Stropodachy z izolacją termiczną układaną na krokwiach - szczegóły wykonawcze

Aby zaadaptować poddasza do celów mieszkalnych, zaczęto stosować stropodachy szczelinowe, w których przestrzeń wentylowaną zredukowano do szczeliny wentylowanej usytuowanej nad warstwami izolacji termicznej ułożonej między i pod krokwiami dachowymi.

Obecnie coraz częściej stosowanym rozwiązaniem na stropodachach stromych jest izolowanie warstwami termoizolacji mocowanymi na krokwiach.

Budowa i uwarstwienie stropodachów z izolacją na krokwiach

Stropodachy poddaszy ogrzewanych stanowią wielowarstwową przegrodę o dużym nachyleniu.

Położenie warstw powinno uwzględniać wszystkie zjawiska cieplno-wilgotnościowe zachodzące w przegrodach zewnętrznych, tj. zjawisko przepływu pary wodnej oraz przepływu ciepła.

Ze względu na drewnianą konstrukcję stropodachów stromych należy zwrócić uwagę nie tylko na właściwą izolację cieplną (właściwe ocieplenie), lecz także na ochronę konstrukcji przegrody przed wilgocią.

Właściwą ochronę przed wilgocią pochodzącą z opadów atmosferycznych zapewnia poprawnie wykonane pokrycie dachu, natomiast przed wilgocią dyfundującą do stropodachu od wewnątrz - odpowiednia kolejność warstw.

Od strony wewnętrznej w kierunku na zewnątrz układa się kolejne warstwy materiałów, tak aby miały malejący opór dyfuzyjny dla pary wodnej wydostającej się na zewnątrz, bez wykraplania się wewnątrz przegrody [1].

Jedną z najważniejszych warstw stropodachu stromego w budynku ogrzewanym jest termoizolacja.

W typowych stropodachach szczelinowych mocuje się ją pod warstwą wentylacyjną i nad warstwą paroizolacyjną oraz nad warstwą wykończeniową.

W stropodachach z izolacją nakrokwiową znajduje się ona bezpośrednio pod szczeliną wentylującą (RYS. 1) lub bezpośrednio pod pokryciem dachowym (RYS. 2).

Najczęściej stosowaną konstrukcją stropodachów z izolacją nakrokwiową są stropodachy szczelinowe.

W stropodachach pełnych do izolowania wykorzystuje się prefabrykowane systemowe kształtki termoizolacyjne.

Do izolowania na krokwiach stosuje się płyty XPS, PIR, PUR lub EPS, rzadziej płyty z wełny mineralnej czy z włókien drzewnych.

Płyty układa się mijankowo, krawędzie są fabrycznie frezowane, dzięki czemu można je łączyć "na przylgę" lub "na wpust i pióro".

Takie rozwiązanie nie tylko poprawia izolacyjność przegrody, lecz także szczelność dachu w dolnej płaszczyźnie odwodnienia (w szczelinie wentylowanej) [2].

Dachy z izolacją na krokwiach są wykonywane najczęściej jako szczelinowe stropodachy wentylowane.

Aby poprawić szczelność dachu, styki płyt zakleja się taśmami lub na powierzchni płyt układa się membrany wierzchniego krycia (RYS. 1).

Istnieją także rozwiązania stropodachów pełnych ocieplanych na krokwiach kształtkami ze styropianu EPS, stanowiących podłoże pod dachówki (RYS. 2).

Wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej

Podstawowym parametrem wysokosprawnych materiałów izolacyjnych jest współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)].

Producenci izolacji termicznych dążą do uzyskania jak najniższych wartości tego współczynnika, by zwiększyć efektywność oferowanych materiałów.

Grubość warstwy termoizolacji w przegrodzie wynika z wymagań związanych z ochroną cieplną budynków zawartych w Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [3] (RYS. 3).

Na RYS. 4 pokazano wykres zależności między grubością materiałów izolacji termicznej o różnych wartościach współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] oraz współczynnika przenikania ciepła U [W/(m2·K)] stropodachów.

Podstawowe zalecenia wykonawcze

Typowym podłożem stropodachów izolowanych na krokwiach są klasyczne dachy o konstrukcji ciesielskiej. Konstrukcja dachu powinna zachowywać równą płaszczyznę połaci oraz stanowić stabilne podłoże pod warstwy izolacji.

Płyty izolacyjne układa się na warstwie deskowania pełnego lub bezpośrednio na krokwiach.

Do poprawy szczelności zalecane jest stosowanie taśm elastycznych układanych na powierzchni podpór płyt izolacji termicznej.

Taśmy elastyczne zapewniają uszczelnienie styku płyt i krokwi także w czasie ich okresowego odkształcenia, wynikającego np. z obciążenia dachu śniegiem.

Płyty izolacyjnie układa się mijankowo (mijankowe położenie styków płyt od okapu w kierunku kalenicy - RYS. 5). Pierwsza warstwa płyt opiera się na belce okapowej, stanowiącej zabezpieczenie przed zsuwaniem się warstw izolacji z dachu (RYS. 6).

