Wentylacja dachu w zależności od jego kształtu

W artykule:

• Przegrody typu kominy, okna dachowe i wyłazy
• Naroża i kosze dachu
• Lukarny
• Wnioski

***
W artykule skupiono się na kwestii wentylacji dachu w zależności od jego kształtu. Omówiono przypadki dachu wentylowanego i niewentylowanego z pokryciem wentylowanym. Przedstawiono metody wykonania szczelin wokół elementów dachu takich jak: kominy, okna dachowe i wyłazy, a także wokół naroży, koszy dachu oraz lukarn.

The article focuses on the issue of roof ventilation depending on its shape. It discusses the cases of ventilated roofs and non-ventilated roofs with ventilated roofing. It presents methods for creating gaps around roof elements such as: chimneys, roof windows and hatches, as well as around corners, roof valleys and dormers.
***

Dachy ze strychem, czyli poddaszem niewykorzystywanym do celów mieszkalnych, mogą być wentylowane przez powietrze przepływające w wielu kierunkach, a całe poddasze stanowi przestrzeń wentylacyjną. Dodatkowo, taki strych jest w pewnym sensie akumulatorem ciepła i wilgoci, stanowiąc bufor podnoszący komfort mieszkania w domu.

Natomiast w dachach pochyłych o poddaszu wykorzystywanym do celów mieszkalnych dużo zależy od sposobu wentylowania, czyli od tego, czy dach jest wentylowany (RYS. 1), czy niewentylowany (RYS. 2). W dachach wentylowanych o poddaszu mieszkalnym, z powodu małej ilości miejsca, przestrzeń wentylująca ogranicza się do szczeliny o niewielkich rozmiarach. Kierunek wentylowania i szerokość szczeliny określają belki więźby dachowej, między które włożona jest termoizolacja (RYS. 3). Dlatego w tak umiejscowionej przestrzeni wentylacyjnej nie zawsze łatwo jest zapewnić odpowiedni przepływ powietrza, co jest podstawowym warunkiem prawidłowego działania wentylacji. Trudności powstają, gdy na drodze szczelin tworzonych między krokwiami znajdą się kominy, lukarny, okna dachowe, kosze itp. przeszkody (RYS. 4), których jest bardzo dużo na współczesnym dachu.

Czytaj także: Wentylacja dachu stromego, czyli dach bez wilgoci

Im dach ma bardziej skomplikowane kształty, tym więcej zawiera elementów utrudniających przepływ powietrza w szczelinach wentylacyjnych. Na dachu A i B z RYS. 4. strefa zaznaczona kolorem żółtym prezentuje miejsca na połaci, w których łatwo jest wykonać wlot, a wykonanie wylotu jest utrudnione. Kolor pomarańczowy oznacza strefę, gdzie łatwo jest wykonać wylot, a wykonanie wlotu jest utrudnione, a kolor czerwony pokazuje strefę, gdzie i wlot, i wylot są trudne do wykonania. Oba prezentowane dachy (A i B) różnią się tylko jednym elementem – oknem połaciowym. Jego wstawienie powoduje zatkanie dolnej szczeliny wentylacyjnej (granatowe strzałki na RYS. 3) w dachu wentylowanym z poddaszem mieszkalnym. Łatwo można to sobie wyobrazić, patrząc na RYS. 3.

RYS. 6–9 pokazują, jak można rozwiązać tego typu problemy. Jednak metody te, mimo że wydają się teoretycznie proste, nie są łatwe do wykonania z powodu wymaganej precyzji oraz konieczności dokonania wyliczeń sprawdzających konstrukcję i niezbędne przekroje wentylacyjne.

Dobrym przykładem takich trudności jest dach kopertowo-mansardowy. Gdy jego poddasze ma być mieszkalne, a jednocześnie jego pokrycie powinno leżeć na poszyciu, to wykonanie wentylacji pod tym poszyciem (dach wentylowany) może sprawić dużo kłopotów. W mansardzie muszą być okna, a na płaskiej części jeszcze inne instalacje (kominy i wyłaz). Wszystko to razem może uniemożliwić lub bardzo utrudnić prawidłowe wykonanie szczelin wentylacyjnych nad termoizolacją.

