Wybrane zagadnienia dotyczące trwałości pokryć dachowych

Odpowiadając na to pytanie, można powiedzieć, że pokrycia dachowe są parasolem bezpieczeństwa dla najwyżej położonych zewnętrznych, poziomych przegród budynków i budowli, a tym samym dla całych obiektów budowlanych. Zawsze kojarzą się z zewnętrzną warstwą dachu lub stropodachu, wykonaną z materiałów odpornych na oddziaływania klimatyczne, zdolną do przenoszenia i przekazywania obciążeń na konstrukcję nośne dachów/stropodachów (łaty i płatwie).

Pokrycia powinny być jednocześnie odporne na uszkodzenia mechaniczne, zmiany temperatur (w tym cykliczne procesy zamrażania i odmrażania), promienie UV, korozję (chemiczną i biologiczną) oraz inne uszkodzenia będące efektem wykonywania czynności konserwacyjnych oraz naprawczych.

Powinna je charakteryzować również odporność na okresową zmianę wymiarów (w wyniku oddziaływań termicznych i mechanicznych w przypadku niezapewnienia im swobody przemieszczeń), dobra przyczepność do podłoży oraz łatwość napraw, uzupełnień i wymian.

Nie istnieją materiały całkowicie odporne na proces starzenia się, lecz odpowiednie obchodzenie się z każdym materiałem może ten proces spowolnić, a niewłaściwe – znacznie przyspieszyć.

Nie jest możliwe udzielenie uniwersalnej i jednoznacznej odpowiedzi na pytanie dotyczące sposobu wydłużania okresu trwałości pokryć dachowych. W budownictwie stosuje się wiele technologii krycia dachów, niejednokrotnie bardzo odmiennych od siebie, w tym tradycyjnych, takich jak drewniane, ceramiczne, cementowe, włókno-cementowe, papowe, tworzywowe, stalowe i metalowe, szklane, a nawet strzechy.

Na dachach występują jeszcze pokrycia wykonane z materiałów zawierających szkodliwy dla zdrowia i otoczenia azbest, które przy spełnieniu pewnych wymagań [1] będą mogły zalegać na dachach jeszcze do 2031 r.

Pokrycie dachowe to nie tylko pojedyncza warstwa papy, folii, dachówek, blachy itp. To kompletny system oferowany przez producenta, który dopiero, gdy zostanie wdrożony w całości, może zapewnić trwałość i niezawodność pokrycia, o czym bardzo często się zapomina m.in. z powodu pozornej oszczędności i nieświadomości. Każdy rodzaj pokrycia będzie wymagał przeprowadzania innych czynności w celu utrzymania na wymaganym poziomie sprawności oraz żywotności technicznej i użytkowej.

Kształtowanie dachu

Szczelność oraz trwałość pokryć dachowych uzależniona jest również od wielkości pochyleń połaci dachowych. W TABELI 1 zamieszczono aktualnie zalecane wielkości pochyleń połaci [2], które praktycznie nie uległy większym zmianom na przestrzeni ostatnich 50 lat. Wielkości te powinny być traktowane jako wyjściowe do kształtowania dachów, z jednoczesnym uwzględnianiem wytycznych producentów materiałów pokryciowych.

Dobór rodzaju pokrycia dachowego powinien być dostosowany do lokalizacji obiektu w odpowiedniej strefie klimatycznej, obciążenia wiatrem [3] oraz śniegiem [4] i jednocześnie powinien uwzględniać zapisy aktualnego planu zagospodarowania przestrzennego lub decyzji ustalającej warunki zabudowy.

Ponadto dobór pokrycia powinien uwzględniać również poziom hałasu przedostającego się do wnętrza budynku lub wychodzącego z niego [5]. Inaczej będzie on tłumiony przez przegrody pokryte dachówką, a inaczej przez przegrody pokryte blachą (hałas technologiczny, komunikacyjny, opady deszczu, gradu oraz wiatr).

„Słabe miejsca” i błędy w rozwiązaniach pokryć dachowych

Dla pokryć dachowych, podobnie jak dla dachów i pozostałych elementów obiektów budowlanych, można wskazać ich „słabe miejsca”, tj. lokalizacje, gdzie najczęściej powstają defekty, których część może doprowadzić w konsekwencji do poważnych uszkodzeń elementów chronionych przez pokrycia, a nawet całych kondygnacji obiektów budowlanych (FOT. 1–3).

„Słabe miejsca” pokryć dachowych wymieniono w TABELI 2.

