dr inż. Krzysztof Zieliński
Jedna warstwa - Materiały do jednowarstwowego krycia połaci dachowych
Analizując okoliczności towarzyszące narodzinom nowych urządzeń, materiałów i technologii przemysłowych można zaobserwować, że w większości przypadków źródła inspiracji dla nowych pomysłów są na ogół bardzo podobne. Najczęściej jest to chęć zwiększenia wydajności pracy i jakości wykonywanych robót, uproszczenia stosowanych technologii oraz zwiększenia osiąganych zysków. Obserwując współczesne budowy można wnioskować, że przedstawiona powyżej teza jest prawdziwa także dla większości nowo wprowadzanych materiałów i technologii budowlanych, a w szczególności hitu ostatnich paru lat - materiałów przeznaczonych do jednowarstwowego krycia dachów płaskich.
Jeszcze kilkanaście lat temu codzienną praktyką było krycie połaci dachowej w trzech warstwach (przysłowiowa „trzy razy papa na lepiku”). Jedynie w wyjątkowych wypadkach, uzasadnionych ukształtowaniem połaci dachu lub użytym materiałem, dopuszczalny był układ dwuwarstwowy (np. papa W 400/1600). Krycie wielowarstwowe, wymuszone niedoskonałością technologii i niską jakością stosowanych wtedy materiałów, wymagało sporego nakładu robocizny i materiałów.
Po wprowadzeniu na polski rynek pap wykonanych przy użyciu asfaltu modyfikowanego polimerami okazało się, że żywotność pokrycia dachowego zwiększyła się kilkukrotnie - może sięgać nawet kilkunastu lat, a w dodatku tego rodzaju materiał można układać również w temperaturach niższych niż nieprzekraczalne dotychczas +5oC. Jakość i trwałość materiałów pokryciowych nowej generacji stworzyły możliwość wykonywania pokryć dachowych w układzie jednowarstwowym. W codziennej praktyce dekarskiej łatwo przekłada się to na:
zmniejszenie nakładów robocizny,
zwiększenie wydajności pracy,
niższe koszty inwestycji,
krótszy czas inwestycji
wydłużenie sezonu budowlanego(w przypadku pokryć bitumicznych o ok. 6 tygodni rocznie).
Jednocześnie powstały produkt - pokrycie dachowe nowej generacji, jest niemal pod każdym względem lepszy i trwalszy od wykonywanych dotychczas.
Rodzaje materiałów
Wprowadzenie nowych materiałów pokryciowych spowodowało, że krycie jednowarstwowe połaci dachów płaskich stało się teoretycznie możliwe już kilkanaście lat temu. Jednak proces przełamywania swoistej bariery psychologicznej przez projektantów, wykonawców oraz twórców przepisów budowlanych trwał przez wiele lat. Surowce, służące do produkcji materiałów przeznaczonych do wykonywania pokryć jednowarstwowych, są głównie produktami nowoczesnej chemii polimerów. Są to m. in.:
asfalty modyfikowane - najczęściej dodatkiem kopolimeru elastomerowego SBS (pokrycia bitumiczne),
guma dienowa (pokrycia membranami EPDM),
tworzywa sztuczne - PVC, polipropylen (PP), polietylen (PE), poliizobutylen, (membrany wykonane z tworzyw sztucznych).
Wszystkie wymienione wyżej materiały charakteryzują się wysoką odpornością na starzenie i działanie czynników atmosferycznych (skrajne temperatury, promieniowanie UV, czynniki korozyjne). Deklarowana przez producentów trwałość tych materiałów sięga nawet kilkudziesięciu lat.
Pokrycia bitumiczne
W połowie lat dziewięćdziesiątych, na odbywających się corocznie w Niemczech targach „Dach+Wand”, dokonał się swego rodzaju „przełom”. Jedna z wiodących na rynku europejskim firm zaprezentowała na omawianych targach papę przeznaczoną do krycia jednowarstwowego. Pomysł okazał się „strzałem w dziesiątkę”. Obecnie większość liczących się w branży hydroizolacyjnej europejskich producentów posiada już w swej ofercie papy przeznaczone do krycia jedną warstwą, zarówno metodą zgrzewania jak i mocowania mechanicznego. Tak zwane papy „ciężkie”, przeznaczone głównie do jednokrotnego krycia połaci dachowych, stały się już standardem.
