Działanie śniegu na dach płaski i pochyły

W budynkach jednorodzinnych najczęściej wykonywane są dachy pochyłe. Zasadniczą przyczyną ich popularności jest zaleta polegająca na łatwym pozbywaniu się opadów atmosferycznych. Więcej kłopotów na dachach może, oczywiście, spowodować śnieg niż deszcz.

Widać to bardzo dobrze podczas śnieżnych zim – na wielu dachach pojawiają się problemy wynikające z zalegania śniegu.

Śnieg na dachach pochyłych

Problem śniegu spadającego z dachu

 To, że z dachów pochyłych śnieg sam się zsuwa, jest oczywistością, jednak sam proces oczyszczania się dachów nie jest już taki banalny. Spadający śnieg może zagrażać przechodniom, rżnym instalacjom lub roślinom znajdującym się blisko okapu dachu (fot. 1, 2). Dodatkowe problemy stanowią też rynny, które bardzo często uszkadzane są przez spadający śnieg.

Z tych powodów wiele osób uważa, że dachy pochyłe sprawiają podobnie wiele kłopotów co płaskie i w związku z tym ich zalety nie są aż tak oczywiste.

Dachy pochyłe są z wielu powodów lepszym rozwiązaniem, a problemy związane ze spadaniem z nich śniegu wynikają z błędów projektowych lub wykonawczych. Błędy te powstają z wielu powodów: m.in. z braku konsekwencji w projektowaniu i wykonywaniu dachów.

Jeżeli zaletą dachu pochyłego jest to, że łatwo pozbyć się z niego śniegu, to nie należy tego utrudniać. Chodzi tu o to, że rynny powinny być tak zamontowane, aby śnieg ich nie uszkodził (rys. 1). Natomiast spadający śnieg nikomu nie będzie zagrażał, jeżeli budynek na etapie projektu zostanie tak usytuowany na działce, aby połacie dachu zostały skierowane tam, gdzie spadający śnieg nikomu nie będzie przeszkadzał (fot. 3).

Oczywiście, są takie budynki (np. przy ulicy), w których nie można ominąć tego problemu. Wtedy trzeba zatrzymać śnieg nad okapem za pomocą specjalnych blokad (kratek, drabinek, belek itp.). Jednak trzeba pamiętać, że wytrzymałość takich instalacji przeciwśniegowych jest ograniczona.

Jeżeli budynek znajduje się w górach, a jego dach ma duży kąt nachylenia, to drabinki mogą nie wytrzymać naporu masy śniegu, który, opierając się na nich, może mieć wagę większą, niż pozwala na to wytrzymałość ich konstrukcji (fot. 5, 6). Na długiej połaci o wysokim kącie ilość śniegu naciskającego na drabinki jest bardzo duża.

W takich miejscach lepiej jest nie zatrzymywać śniegu za pomocą płotków, lecz pozwolić mu spaść na ziemię. Jedyną wtedy przeszkodą na drodze śniegu mogą być rynny, które w związku z tym powinny być zamontowane tak, aby spadający śnieg ich nie zrywał.

Na rys. 1 widać zależność między kątem nachylenia a prawidłowym usytuowaniem rynien. Szkic w górnym prawym rogu rysunku przedstawia okap połaci nachylonej pod kątem 40º (często stosowany kąt dachu), w którym przedstawiono optymalne ustawienie rynny polegające na tym, że krawędź dachówki wchodzi w rynnę na 1/3 jej średnicy, a linia pochylenia pokrycia (czerwona przerywana) znajduje się ponad krawędzią rynny o 4–6 cm.

Odległość ta zależy od miejsca na długości rynny (w stosunku do rury spustowej). Wiadomo bowiem, że rynny powinny mieć spadek w przedziale 1–5 mm/1 m.b. rynny. Aby zachować ten warunek, w końcu rynny znajdującym się najdalej od rury spustowej, odległość linii pochylenia (czerwona przerywana na rys. 1) powinna być mniejsza od tej samej odległości mierzonej nad rynną spustową.

W dachach pochylonych pod kątem 50º zachowanie warunków optymalnych (1/3, 4–6 cm) oznacza inne usytuowanie rynny wobec brzegu pierwszej dachówki. Okap takiego dachu powinien być tak dobrany wymiarowo, aby krawędź A50 była bardziej wysunięta do przodu niż krawędź A40, co oznacza dłuższy pas nadrynnowy niż na dachu nachylonym pod kątem 40º. Jeżeli warunek ten nie zostanie spełniony, woda z pokrycia nie będzie wpadać do rynny.