Nakrokwiową izolację termiczną zabezpiecza się membraną wierzchniego krycia lub w przypadku zastosowania szczelnej termoizolacji styki płyt zakleja się taśmami samoprzylepnymi, tak aby odprowadzana była wilgoć dostająca się pod pokrycie dachowe.

Mocowanie płyt i membran odwadniających wykonuje się dzięki zastosowaniu kontrłat.

Na dachy wentylowane z izolacją nakrokwiową najczęściej stosuje się kontrłaty o przekroju 40×60 mm (w odniesieniu do krokwi o dł. do 15 m) lub 40×80 mm (w odniesieniu do krokwi o dł. ponad 15 m).

Kontrłaty są ważnym elementem konstrukcji tego typu dachów. Nie tylko tworzą szczelinę wentylowaną i stanowią podłoże pod pokrycie dachowe. Przede wszystkim stanowią stabilne mocowanie izolacji nakrokwiowej.

Mocowanie warstwy termoizolacyjnej wymaga zastosowania wkrętów stalowych osadzanych w krokwiach pod kątem 67° do płaszczyzny dachu (RYS. 7).

Nachylenie wkrętów pod kątem redukuje zginanie łączników i zapewnia ich optymalną pracę statyczną. Aby zachować kąt nachylenia łączników, podczas montażu korzysta się z odpowiednich szablonów.

Tradycyjnie stosowane są wkręty o dł. min. 185 mm dla płyt izolacyjnych gr. 100 mm, 210 mm dla płyt gr. 120 mm i 250 mm dla płyt gr. do 160 mm (przy większych grubościach izolacji zalecana jest analiza statyczna zamocowania). Zaleca się wkręty z tzw. podwójnym gwintem.

Aby zabezpieczyć pokrycie dachowe przed oddziaływaniem ssącego wiatru, stosuje się także wkręty prostopadłe do połaci. Zaleca się je szczególnie w strefach okapowych i szczytowych dachu (RYS. 8).

Gęstość rozmieszczenia łączników zależy od ciężaru pokrycia dachowego i od obciążenia wiatrem danego fragmentu dachu i dlatego powinna być dobierana przez projektanta.

Kontrłata w stropodachach z izolacją nakrokwiową pracuje na docisk i rozciąganie. Aby zmniejszyć obciążenia wkrętów mocujących, zaleca się łączenie mechaniczne kontrłat w kalenicy zwieńczającej połacie dachu.

Szczegółowe zalecenia wykonawcze

Do najtrudniejszych zagadnień konstruowania dachów izolowanych na krokwiach należy wykonawstwo stref okapowych, szczytowych, kalenicowych i wszelkiego rodzaju przebić na dachu.

Kontrłaty w stropodachach z izolacją nakrokwiową stanowią bardzo ważny element mocujący nie tylko pokrycie, lecz także warstwę izolacji termicznej. Kontrłaty w takich stropodachach pracują na docisk i rozciąganie, dlatego, aby zmniejszyć obciążenia wkrętów mocujących, zaleca się łączenie mechaniczne kontrłat w kalenicy zwieńczającej połacie dachu.

W kalenicy płyty izolujące poszczególne połacie dachu łączy się przez odpowiednie docięcie krawędzi lub uzupełnienie ich styku niskoprężną pianką montażową.

Na RYS. 9 pokazano przykładowe rozwiązanie kalenicy.

Ze względów pożarowych na styku warstwy izolacji termicznej z kominami spalinowymi i dymowymi należy stosować wypełnienie z wełny mineralnej (RYS. 10).

Dodatkowo w strefie w pobliżu komina do mocowania izolacji nakrokwiowej zaleca się stosować łączniki prostopadłe z powodu występowanie strefy oddziaływania ssania na tym fragmencie dachu.

Montaż okien połaciowych jest analogiczny do tradycyjnych sposobów. Polega na wycięciu otworu w płytach izolacyjnych.

Zaleca się stosowanie pokryciowych elementów wentylacyjnych nad i pod oknem połaciowym, tak aby poprawić drożność szczeliny wentylacyjnej w paśmie okna połaciowego (RYS. 11–12).

W tradycyjnych stropodachach styk dachu ze ścianą szczytową jest trudny do zaizolowania.

W stropodachach z izolacją nakrokwiową termoizolacja zabezpiecza ścianę szczytową od góry, dzięki czemu nie występuje mostek termiczny.

Aby zabezpieczyć styk deskowania stropodachu ze ścianą szczytową przed przenikaniem powietrza zewnętrznego, zaleca się stosować elastyczne uszczelnienia w postaci taśm rozprężnych (RYS. 13).

Jednym z najbardziej narażonych na przeciekanie fragmentów dachu jest kosz. W stropodachach z izolacją nakrokwiową wykonanie kosza wymaga starannego dopasowania płyt u zbiegu połaci dachowej.

Dno kosza w tego typu konstrukcjach zapewnia pełne podparcie obróbek i uszczelnień.

Pierwszą warstwę podkładową w koszu dachowym wykonuje się z samoprzylepnych pap modyfikowanych. Na tak wykonanym podkładzie układa się koryto z blach o szer. min. 60 cm (zaleca się stosowanie znacznie szerszych blach), zakończone na krawędziach rąbkami leżącymi (RYS. 14).

