Rozwiązania materiałowe stropodachów nad halami basenowymi

Analiza przepływu pary wodnej
W artykule omówiono kwestie jak powinno się zapewnić szczelność dachów wielkopowierzchniowych nad krytymi basenami kąpielowymi dla spełnienia warunków użytkowych tego typu obiektów.
W artykule omówiono kwestie jak powinno się zapewnić szczelność dachów wielkopowierzchniowych nad krytymi basenami kąpielowymi dla spełnienia warunków użytkowych tego typu obiektów.
Fot. A. Byrdy
Ciąg dalszy artykułu...

Analiza przepływu pary wodnej

W celu weryfikacji ryzyka kondensacji wewnątrzwarstwowej w opisywanych stropodachach przeprowadzono obliczenia przepływu pary wodnej przez przegrodę zgodnie z [1, 3]. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresie w skali grubości (RYS. 3). Na podstawie przeprowadzonych pomiarów w istniejących halach basenowych oraz wymagań [2] założono, że w okresie zimowym w hali basenowej temperatura powietrza może osiągać 34°C, przy wilgotności względnej powietrza 64%. Jako warunki zewnętrzne przyjęto –5°C, przy wilgotności względnej powietrza 85%.

Przykładowy stropodach płaski (RYS. 1) jest rozwiązaniem lekkiego stropodachu pełnego. Projektant w stropodachu zalecił zastosowanie wysokosprawnej paroizolacji o wysokiej sprawności (dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza Sd = 1500 m). Jednak na skutek wysokiej różnicy ciśnienia pary wodnej pomiędzy powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym oraz wysokiego oporu warstw pokrycia (przyjęto szacunkowo Sd = 800) w przegrodzie w okresie zimy występuje kondensacja wewnątrzwarstwowa.

RYS. 3. Wykres rozkładu ciśnień pary wodnej w stropodachu wg RYS. 1; rys.: A. Byrdy
RYS. 3. Wykres rozkładu ciśnień pary wodnej w stropodachu wg RYS. 1; rys.: A. Byrdy

W przypadku stropodachu stromego pokazanego na RYS. 2 brak możliwości wentylowania szczeliny pod płytą OSB i bitumiczną warstwą wstępnego krycia sprawia, że projektowany stropodach wentylowany zamienia się miejscami w stropodach pełny.

Na RYS. 4, zawierającym wykres rozkładu ciśnień, pokrywanie się wykresów stanu nasycenia i rzeczywistego sugeruje powstanie w tej przegrodzie rozległej strefy wykraplania pary wodnej. Proporcja wartości ciśnień w strefie kondesacji sugeruje, że proces kondesacji przebiega bardzo intensywnie.

Para wodna, dyfundująca na skutek wysokiej różnicy ciśnień z wnętrza budynku do otoczenia, w stropodachu napotyka na swojej drodze warstwę folii paroizolacyjnej o relatywnie niskim oporze dyfuzyjnym.

Wg PN-EN ISO 10456 [1] w przypadku zastosowania folii PE w postaci łączonych na szerokości wstęg, mocowanych zszywkami do podłoża, opór dyfuzyjny paroizolacji wyrażony poprzez grubość równoważnej warstwy powietrznej wynosi zaledwie 8 m. W związku z tym para wodna może intensywnie dalej penetrować w stropodachu, do warstwy przepuszczalnej izolacji termicznej i szczeliny pod płytą OSB. Po stronie zewnętrznej stropodachu, w warunkach niskiej temperatury, znajduje się z kolei warstwa o dużym oporze dyfuzyjnym. Jeśli powłoka z papy bitumicznej na płytach OSB została ułożona z odpowiednim zakładem, a pasma papy zostały zgrzane lub uległy samowulkanizacji, to grubość równoważnej pod względem dyfuzyjnym warstwy można bardzo ostrożnie szacować na min. 100 m (w rzeczywistości może to być również wartość kilkakrotnie większa, co dodatkowo pogarsza sytuację).

Zalecane rozwiązania

Podstawą doboru rozwiązań konstrukcji stropodachów nad halami basenowymi powinny być obliczenia zakresu przepływu ciepła przez przegrodę. Ze względu na intensywność zjawisk cieplno-wilgotnościowych w tego typu obiektach należy unikać powstawania kondesacji wgłębnej w projektowanych przegrodach. Nawet gdy obliczeniowy sezonowy bilans kondensacji w stropodachach nad basenami wykazuje całkowite wysychanie kondensatu w miesiącach letnich, okresowa kondensacja w analizowanym stropodachu może powodować opisane wyżej problemy eksploatacyjne.