Każdą przeszkodę można ominąć w mniej lub bardziej złożony sposób, uzależniony od rodzaju konstrukcji, pokrycia i kształtu dachu. Jednak zawsze rozwiązania te skutkują koniecznością wykonania dodatkowych prac i użycia dodatkowych materiałów. To zaś, oprócz podniesienia kosztów, powoduje wzrost ryzyka popełnienia błędów niwelujących osiągnięcie celu. Dlatego przy wyborze kształtu dachu, jego pokrycia i systemu wentylacji trzeba wybierać najprostsze rozwiązania. Uwaga ta dotyczy głównie kształtu dachu, który w sposób decydujący wpływa na sposób wykonania wentylacji dachów. Przy skomplikowanych kształtach koszty wykonania skutecznie działającej wentylacji mogą być bardzo wysokie, szczególnie w systemie „dachu wentylowanego” – to znaczy jeżeli ma on szczelinę wentylacyjną pod poszyciem lub pod FWK. Kształt dachu nie komplikuje tak drastycznie wentylacji, jeżeli polega ona na wentylowaniu samego pokrycia w systemie „dachu niewentylowanego”, czyli z zamontowaną MWK.

Rozpatrzmy metody realizacji szczelin wentylacyjnych wokół kilku najczęściej występujących instalacji lub innych przeszkód tworzonych przez typowe elementy konstrukcji dachu.

Przegrody typu kominy, okna dachowe i wyłazy

Przegrody te są instalacjami występującymi na każdym dachu. Ich funkcje powodują, że przecinają cały przekrój dachu i często wymagają modyfikacji typowego układu krokwi przez dobudowanie belek nazywanych „wymianami” i „przejmami” (RYS. 5). W związku z tym przebieg szczelin wentylacyjnych wokół tych przeszkód zależy od typu dachu i odpowiadającego mu układu wentylacji. We wszystkich wymienionych wcześniej typach wentylacji1 przestrzenie wentylujące znajdują się w innym miejscu przegrody dachowej i dlatego dla każdego z tych typów omijanie przeszkód jest realizowane inaczej. Najprościej okrążenie kominów lub okien przebiega dla dachów niewentylowanych z pokryciami wentylowanymi. Taki typ wentylacji jest możliwy tylko wtedy, gdy pokrycie leży na łatach, a jego uszczelnieniem jest MWK – membrana wstępnego krycia o wysokiej paroprzepuszczalności.

Zgodnie z tym co wiemy o MWK, ich zastosowanie pozwala na osuszanie dachu tylko przez wentylację pokrycia zasadniczego dzięki istnieniu kontrłat. Takie wentylowanie nie jest zbyt wielkim problemem, nawet gdy na dachu istnieje dużo różnych przeszkód. Powietrze przepływające wzdłuż kontrłat ma dużo możliwości przepłynięcia obok kominów, okien dachowych itp. przegród dzięki wolnym przestrzeniom istniejącym nad kontrłatami utworzonymi przez łaty (RYS. 6). Jeżeli kąt nachylenia dachu jest nieduży (15–25º), warto w takich miejscach przybić łaty na „krótkich kontrłatach”, czyli klockach o długości mniejszej o połowę od rozstawu łat (RYS. 7). Wtedy powietrze będzie przepływać wokół przeszkody wzdłuż tej samej płaszczyzny utworzonej przez warstwę wstępnego krycia bez strat wywołanych obecnością kontrłaty na swojej drodze.

W przypadku okien dachowych o dużej szerokości (zwielokrotnionych) powietrze może nie mieć takiej energii, aby ominąć tak szeroką blokadę. W takich wypadkach trzeba je wypuścić przez dachówki wentylacyjne lub inne wyloty skonstruowane przed oknami lub inną przeszkodą. W celu pozyskania powietrza atmosferycznego do wentylowania przestrzeni nad przeszkodą trzeba umieścić nad nią następne dachówki wentylacyjne lub inne wloty, o takiej samej powierzchni jak dachówki wentylacyjne lub inne wyloty pod oknami.