Trwałość pokryć dachowych nie będzie zależała wyłącznie od jakości materiałów, z których je wykonano. Będzie ona funkcją wielu zmiennych, które będą występować już w okresie ich wykonania i będą kontynuowane w czasie dalszej eksploatacji, kiedy pokrycia zostaną już poddane odziaływaniu skrajnych warunków nieprzyjaznego dla nich otoczenia. Będzie zależała również od udzielanych gwarancji producentów i dystrybutorów.

Wśród ww. zmiennych można wyróżnić:

• niewłaściwy dobór pokryć na etapie projektowania prac ratunkowych, adaptacyjnych lub przeprowadzania remontów, poprzez niedopasowanie rodzaju pokrycia do cech historycznych obiektu oraz środowiska jego późniejszej eksploatacji,
• brak rozwiązań projektowych w zakresie podparć i mocowania do podłoża pokryć,
• brak uwzględniania procesów fizykalnych zachodzących wewnątrz przegród (dachów i stropodachów),
• brak zapisów w projektach dotyczących stosowania wyłącznie jednej, sprawdzonej i kompletnej technologii w systemach pokryć,
• brak rozwiązań szczegółów tzw. słabych miejsc w pokryciach: załamania połaci, przejścia instalacji oraz konstrukcji i urządzeń przez pokrycia, niewłaściwe mocowanie i obróbka okien połaciowych,
• stosowanie uproszczeń wykonawczych i mieszanych technologii,
• stosowanie rozwiązań własnych w przypadku braku szczegółowych rozwiązań projektowych (detale),
• brak urządzeń do komunikacji po dachach,
• brak przeglądów pokryć w czasie eksploatacji w okresach przewidzianych w ustawie [6] oraz po nadmiernych opadach śniegu, oczyszczaniu połaci, przeróbkach, gradobiciu itp.,
• oczyszczanie dachów z pokrywy śnieżnej (często warstwy zlodowaciałej) przez zespoły lub osoby niedoświadczone i nieprzygotowane do prowadzenia tego typu prac przy jednoczesnym braku stosownych narzędzi,
• sprawdzanie stanu pokrycia po pracach naprawczych, szczególnie po cięciach warstw pokryciowych oraz po poruszaniu się po nich,
• nieprzestrzeganie terminów i zakresów przeglądów gwarancyjnych pokryć dachowych,
• brak wykwalifikowanych zespołów dekarskich oraz specjalistycznego nadzoru nad robotami pokrywczymi.

Wybrane rodzaje obciążeń dachów i ich pokryć

Rola dachów i ich pokryć jest ściśle powiązana z przenoszeniem obciążeń mechanicznych od oddziaływań klimatycznych [5].

W okresie zimowym wiodącym oddziaływaniem jest śnieg. Wszystkie istniejące oraz nowoprojektowane dachy powinny bezpiecznie przenosić obciążenie ciężarem pokrywy śnieżnej do ustalonej obliczeniowo wartości (zależnej od strefy klimatycznej), ponieważ jest to jednym z ich podstawowych zadań. Wbrew pozorom, ciężar objętościowy śniegu nie jest wielkością stałą, lecz zmienną w czasie z powodu zmian temperatury oraz wilgotności otoczenia (RYS.) [4, 7]. Jest on również zależny od właściwości ciepłochronnych warstw znajdujących się pod pokryciem.

W okresie intensywnych opadów śniegu może pojawić się konieczność jego usuwania. Takie działanie powinno mieć jednak swoje uzasadnienie, ponieważ konstrukcje dachów wraz z pokryciami są przewidziane pod bezpieczne przenoszenie m.in. obciążenia pokrywą śnieżną, dlatego nie występuje potrzeba stałego jej usuwania, chyba że zagraża ona najbliższemu otoczeniu wskutek zsuwania się. Niemniej jednak nie należy dopuszczać do lokalnych przeciążeń dachu, np. spadającym lub zsuwającym się śniegiem na niższe połacie.

Dobrym rozwiązaniem byłoby wprowadzenie do książek obiektów budowlanych tabel dopuszczalnych wielkości obciążeń śniegiem poprzez ustalenie maksymalnej grubości pokrywy śnieżnej w zależności czasu jej zalegania, tym bardziej że na rynku dostępne są już wagi do ustalania ciężaru śniegu. Wówczas, tak jak to już wspomniano wcześniej, można byłoby wyeliminować lub ograniczać do niezbędnego minimum akcje usuwania śniegu.

Każda akcja usuwania śniegu może doprowadzić do trwałych uszkodzeń pokrycia, co też w przeszłości niejednokrotnie miało miejsce. Topniejący śnieg na dachach jest doskonałym sprawdzianem szczelności ich pokryć.