Podstawową przyczyną ryzyka kondensacji w stropodachu pokazanym na RYS. 1 jest zastosowanie rozwiązania stropodachu pełnego z warstwą pokryciową o dużym oporze dyfuzyjnym (blacha aluminiowa). W celu zmniejszenia ryzyka powstawania kondensacji pary wodnej może być zastosowane rozwiązanie w postaci stropodachu wentylowanego lub stropodachu pełnego o precyzyjnie określonych wysokich parametrach warstw paroizolacyjnych oraz warstwy pokryciowej o relatywnie niskim oporze dyfuzyjnym.

Ze względu na mały kąt nachylenia stropodachu zastosowanie stropodachu wentylowanego nie jest zalecane. Istnieje ryzyko małej skuteczności wymiany powietrza w szczelinie wentylującej i braku odprowadzania nadmiaru pary wodnej ze stropodachu. Lepszym rozwiązaniem dla dachów płaskich jest zastosowanie pokrycia dachowego z wielowarstwowych membran syntetycznych na bazie wysokiej jakości polichlorku winylu (PVC), wzmacnianych włókniną szklaną, np. membrany Sarnafil G lub Sikaplan SGK. Wymienione membrany wyróżniają się bardzo niskim współczynnikiem oporu dyfuzyjnego pary wodnej μ wynoszącym 15  000-20  000 m [8-9].

Kolejnym warunkiem możliwości zastosowania stropodachu pełnego jest zastosowanie wysokosprawnej paroizolacji oraz zapewnienie minimalizacji przebić warstw stropodachu. Dla zachowania ciągłości warstw w stropodachu stosuje się techniki ich wzajemnego klejenia, redukując łączniki mechaniczne obniżające sprawności paro- i termoizolacji.

Dobór termoizolacji w stropodachach płaskich zależy od wymagań projektowych w zakresie izolacyjności cieplnej, odporności ogniowej, parametrów wytrzymałościowych czy oporu dyfuzyjnego. Ze względów pożarowych w stropodachach płaskich projektowane są płyty twarde z wełny mineralnej stosowane jako płyty wierzchnie w ociepleniach dwuwarstwowych oraz płyty półtwarde stosowane jako płyty podkładowe. Średnia gęstość objętościowa tego typu warstw izolacyjnych przekracza 75 kg/m3.

Zawilgocenie warstw izolacji termicznej z wełny mineralnej bardzo niekorzystnie wpływa na jej parametry izolacyjności cieplnej oraz na parametry wytrzymałościowe. Zgodnie z badaniami [10] zawilgocenie wełny mineralnej powoduje poważne obniżenie współczynnika izolacyjności cieplnej λ (nawet o 38%).

RYS. 5. Poprawiony stropodach płaski pokazany na RYS. 1. Objaśnienia: 1 – dekoracyjne rąbki stojące z profili PVC, 2 – membrana PVC, 3 – klej PUR, 4 – płyty PIR w okładzinie z włókniny szklanej, 5 – paroizolacja samoprzylepna z wkładką z folii aluminiowej, 6 – blacha trapezowa wysoki profil, 7 – płatwie usztywniające z litego drewna, 8 – sufit podwieszany akustyczny, 9 – dźwigar z klejonego drewna; rys.: A. Byrdy
RYS. 5. Poprawiony stropodach płaski pokazany na RYS. 1. Objaśnienia: 1 - dekoracyjne rąbki stojące z profili PVC, 2 - membrana PVC, 3 - klej PUR, 4 - płyty PIR w okładzinie z włókniny szklanej, 5 - paroizolacja samoprzylepna z wkładką z folii aluminiowej, 6 - blacha trapezowa wysoki profil, 7 - płatwie usztywniające z litego drewna, 8 - sufit podwieszany akustyczny, 9 - dźwigar z klejonego drewna; rys.: A. Byrdy

W niektórych realizacjach warstwa termoizolacyjna stropodachów nad basenami może być wykonywana także z płyt styropianowych EPS 100–200 lub z płyt XPS o wytrzymałości na ściskanie od 200 do 700 kPa [4]. Zastosowanie płyt EPS i XPS na dachach w przypadku konieczności spełnienia odpowiednich wymagań pożarowych dla dachu jest bardzo ograniczone.

Najlepszym rozwiązaniem do stosowania w klejonych stropodach nad halami basenowymi są płyty z pianki polizocyjanurowej PIR. Płyty PIR mogą być obustronnie pokryte okładziną z modyfikowanego włókna szklanego lub folii aluminiowej. Dzięki swojej budowie są lekkie (ciężar objętościowy płyt wynosi 30-32 kg/m3), kompatybilne z wieloma systemami hydroizolacji, mają wysokie parametry wytrzymałościowe, są odporne na zawilgocenie i cechują się doskonałym współczynnikiem izolacyjności cieplnej (współczynnik przewodności cieplnej λ = 0,021-0,026 W/m∙K).

