Stalowe blachy trapezowe na dachach płaskich

Publikacja stowarzyszenia DAFA jest tłumaczeniem instrukcji „Stahltrapezprofiltafeln als tragende Konstruktion für einschalige Flachdächer” wydanej w 2005 r. przez niemieckie Stowarzyszenie ds. Przemysłowych Systemów Budowlanych w Lekkim Budownictwie Stalowym (Industrieverband für Bausysteme im Metalleichtbau).

Mimo że bezpośrednio odwołuje się do norm i przepisów niemieckich, dotyczy takich samych jak w Polsce rozwiązań konstrukcyjnych. Celem przekazu informacji jest przecież trwałość i bezpieczeństwo budowli, których zapewnienie wymaga od wykonawcy umiejętności korzystania z nowoczesnych materiałów i technologii oraz rzetelności wykonywanych prac (rys. 1.).

Szacuje się, że udział nośnych, opierzających pomieszczenia stalowych blach trapezowych w łącznej powierzchni wszystkich nowych dachów w budynkach gospodarczych (takich jak hale przemysłowe, magazynowe, supermarkety i hale sportowe) sięga prawie 90%. Wciąż potwierdza się teza, że stalowe blachy trapezowe można stosować także jako elementy dachowe, ścienne i stropowe w bardziej skomplikowanych konstrukcjach budowlanych.

W polskich warunkach lekkie budownictwo stalowe jest synonimem budownictwa przemysłowego. Głównie obejmuje ono hale produkcyjne i budynki administracyjno-usługowe, z których znaczną część pobudowano jeszcze w latach minionej epoki. W większości ich konstrukcje są zniszczone i często wymagają modernizacji ze względu na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa w eksploatacji. Prowadzone są też nowe lekkie inwestycje.

Informacje zawarte w publikacji będą więc pomocne dla naszych wykonawców, zarówno tych, którzy modernizują stare obiekty, jak i tych wznoszących nowe budynki. Stosowanie się do wskazówek dotyczących właściwego planowania i montażu blach fałdowych jako trwałego i bezpiecznego nośnego poszycia dla izolacji cieplnej i przeciwwodnej dachu zaowocuje wzrostem jakości inwestycji. 

Specyficzne wymagania blachy trapezowej

Autor zwraca uwagę, że historia blachy stalowej z rozpowszechnionym dzisiaj charakterystycznym, trapezowym kształtem jej profilu liczy niespełna 60 lat, a zatem jest to materiał stosunkowo młody. Jego zalety wytrzymałościowe sprawiają, że wciąż zyskuje na znaczeniu. Wytrzymałość blachy profilowanej trapezoidalnie ma swoje specyficzne uwarunkowania, które nie występują przy innych materiałach budowlanych, dlatego wobec niej nie zawsze sprawdzają się zwyczaje zaczerpnięte z prac w zakresie konstrukcji i montażu innych elementów.

Często, pomimo staranności wykonania, pojawiają się problemy, które wynikają z braku dostatecznej świadomości wykonawców o np. sprężystym zachowaniu takich blach w eksploatacji, specyfice ich montażu, sposobach połączeń i doborze elementów wykończeniowych, a także szczególnym współdziałaniu takiej blachy z innymi materiałami budowlanymi przy późniejszym wykończeniu konstrukcji dachowej i eksploatacji dachu. 

Ochrona antykorozyjna

Niezwykle istotna w odniesieniu do takich konstrukcji jest problematyka ochrony antykorozyjnej. Blachy już na etapie ich produkcji poddawane są bardzo rygorystycznym procedurom technologicznym, aby w możliwie jak największym stopniu wyeliminować to groźne zjawisko. Znajomość przez wykonawcę cyklu technologicznego pasywacji blach pomaga zachować trwałość tego materiału w warunkach budowlanych. Systemy antykorozyjne są skuteczne w eksploatacji, ale przy tym niezwykle wrażliwe na niedelikatne traktowanie na placu budowy.

W publikacji przytoczono rys technologiczny cynkowania jako metody zabezpieczenia powierzchniowego blachy i metod wspomagających, np. systemu duplex (ocynkowanie plus powlekanie), przy okazji przedstawiony został mechanizm funkcjonowania tzw. ochrony katodowej.