Powiększenie pasa nadrynnowego ma jednak wpływ na wygląd dachu, szczególnie gdy budynek jest niski. Szeroka blacha zakłóca proporcje architektoniczne.

Warto zauważyć, że w ostatnich czasach inwestorzy zbyt często stosują dwa kryteria wyboru: wygląd i niską cenę, a zapominają o podstawowych wymaganiach technicznych gwarantujących prawidłowe funkcjonowanie dachu. A jaki związek ma cena z opisywaną szerokością pasa nadrynnowego? Szerszy pas kosztuje więcej.

A co się stanie, gdy kąt nachylenia się zmniejszy? 

W dachach pochylonych pod kątem 30º zachowanie warunków optymalnych (1/3, 4–6 cm) oznacza takie usytuowanie rynny, przy którym krawędź A30 powinna być bardziej cofnięta do wewnątrz niż krawędź A40 (dachu nachylonego pod kątem 40º).

W przeciwnym przypadku spadający śnieg będzie zaczepiać o tę część rynny, która jest wyżej, a woda deszczowa będzie spadać nie do rynny, lecz na pas nadrynnowy i powodować powstawanie efektu wody odbitej penetrującej wszystkie elementy pod pokryciem.

Rys. 1 przedstawia jeden z wielu sposobów wykonania okapu. W każdym z nich przedstawiony problem zmiany kątów może wywoływać inne efekty.

Czapa śniegowo-lodowa

Omawiając obciążenia dachów śniegiem, trzeba koniecznie poruszyć temat czap śniegowo-lodowych powstających w okresie topnienia śniegów. Czapa ta na dachach pochyłych powoduje podnoszenie się wody do góry zarówno na pokryciu, jak i pod nim na warstwie wstępnego krycia (rys. 2). Zjawisko to staje się dość uciążliwe i groźne przy zmiennym polskim klimacie, zwłaszcza gdy zima jest śnieżna.

Im kąt nachylenia jest mniejszy, tym więcej wody zalega na dachu (rys. 3) i spływa pod pokrycie dachów pochyłych. Z tych samych powodów na dachach płaskich woda ta na większej powierzchni penetruje wszelkie nieszczelności.

Z powodu jej działania lepszym (w porównaniu z przedstawionym na rys. 2) wariantem wykonania okapu jest ten pokazany na rys. 4, ponieważ w tym rozwiązaniu skropliny i przecieki są odprowadzane po warstwie wstępnej pod rynnę i czapa nie powoduje zalegania wody (i jej zamarzania) pod pokryciem. Takie zaleganie występuje w rozwiązaniach jak na rys. 2, gdzie skropliny odprowadzane są do rynny przez pas nadrynnowy i czapa śniegowo-lodowa zalegająca w rynnie podnosi wodę pod pokryciem.

Rozwiązanie pokazane na rys. 2 jest również gorsze, bo w trakcie zalegania czapy zatrzymane jest działanie wentylacji pokrycia. Jest to groźne, ponieważ bez wentylacji ciepło uciekające przez dach dociera do pokrycia i przyspiesza topnienie śniegu, a przez to zwiększa wielkość czapy śniegowo-lodowej. Gdyby wentylacja działała (tak jak na rys. 4), ciepło byłoby zabierane przez powietrze i śnieg na pokryciu byłby topiony tylko przez słońce, a w dni pochmurne czapa by się nie powiększała.

Warto podkreślić, że wentylacja dachów lub ich pokryć zmniejsza negatywne skutki zalegania śniegu na wszelkich dachach, ponieważ ogranicza dopływ uciekającego z wnętrza budynku ciepła. Zmniejsza w ten sposób ilość wody powstającej ze śniegu na styku z pokryciem, a dzięki temu minimalizuje szanse na spenetrowanie przez wodę wszelkich nieszczelności, co zwiększa trwałość pokrycia.

Pokrycia dachów pochyłych i płaskich są uszkadzane przez zamarzającą wodę, która dostała się pod połączenia materiałów tworzących pokrycie (np. obróbka blacharska – papa). A przy bardzo zmiennym polskim klimacie procesy zamarzania i rozmarzania są groźne. Dlatego im mniej ciepła dociera z wnętrza dachu do zalegającego śniegu, tym lepiej dla pokrycia tego dachu.

