Rodzaj hydroizolacji a wysychanie dachów. Przykłady

Rys. 1. Czynniki niestacjonarne działające na powierzchnię dachu płaskiego w ciągu dnia i w nocy oraz ich wpływ na transport ciepła i wilgoci we wnętrzu dachu

Okazuje się, że mimo zgodności z normami i wytycznymi paroszczelne dachy płaskie kryją w sobie ryzyko. Dla procesu wysychania korzystne są hydroizolacje koloru ciemnego. Odnosi się to zarówno do wysychania na zewnątrz w przypadku powłok umiarkowanie szczelnych dyfuzyjnie, jak i wysychania do wewnątrz przy stosowaniu paroizolacji adaptacyjnych (inteligentnych) i otwartych dyfuzyjnie poszyć wewnętrznych. Refleksyjne (bardzo jasne) hydroizolacje, które w ostatnich latach zaczęto stosować w krajach południowych z powodu ochrony przed upałem, należy ocenić krytycznie, jeśli chodzi o wysychanie dachów.

Wstęp
Ochrona przed wodą na dachach płaskich to zasadniczy problem, ponieważ tu – inaczej niż na dachu spadzistym – woda nie jest w stanie spłynąć z dachu pod wpływem siły grawitacji. Należy więc uniemożliwić jej wnikanie do wnętrza budynku właśnie przez stosowanie szczelnych hydroizolacji. Ale hydroizolacje na konwencjonalnych budowlach przyczyniają się do tego, że wnikająca wilgoć nie jest w stanie wydostać się na zewnątrz. Wilgoć, która przedostanie się do dachu na etapie budowy czy podczas użytkowania (np. na drodze konwekcji) oznacza zagrożenie szkodami, jeśli materiały mają niewielkie możliwości wysychania. Coraz surowsze wymagania powodowane tendencją do oszczędzania energii sprawiają, że ryzyko szkód rośnie – przede wszystkim wskutek coraz grubszego ocieplenia i coraz większej szczelności budowli. Z jednej strony jest to spowodowane wyższym poziomem wilgoci w szczelnych budynkach, z drugiej strony wpływ na to mają większe różnice temperatur między powierzchniami wewnętrznymi a zewnętrznymi i związane z tym tworzenie się kondensatu. Ponieważ mniej ciepła przedostaje się z pomieszczeń do otuliny budynku, odparowywana jest mniejsza ilość wody.

Dlatego obszerna analiza wymagań klimatycznych ma dzisiaj znaczenie większe niż kiedykolwiek. Rozwiązania standardowe, opisywane w normach, wytycznych czy prezentacjach produktów często koncentrują się tylko na wnikaniu wilgoci drogą dyfuzji pary wodnej i nie uwzględniają innych jej źródeł. Ich punktem wyjścia są zasadniczo normalne warunki klimatyczne w pomieszczeniach i na zewnątrz. A przecież mikroklimat pomieszczeń np. w miejscach publicznych, często odwiedzanych przez duże grupy ludzi czy na pływalniach, stawia zupełnie inne wymagania. Także same dachy w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami wypadają znacznie mniej korzystnie. Szczególnie dachy budynków zacienionych lub tych stawianych na dużych wysokościach, których powierzchnie nawet w lecie w ciągu dnia nagrzewają się słabo, charakteryzują się niskim potencjałem wysychania, a więc i mniejszą tolerancją na szkody powodowane wilgocią.

Niestacjonarne stosunki temperaturowe i wilgotnościowe dachów płaskich
Tak jak każda inna przegroda budynku, również i dach tworzy higrotermiczną granicę między klimatem wewnętrznym a zewnętrznym. Chroni wnętrze obiektu przed wpływami pogodowymi i zmniejsza zewnętrzne oddziaływania temperaturowe i wilgotnościowe. Podczas gdy temperatura i poziom wilgotności wewnętrznej podlegają raczej niewielkim zmianom w rytmie dobowym i rocznym, to temperatura powierzchni dachów w ciągu doby waha się w zakresie do 70 K. Podczas dnia głównym źródłem energii jest promieniowanie słoneczne (rys. 1, z lewej). Dlatego przyjmuje się, że powierzchnia zewnętrzna dachu nagrzewa się silniej niż powierzchnia wewnętrzna (odnosi się to przede wszystkim do lata i okresów przejściowych). Część tej energii powierzchnia oddaje na drodze promieniowania długofalowego. Do tego dochodzi wymiana energii przez konwekcję. Jeśli powierzchnia dachu jest mokra, dochodzi do procesów wysychania, które dodatkowo zużywają ciepło. W samej konstrukcji tworzy się gradient temperatury z zewnątrz do wewnątrz, który skutkuje spadkiem ciśnienia w tym samym kierunku. To z kolei sprawia, że para wodna przemieszcza się do wnętrza.

