Paroizolacje w dachach o pokryciu wentylowanym

W artykule:

• Dobór paroizolacji
• Układanie paroizolacji

Dodatkowym argumentem przemawiającym za takim sposobem budowania zewnętrznych przegród budowlanych (dachów i ścian) jest zjawisko utraty izolacyjności termicznej przez zawilgocenie. Okazało się bowiem, że skuteczność ocieplenia takich przegród nie jest proporcjonalna do grubości materiałów termoizolacyjnych. Wzrost grubości termoizolacji nie wystarcza do uzyskania odpowiedniej termoizolacyjności dachu. Termoizolacja musi być jeszcze odpowiednio osłaniana przed przenikaniem i skraplaniem się pary wodnej oraz musi być zabezpieczona przed jej przewiewaniem zachodzącym w szparach między materiałami tworzącymi dach. Czyli układanie paroizolacji pod termoizolacjami ma wiele powodów.

Czytaj także: Wentylacja dachu w zależności od jego kształtu

Dobór paroizolacji

Przy doborze paroizolacji czynnikiem decydującym jest to, czy dach jest wentylowany, czy niewentylowany (jednopowłokowy). W dachach jednopowłokowych paroizolacje powinny mieć duży opór dla pary wodnej, zależny od rodzaju termoizolacji i konstrukcji stropu. W wyschniętych stropach betonowych, w których paroizolacja pełni bardziej funkcję doraźną niż uszczelniania dachu przed przewiewami, jej izolacyjność dla pary jest mniej istotna, ponieważ suchy (suchy!) strop betonowy sam dobrze izoluje przed przepływem pary. 

Natomiast w dachach wentylowanych prawidłowego doboru produktów polecanych do stosowania jako paroizolacje można dokonać, stosując się do podstawowej zasady określającej kierunek dyfuzji oraz do zaleceń opisanej już normy DIN 4108-3. Zgodnie ze wspomnianą zasadą, stosowaną przy doborze systemów materiałowych w wentylowanych przegrodach zewnętrznych, dyfuzyjność każdego z kolejnych materiałów montowanych w stronę na zewnątrz powinna być coraz większa, czyli kolejne materiały należy montować tak, aby te o mniejszym oporze dla pary wodnej były montowane po stronie zewnętrznej przegrody, a te o większym po stronie wewnętrznej (RYS. 1). 

Dzięki tej zasadzie przepływ pary wodnej odbywa się w kierunku na zewnątrz przegrody, co gwarantuje, że ta ilość pary wodnej, jaka przedostanie się przez dach, może wydostać się do atmosfery. Przy czym warstwa powietrza atmosferycznego wentylująca dach jest zewnętrzną granicą dla działania tej zasady, która pokrycia zasadniczego i jego umocowania już nie obejmuje.

Dobór paroizolacji w oparciu o normę DIN 4108-3 najłatwiej jest zaprezentować, posługując się TABELAMI 1–2 [1], które określają podstawowe wielkości przekrojów przestrzeni wentylacyjnych w dachach o nachyleniu <10° (TABELA 1) i ≥ 10° (TABELA 2).

***
Równoważna (lub ekwiwalentna) dyfuzyjnie grubość powietrza S_d charakteryzuje właściwości dyfuzyjne warstwy materiału budowlanego o określonej grubości w ten sposób, że porównuje je do grubości warstwy powietrza o tym samym oporze dyfuzyjnym. Dlatego wymiarem tego współczynnika jest metr.

Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej (współczynnik dyfuzji pary wodnej) materiału μ określa, ile razy większy jest opór dla dyfuzji pary wodnej warstwy tego materiału od oporu warstwy nieruchomego powietrza o tej samej grubości, badanego w tych samych warunkach. Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej jest to wielkość charakterystyczna dla poszczególnych rodzajów materiałów.

Podsumowując, S_d opisuje własności dyfuzyjne konkretnego produktu o konkretnej grubości, a μ własności dyfuzyjne rodzaju materiału.

Równoważna dyfuzyjnie grubość powietrza S_d łączy µ z grubością materiału d wzorem:

S_d = µ·d
***

Warto zauważyć, że autorzy normy, zalecając konkretne własności dyfuzyjne materiałów znajdujących się pod szczeliną wentylacyjną, określają warunki decydujące o ilości pary wodnej przepływającej z termoizolacji do szczeliny. Gdyby tej pary było więcej niż ta, jaką przekażą dobrane według TABEL 1–2 materiały, to szczelina o podanych w TABELACH 1–2 wielkościach nie zapewniłaby odpowiedniego odpływu wilgoci z dachu. Czyli sumaryczna wielkość Sdi (RYS. 1) jest ważnym elementem zaleceń dotyczących wymiarów szczeliny lub przestrzeni wentylacyjnej.

