Dachy Płaskie

Oddziaływanie wiatru na dach nie jest równomierne na całym jego obszarze. Najsilniej odczuwalne jest ono w narożach i bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi dachu. Dlatego tak ważne jest wyznaczenie odpowiednich stref na dachu, w których dzięki zagęszczeniu mocowania – odpowiedniemu rozmieszczeniu łączników dachowych – można skutecznie przeciwdziałać ewentualnym niekorzystnym zjawiskom, prowadzącym nawet do oderwania membrany hydroizolacyjnej od podłoża.

Rys. 1. Strefy na dachu według metody tradycyjnej

Wyznaczanie ilości, wymiarów i położenie stref na dachu płaskim
Na rynku występuje wiele różnych rozwiązań w tym zakresie, najpopularniejsze z nich przybliżę w artykule. Warto odnotować fakt, że nowe technologie dla dachów płaskich w latach 80. i 90. docierały do Polski w znacznej mierze z Niemiec i dlatego wiele zagadnień odnosi się do obowiązujących tam norm DIN.

Dla uproszczenia i lepszego poznania różnic miedzy kolejnymi sposobami wyznaczania stref, posłużę się przykładem dachu hali produkcyjnej lub magazynowej w układzie prostokątnym o wymiarach w rzucie: szerokość 80 m i długość 200 m przy wysokości 10 m.

W większości przypadków mamy do czynienia z trzema strefami na dachu. Określa się je odpowiednio jako:
a) strefę narożną – w bezpośrednim sąsiedztwie najbardziej narażonego miejsca na dachu – narożnika; tutaj mocowania mechaniczne powinny być rozmieszczone najgęściej, a w przypadku dachów klejonych konieczne jest dodatkowe mocowanie przy użyciu łączników dachowych;
b) strefę brzegową – w bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi dachu; tutaj także mocowania mechaniczne rozmieszcza się gęsto, chociaż już w mniejszym stopniu niż w strefie narożnej, a w przypadku dachów klejonych występują dodatkowe łączniki dachowe;
c) strefę wewnętrzną (czasem nazywaną także centralną) – pozostały obszar dachu po wydzieleniu wcześniej opisanych stref; tutaj wystarcza normalna gęstość mocowania łączników dachowych dla mechanicznego mocowania, a dla dachów klejonych przeważnie nie zachodzi konieczność ich dodatkowego mocowania mechanicznego.

Metoda tradycyjna
Na rys. 1 pokazano podział dachu według jednej z najpopularniejszych metod – nazwę ją tradycyjną. Wymiar podstawowy dla określenia stref – a – wyznaczamy jako 1/8 mniejszego boku rzutu dachu, co w przyjętym przykładzie stanowi 10 m. Podział dachu uwzględnia trzy podstawowe strefy:

strefa narożna – w kształcie kwadratu o boku zgodnym z przyjętym wymiarem a,
strefa brzegowa – w kształcie prostokątów, wzdłuż brzegu dachu o szerokości równej wymiarowi a, z wyłączeniem stref narożnych,
strefa wewnętrzna – pozostały obszar dachu po odrzuceniu stref narożnej i brzegowej.

Metoda wg DIN 1055 T4 z 1986 r., wariant dużych stref narożnych
Podobnie do metody tradycyjnej, wymiar dla określenia stref – a – wyznaczamy jako 1/8 mniejszego boku rzutu dachu. W naszym przypadku jest to wymiar 10 m. Na rys. 2 można zauważyć jednak zmiany w wielkości stref:

strefa narożna – przyjmuje kształt prostokątny o szerokości zgodnej z przyjętym wymiarem a i długości 4a,
strefa brzegowa – w kształcie prostokątów, wzdłuż brzegu dachu o szerokości równej wymiarowi a, z wyłączeniem stref narożnych,
strefa wewnętrzna – pozostały obszar dachu po odrzuceniu stref narożnej i brzegowej; jest ona identyczna jak w przypadku metody tradycyjnej.

