Wpływ temperatury na trwałość dachów

Pokrycia dachowe | Dachówki cementowe i betonowe | Pokrycia blaszane | Obróbki blacharskie i rynny
mgr inż. Krzysztof Patoka  |  IZOLACJE 7/8/2013  |  09.06.2014  |  1
Wpływ temperatury na trwałość dachów / The influence of temperature on roof durability
Wpływ temperatury na trwałość dachów / The influence of temperature on roof durability
K. Patoka

Temperatura jest bardzo ważnym parametrem dla dachów. Wpływa na zjawiska fizyczne zachodzące na pokryciu i pod nim, a w efekcie – na trwałość i sprawność konstrukcji. Warto przybliżyć niektóre problemy związane z tym zagadnieniem.

Do podstawowych skutków przyrostu lub spadku temperatury pokryć dachowych należą te związane ze zmianą stanu skupienia wody (zamarzaniem, parowaniem i skraplaniem się pary). Drugą ważną grupą są zmiany wymiarów materiałów dachowych wskutek rozszerzalności termicznej.

Zobacz także: Dachy a promieniowanie ultrafioletowe

Dotyczy to głównie metali i tworzyw sztucznych, ale także betonu i drewna. Latem materiały, z których wykonano pokrycie, mogą się wydłużać, zimą natomiast – kurczyć, co w połączeniu z zamarzaniem wody często staje się prawdziwym sprawdzianem poprawności projektu oraz wykonania konstrukcji. 

ABSTRAKT

   W artykule omówiono skutki działania temperatury na pokrycia dachowe i na warstwy podkładowe dachu. Opisano zjawisko rozszerzania liniowego materiałów, ze szczególnym uwzględnieniem blach płaskich, blachodachówek i obróbek blacharskich. Zwrócono uwagę na znaczenie wentylacji dachu i pokrycia.

  The article discusses the effects of the influence of temperature on roof covering and base roofing. It describes the phenomenon of linear expansion of materials, with particular consideration given to flat sheet, metal roofing tiles and flashings. The article also points out the importance of ventilation of both the roof and the covering.

Temperatura wpływa także na:

  • procesy wymiany ciepła, w tym na działanie termoizolacji i na komfort mieszkańców budynku;
  • intensywność i skuteczność wentylacji dachów i ich pokryć – im większa różnica temperatury powietrza i pokrycia, tym skuteczniejszy ciąg termiczny;
  • trwałość wielu materiałów – wysoka temperatura przyspiesza destruktywne działanie promieniowania UV na tworzywa sztuczne, farby i inne powłoki, niska temperatura powoduje zaś powstawanie skroplin i lodu rozsadzającego materiały i ich połączenia.

Intensywność i częstotliwość wymienionych zjawisk zależą od klimatu danego regionu, a zwłaszcza od mało docenianego, a mimo to niezwykle ważnego parametru – liczby cykli zmian temperatury, w tym liczby przejść przez 0°C.

Rodzaj pokrycia

Pokrycia dachowe można podzielić na takie, które lepiej znoszą zmiany temperatury, i te wymagające lepszego zabezpieczenia.

Dachówki cementowe i betonowe

Ze zmianami temperatury najlepiej radzą sobie materiały składające się z drobnych, zachodzących na siebie elementów. Jednocześnie tego rodzaju pokrycia zazwyczaj łatwiej się wentylują dzięki licznym zakładom między pojedynczymi fragmentami. Wentylacja ma zaś istotny wpływ na temperaturę dachu i pokrycia.

Najbardziej reprezentatywnym pokryciem tego typu są dachówki ceramiczne i cementowe. Ich popularność wynika m.in. z odporności na amplitudy temperatury. Jest to spowodowane małą rozszerzalnością i jednoczesną dużą bezwładnością termiczną ceramiki (szczególnie) oraz betonu.