Zalecenia dotyczące podawanej w TABELACH 1–2 wielkości współczynnika S_d należy odczytywać w ten sposób, że poszczególne materiały tworzące przegrodę dachową poniżej przestrzeni wentylacyjnej muszą być tak dobrane, aby wielkość sumarycznego współczynnika Sdi była taka jak w TABELACH 1–2 oraz aby spełniona była zasada określająca kierunek dyfuzji. Warto przypomnieć, że granice działania tej zasady są określone w zależności od farby osłaniającej płyty g-k od wewnątrz poddasza. Gdy farby te są dyfuzyjne, to zakłada się, że wilgoć przechodzi raz w stronę płyt, a innym razem z płyt do wnętrza poddasza i wtedy dach wysycha do środka.

Kierunek przepływu zależy od różnicy wilgotności względnej i temperatur powietrza znajdującego się po obu stronach płyty g-k. Zastosowanie farby dyfuzyjnej powoduje, że sumaryczne S_di jest sumą trzech składowych (MWK, termoizolacji i paroizolacji) pokazanych na RYS. 1. Gdy farby osłaniające płyty g-k będą blokowały przepływ pary, to suma ta powiększy się o pomalowaną płytę g-k, bo nie będzie przenikania pary do wewnątrz pomieszczeń przez pomalowaną płytę.

Czyli gdy farba jest dyfuzyjna, granicą wewnętrzną obszaru działania zasady określającej kierunek dyfuzji jest paroizolacja, a gdy farba nie jest dyfuzyjna, to granicą wewnętrzną jest właśnie ona – farba z płytą. Ten ostatni przypadek może być przyczyną konieczności złamania zasady. Dzieje się tak, gdy termoizolacją jest materiał o większym oporze dla pary wodnej niż pomalowana niedyfuzyjną farbą płyta g-k (przykład PIR na RYS. 2).

Współcześnie popularne termoizolacje z płyt PIR stwarzają właśnie taki problem, gdy są dociepleniem ułożonym od wewnątrz (układ korzystny). Dla przypomnienia sam rdzeń płyt z zamkniętokomórkowego PIR ma współczynnik oporu dyfuzyjnego μ = 50–100 i dlatego PIR gr. 0,14 m ma S_d = 7–14 m (patrz: ramka), ale jego najczęściej stosowane okładziny (aluminium lub bitum) mogą spowodować, że S_d termoizolacji z PIR będzie jeszcze wyższe. Tymczasem obliczając równoważną dyfuzyjnie grubość powietrza dla płyty g-k pomalowanej niedyfuzyjną farbą według [2], otrzymamy S_d = 0,23 m.

Warto zrobić proste obliczenia porównawcze:

Płyta g-k gr. 12,5 mm pomalowana farbą dyfuzyjną S_d = 0,125 m (płyta) + 0,1 m (farba) = 0,225 m

Płyta g-k pomalowana farbą niedyfuzyjną S_d = 0,125 m + 3 m (farba) = 3,125 m

Rdzeń płyt z zamkniętokomórkowego PIR ma współczynnik oporu dyfuzyjnego μ = 50–100, dlatego dla płyty PIR gr. 0,14 m S_d = 7–14 m.

Czyli pomalowane tak płyty g-k będą przepuszczały więcej pary wodnej niż termoizolacja i z tego powodu między tymi warstwami będzie gromadziła się para wodna, gdy będzie miała do tego miejsce. Dlatego też płyty g-k powinny być zamocowane na styk pod płytami PIR (ułożonymi według schematu z RYS. 2).

Warto zauważyć, że w TABELI 1 zaleca się, aby sumaryczny opór dyfuzyjny wzrastał ze wzrostem długości drogi powietrza wentylującego, czyli ze wzrostem długości krokwi. Dla krokwi o długości do 10 m wystarczy, aby sumaryczne Sdi warstw znajdujących się pod wentylacją wynosiło od 2 m wzwyż, a dla krokwi od 15 m S_di ≥ 10 m. Takie zalecenia łatwo wytłumaczyć wzrostem ilości pary wodnej docierającej do szczeliny wentylacyjnej w miarę wzrostu długości krokwi, czyli wzrostu powierzchni wentylowanej dachu. Przypomnę, że przepływ takiego powietrza wywołany jest różnicą ciśnień na wlocie i wylocie, które wynikają z różnic temperatur, wilgotności powietrza i wysokości oraz działania wiatrów. 