W dachach wentylowanych te same przeszkody stwarzają więcej problemów, ponieważ powietrze przepływa w dolnej szczelinie pod warstwą wstępnego krycia. Taka szczelina ma formę płaskiego kanału ograniczonego z góry warstwą wstępnego krycia, a od dołu termoizolacją oraz obu boków zamkniętych krokwiami (RYS. 3). Sposób przeprowadzenia powietrza wokół okien dachowych lub kominów zależy od ich wielkości oraz od rodzaju warstwy wstępnej. W dachach wentylowanych z pokryciem (wentylowanym lub nie) leżącym na poszyciu, konstruktorzy muszą przewidzieć (a cieśle wykonać) niższe od krokwi belki nazywane wymianami (RYS. 8), tak aby strumień powietrza wentylującego mógł ominąć przeszkodę. Takie rozwiązanie jest szczególnie polecane przy murowanych kominach spalinowych (RYS. 5), które nie powinny stykać się z drewnianą konstrukcją.

Przy takim kominie odległość do najbliższej belki nie powinna być mniejsza niż 15 cm, jeżeli jest ona wypełniona niepalnym materiałem termoizolacyjnym (wełną szklaną lub skalną). W takim przypadku węższa belka wymianu umożliwia przepływ powietrza po obu stronach przejmy (belki równoległej do krokwi) na szerokości wynikającej z różnicy rozstawu między krokwiami a szerokością przeszkody i przejm.

Warto rozważyć, jakie powinny być wymiary kanałów umożliwiających przepływ powietrza wokół takiego komina (czy innej podobnej przeszkody). Wysokość kanału powinna być co najmniej taka jak wysokość całej szczeliny wentylacyjnej, a jego szerokość nie może być zbyt mała, aby nie zatrzymała ruchu powietrza. Rozważana szerokość może być mniejsza, gdy przepływ powietrza jest wywołany odpowiednio dużym parciem wiatru i siłą ciągu termicznego. Ciąg termiczny jest tym większy, im większa jest różnica temperatur między powietrzem atmosferycznym a tym w szczelinie (pomijając inne mniej ważne czynniki). Jednak zarówno parcie wiatru, jak i ciąg zależą od zmiennych warunków klimatycznych. W związku z tą zmiennością trudno jest określić minimalne rozmiary kanałów omijających przeszkody.

Rozwiązując ten problem, warto uwzględnić dwie (pewne) zależności:

• jeżeli szczelina, w której jest przeszkoda, ma prawidłowo wykonany wlot i wylot powietrza wentylującego, to jego przepływ podlega prawu zachowania energii i prawu Bernoulliego, co pozwala sądzić, że powietrze ominie przeszkodę, pokonując przewężenie z większą prędkością niż w całej szczelinie,
• jeżeli przyjmiemy, że ta część szczeliny wentylacyjnej, która znajduje się pod przeszkodą, musi działać zgodnie z zasadami sprawdzonej normy DIN 4108-3 (rozdz. 5), to wylot z tej części szczeliny wentylacyjnej musi być nie mniejszy niż ¼ wlotu, taka zasada wynika z określonych w normie proporcji wlotu i wylotu do całej powierzchni wentylowanego dachu (2‰: 0,5‰ = 4).

Z takich założeń wynika wniosek, że przewężenie będzie tłumiło przepływ powietrza wentylującego, ale jeżeli będzie miało szerokość nie mniejszą niż ¼ średniej szerokości szczeliny wentylacyjnej, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że przy średnich warunkach atmosferycznych szczelina będzie funkcjonować prawidłowo. W związku z tym, w tych konstrukcjach dachowych, o których wiadomo, że będą w nich przewężenia szczeliny, trzeba przewidzieć większą jej wysokość.