Pokrycia blaszane

Dużo większą rozszerzalność pod wpływem temperatury mają metale. Także w tym wypadku sprawdza się reguła, że z im mniejszych fragmentów składa się pokrycie, tym jest ono trwalsze, lepiej znosi zmiany temperatury i wykazuje lepszą odporność na opady. Niewielka grubość i niska waga tego typu materiałów sprawiają jednak, że wykonanie i montaż drobnych elementów metalowych wymagają większych nakładów pracy.

Fot. 1. Przykład poluzowanych farmerów. Widać, że zastosowano dodatkowe mocowania w postaci kolejnych wkrętów, co tylko pogarsza efekt tej metody  |  Fot. K. Patoka

Aby poprawnie zamocować pokrycie łuskowe z blach (najpopularniejsze z nich mają kształt karo), należy je tak połączyć, by pokrycie wytrzymało podrywanie spowodowane silnym wiatrem. Lekkie płytki blaszane dużo łatwiej ulegają bowiem wyrwaniu na skutek wiatru niż ciężkie dachówki leżące jedna na drugiej (bez mocowania na połaci).

Fot. 2. Czapka attyki po roku funkcjonowania. Złe mocowanie skutkuje deformacją blach, które na zakładach podnoszą się i wpuszczają wodę. Konieczne jest uszczelnianie zakładów  |  Fot. K. Patoka

Z tego powodu pokrycia metalowe często mają formę arkuszy blaszanych łączonych na rąbki lub zwoje (tzw. wursty). Dachy zbudowane według tych starych technik bardzo dobrze radzą sobie z rozszerzalnością materiałów spowodowaną zmianą temperatury – pod warunkiem, że pokrycie ułożono fachowo.

Fot. 3. Prawidłowo wykonana czapka attyki. Odpowiednio wygięte arkusze połączono na trójkątne rąbki rekompensujące rozszerzalność termiczną blachy. Arkusze zamocowano na zatrzaski przykręcane od spodu  |  Fot. K. Patoka

Nowe i uproszczone sposoby mocowania arkuszy metalowych pojawiły się wraz z pokryciami z blach profilowanych. Bardzo popularne stały się wówczas zwłaszcza blachodachówki.

Fot. 4. Fragmenty tego samego dachu. Wszystkie elementy pokrycia przymocowano farmerami. Ta metoda spowodowała, że na jednych krawędziach arkusz jest zamocowany, a na drugich musi się przemieszczać. Widać zmiażdżone uszczelki. Przy takim montażu nawet duże nachylenie nie zagwarantuje szczelności – już pierwszej zimy dach zaczął przeciekać  |  Fot. K. Patoka

Materiały te są sztywno mocowane do łat za pomocą specjalnych wkrętów zwanych farmerami. Dzięki kształtowi profili blach, upodobniającemu blachodachówkę do dachówek, skompensowane zostają wydłużenia prostych i krótkich fragmentów wygięć, dzięki czemu farmery mogą utrzymać arkusze.

Potrzebujesz więcej TREŚCI?

Odbierz TUTAJ
IZO-newsletter »

Aby jednak arkusze się nie ruszały, muszą zostać spełnione liczne warunki: wkręty powinny być umieszczane z odpowiednią siłą, tak aby się nie luzowały i jednocześnie nie miażdżyły uszczelek zapewniających szczelność pokrycia w przebitych miejscach.

Sposób zamocowania, rodzaj i gatunek drewna, z jakiego wykonano łaty, oraz jakość wkrętów i uszczelek decydują (wraz z innymi czynnikami) o trwałości tego typu konstrukcji. Bardzo duże znaczenie ma także wentylacja pokrycia (co często ignorowane jest przez wykonawców).

Fot. 5. Fragmenty tego samego dachu. Wszystkie elementy pokrycia przymocowano farmerami. Ta metoda spowodowała, że na jednych krawędziach arkusz jest zamocowany, a na drugich musi się przemieszczać. Widać zmiażdżone uszczelki. Przy takim montażu nawet duże nachylenie nie zagwarantuje szczelności – już pierwszej zimy dach zaczął przeciekać

W wypadku blach płaskich połączenia do podłoża za pomocą farmerów często są nieskuteczne z powodu dużej częstotliwości występowania małych ruchów blachy (fot. 1–6). Farmery są wkrętami samowiercącymi, nie mają więc żadnych luzów na połączeniu z blachami.