Bardzo charakterystyczny dla omawianej grupy materiałów wyrób jest produkowany przez niemiecką firmę „Awa”. Jest to papa o nazwie AwaCosmos S. Do jej produkcji użyto modyfikatora asfaltu nowej generacji, łączącego najlepsze cechy stosowanych dotychczas modyfikatorów APP i SBS. Osnowę papy stanowi włóknina poliestrowa o gramaturze 300 g/m2, która nadaje jej wytrzymałość na rozciąganie (dla paska o szerokości 5 cm) przekraczającą 1200 N. Deklarowane wydłużenie przy zerwaniu jest nie mniejsze niż 40%. Papa zachowuje pełną elastyczność w zakresie temperatur od -30 do +155oC (!). Slogan reklamowy, towarzyszący promocji omawianego produktu głosi, że papa AwaCosmos S „jest przepustką, wprowadzającą dachy w trzecie tysiąclecie”.
Papy tego rodzaju są produkowane także w Polsce. Już od kilku lat wiodący na polskim rynku producent materiałów hydroizolacyjnych, polski oddział duńskiej firmy „Icopal” S.A. ze Zduńskiej Woli, produkuje papy MONODACH WM i MONO Light WM, przeznaczone do wykonywania pokryć jednowarstwowych zgrzewalnych lub mocowanych mechanicznie. Innymi znanymi na naszym rynku papami „Icopalu” o analogicznym przeznaczeniu są: produkowany w oddziale niemieckim EXPANDRIT-PLUS oraz produkowana w oddziale szwedzkim rodzina pap Icopal Mono.
Wprowadzenie do oferty produkcyjnej pap przeznaczonych do wykonywania pokryć jednowarstwowych wymusiło na producentach stałe ulepszanie parametrów mechanicznych oferowanych produktów. Do niedawna standardem była wytrzymałość na rozciąganie (dla paska o szerokości 5 cm) równa: dla pap na osnowie tekturowej - 315 N, a dla pap nowej generacji, na osnowie z włókniny poliestrowej - od 600 do 800 N. Natomiast deklarowana wytrzymałość na rozciąganie nowej „super papy” Decofell, produkowanej przez firmę „KEBU” wynosi ponad 2000 N i nie jest to przypadek odosobniony.
Trudne warunki eksploatacji i wymagana wysoka niezawodność pap przeznaczonych do wykonywania pokryć jednowarstwowych spowodowały także intensyfikację poszukiwań nowych, lepszych od dotychczasowych polimerowych modyfikatorów do asfaltów. Przykładowo, modyfikatorem lepiszcza w papach VEDAPLAN, produkowanych przez firmę „VEDAG”, jest OCB (Olefin Copolymer Bitumen), a w papach wierzchniego krycia, produkowanych bez użycia asfaltu, polimer OCC (Olefin Copolymer Color) w odbijających podczerwień kolorach szarosrebrnym i perłowobiałym.
W warunkach ostrej konkurencji na rynku i bogactwa oferty materiałów pokryciowych (nie tylko typu bitumicznego), jednym z elementów walki o rynek jest tendencja do produkowania pap o zróżnicowanej zawartości modyfikatora polimerowego. Według deklaracji producentów, papy są produkowane z „asfaltu modyfikowanego”, „asfaltu polimerowego” i w końcu z „asfaltu elastomerowego” lub „plastomerowego”. Rozbudowana terminologia świadczy o dostosowywaniu przez producentów zawartości w asfalcie dodatku polimeryzującego (mającego największy wpływ na cenę materiału) do pory roku, w której układana jest papa, ale także do zasobności kieszeni klientów.
Pokrycia z EPDM
Membrany z materiałów kauczukowych mają najczęściej budowę homogeniczną. Dodatkowo mogą być powleczone włókniną. Dachowe powłokowe materiały hydroizolacyjne wykonane z kauczuku syntetycznego EPDM (etylenowo-propyleno-dienowego) charakteryzują się wysoką trwałością i odpornością na promieniowanie UV, zachowują elastyczność w przedziale temperatur od -40 do +130oC, są lekkie (gęstość ok. 1,5 kg/m2 przy grubości ok. 1,5 mm) oraz można je szybko i stosunkowo łatwo układać. Trwałość pokryć typu EPDM przekracza 35 lat. Jednak zasadność tej informacji może w pełni zweryfikować upływ czasu.