Gdy przeszkoda w szczelinie wentylacyjnej mieści się między krokwiami, wypełniając w całości odległość między nimi, powietrze wentylujące może przejść do sąsiednich szczelin tylko dzięki podcięciom wykonanym w krokwiach. Takie zwężenia wysokości krokwi są bardzo niebezpieczne dla konstrukcji, gdyż mogą znacznie osłabić przekrój dwóch sąsiadujących belek w miejscu trudnym do podparcia. Dodatkowo, podcięcia zmieniają kierunek przepływu powietrza, zwiększając jego dławienie.

W takich sytuacjach, dużo lepszym rozwiązaniem jest wypuszczenie powietrza z dolnej szczeliny do górnej (lub do atmosfery, gdy na poszyciu leży pokrycie niewentylowane) za pośrednictwem otworów w poszyciu (RYS. 9) lub za pomocą specjalnych kratek (RYS. 10) wkładanych między zakład FWK (niskoparoprzepuszczalnych folii wstępnego krycia).

RYS. 9 przedstawia co prawda pracochłonne rozwiązanie, ale za to bardzo dobrze rozwiązujące problem przegród w szczelinach wentylacyjnych. Jeżeli rozwiązanie to jest możliwe do realizacji, to jedynym powodem spadku sprawności działania szczeliny będą opory przepływu powietrza wynikające z kilkukrotnej zmiany jego kierunków.

Wykonanie wylotu powietrza przed przeszkodą oznacza oczywiście konieczność wykonania (ponownego) wlotu dla powietrza za przeszkodą. Wlot i wylot powinny mieć przy tym te same wymiary, ponieważ ilość powietrza opuszczającego szczelinę przed przeszkodą musi być uzupełniona do tej samej wielkości za nią.

W dachach wentylowanych z pokryciem niewentylowanym (np. gont bitumiczny) powietrze wychodzące spod poszycia musi wypłynąć do atmosfery i dlatego opisane wyżej otwory muszą być bardzo dobrze osłonięte przed opadami atmosferycznymi.

W dachach wentylowanych z pokryciem wentylowanym (o pokryciach leżących na ołatowaniu – RYS. 1) można wykonać te otwory już z mniejszą osłoną. Najłatwiej jest wykonać przejście (chociaż nie wszędzie to można zrobić) powietrza z dolnej szczeliny do górnej w dachu uszczelnionym FWK, gdzie można zastosować specjalne wkładki wkładane między zakłady łączące poszczególne pasma folii lub w nacięcie wykonane w dogodnym miejscu (RYS. 10). Zakłady skutecznie zasłaniają przed i tak małą ilością w takich miejscach podwiewanych opadów. Natomiast przejścia przez poszycia wymagają zastosowania osłon w postaci tub (tzw. garnków, widocznych na RYS. 18) lub innych osłon. Nieosłonięcie wywierconych otworów w deskach może spowodować łatwe wpadanie opadów (szczególnie śniegu) do dolnej szczeliny. Jeżeli termoizolacja znajdująca się na dnie dolnej szczeliny nie jest osłonięta (na przykład wysokoparoprzepuszczalną membraną), to może być łatwo zawilgocona.

Naroża i kosze dachu

Te często występujące na współczesnych dachach połączenia poszczególnych połaci też są powodem podobnych problemów dla powietrza wentylującego jak opisane wcześniej. Belki więźby (kulawki) stykające się z krokwiami koszowymi i narożnymi tworzą zamknięte szczeliny wentylacyjne. W koszach nie ma wlotów do szczelin, są tylko wyloty, a w narożach jest odwrotnie: są wloty, a nie ma wylotów. Problemy te można rozwiązać, stosując odpowiednie do układu wentylacyjnego konstrukcje. Najtrudniej jest w koszu, ponieważ jest to miejsce szczególnie narażone na podciekanie (RYS. 11). W narożach wykonanie wylotu jest dużo łatwiejsze.