Kolejnym oddziaływaniem klimatycznym, nieobojętnym dla pokryć i konstrukcji dachów jest obciążenie wiatrem [3], a także temperatury i promieni słonecznych.

Nagrzewanie się i wychładzanie powierzchni dachów głównie płaskich (stropodachów, tarasów) nie pozostaje bez wpływu na zachowywanie się pokryć szczególnie wtedy, gdy ich podłoże stanowią materiały wykonane na bazie cementu lub też konstrukcja stalowa (FOT. 4–9). Wówczas podatne na zmianę swoich wymiarów pokrycia mogą ulec uszkodzeniu lub też stać się bezpośrednią lub pośrednią przyczyną uszkadzania łączników (poprzez ich deformację i ścinanie), podkładów, a także innych konstrukcji.

Oddziaływania termiczne mogą sumować się z innymi oddziaływaniami. Nie zawsze, a raczej rzadko, konstrukcja dachu będzie eksploatowana w warunkach zbliżonych do pogodowych warunków jej scalenia (np. –10°C), dlatego też każda znaczna zmiana temperatury (np. do +50°, TABELA 3) będzie wywoływała w nich dodatkowe naprężenia. Takie informacje powinny znaleźć się w projektach budowlanych w postaci ostrzeżeń.

Projektowanie konstrukcji powinno zapewniać swobodę jej przemieszczeń termicznych tak, aby nie doprowadzały one do przekroczenia dopuszczalnych wielkości naprężeń w materiałach pokryciowych i ich łącznikach. Wielkość obciążenia dachów temperaturą będzie zależna od zdolności pochłaniania i odbijania promieni słonecznych przez różne kolory pokryć dachowych (tj. od współczynnika absorbcji lub emisyjności ε). Z tego też powodu zmiana koloru pokrycia dachu nie zawsze będzie obojętna dla jego konstrukcji (FOT. 4–9 i FOT. 10).

Efektywnym rozwiązaniem konstrukcyjnym dla utrzymania optymalnych warunków w środku budynku są tak zwane chłodne dachy (ang. cool roofs).

Ten typ dachu charakteryzuje się wysokim stopniem refleksyjności, dzięki powłoce, która pozwala odbijać promienie słoneczne. To z kolei pozytywnie wpływa na wnikanie ciepła lub zimna do wnętrza i chroni budynek przed warunkami termicznymi.

Dach tradycyjny pokrywa dachówka, blachodachówka lub papa, a te materiały mają to do siebie, że naturalnie wchłaniają energię, którą emitują promienie słoneczne. Dachy zazwyczaj pokryte są ciemnym kolorem, co również wpływa na ich nasłonecznianie, a co za tym idzie, większą eksploatację. Ciepło z dachu przechodzi do wnętrza budynku, podnosi temperaturę i ewentualne koszty klimatyzacji. Z kolei w sezonie zimowym tradycyjne dachy wychładzają się, co zwiększa wydatki na ogrzewanie domu.

Chłodne dachy, dzięki refleksyjności promieni słonecznych i emisji termicznej (zdolności do odprowadzania zaabsorbowanego ciepła) przeciwstawiają się wadom tradycyjnych pokryć dachowych.

Prawo budowlane a trwałość pokryć

Znaczący wpływ na trwałość pokryć dachowych będą miały okresowe przeglądy techniczne, będące obowiązkiem ustawowym [6, 8]. Dlatego też właściciele oraz zarządcy tych obiektów zostali zobowiązani przez ustawę [6] do zapewnienia bezpiecznego ich użytkowania w razie wystąpienia czynników zewnętrznych, oddziaływujących na obiekt, które mogą być związane z działaniem człowieka lub sił natury, takich jak: silne wiatry, intensywne opady i wyładowania atmosferyczne itp., w wyniku których może nastąpić uszkodzenie obiektu budowlanego lub bezpośrednie zagrożenie takim uszkodzeniem, które w konsekwencji może doprowadzić do zagrożenia życia lub zdrowia ludzi, bezpieczeństwa mienia lub środowiska.