Firma „Giscosa” z Hiszpanii produkuje powłokę o nazwie Giscolene 120 (150) przeznaczoną do wierzchniego krycia połaci dachowych. Mocuje się ją przy użyciu firmowego kleju o nazwie SA.008 lub taśmy klejącej. Firma „Hertalan”, prezentując podobny materiał zgłasza możliwość wykonania dachu „na miarę”, czyli fabrycznego przygotowania w pełni szczelnej (wulkanizacja spoin), dostosowanej do konkretnych wymiarów dachu hydroizolacyjnej powłoki dachowej o powierzchni do 2000 m2.
Niemiecki oddział szwedzkiej firmy „Trelleborg” oferuje materiał pokryciowy z kauczuku EPDM o nazwie Superseal-System 174 o niespotykanej szerokości pojedynczego pasa równej 174 cm (!). Materiał, nazwany przez producenta „pokryciem wersji XXL”, jest przeznaczony do wykonywania jednowarstwowych pokryć mocowanych mechanicznie. Elementem mocującym jest tu klej poliuretanowy.
Pokrycia z tworzyw sztucznych
Folie i membrany dachowe najczęściej wykorzystuje się do jednowarstwowego krycia lub do renowacji dachów płaskich, do konstruowania dachów zielonych oraz tarasów użytkowych. Można stosować je także do budowy dachów odwróconych.
Nie jest to pomysł nowy. Rolowe i arkuszowe materiały z tworzyw sztucznych (głównie z PCV) próbowano wprowadzić na rynek już ponad dwadzieścia lat temu. Z wielu względów (m.in. wysoka cena, nie zawsze odpowiednia jakość i trwałość) nie przyjęły się one wówczas na masową skalę. Jednak w ostatnich latach liczba dachów krytych tymi materiałami gwałtownie wzrasta. Obecnie folie z tworzyw sztucznych są najczęściej materiałami o budowie homogenicznej, zbrojonymi wewnątrz siatką lub włókniną poliestrową, albo włóknem szklanym.
Jeden z producentów proponuje np. materiał rolowy Rhepanol fk o grubości 2,5 mm, wykonany z poliizobutylenu, na osnowie z wysokowytrzymałych materiałów syntetycznych. Nie brakuje w jego ofercie też materiału rolowego o bardziej klasycznej konstrukcji, np. Rhenofol CG o grubości 1,2 mm, wykonany z PVC-P, zbrojonego welonem szklanym. Interesujący asortyment materiałów pokryciowych ma także obecna na polskim rynku firma „Sarnafil” z Niemiec (filia w Szwajcarii), która oferuje m.in. folię z PVC o nazwie SARNAFIL S 15 przeznaczoną do wykonywania pokryć dachowych. Folię mocuje się do podłoża mechanicznie, a zakłady łączy metodą zgrzewania. Ciekawą propozycją „Sarnafilu” są także płyty z PCW do wykładania traktów komunikacyjnych na dużych dachach przemysłowych. Nominalny wymiar płyt wynosi 60 x 60 cm, a grubość 7 mm (w tym 3 mm ryfle). Płyty łączone są z podłożem przez zgrzewanie gorącym powietrzem.
PVC jest materiałem wchodzącym w reakcję z asfaltem i niektórymi tworzywami sztucznymi, dlatego wykorzystując folię PVC, np. do renowacji starego pokrycia dachowego lub do układania bezpośrednio na termoizolacji styropianowej, należy stosować folię laminowaną włókniną lub zastosować warstwę rozdzielającą z geowłókniny.
Głównym, podkreślanym przez producentów, atutem prezentowanych tworzywowych materiałów rolowych jest ich wysoka - ponad dwudziestoletnia trwałość. Natomiast wadą omawianych materiałów jest ich stosunkowo wysoka cena.