W narożach dachów wentylowanych z pokryciem wentylowanym wykonuje się otwory przy samych krokwiach narożnych. Można to zrobić, nawiercając poszycie lub pozostawiając w nim otwory o kształtach wynikających z braku deskowania (RYS. 12–13). Natomiast, gdy uszczelnieniem jest FWK, to wykonuje się z folii specjalne wywinięcie na dodatkowej kontrłacie ułożonej równolegle do naroża (RYS. 14). Powstaje w ten sposób wylot dla wszystkich szczelin wentylacyjnych zamkniętych krokwią narożną. W takich dachach można również zastosować wkładki wentylacyjne wyprowadzające powietrze z dolnej szczeliny do górnej (RYS. 10 i RYS. 15).

W dachach wentylowanych z pokryciem leżącym na poszyciu (wentylowane leżące na łatach i niewentylowane, czyli z jedną szczeliną pod poszyciem) można rozwiązać ten problem dwoma metodami: przez nacinanie kulawek (RYS. 16) w miejscach ich połączenia z krokwią narożną lub przez instalację specjalnych wkładek pod gąsiory narożne (wylot ze szczeliny w postaci szpary w poszyciu) lub kominków wyrzucających.

Natomiast w koszach tego typu dachów można wykonać wloty do szczelin tylko przez nacinanie kulawek w miejscach ich połączenia z krokwią koszową (RYS. 17). W koszach instalowanie kominków nie jest stosowane z wielu powodów.

Trochę lepiej jest w koszach dachów wentylowanych z pokryciem wentylowanym, gdzie można wykonać wloty do dolnych szczelin utworzonych przez kulawki za pośrednictwem górnej szczeliny, ale tylko wtedy, gdy blaszana osłona kosza (też nazywana koszem) jest odpowiednio wysoko zawieszona na łatach. W takim koszu, tam gdzie obie szczeliny rozdzielone są poszyciem, można wykonać w nim osłonięte kołnierzami otwory (takie same jak na narożu RYS. 18). Gdy zaś materiałem rozdzielającym jest FWK, można do dolnych szczelin pozyskać powietrze z górnych za pomocą wkładek wentylacyjnych (RYS. 19).

Jednak zawsze w tak wykonanych miejscach łatwo mogą powstać przecieki na skutek podwiania śniegu, szczególnie w starszych już dachach (z uszkodzonymi uszczelnieniami gąsiorów). Dlatego są to rozwiązania wymagające dobrego wykonawstwa.

Z tego powodu, dachy niewentylowane z pokryciem wentylowanym są dużo prostsze do wykonania. Dachy w tej wersji mają tylko jedną szczelinę utworzoną przez ołatowanie, co w koszach i narożach bardzo upraszcza konstrukcję. Wymiana powietrza w przestrzeni między łatami a nad kontrłatami powoduje, że wentylacja pokrycia znakomicie działa zarówno w narożach, jak i w koszach (RYS. 20). Dlatego pojawienie się MWK na rynku spowodowało wyeliminowanie wszelkich problemów z wykonaniem drożnych kanałów wentylacyjnych znajdujących się pod poszyciem lub pod FWK.

Lukarny

Są formą doświetlenia poddaszy i mogą mieć bardzo różne wielkości i kształty. W związku z tym, jako przeszkody na drodze szczelin wentylacyjnych, wymagają oddzielnego omówienia. Mniejsze z nich można omijać tak jak wcześniej omówione okna dachowe czy kominy. Natomiast większe z nich wymuszają nowe rozwiązania.

Bardzo duże znaczenie dla problemów związanych z wentylacją ma kształt lukarn. Lukarny o dachu jednospadowym stanowią taką samą przeszkodę jak kominy, ale tylko w dolnej swojej części. W górnej łączą się z dachem zasadniczym, a ich daszki stanowią odchyloną część połaci, z której wychodzą. Dlatego nie zaburzają ruchu powietrza wentylującego w dachu.