W związku z powyższym, obiekty budowlane (w tym dachy i ich pokrycia) powinny być w okresie użytkowania poddawane przez ich właścicieli lub zarządców okresowym kontrolom (art. 62 [6]), w tym:

• co najmniej raz w roku, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego elementów budynku, budowli i instalacji narażonych na szkodliwe wpływy atmosferyczne i niszczące działania czynników występujących podczas użytkowania obiektu, oraz przewodów kominowych (dymowych, spalinowych i wentylacyjnych) mogących oddziaływać bezpośrednio lub pośrednio na powiązanych z konstrukcją i pokryciem dachowym,
• co najmniej raz na pięć lat, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego i przydatności do użytkowania, a także estetyki obiektu budowlanego,
• co najmniej dwa razy w roku, w terminach do 31 maja oraz do 30 listopada, w przypadku budynków o powierzchni zabudowy przekraczającej 2000 m² oraz innych obiektów budowlanych o powierzchni dachu przekraczającej 1000 m²,
• każdorazowo, w przypadku wystąpienia okoliczności i oznak, świadczących o jakimkolwiek zagrożeniu obiektu.

Niejednokrotnie podłożem uszkodzeń konstrukcji dachów/stropodachów i ich pokryć mogą być procesy zachodzące we wnętrzu przeszkód. Mechaniczne uszkodzenia są w miarę łatwo wykrywalne i naprawialne, lecz nie można już tego powiedzieć o „zużyciu” korozyjnym warstw składowych przegród, będących wynikiem zachodzących w nich procesów fizykalnych, które z pozoru wyglądają na błahe, i którym zazwyczaj nie poświęca się zbyt wiele uwagi. Bywają pomijane już na etapie projektowania, a właśnie wtedy powinny być dobierane do odpowiednich możliwości wykonawczych oraz warunków późniejszej eksploatacji.

Gwarancja producenta i jej wpływ na trwałość pokryć

Na zadane na wstępie pytanie o wydłużenie trwałości pokryć można by również odpowiedzieć, że należy o nie po prostu dbać, poprzez stosowanie się do wymagań producentów i zasad udzielania gwarancji [9]. Tutaj jednak należałoby zwrócić uwagę na pewne zapisy w warunkach gwarancji, dotyczących wyłączenia z nich pewnych rodzajów szkód, które uogólniono i wymieniono poniżej.

Gwarancje producentów pokryć dachowych nie obejmują:

• niewłaściwego składowania i przechowywania wyrobów pokryć dachowych, w tym składowania w sąsiedztwie rozpuszczalników i innych związków chemicznych powodujących degradację,
• szkód wywołanych obciążeniem chemicznym, mechanicznym, termicznym,
• uszkodzeń i wad powstałych na skutek naprawy podjętej przez klienta lub/i inną osobę we własnym zakresie,
• uszkodzeń powstałych wskutek niewłaściwego montażu pokrycia,
• uszkodzeń wywołanych siłą wyższą, taką jak: grad, burza, huragan, powódź, pożar, trzęsienia ziemi, wyładowania atmosferyczne, gałęzie drzew,
• uszkodzeń będących wynikiem punktowego „nacisku” śniegu,
• nieprawidłowej wentylacji dachu/stropodachu,
• uszkodzeń pokryć będących efektem uszkodzeń i deformacji konstrukcji dachów (obiektów),
• wyrobów eksploatowanych przy obciążeniach klimatycznych większych niż przewidują wyznaczone współczynniki odporności na obciążenia skupione, normy wiatrowe, normy obciążenia śniegowego oraz w środowiskach o wyższej kategorii korozyjności atmosfery, niż przewidywał producent,
• wyrobów eksploatowanych na obszarach przybrzeżnych, w miejscach, w których mogą one być częściowo lub chwilowo spryskiwane wodą morską lub w miejscach, w których mgła wody morskiej mogłaby na nie bezpośrednio oddziaływać,
• wyrobów eksploatowanych w środowisku zawierającym dużą zawartość agresywnych lub korodujących składników chemicznych, które mogą uszkodzić system zabezpieczenia przeciwkorozyjnego rdzenia stalowego (pokrycia z blach) na skutek kondensacji lub działania agresywnych aerozoli, np. dymu zawierającego opary siarki, amoniaku, opadów o silniejszym odczynie kwaśnym lub alkalicznym,
• wyrobów eksploatowanych w środowiskach zanieczyszczonych popiołami lub pyłem cementowym, sadzami kominowymi, odchodami zwierzęcymi, glonami, nawozami itp.

Każdy wyrób opuszczający wytwórnię powinien spełniać standardy jakości narzucone mu normami i aprobatami. I tak zazwyczaj bywa. Niemniej jednak szkody w pokryciach dachowych zdarzają się nader często.