Elementarne zasady wykonawcze
Przy wykonywaniu nowych oraz renowacji starych pokryć dachowych, prace dekarskie z użyciem pap przeznaczonych do krycia jednowarstwowego wykonuje się zgodnie z tymi samymi zasadami (dotyczącymi zakresu oraz kolejności wykonania prac), które obowiązują w przypadku zastosowania innych asfaltowo-polimerowych pap zgrzewalnych. Z uwagi na to, że w pokryciach jednowarstwowych układa się tylko jedną warstwę hydroizolacyjną, zalecana jest szczególna staranność wykonawstwa. W zależności od rodzaju podłoża należy zwrócić baczną uwagę na następujące czynniki:
Podłoża betonowe powinny być równe, mieć grubość > 6 cm, być prawidłowo zdylatowane; wytrzymałość betonu powinna wynosić > B15, a jego wilgotność - < 6 %.
Podłoża drewniane powinny mieć grubość zapewniającą sztywność podłoża (najczęściej od 25 do 32 mm), wilgotność drewna powinna wynosić < 21%, drewno powinno być układane stroną dordzeniową w górę (zapobiega to - po wyschnięciu - powstawaniu zagłębień) i łączone na styk przy zachowaniu 2 mm przerwy.
Podłoża z płyt izolacji termicznej muszą mieć odpowiednią sztywność, powinny być zabezpieczone przed zawilgoceniem i być dopuszczone do stosowania pod bezpośrednie krycie papą (np. styropian - PS-E FS 20, wełna mineralna - np. Spodrock + Dachrock, płyty warstwowe ze styropianu oklejonego papą - np. PSK, PSK 2).
Papy przeznaczone do wykonania jednowarstwowego krycia produkowane są w dwóch odmianach:
· Papy zgrzewalne - układa się je w sposób analogiczny jak przy innych odmianach stosowanych dotychczas. Należy zwracać szczególną uwagę na jakość wykonywanego zgrzewu, ponieważ jest on podstawowym gwarantem szczelności, a zatem trwałości wykonywanej konstrukcji.
· Papy mocowane za pomocą łączników mechanicznych. Łączniki mechaniczne należy rozmieszczać równomiernie wzdłuż zakładu papy. Ilość łączników zależy od strefy dachu, wielkości występujących sił ssących (zależnych od strefy wiatrowej, w jakiej jest zlokalizowany budynek) oraz od wysokości budynku. Zalecane minimalne ilości łączników dla budynków o wysokości do 20 m, znajdujących się w pierwszej strefie wiatrowej wynoszą: dla strefy środkowej dachu - 3 szt./m2, strefy krawędziowej - 6 szt./m2 i dla strefy narożnej - 9 szt./m2. Typ użytego łącznika należy dobrać w zależności do rodzaju podłoża, w którym zostanie on osadzony. Zazwyczaj arkusze papy należy łączyć ze sobą na zakłady o długości 15 cm (dotyczy to zarówno zakładów podłużnych i poprzecznych). Zakłady powinny być wykonywane zgodnie z kierunkiem spływu wody.
Podsumowanie
Jeszcze kilka lat temu krycie w systemie jednowarstwowym było niezgodne z instrukcjami i przepisami obowiązującymi w większości krajów. Obecnie jednak technologia jednowarstwowego krycia dachów jest jak najbardziej „zgodna z prawem” i w związku z tym powszechnie stosowana. Istotną rolę w przypadku popularyzacji systemów jednowarstwowych odegrał czynnik ekonomiczny. Jednowarstwowe pokrycie jest przeważnie tańsze od wielowarstwowego, a poza tym można je wykonać dużo szybciej od tradycyjnego - potrzebny jest niższy nakład robocizny.
Warto jednak pamiętać, że większość nowych technologii, a w szczególności przedstawiona w niniejszym artykule technologia jednowarstwowego krycia dachów, musi spełniać wysokie wymagania co do jakości - zarówno jakości stosowanych materiałów jak i jakości samego wykonawstwa. Nawet drobne oszczędności na materiałach czy na jakości prowadzonych robót mszczą się na inwestorze, i to już po krótkim czasie eksploatacji dachu.
dr inż. Krzysztof Zieliński
Instytut Konstrukcji Budowlanych
Politechniki Poznańskiej
Artykuł pochodzi z miesięcznika Izolacje 02/2003