Natomiast lukarny dwuspadowe są podwójnymi przeszkodami, ponieważ zamykają szczeliny wentylacyjne znajdujące się pod nimi i jednocześnie łączą się z połacią zasadniczą w koszach. Dlatego wykonanie wlotów do szczelin znajdujących się między krokwiami i pod poszyciem lub FWK polega na typowych dla koszy rozwiązaniach omówionych wyżej. Z jedną różnicą – w dachach o skomplikowanych kształtach, gdzie jest mała odległość kosza lukarny od naroża lub kalenicy, nie ma miejsca pozwalającego na zmieszczenie niezbędnych wkładek czy podcięć konstrukcji. Przy bardzo małych odległościach można założyć, że sam wylot wystarczy na wymianę powietrza, ale zimowe działania wiatru mogą tak powstałe kieszenie regularnie napełniać śniegiem, co stanowi poważne zagrożenie dla dachu.

Ciekawe możliwości dla realizacji wlotów do szczelin znajdujących się nad lukarną powstają, gdy ma ona kształt strzelisty (RYS. 21). Takie okienko składa się wyłącznie z dwóch połaci dachu, pod którymi można zbudować szczeliny wentylacyjne mające połączenie z wentylacją całego dachu bez względu na rodzaj pokrycia i ilość szczelin. Wlot do takich szczelin znajduje się w bocznych krawędziach obu połaci lukarny i umożliwia swobodny dopływ powietrza do części dachu znajdującej się nad okienkiem.

Wnioski

Oczywistością jest, że omawiane wyżej rozwiązania dotyczą głównie dachów o poddaszu wykorzystywanym do celów mieszkalnych, w których termoizolacja układana jest między belkami więźby dachowej. Na poddaszach nieużytkowych, których konstrukcja pozwala wykorzystać cały strych jako przestrzeń wentylacyjną, nie ma znaczących kłopotów z wykonaniem wlotów i wylotów niezbędnych do prawidłowej wymiany powietrza. Większość specjalnych i trudnych rozwiązań dotyczy szczelin wentylacyjnych w dachach wentylowanych (RYS. 1).

Największe trudności w zbudowaniu prawidłowo działających przestrzeni wentylacyjnych występują w dachach o skomplikowanych, złożonych kształtach z dużą ilością połaci łączących się w koszach i narożach. Ilość komplikacji wzrasta dodatkowo, gdy są na nim lukarny i zespolone okna dachowe. Kominy nie stwarzają aż takich problemów, pod warunkiem że nie są blisko kosza lub naroża. Skala trudności jest największa, gdy poddasze jest wykorzystywane do celów mieszkalnych. Dlatego w trakcie projektowania budynku warto wiedzieć, że skomplikowany kształt dachu kryjącego mieszkalne poddasze zawsze generuje większe lub mniejsze problemy wykonawcze i eksploatacyjne. Prawidłowe wykonanie takiego dachu jest dużo droższe niż prostego, a każdy błąd dużo szybciej spowoduje straty (i też większe). Czasami koszty skomplikowanych konstrukcji są wielokrotnie wyższe, a trwałość niższa. Dodatkowo, trwałość zależy od częstości i jakości przeglądów, które trudniej jest wykonać na dachach o złożonych kształtach.

Relacje cen i realia wykonawstwa budowlanego upoważniają do stwierdzenia, że w praktyce, przy skomplikowanych kształtach dachu jego prawidłowe wykonanie w wersji wentylowanej („dachu wentylowanego”) nie jest możliwe.

Dlatego wprowadzenie materiałów wysokoparoprzepuszczalnych w postaci membran wstępnego krycia (MWK) pozwoliło na wyeliminowanie wielu problemów związanych z budową szczelin wentylacyjnych (tych pod poszyciem lub pod FWK). Dzięki MWK powszechnie budowane są dachy niewentylowane, ale utrzymywane w stanie suchym dzięki systemowi pokrycia wentylowanego (RYS. 2).

¹ W artykule „Wentylacja dachów pochyłych”, opublikowanym w numerze 4/2025.