Metoda wg DIN 1055 T4 z 1986 r., wariant mniejszych stref narożnych
Do wyznaczenia podstawowego wymiaru dla określenia stref – a – korzystamy znowu z 1/8 mniejszego boku rzutu dachu. W naszym przykładzie jest to ponownie wymiar 10 m. Rys. 3
przedstawia podział stref na dachu według tej metody. Zasadnicza różnica, widoczna od razu, to zmiana układu geometrycznego strefy narożnej. Przyjmuje ona kształt litery L. Podział dachu jest następujący:

strefa narożna – w kształcie litery L, gdzie wymiary zewnętrzne to szerokość a i długość 4a, przy głębokości strefy odpowiadającej wymiarowi 1/2a,
strefa brzegowa – w kształcie prostokątów, wzdłuż brzegu dachu o szerokości równej wymiarowi a, z wyłączeniem stref narożnych,
strefa wewnętrzna – pozostały obszar dachu po odrzuceniu stref narożnej i brzegowej; jest ona identyczna jak w przypadku metody tradycyjnej.

Rys. 2. Strefy na dachu według DIN 1055 T4 z 1986 r., wariant dużych stref narożnych

Porównując wszystkie dotychczasowe przykłady można stwierdzić, że wprowadzają one jedynie inny podział powierzchni między strefami: narożną i brzegową, choć suma ich powierzchni w tych trzech przypadkach jest identyczna.

Rys. 3. Strefy na dachu według DIN 1055 T4 z 1986 r., wariant mniejszych stref narożnych

Metoda zaawansowana
Rozwój procesów wspomagających oraz większa wiedza na temat oddziaływania wiatru na dach płaski doprowadziły do stworzenia stosowanego oprogramowania dla producentów elastycznych membran dachowych (przede wszystkim na bazie PCV). Jednym z efektów tych działań jest następna metoda pozwalająca na wyznaczenie stref na dachu.

Rys. 4 przedstawia nasz przykładowy dach ze strefami wyznaczonymi właśnie tą metodą. Układ geometryczny jest bardzo zbliżony do metody wg DIN 1055 T4 z mniejszymi strefami narożnymi, jednak w celu określenia wymiaru podstawowego dla wyznaczenia stref a, korzysta się z wyboru mniejszego wymiaru z następujących zależności: 1/10 wymiaru mniejszego boku rzutu dachu lub 2/5 wymiaru wysokości.

Rys. 4. Strefy na dachu według metody zaawansowanej

W naszym przypadku wymiarem mniejszym z dwóch powyższych będzie 2/5 wysokości => a = 4 m. Podział dachu będzie wtedy następujący:
a) strefa narożna – w kształcie litery L, gdzie wymiary zewnętrzne to szerokość 2a i długość 4a, przy głębokości strefy odpowiadającej wymiarowi a,
b) strefa brzegowa – w kształcie prostokątów, wzdłuż brzegu dachu o szerokości równej wymiarowi a, z wyłączeniem stref narożnych,
c) strefa wewnętrzna – pozostały obszar dachu po odrzuceniu stref narożnej i brzegowej.
Z uwagi na przyjęcie wymiaru podstawowego strefy a = 4 m w metodzie tej odnotowuje się wzrost powierzchni strefy wewnętrznej.

Jak zagadnienie stref na dachu określają polskie normy?
Norma PN-77/B-02011 „Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenia wiatrem”
Rys. 5 przedstawia nasz dach ze strefami wyznaczonymi według obowiązującej ciągle normy wiatrowej. Zgodnie z załącznikiem Z1-16 szerokość pasów krawędziowych – wykorzystywana tylko do obliczania pokryć i ich łączników – na dachach wyznacza się jako 1/10 wymiaru mniejszego boku rzutu dachu, jednak nie mniej niż 1,0 m oraz nie więcej niż 2,0 m. Dlatego na rys. 5 wyznaczony został pas o szerokości 2 m! Co więcej, brak tutaj strefy narożnej! Jest to więc bardzo uproszczone podejście do zagadnienia i daleko mu do zaprezentowanych wcześniej metod, bazujących na doświadczeniu rynku niemieckiego.