Płyty PIR mogą być stosowane jako termoizolacja dachów płaskich i skośnych, pokrytych membraną wodoodporną przyklejoną ciepłym lub zimnym bitumem lub klejem poliuretanowym.

RYS. 6. Poprawiony stropodach stromy pokazany na RYS. 2. Objaśnienia: 1 – dekoracyjne rąbki stojące z profili PVC, 2 – membrana PVC, 3 – klej PUR, 4 – płyty PIR w okładzinie z włókniny szklanej, 5 – paroizolacja samoprzylepna z wkładką z folii aluminiowej, 6 – środek gruntujący pod paroizolację, 7 – sklejka bukowa wodoodporna, 8 – ażurowe drewniane pokrycie dachu, 9 – płatwie usztywniające z litego drewna, 10 – dźwigar z klejonego drewna; rys.: A. Byrdy
RYS. 6. Poprawiony stropodach stromy pokazany na RYS. 2. Objaśnienia: 1 - dekoracyjne rąbki stojące z profili PVC, 2 - membrana PVC, 3 - klej PUR, 4 - płyty PIR w okładzinie z włókniny szklanej, 5 - paroizolacja samoprzylepna z wkładką z folii aluminiowej, 6 - środek gruntujący pod paroizolację, 7 - sklejka bukowa wodoodporna, 8 - ażurowe drewniane pokrycie dachu, 9 - płatwie usztywniające z litego drewna, 10 - dźwigar z klejonego drewna; rys.: A. Byrdy

Na podstawie przeprowadzonych analiz obliczeniowych opracowano dwa rozwiązania materiałowe dla dachów pokazanych na RYS. 1 i RYS. 2, które po poprawkach pokazano na RYS. 5 i RYS. 6. W obu przypadkach jako rozwiązanie poprawione zastosowano stropodach pełny. Dzięki zastosowanym płytom PIR znacznie zredukowano ciężar własny konstrukcji, minimalizując ryzyko kondensacji pary wodnej w przekroju stropodachu.

Podsumowanie

Zaproponowane rozwiązania są alternatywą dla stropodachów wentylowanych i pozwalają na realizację stropodachów pełnych minimalizujących ryzyko kondensacji pary wodnej w przegrodzie w okresie zimowym. Skuteczność takich rozwiązań jest uwarunkowana nie tylko wysoką sprawnością zaproponowanych materiałów (paroizolacji, termoizolacji PIR czy warstw pokrycia), ale również możliwością ich wzajemnego klejenia przy maksymalnym zredukowaniu przebić.

  • Brak przebić łącznikami mechanicznymi nie tylko zapewnia ciągłość warstw paroizolacyjnych, lecz także przedłuża trwałość poszycia dachowego, redukując ogniska korozyjne w przebijanej blasze. Technologia klejenia warstw stropodachu wymaga zapewniania odpowiedniej powierzchni kontaktu membrany paroizolacyjnej z podłożem z blachy trapezowej (przykładowo dla paroizolacji Sarnvap 5000 E szerokość górnej fałdy blachy powinna stanowić min. 50% jej powierzchni).
  • Dobór powierzchni klejenia w celu zapewnienia skutecznego połączenia pozostałych warstw stropodachu powinien być dobrany na podstawie normowo określonych obciążeń ssaniem wiatru. Dodatkowo w celu zabezpieczenia przed odrywaniem pokrycia dachowego na krawędziach dachu należy stosować systemowe listwy wzmacniające, mocowane mechanicznie do podłoża dachowego.
  • Kolejnym istotnym warunkiem dopuszczenia do stosowania tego typu stropodachów jest zapewnienie odpowiedniej odporności ogniowej rozwiązania. W praktyce dostawcy systemowych materiałów składowych stropodachu izolowanego płytami PIR najczęściej przedstawiają świadectwo klasyfikacji ITB w zakresie odporności ogniowej określonej na podstawie badań. Przykładowe stropodachy pokazane na RYS. 5 i RYS. 6 mają odporność ogniową REI na poziomie 30 minut.
  • Ważnym zagadnieniem eksploatacyjnych dla dachów krytych membranami PVC jest zapewnienie ich odpowiedniej ochrony przed uszkodzeniami w sezonie zimowym. Dachy płaskie powinny być odpowiednio przygotowane do odśnieżania wykonywanego przez przeszkolony personel techniczny. Nie dopuszcza się do ich odśnieżania przy temperaturze poniżej –20°C.
  • Na dachach powinny być zainstalowane zabezpieczenia do asekuracji osobistej.
  • Instalacje odgromowe powinny mieć możliwość ich okresowego rozłączania w celu usprawnienia transportowania śniegu po powierzchni dachu. Śnieg należy zdejmować ręcznie z użyciem narzędzi redukujących ryzyko uszkodzeń oraz zachowując minimalną grubość pokrywy śnieżnej (5-10 cm). Dopuszcza się także stosowanie chemicznych środków odladzających przy założeniu odpowiedniej odporności systemu odwodnienia dachu. Dachy strome należy zabezpieczać przed gwałtownym odrywaniem się pokrywy śnieżnej z połaci dachowych. Dachy te należy zabezpieczyć systemowymi płotkami przeciwśnieżnymi dobranymi na podstawie przewidywanego normatywnie obciążenia śniegiem.
FOT. 5. Widok dachu podczas realizacji stropodachu stromego z pokryciem z membrany Sikaplan-SGK 1.5; fot.: A. Byrdy
FOT. 5. Widok dachu podczas realizacji stropodachu stromego z pokryciem z membrany Sikaplan-SGK 1.5; fot.: A. Byrdy