Różnice w wilgotności powietrza wchodzącego i wychodzącego są czynnikiem bardzo subtelnym, ponieważ wilgotne powietrze jest lżejsze od suchego, ale w niewielkim stopniu (drugie, trzecie miejsce po przecinku). Najmocniej działają ciąg termiczny i wiatr. Wiatry są zmienne i z tego powodu możemy stwierdzić, że różnice temperatur między powietrzem wchodzącym w przestrzeń wentylacyjną i wychodzącym z niej są najmocniej działającym stałym czynnikiem. Analizując zmiany wymaganego współczynnika Sdi od 2 m do 10 m, trzeba stwierdzić, że w praktyce budowlanej nie mają one tak dużego znaczenia, ponieważ najczęściej stosowane materiały paroizolacyjne to opóźniacze pary, które mają S_d od 20 do 80 m.

Wracając do samych wyborów materiałowych dotyczących warstw paroizolacyjnych, to wystarczy skorzystać z TABELI 1–2 i policzyć lub poznać S_d (materiały informacyjne producentów) poszczególnych warstw oraz dodać je do siebie (jak na RYS. 1). Kierując się zalecaną wielkością sumy tych współczynników, można dobrać materiały tak, aby zachować zasadę rosnącej ich dyfuzji, gdy są dobierane w kierunku na zewnątrz. Proszę pamiętać, że prezentowane na RYS. 1–2 systemy materiałowe dotyczą dachów wentylowanych.

Jednocześnie warto dodać, że w wytycznych Związku Dekarzy Niemieckich [3] z 2004 r. zaleca się, aby w niewentylowanych dachach (jednopowłokowych) o pochyleniu < 5° stosować paroizolacje, które dadzą sumaryczną S_di ≥ 100 m, co w praktyce oznacza wybór tych wykonanych z udziałem bitumów, czyli pap paroizolacyjnych. Jest to uzasadnione, ponieważ dachy płaskie są obecnie wykonywane wyłącznie w wersji niewentylowanej i z tego powodu nie pozbywają się wilgoci technologicznej i eksploatacyjnej, tak jak jest to możliwe w dachach wentylowanych.

Układanie paroizolacji

Z powodu stałego naporu ciepłego powietrza ku górze, szczelne ułożenie paroizolacji jest bardzo ważnym warunkiem jej prawidłowego działania. Przenoszące parę powietrze powoduje, że para wodna, dążąc do wyrównania ciśnienia cząstkowego, ma duże zdolności penetracyjne. Dlatego podstawowym warunkiem prawidłowego ułożenia paroizolacji (bez względu na jej typ lub rodzaj) jest zaklejenie kolejnych jej warstw (RYS. 3) oraz szczelne jej połączenie z murami (RYS. 4–5), posadzkami i konstrukcją dachu.

Ułożenie folii paroizolacyjnej bez zachowania szczelności całej jej warstwy w dachu znacznie zwiększa niebezpieczeństwo dopływu i pozostania pary wodnej w termoizolacji.

Efekt ten jest tym bardziej groźny, gdyż nieszczelna warstwa paroizolacyjna uniemożliwia wysychanie termoizolacji do środka pomieszczeń w okresach, gdy powietrze wewnętrzne jest suche. Dlatego niejednokrotnie dużo lepiej byłoby w ogóle nie ułożyć paroizolacji niż zamontować ją nieszczelnie (FOT. 1–4).

Niestety w Polsce istnieje długa tradycja traktowania paroizolacji jako materiału „automatycznie” działającego bez względu na sposób jego ułożenia. Być może powodem jest to, że są one w takich miejscach, których nigdy nie widać. Dodatkowo ich prawidłowe ułożenie jest pracochłonne. Z tego powodu są tą grupą materiałów, na których najchętniej wszyscy oszczędzają. Często prowadzi to do dużych błędów budowlanych, ponieważ materiały te są nie widoczne, ale decydują o bardzo ważnych dla trwałości dachu procesach związanych z negatywnym działaniem pary wodnej i wilgoci.

Literatura

1. K. Patoka, „Funkcje warstw paroizolacyjnych w przegrodach dachowych”, „IZOLACJE” 7/8/2025, s. 71–76.
2. J. Pogorzelski, „Fizyka budowli – część X. Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych”, „Materiały Budowlane” 3/2005, s. 79–81.
3. Reguły Dekarskie Niemieckiego Związku Dekarzy, Instrukcja „Izolacja cieplna dachów i ścian”, Wydawnictwo Rudolf Müller, 2004.