Często w warunkach gwarancji pojawia się bliżej niesprecyzowane określenie „normalne użytkowanie” oraz termin „procesy naturalnego starzenia”. Producenci technologii pokryciowych powinni jednak pamiętać o tym, że ich wyroby mają chronić obiekty w skrajnych warunkach otoczenia, lecz w ostatnich latach bardzo często występujących. Dlatego też niektóre obostrzenia w udzielaniu gwarancji na swoje wyroby są co najmniej zadziwiające, np. to, że ich pokrycia nie będą odporne na szkodliwe oddziaływanie odchodów zwierzęcych, obciążenie wysoką temperaturą otoczenia, obciążenie niewłaściwie rozłożonym śniegiem, glonami, gradem (jak można uchronić przed nim dach, skoro występuje w każdym rejonie?), sadzami kominowymi itp.

Podsumowanie

Procesy starzenia się materiałów budowlanych nie zawsze będą jedynie funkcją czasu, stąd nie należy tylko w nim upatrywać przyczyn szybkiego zużycia lub uszkodzeń pokryć.

Obecnie na rynku budowlanym dostępna jest szeroka paleta nowoczesnych materiałów i technologii pokryciowych, lecz zarówno one, jak i wyroby starsze muszą charakteryzować się odpowiednią odpornością na warunki otoczenia, adekwatne do ich lokalizacji. Same w sobie „nie sprostają” wyzwaniom klimatu, ponieważ nadal są wrażliwe i podatne na uszkodzenia oraz korozję. Wady w wyrobach pokryciowych, jakie ujawnią się podczas ich użytkowania w okresie objętym gwarancją, mogą nie zostać uznane, o ile użytkownik nie będzie ściśle przestrzegał warunków (ograniczeń) gwarancji (o czym szerzej napisano wyżej i w [9]).

Tak, jak to wielokrotnie już wspomniano, nie da się uniknąć problemów związanych z pokryciem dachowym w okresie jego eksploatacji, a nawet w warunkach jego nieodpowiedniego przechowywania przed wbudowaniem. Trwałość i sprawność techniczna pokryć będzie zależna przede wszystkim od prawidłowego zaprojektowania układu warstw w dachach i stropodachach, a następnie zapewnienia im możliwości funkcjonowania zgodnie z założeniami projektowymi i zasadami fizyki budowli.

Rodzaj pokrycia dachowego należy każdorazowo dostosowywać do warunków właściwych lokalizacji obiektu [1, 3, 4, 7, 9], kształtu dachu [1, 2], jego możliwości naprawczych oraz warunków środowiska wewnętrznego [1, 9].

Projektanci nader często w swoich opracowaniach projektowych ograniczają się jedynie do podania rodzaju pokrycia, bez uprzedniego przeprowadzenia jakiejkolwiek analizy zasadności przypisania go do konkretnych warunków eksploatacji. Dlatego też spora liczba szkód utożsamianych z wadami materiału jest wynikiem nieprawidłowego obchodzenia się z nim i nieprawidłowej eksploatacji.

Zapewnienie wymaganej trwałości pokryciom dachowym można uzyskać poprzez:

• unikanie warunków sprzyjających tworzeniu się „słabych miejsc” [1],
• szczegółowe rozwiązania projektowe detali: załamań połaci, przejść instalacji i kominów, osadzania i uszczelniania okien połaciowych, komunikacji do poruszania się po połaciach i zasad konserwacji [1],
• uwzględnienie procesów fizykalnych zachodzących we wnętrzu przegród [1],
• dobór odpowiedniego wyrobu do strefy klimatycznej, gdzie obiekt będzie eksploatowany, z uwzględnianiem najczęściej występujących tu zagrożeń pogodowych [1, 9],
• zakup wyrobów u producentów zapewniających najkorzystniejsze warunki gwarancji [9],
• przeprowadzanie regularnych przeglądów okresowych [6, 8].

Literatura

1. D. Bajno, „Dachy. Zasady kształtowania i utrzymywania”, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2016.
2. PN-B-02361:2010, „Pochylenia połaci dachowych”.
3. PN-EN 1991-1-4, „Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1–4. Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru”.
4. PN-80/B-02010/Az:2006, „Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem”.
5. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2019 r., poz. 1065).
6. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (DzU z 2019 r., poz. 1186 ze zmianami, tj. zmiany: DzU z 2019 r., poz, 1309, 1524, 1696, 1712, 1815, 2166, 2170).
7. PN-EN 1991-1-3, „Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3. Oddziaływania ogólne – Obciążenie śniegiem”.
8. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia 1999 r. w sprawie użytkowania budynków mieszkalnych (DzU z 1999 r., poz. 836, zmiana: DzU nr 205 z 2005 r., poz. 1584).
9. „Dachy. Materiały, Konstrukcje, Technologie” 4/2016, 6/2016, 9/2016.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!