maty termoizolacyjne z włóknem drzewnym Gęstość 45 kg/m3;wspólczynnik przewodzenia 0,037W(mK) Płyty poliuretanowe Gęstość 30kg/m3;wspólczynnik przewodzenia 0,028W(mK) Perlit- granulat lawy wulkanicznej Gęstość 250-1200 kg/m3, przewodnictwo cieplne 0,08-0,25 W/(m K), Własności dźwiękochłonne perlitu ekspandowanego w połączeniu z betonem lub tworzywami sztucznymi wykorzystywane są do konstruowania ekranów dźwiękochłonnych Płyty pochodzenia roślinnego z włókna lnianego, konopi, kokosowego gęstość 85-125 kg/m3. Ich współczynnik przewodności cieplnej wynosi około 0,043-0,045 W/(m K). Słoma gęstość 190 kg/m3. Ich współczynnik przewodności cieplnej wynosi około 0,042-0,056 W/(m K). Wełna naturalna Maty laminowane,strzępki wełniane Gęstość 30kg/m3;wspólczynnik przewodzenia 0,04-0,035 W/(mK).
Termomodernizacja stropodachów Przystępując do ocieplania stropodachu należy najpierw ustalić z jakim jego typem mamy do czynienia. W przypadku stropodachu wentylowanego ocieplenie musi być ułożone na dolnej warstwie (bezpośrednio nad izbami mieszkalnymi). Układanie go na warstwie górnej nie ma żadnego praktycznego sensu, ponieważ zimne powietrze nadal ma kontakt ze stropem leżącym nad ogrzewanymi pomieszczeniami. Jeżeli przestrzeń międzystropowa jest odpowiednio wysoka można wykonać ocieplenie analogicznie jak w przypadku poddasza o charakterze niemieszkalnym.
Izolacja dachu płaskiego o odwróconym układzie Izolacja wentylowanego stropodachu dwudzielnego
Dachy o konstrukcji drewnianej
Przykładowe rozwiązanie wyprofilowanego dachu. Aby kształtowac spadki dahcu System Dachrock SPS Przykładowe ukształtowanie odwodnienia dachu z zastosowaniem płyt spadkowych systemu ECON fireproof. System Termat
Naprawa stropodachu Stropodachy niewentylowane ociepla się od strony zewnętrznej. Starą papę można zachować i wykorzystać jako warstwę paroszczelną, ale należy w tym celu bardzo dokładnie ją wyrównać ponacinać pęcherze oraz uszczelnić. Zamiast tego, po zerwaniu wcześniejszego pokrycia, można ułożyć folię paroszczelną. Następnie rozmieszcza się warstwę termoizolacyjną. Najczęściej stosowanym materiałem jest styropian (odmiany nie niższej niż EPS 100 038) albo ekstrudowany polistyren XPS. Warstwa ocieplenia powinna mieć grubośc wynikającą z obliczeń termicznych, specjaliści doradzają 15-20 cm. Płyty styropianowe i polistyrenowe przykleja się do podłoża bezrozpuszczalnikowym lepikiem. Do termoizolacji dachu można używać również płyt z twardej wełny mineralnej, ale należy pamiętać, że materiał ten jest znacznie droższy od wymienionych wcześniej. Na ociepleniu układa się dwie warstwy papy termozgrzewalnej. Pierwsza z nich musi być przytwierdzana do podłoża mechanicznie za pomocą specjalnych kołków. Ocieplenie stropodachu niewentylowanego może być również wykonane metodą tzw. odwróconego dachu. W rozwiązaniu tym warstwa hydroizolacji układana jest bezpośrednio na stropie. Najczęściej stanowi ją papa podkładowa termozgrzewalna. Szczególnie polecane są do tego celu papy modyfikowane SBS na osnowie poliestrowej o gramaturze min. 200 g/m2. Nie zaleca się natomiast stosowania pap na osnowie z welonu szklanego. Kolejną warstwą dachu odwróconego są płyty ocieplenia styropian o dużej twardości (minimum EPS 100 036) i zwiększonej odporności na wilgoć. Warstwy hydro- i termoizolacji są dociskane do podłoża warstwą żwiru rzecznego lub płyt chodnikowych. Tego rodzaju dach można zazielenić niskopienną roślinnością (trawa, krzewy). Należy w tym celu dodać warstwę gleby. Przy ocieplaniu omawianą metodą najwięcej problemów pojawia się przy kształtowaniu brzegów dachu. Trzeba zadbać o to, aby warstwy izolacyjne nie były narażone na poderwanie przez silny wiatr oraz negatywne oddziaływanie promieni słonecznych. Ochronę mogą zapewnić odpowiednio wyprofilowane osłony z blachy lub ścianka w formie attyki.