Kształty oraz oznaczenia profili

Fragment opracowania dotyczy produkcji blach trapezowych. Ich końcowe kształty uzyskiwane są w trybie ciągłym na tzw. profilarkach rolkowych (fot. 1). W zależności od średnic układu walców powstają profile blach, których liczba odmian może sięgać nawet kilkudziesięciu.

Producenci zwykle nadają profilom nazwy stosownie do ich wysokości. Zazwyczaj pierwsza liczba w nazwie profilu określa jego wysokość wyrażoną w mm, druga – szerokość fałd, a trzecia – grubość blachy. Szerokości montażowe lub szerokości krycia nie są najczęściej podawane, gdyż mogą wynikać z szerokości pojedynczej fałdy pomnożonej przez liczbę fałd.

Obecność na rynku blach o różnej wysokości

Skokowy rozwój rynku technologii blach trapezowych doprowadził do tego, iż równolegle obecne są w zastosowaniach blachy trzech generacji: profile blach pierwszej generacji mają wysokość do ok. 70 mm,  drugiej – do ok. 160 mm, a trzeciej (najnowszej) – do ok. 200 mm. Pierwszym na niemieckim rynku profilem trapezowym był wciąż stosowany profil 40/183, bez usztywnień środników dolnych oraz górnych półek. Takie profile są jeszcze stosowane w przykryciach dachów, gdzie nośność istotna jest w mniejszym stopniu, a większą wagę przywiązuje się do walorów estetycznych.

Blachy drugiej generacji dzięki usztywnieniom środników i/lub dolnych bądź górnych półek mają podwyższoną nośność w stosunku do blach pierwszej generacji. Blachy trzeciej generacji odznaczają się jeszcze większą efektywnością w zakresie stosunku masy własnej do nośności, a ich szczególną cechą są usztywnienia poprzeczne szerokich górnych półek.

Jakość produktu oraz jego potwierdzenie

O bezpieczeństwie konstrukcyjnym blach trapezowych decyduje w pierwszej kolejności ich jakość. W Niemczech obowiązkowe jest od 12 lat uzyskanie przez wyrób znaku zgodności Ü (rys. 2). Potwierdza on zgodność właściwości produktu z miarodajnymi specyfikacjami technicznymi, których gwarancje wynikają ze skutecznej wewnątrzzakładowej kontroli produkcji, nadzorowanej przez właściwą jednostkę kontrolną uznaną przez państwowy nadzór budowlany. Dodatkowo niektórzy producenci dobrowolnie poddają się rygorom znaku jakości RAL-GZ 617, gdzie sprawdza się jakość tworzyw galwanizujących, ocynkowania, grubości blach oraz ich wymiarów (rys. 3).

Wiedza i umiejętności projektantów

Trwałość i bezpieczeństwo dachu w znacznym stopniu zależą od umiejętności projektantów. Muszą oni nie tylko znać właściwości blachy trapezowej i jej walory użytkowe, ale przede wszystkim potrafić przewidzieć jej zachowania w konkretnych warunkach eksploatacyjnych. Projektant musi umieć właściwie wymiarować blachy oraz weryfikować warunki projektowe. 

Wytrzymałość ustala się na podstawie obliczeń parametrów obciążenia nośności (prostopadle działających do płaszczyzny poszycia), parcia wiatru oraz obciążeń występujących w płaszczyźnie dachowej (naprężeń powstających między rozmaitymi detalami konstrukcji). Po ustaleniu całkowitego obciążenia pionowego przypadającego na 1 m² powierzchni dachu²⁾ na podstawie zadanych rozpiętości, wybranego układu statycznego (dźwigary jedno-, dwu-, trój- i wieloprzęsłowe) i znanych metod statycznych wyznacza się i wartościuje siły działające na podporach i moment zginający.