Rys. 5. Strefa krawędziowa według PN-77/B-02011

Norma PN-EN 1991-1-4:2008 „Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1–4: oddziaływanie ogólne. Oddziaływanie wiatru”

W listopadzie 2008 roku ukazała się polskojęzyczna wersja normy europejskiej wraz z tzw. krajowym załącznikiem, który między innymi określa podział obszaru Polski na trzy strefy obciążenia wiatrem. Nowa norma jest porównywalna ze znowelizowaną normą niemiecką DIN 1055-4:2005, gdyż również bazuje na europejskim standardzie zwanym Eurokodem 1, wprowadzającym nowy sposób metodyki określania oddziaływania wiatru na konstrukcje, w tym także na dach płaski. W aspekcie tematu tego artykułu – podziału dachu płaskiego na strefy – znajdujemy tu zupełną nowość w postaci wyznaczenia czterech stref:

strefy narożnej (określonej w normie literą F),
strefy brzegowej, zewnętrznej (określonej w normie literą G)
strefy brzegowej, wewnętrznej (określonej w normie literą H)
strefy wewnętrznej (określonej w normie literą I).

Sposób ułożenia i wyznaczania w/w stref na dachu pokazuje rys. 6. Określenie wymiaru bazowego – e – dla stref dokonuje się w oparciu o mniejszy wymiar z następujących: wymiar mniejszego boku rzutu dachu lub 2x wysokość dachu. W naszym przypadku mniejszy okazał się wymiar „podwójnej wysokości”, więc e = 20 m.

Rys. 6. Zasady określania stref na dachu płaskim według PN-EN 1991-1-4:2008

Postępując analogicznie do wcześniejszych przypadków określić można wymiar podstawowy dla wyznaczenia stref – a – jako a = 1/2 e = 10 m.
Na rys. 7 przedstawiono wymiary i położenie czterech stref na dachu:

a) strefa narożna – w kształcie litery L, gdzie wymiary zewnętrzne to szerokość 1/2a i długość 1/2a, przy głębokości strefy odpowiadającej wymiarowi 1/5a,
b) strefa brzegowa, zewnętrzna – w kształcie prostokątów, wzdłuż brzegu dachu o szerokości równej wymiarowi 1/5a, z wyłączeniem stref narożnych,
c) strefa brzegowa, wewnętrzna – w kształcie prostokątów, wzdłuż krawędzi strefy brzegowej wewnętrznej o szerokości wymiaru a, z wyłączeniem stref: narożnej i brzegowej zewnętrznej,
d) strefa wewnętrzna – pozostały obszar dachu po odrzuceniu stref: narożnej, brzegowej zewnętrznej i wewnętrznej.

Rys. 7. Strefy na dachu według PN-EN 1991-1-4:2008 (Eurokodu 1)

Jak widać, podział jest zbliżony do przytoczonych wcześniej dwóch metod: według DIN 1055 T4 z mniejszymi strefami narożnymi oraz metody nazwanej przeze mnie zaawansowaną. Wyróżnienie dwóch stref brzegowych: zewnętrznej i wewnętrznej sprzyja ułatwieniu prac montażowych i optymalizacji liczby łączników dachowych niezbędnych do prawidłowego i trwałego mocowania hydroizolacji.

Podsumowanie
Wprowadzenie do stosowania w naszym kraju normy PN-EN 1991-1-4:2008 pozwala na uporządkowanie sposobu określanie podziału i wielkości stref na dachu w zgodzie z wieloletnim doświadczeniem płynącym z różnych rynków. Do tej pory nie dysponowaliśmy normą, która w sposób kompleksowy określałaby to zagadnienie w powiązaniu z metodyką obliczania oddziaływania wiatru na dach. Może warto więc przyjrzeć się tym rozwiązaniom i jak najszybciej wprowadzić je do codziennych działań projektantów, dostawców systemów dachowych i przede wszystkim wykonawców dachów płaskich. Coraz częściej media informują nas o huraganach i trąbach powietrznych, zrywających dachy. Założenia Unii Europejskiej zobligowały wiele lat temu kraje członkowskie do przyjęcie tzw. Eurokodów na gruncie krajowym najpóźniej do marca 2010 roku. Czy jest to realny termin w polskich warunkach? Już teraz wiele z tych norm zostało zatwierdzonych i wydanych w prawnym aspekcie, jednak czy są upowszechnione i stosowane?

mgr inż. Mariusz Pawlak
SFS intec
Stowarzyszenie DAFA

Źródło: Dachy Płaskie, nr 3 (4) 2009

CZYTAJ WIĘCEJ

Mocowania na dachach płaskich zgodnie z nową normą wiatrową - Wytyczne DAFA
Dach płaski dźwiękochłonny

DODAJ KOMENTARZ

Wymagane: Zaloguj się aby dodać komentarz

> Zaloguj się