Termoizolacja dachu z blachy trapezowej styropianem:
Dach dwupowłokowy:
Płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej: Płyty warstwowe metalplast Isotherm z rdzeniem z twardej wełny mineralnej są produktem uniwersalnym i nowoczesnym, posiadają korzystną wartość wskaźnika izolacyjności akustycznej, a wysoka odporność ogniowa umożliwia ich użycie w charakterze przegród ogniowych. Szeroka gama kolorów i profilowań okładzin oraz możliwość łączenia ze stolarką otworową pozwala na realizację ciekawych projektów budowlanych i architektonicznych.
Zastosowanie płyty warstwowej w dachach stalowych:
Murki attykowe Mostek termiczny Zbyt niska obróbka murku brak papy fot.z.buczek
Wady wykonawstwa (niedostateczna ilość kleju brak łączników mechanicznych) Powoduje zmianę warunków pracy statyczno wytrzymałościowej a w konsekwencji prowadzą od destrukcji lub całkowitego zniszczenia ocieplenia
Otwory wentylacyjne umieszczone w ściankach kolankowych w otworach umieszcza się rury PCV lub ceramiczne rurki drenarskie, osadza się je skośnie ze spadkiem na zewnątrz Otwory powinny wystawać 2,3 cm poza płaszczyznę elewacji
Odwodnienie dachu System rynnowy woda spływ a w sposób grawitacyjny min.8% Dachy o dużych powierzchniach Systemy podciśnieniowe system Geberit Pluvia Wpusty dostosowane od konstrukcji i pokrycia dachów rury i kształtki z polietylenu. Odwodnienie zewnętrzne Woda dostaje się pod pokrycie fot.z.buczek Odwodnienie wewnętrzne min.2 wpusty spadek3%
Zewnętrzne odwodnienie dachu poprzez przepust w attyce Miejsca newralgiczne
Przykładowe schematy występowania mostków termicznych: Strefa przemarzania
Klej uszczelniacza oraz taśmy butylowej Shell All Weather. Na skutek zmieniających się warunków atmosferycznych tradycyjne uszczelnienie bitumem na styku dwóch innych materiałów mogłoby ulec osłabieniu i rozszczelnieniu. Zastosowanie taśmy uszczelniającej, która doskonale przylega do wszelkich podłoży budowlanych, wyeliminowało taką ewentualność. Warstwa aluminium, którą pokryta jest taśma chroni dodatkowo połączenie przed działaniem promieni UV, a jednocześnie pozytywnie wpływa na estetykę wykonanych robót. Warto dodać, że taśma ta w najmniejszym nawet stopniu nie reaguje na zmianę warunków Zbyt nisko zakończona obróbka blacharska. Brak prawidłowej obróbki. Problem z wiatrem fot.z.buczek
Konserwacja dachów Alternatywa dla pap termozgrzewalnych masy dyspersyjne asfaltowo- kauczukowe. Bezszwowe hydroizolacje. Ta nowoczesna technologia polega na nakładaniu dyspersji asfaltowo - kauczukwej, bez konieczności zrywania starego podłoża. W skutek procesu samowulkanizacji zmienia się w tworzywo asfaltowo-gumowe. W skutek zastosowania naszej technologii powstają bezspoinowe, elastyczne powłoki, o gumopodobnych właściwościach. Zalety 1. Elastyczność 2. Homogenia jednolita powierzchnia bez łączeń i spoin 3. Brak potrzeby usuwania starej powierzchni dachowej 4. Krótki okres realizacji zadania (10.000 m2 w 30 dni) 5. Możliwość ponownego zastosowania starych oblachowań 6. Gwarancja szczelności 7. Konkurencyjne ceny w porównaniu z standardowymi technologiami