Czytaj też: Izolacja termiczna attyk na przykładzie kompleksu budynków basenowych o konstrukcji stalowej >>>

Zaproponowane rozwiązanie dzięki zastosowaniu termoizolacji z płyt PIR pozwala na realizację stropodachu o mniejszym ciężarze, stabilniejszych parametrach cieplnych i wilgotnościowych, a także o odpowiednich walorach estetycznych. Nowoczesne membrany PVC mogą mieć kolorową powłokę zewnętrzną, a przy zastosowaniu dekoracyjnych rąbków stojących mogą z powodzeniem imitować pokrycia blaszane (FOT. 5).

Literatura

1. PN-EN ISO 10456, "Materiały i wyroby budowlane. Właściwości cieplno-wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe i procedury określania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych".
2. VDI 2089. Blatt 1 Etwurf. "Technische Gebäudeausrüstung von Schwimmbädern. Hallenbäder", Verlag Beuth GmbH, Berlin 2003.    
3. PN-EN ISO 13788, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa. Metody obliczania".
4. A. Byrdy, Cz. Byrdy, "Ocieplone stropodachy na blachach fałdowych nad krytymi basenami", "Budownictwo" 2-B/2010, s. 33-40.
5. A. Byrdy, "Analiza rozwiązań izolacji termicznej attyk na przykładzie kompleksu budynków basenowych o konstrukcji stalowej", "IZOLACJE" 3/2014, s. 60-64.
6. A. Byrdy, "Skutki braku wentylacji w dachu nad basenem", "IZOLACJE" 9/2016, s. 80-86.
7. A. Byrdy, T. Kisilewicz, "Ocena cieplno-wilgotnościowa stropodachu szczelinowego nad basenem na przykładzie rozwiązania zrealizowanego w praktyce", "Przegląd Budowlany" 2/2011, s. 47-53.
8. Deklaracja właściwości użytkowych Sikaplan-SGK 1.5.
9. Deklaracja właściwości użytkowych Sarnafil® G 410-15EL.
10. A. Karamanos, S. Hadiarakou, A.M. Papadopoulos, "The impact of temperature and moisture on the thermal performance of stonewool", "Energy and Buildings" 40/2008.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[stropodachy, baseny, hale basenowe, dachy, baseny kryte, stropodach nad basenem, wilgotność powietrza, warstwy dachu, stropodachy płaskie, kształt dachu, stropodachy strome]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Nowy, dostępny 24h na dobę sklep budowlany. Sprawdź »


Typowe zastosowania obejmują budynki rolnicze i magazynowe, budynki mieszkalne czy hale, gdzie wymagana jest... ZOBACZ »


Czy przysługuje Ci dofinansowanie na termomodernizację domu?


Dowiedz się, na czym polega rządowy program „Czyste Powietrze”, i sprawdź, czy przysługują Ci dotacje... ZOBACZ »


W 3 prostych krokach zaprojektuj elewację »

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Łatwo i szybko dobierz optymalny system elewacyjny dla budynku... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... 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 »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Czego jeszcze nie wiesz o ognioodporności płyt PIR?

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W zależności od wymagań izolacyjności, czy odporności ogniowej możemy dobrać odpowiedni rodzaj płyt...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

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


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych?


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację... ZOBACZ »


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 »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
10/2019

Aktualny numer:

Izolacje 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Konserwacje i renowacje systemów ociepleń
  • - Odporność ogniowa elementów drewnianych
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
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

.