Śnieg na dachach płaskich

Wentylowanie dachów płaskich jest coraz mniej popularne. Coraz częściej stosuje się szybkie i tanie technologie krycia przystosowane do budowy dachów jednopowłokowych, czyli niewentylowanych.

Odnoszę wrażenie, że technika wentylowania dachów płaskich zanika w szybkim tempie, a szkoda, bo jest również doskonałym sposobem na uniknięcie wielu problemów związanych z zaleganiem śniegu.

W wentylowanych dachach płaskich warstwa wentylacyjna jest grubsza niż w pochyłych, bo powietrze wentylujące poruszane jest wyłącznie siłą wiatru. Wloty powietrza są niewielkie i dzięki temu warstwa powietrza w przestrzeni wentylacyjnej działa jak bufor łagodnie regulujący procesy cieplno-wilgotnościowe. Oznacza to, że taka przestrzeń łagodzi różnice temperatur i tym samym zmniejsza różnice temperatur między powierzchnią dachu, na której leży śnieg, a samym śniegiem (rys. 5). A to jest bardzo korzystne dla całego pokrycia.

Jednak najważniejszym dla konstruktorów problemem związanym z zaleganiem śniegu na dachach płaskich jest obciążenie, jakie wywiera on na dach. Z jednej strony inwestorzy chcą mieć jak najtańsze, lekkie konstrukcje, a z drugiej istnieją dowody, że mogą one nie wytrzymać naporu zalegającego śniegu. Stąd powstał pomysł odśnieżania dachów. Czy jednak jest to ekonomicznie uzasadnione?

Odśnieżanie dachów płaskich niszczy ich pokrycie w większym lub mniejszym stopniu. Opłacalność odśnieżania zależy od klimatu – od tego, ile śnieżnych zim będzie się powtarzało co roku, oraz od odporności pokrycia na czynności związane z odśnieżaniem.

Jeżeli w 2011 r. powtórzą się opady śniegu z 2010 r., to wiele dachów będzie musiało mieć wymienione pokrycie po kolejnych cyklach odśnieżania, ponieważ ich układ materiałowy nie wytrzyma szorowania, kucia, skrobania itp. obciążeń związanych z tą czynnością (fot. 8).

Nie trzeba skrupulatnych wyliczeń, aby wysnuć prosty wniosek: dachy płaskie na budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej powinny mieć taką konstrukcję, która wytrzyma największe ilości śniegu odnotowane w regionie w ciągu ostatnich 50 lat z dużym współczynnikiem bezpieczeństwa, i wtedy będą bardziej ekonomiczne niż te wymagające stałego odśnieżania.

Przykładów potwierdzających tą tezę jest bardzo dużo:

• obecne lekkie konstrukcje dachów jednopowłokowych (fot. 8) zbyt często wymagają remontów już po kilku śnieżnych zimach. Wymiana pokrycia co kilka lat, pomnożona przez iloraz czasu eksploatacji budynku i okresów między kolejnymi remontami kosztuje chyba dużo więcej niż porządna konstrukcja;
• do dzisiaj funkcjonują dachy na budynkach zbudowanych w latach 1945–1990, które przetrwały dużo bardziej śnieżne zimy z lat 60. niż tegoroczna (oraz słynną zimę 1979–1980). Po ostatniej zimie wiele z nich ucierpiało z powodu pochopnych decyzji administracyjnych o masowym odśnieżaniu, które spowodowały spontaniczne działania źle przygotowanych ekip (z kilofami, szpadlami itp. sprzętem ziemnym). Po takim odśnieżaniu nawet nowe, dobrze wykonane pokrycia dachów wymagają ponownego remontu.

Jaki to ma związek z kątem nachylenia? Taki, że po przeanalizowaniu opisanych kwestii można śmiało stwierdzić: z zasady dachy pochyłe są trwalsze i tańsze. Szczególnie te dobrze wentylowane.

Formułując tak zdecydowane opinie, warto jednak zrobić zastrzeżenie. Otóż konstrukcje dachów pochyłych muszą być dobrze dobrane do naszego klimatu, aby ich wyższość była udowodniona w praktyce.

MAJ 2010

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!