Inną grupę danych istotnych dla bezpieczeństwa konstrukcji stanowią obciążenia wiatrem. W tej kwestii wyznacza się siły przekrojowe działające na skutek ssania i parcia wiatru i porównuje z przyjmowanymi wartościami nośności. O złożoności charakteru wpływu wiatru świadczą przypadki, które trzeba uwzględniać: np. w otwartych halach można się spotkać ze zjawiskiem tzw. podwiewu, dodatkowe obciążenia wiatrem dotyczą też stref przykrawędziowych. Podstawą do sprawdzenia warunków projektowych są przywołane w  tekście normy.

Istotne połączenia

Właściwe wykonanie dachu ze stalowych blach trapezowych wymaga zawarcia w projekcie wykonawczym lub na rysunku montażowym dokładnych danych o istotnych pod względem konstrukcyjnym układach połączeń i ich właściwościach wynikających z funkcji. Rozpatrzeniu podlegają:

• układ statyczny, gdzie blachy mogą być układane na płatwach, wiązarach lub ramach (jako dźwigary jedno- i wieloprzęsłowe) w układach pojedynczych i mijankowych
• konstrukcja nośna podpory (podpory stalowe, drewniane i żelbetowe) z zastosowaniem elementów łączących
• ukształtowanie powierzchni (co wymaga rozwiązań usztywnienia krawędzi podłużnych i poprzecznych
• styki podłużne i poprzeczne (połączenia i łączniki
• otwory dachowe (do montażu świetlików, klap dymowych, otworów wentylacyjnych oraz wyjść na dach), gdzie w takich strefach potrzebne są dodatkowe wzmocnienia w konstrukcji nośnej
• dylatacje (zasadniczo w miejscach wykonania dylatacji konstrukcji budynku)
• systemy odprowadzania wody (unikanie powstawania zastoisk wody). Opady atmosferyczne muszą zawsze w całości spływać z dachu, aby nie uszkodzić jego uszczelnień.

Wykonawstwo

Firma, która zajmuje się tego typu pracami, musi mieć uprawnienia budowlane, a także odpowiednią kondycję finansową. Wskazane jest legitymowanie się referencjami, które świadczą o doświadczeniu w montażu blach profilowanych. Monterzy muszą mieć wiedzę i umiejętności w zakresie obróbki i przetwarzania blach profilowanych. Obowiązkowo należy przestrzegać przepisów BHP.

Bezwzględnie musi być prowadzony dziennik robót. W odniesieniu do montażu blach fałdowanych zakres obowiązków wykonawcy obejmuje sporządzenie pisemnej instrukcji montażu, która musi zawierać wszystkie konieczne dane z zakresu bezpieczeństwa technicznego. Transport blach musi spełniać warunki ich producenta. W szczególności na  czas transportu ładunek wymaga zabezpieczeń przed zawilgoceniem, zgnieceniem, a także blokad przed ewentualnymi przesunięciami elementów.

Rozładunek musi być dokonywany przy użyciu odpowiednich dźwigów i systemów podnośnych (np. trawersy z gumowanymi zawiesiami pasowymi, zawiesia linowe z koniecznością zakładania kątowników osłonowych na krawędziach). Właściwym zabezpieczeniom podlegają też transport na placu budowy, operacje wciągania arkuszy blach na dach oraz czynności pasowania. Przed ułożeniem profili kontroluje się konstrukcję nośną pod kątem jakości wykonania i montażu; w sytuacjach koniecznych wykonuje się odpowiednie korekty w konstrukcji.

Montaż blach na dachu prowadzi się z uwzględnieniem: obowiązku czystości odzieży ochronnej (zwłaszcza butów i rękawic), właściwego kierunku układania poszczególnych elementów, odpowiedniego łączenia, właściwego obchodzenia się z arkuszami blachy, umiejętności stosowania odpowiednich narzędzi tnących, zabezpieczenia placu budowy w niezbędne systemy chroniące przed upadkiem z wysokości itp.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

¹⁾ Dr inż. Paweł Fiszer jest koordynatorem grupy roboczej „Obudowa” działającej w Stowarzyszeniu DAFA.
²⁾ Suma ciężarów blachy, materiałów wykończeniowych dachu, ciężaru śniegu przy dachach o spadku 0°, dodatkowo ciężar „worka wodnego” oraz ewentualne dociążenia podwieszanym sufitem itp.