Nad pasem koszowym zaleca się stosowanie dodatkowych pokryciowych elementów wentylacyjnych, by zimą utrzymać drożność szczeliny wentylacyjnej.

Podsumowanie

Zastosowanie stropodachów z izolacją nakrokwiową jest skuteczną metodą poprawy izolacyjności cieplnej tradycyjnych rozwiązań stosowanych w stropodachach poddaszy mieszkalnych.

Ważnym atutem tego typu konstrukcji jest możliwość remontu istniejących stropodachów bez utrudnień w funkcjonowaniu pomieszczeń na poddaszu.

Zastosowanie tej metody jest szczególnie uzasadnione ekonomicznie w przypadku konieczności wymiany warstw pokrycia lub zmiany jego rodzaju na dachach pierwotnie krytych papami bitumicznymi.

Pierwotna warstwa pokryciowa może stanowić warstwę paroizolacyjną w nowo powstałym stropodachu.

W dachach z istniejącą warstwą izolacji termicznej wykonanych z wełny mineralnej szczególną uwagę należy zwrócić na jakość wykonania warstw paroizolacyjnych.

Najczęściej stosowane materiały termoizolacyjne mocowane na krokwiach mają znacznie wyższy opór dyfuzyjny niż wełna mineralna, dlatego uszkodzona paroizolacja lub jej brak może być przyczyną kondensacji pary wodnej w przekroju docieplonego stropodachu stosowanego nad pomieszczeniami mieszkalnymi.

Na RYS. 15 pokazano rozkład ciśnienia pary wodnej przykładowego stropodachu w miesiącach zimowych, obliczony zgodnie z normami PN-EN 12524:2003 [5] i PN-EN ISO 10456:2004 [6], w którym ze względu na brak paroizolacji występuje zjawisko kondensacji pary wodnej w przegrodzie.

Zastosowanie najprostszej bariery paroizolacyjnej z warstwy folii polietylenowej mocowanej na zszywkach minimalizuje ryzyko powstawania kondensacji pary wodnej zimą (RYS. 16).

Istotnym aspektem dla inwestora jest koszt wykonania stropodachu z izolacją termiczną mocowaną na krokwiach.

W opracowaniu A. Pieniążek, A. Szeląg i J. Żurawskiego [7] przeanalizowano różnice w kosztach dachów spełniających współczesne wymagania ochrony cieplnej (U  ≤  0,2 W/(m2·K)).

W analizie kosztów porównywano tradycyjne dachy z izolacją międzykrokwiową oraz dodatkową warstwą izolacji pod krokwiami oraz dach z izolacją na krokwiach.

Dachy tradycyjne miały pokrycie z dachówki ceramicznej oraz były zaizolowane wełną mineralną o wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ = 0,035 [W/(m·K)] (oznaczenie I) oraz 0,030 W/(m·K) (oznaczenie II).

Dach z izolacją nakrokwiową zaizolowano płytami PIR (o λ = 0,019 W/(m·K)) i także wykończono tymi samymi materiałami (oznaczenie III) (RYS. 17–18).

Na podstawie obliczeń kosztów można stwierdzić, że najdroższym rozwiązaniem okazał się stropodach tradycyjny z izolacją o podwyższonych parametrach cieplnych.

Dach z izolacją na krokwiach był droższy od typowego rozwiązania stropodachu o ok. 32%.

Warto jednak zaznaczyć, że stropodach z izolacją na krokwiach został ocieplony 12 cm warstwą termoizolacji, natomiast w rozwiązaniach tradycyjnych grubość ta wynosiła od 21 cm do 23 cm.

Prezentowane wyniki badań zostały zrealizowane w ramach tematu nr L-1/271/DS/2014 i zostały sfinansowane z dotacji na naukę przyznanej przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Literatura

1. C. Byrdy, "Dachy i stropodachy ocieplone i nieocieplone. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych", Politechnika Krakowska, Kraków 2007.
2. A. Byrdy, M. Kołaczkowski, "Stropodachy strome z izolacją termiczną układaną na krokwiach", "IZOLACJE", nr 10/2014, s. 74–77.
3. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2013 r., poz. 926).
4. A. Byrdy, "Izolacje termiczne stropodachów poddaszy mieszkalnych w świetle nowych wymagań izolacyjności cieplnej", "IZOLACJE", nr 10/2013 s. 46–48.
5. PN-EN 12524:2003, "Materiały i wyroby budowlane. Właściwości cieplno-wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe".
6. PN-EN ISO 10456:2004, "Materiały i wyroby budowlane. Procedury określania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych".
7. A. Pieniążek, A. Szeląg, J. Żurawski, "Izolacje termiczne dachów skośnych" [dokument nieopublikowany].
8. P. Klemm, "Budownictwo ogólne. Fizyka budowli", t. II. Arkady, Warszawa 2007.
9. Materiały informacyjne firmy LINITHERM.
10. Materiały informacyjne firmy SIKA.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!