membrany
Klejone na całej powierzchni
Balastowy system mocowania
Mocowanie mechanicznie
Taras nad pomieszczeniami ogrzewanymi: Jedyna różnica pomiędzy budową dachu żwirowego i tarasu to sposób wykończenia - na tarasie zamiast grubego żwiru na kilkucentymetrowej warstwie drobnego żwirku układa się płyty z kamienia lub betonu. Taras można też wyłożyć płytkami posadzkowymi, kostką brukową Zalety: dobrze tłumi hałas (o 20-30 db lepiej niż klasyczne pokrycia) ogranicza straty ciepła, latem znacznie obniża (w stosunku np. do dachu z pokryciem z papy) temperaturę pokrycia, zimą chroni przed mrozem "odbiera" część wody deszczowej (do kanalizacji przedostaje się o połowę mniej wody niż w przypadku dachów typowych) i oddaje ją do atmosfery przez odparowanie ma wyższą odporność ogniową niż typowe dachy produkuje tlen (dach o powierzchni 15 m2 produkuje tlen dla 10 osób) pochłania gazy (zmniejsza stężenie gazów w powietrzu o 10-20 %) Wady: są ciężkie - ważą nawet do 500 kg/m2 wymagają pielęgnacji (czyszczenie odpływów, nawożenie, pielenie, nawadnianie) są drogie - 1 m2 kosztuje od 100 do 200 zł
Dodatkowe obciążenia: Kolektory soneczne kąt nachylenia powinien wynosić 30 stopni dla max. zysków w porze letniej kąt nachylenia powinien wynosić 70-75 stopni dla max. zysków w porze zimniej kąt nachylenia powinien wynosić 51 stopni dla max. zysków przez cały rok Zyski ciepla w poszczególnych miesiącach Styczeń 33,76kW Luty 46,01 kw Marzec 100,82kW Kwiecień 118,71 kw Maj 145,90 kw Czerwiec 160,88 kw Lipiec 158,62kW Sierpień 151,01kW Wrzesień 117,68 kw Październik 73,49 kw Listopad 29,81kW Grudzień 23,73 kw
Dekalog termomodernizacji dachu 1. Każdy rodzaj stropodachu można termorenować. 2. Najpierw dokładny przegląd całego dachu potem indywidualnie określona metoda i materiał. 3. Pamiętaj sprawdzać kompatybilność istniejącego podłoża z planowaną do ułożenia hydroizolacją. 4. Im bardziej płaski dach tym większe obciążenia do przeniesienia. 5. Pamiętaj nadzór prac = dłuższy czas bezproblemowego działania. 6. Wentylacja to sprawnie działający nawiew i wywiew. 7. Wpust podgrzewany to brak problemów z wodą w zimie. 8. Stan zawilgocenia przegrody ulega okresowym zmianom. 9. Niwelować nieszczelności. Woda to żywioł płynny, nie pozwoli się tak łatwo zdominować (Paulo Coelho). 10. Nie ma niezniszczalnych dachów, degradacja poprawnie wykonanego dachu jest kwestią czasu.
Kontakt barbara.ksit@ikb.poznan.pl www.barbara.ksit.pl Materiały wykorzystane: www.econfireproof.pl www.klubdachy.pl www.e-dach.pl www.bud-media.com.pl www.rockwool.pl