Fot. 6. Fragmenty tego samego dachu. Wszystkie elementy pokrycia przymocowano farmerami. Ta metoda spowodowała, że na jednych krawędziach arkusz jest zamocowany, a na drugich musi się przemieszczać. Widać zmiażdżone uszczelki. Przy takim montażu nawet duże nachylenie nie zagwarantuje szczelności – już pierwszej zimy dach zaczął przeciekać  |  Fot. K. Patoka

Jeżeli w ciągu dnia arkusz o dł. 1–2 m wielokrotnie ulegnie podgrzaniu i ochłodzeniu, to będzie wywierał duże siły przechylające i luzujące wkręt w podłożu (rys.). Łatwo oszacować, że liczba cykli takich oddziaływań może przekroczyć kilka tysięcy rocznie. Gdy wkręt się poluzuje, na skutek zmian termicznych będzie się wysuwał – nawet przy przemieszczeniach blach mniejszych niż 1 mm.

Rys. Schemat przedstawiający mechanizm stopniowego luzowania się wkrętu. Bardzo duża liczba cykli zmian długości blach powoduje, że nawet małe przesunięcia skutkują rozszerzaniem się otworu  |  Fot. K. Patoka

W praktyce czas, po jakim wkręty się luzują i wysuwają, wynosi od roku do 4 lat, w zależności od rodzaju podłoża, kołka i miejsca usytuowania (nasłonecznienia). Wpływ na to ma także siła wiatru.

Jeśli podłożem dla farmerów są płyty OSB, luzowanie przebiega szybciej, ponieważ w większości przypadków elementy te wkręcane są w proste zakłady między blachami (fot. 1–2), przez które dostaje się woda.

Obróbki blacharskie i rynny

W skład kompletnego pokrycia, oprócz podstawowych materiałów, wchodzą także różne elementy wykończeniowe. Na każdym dachu niezbędne są obróbki blacharskie, jak zlewnie koszowe, pasy czołowe, nadrynnowe, szczytowe, obróbki kominów i innych instalacji przechodzących przez pokrycia, które również ulegają rozszerzalności termicznej.

Wpływ koloru i faktury

Temperatura powierzchni dachu zależy od jego nasłonecznienia, czyli również od koloru zastosowanych materiałów. Wiadomo, że kolory ciemne bardziej pochłaniają ciepło, a jasne – mniej (lub nawet je odbijają). Jeżeli latem na pokryciu z metalicznym połyskiem średnia temp. wynosi 40°C, to w tych samych warunkach atmosferycznych na pokryciach jasnoszarych średnia temp. to 50–60°C, na czerwonych/ceglastych – 60–70°C, ciemnobrązowych – 70–80°C, czarnych/antracytowych 80–85°C [1]. Ponadto na wzrost temperatury ma wpływ faktura powierzchni pokrycia. Najwyższa jest nad i pod pokryciami blaszanymi z posypką w kolorze ciemnym.

Istnieją także inne czynniki wpływające na ogrzewanie się pokryć. Duże znaczenie ma np. kąt nachylenia dachu. Najwyższą temperaturę osiągają blachy leżące na dachach o pochyleniu 50°.

Rozszerzalność materiałów należy uwzględniać również podczas mocowanie rynien. Dotyczy to nie tylko rynien blaszanych, lecz także wyrobów z PCW. Przy różnicy temp. 20°C rynna o dł. 10 m wykonana z PCW zmieni swoje wymiary o 16 mm. Ważne jest więc, by odpowiednio zamontować elementy dylatacyjne w tych systemach (sztucery, narożniki czy inne łączniki rynien).

Czytaj dalej Obliczanie rozszerzalności termicznej materiałów

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2013

Komentarze

(1)
vd | 27.09.2014, 19:38
Dachy
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.