W nocy procesy te ulegają odwróceniu (rys. 1, z prawej). Podczas bezchmurnych nocy spadek energii na drodze długofalowego promieniowania jest tak duży, że często temperatura dachu spada poniżej temperatury otoczenia. Gdy temperatura powierzchni spadnie do punktu rosy powietrza zewnętrznego – co w przypadku konstrukcji ocieplonych jest normalnym zjawiskiem – wytrąca się kondensat. Ochłodzenie powierzchni dachu zmienia też kierunek przemieszczania się energii cieplnej i pary wodnej w konstrukcji.

Źródła wilgoci
Ochronę przeciwwilgociową często utożsamia się wyłącznie z ochroną przed parą wodną dyfundującą z pomieszczenia (ochrona przed kondensatem). Nie zauważa się przy tym innych źródeł wilgoci, np.:

• kondensatu powstającego wskutek wnikania do dachu powietrza wewnętrznego w zimie,
• kondensatu powstającego wskutek wnikania do dachu powietrza zewnętrznego przy oziębieniu się pokrycia dachu (dotyczy tylko konstrukcji wentylowanych),
• wilgoci technologicznej i pochodzącej z sorpcji,
• wód opadowych przedostających się pod ocieplenie (dotyczy tylko dachów odwróconych).

Ochrona przed opadami na dachu płaskim jest realizowana przez wodoszczelne i przeważnie paroszczelne pokrycie dachu. Dlatego aby chronić dach przed wytrącaniem się skroplin z wilgoci płynącej z pomieszczeń wewnętrznych, po „ciepłej” stronie dachu montuje się paroizolację. Zakłada się przy tym, że montaż szczelnych zakończeń jest w stanie uchronić konstrukcję zarówno przed deszczem, jak i skroplinami. Duża liczba szkód powodowanych zawilgoceniem dachów płaskich, przede wszystkim w budownictwie drewnianym [1, 2] sprawiła, że w ostatnich latach problematyka dotychczasowej oceny ochrony przeciwwilgociowej wg DIN 4108-3 [3] stała się przedmiotem dokładniejszych analiz.

Okazało się przy tym, że wilgoć z wnętrza przedostaje się do konstrukcji nie tylko na drodze dyfuzji pary wodnej, lecz także przez konwekcję. Paroizolacja okazuje się tu mało pomocna – może nawet wręcz więcej szkodzić niż pomagać, ponieważ mocno utrudnia wysychanie wilgoci w lecie. Doświadczenia praktyczne pokazują, że nie da się całkowicie przeszkodzić wnikaniu pewnej ilości wilgoci poprzez konwekcję, zwłaszcza do dachów lekkich (konstrukcje drewniane lub warstwowe) [4]. Dlatego ilość tę należy w odpowiedni sposób uwzględnić przy ocenie ochrony przeciwwilgociowej konstrukcji dachowej, np. analizując zachowania wilgotnościowe w konstrukcji na drodze symulacji higrotermicznej lub uwzględniając rezerwę wysychania przy obliczaniu dyfuzji pary wodnej metodą Glasera.

Wnikanie wilgoci przez konwekcję
Przepływ powietrza przez elementy budowli powstaje wskutek różnic ciśnienia powietrza między wnętrzem a powietrzem zewnętrznym. Problemem staje się to jednak dopiero wtedy, gdy powietrze niesie ze sobą tyle wilgoci, że po zimnej stronie elementu dochodzi do tworzenia się kondensatu. Nadciśnienie w budynku, powodowane np. przez termiczną siłę wyporu w zimie (rys. 2) jest więc niekorzystne. Powodowane termicznie nadciśnienie rośnie proporcjonalnie ze wzrostem przynależnej objętości powietrza i różnicy temperatur między wnętrzem a dworem. Wysokie budynki są potencjalnie bardziej narażone na problemy związane z konwekcją niż niskie.


Rys. 2. Różnice ciśnienia wokół przegród zewnętrznych dwupiętrowego budynku, spowodowane termicznymi siłami ciągu

Także konstrukcje dachów płaskich wykonane hermetycznie zgodnie z wiedzą budowlaną nie są całkiem wolne od miejsc newralgicznych.

W praktyce nie da się uniknąć wnikania niewielkich ilości wilgoci drogą konwekcji. Jako że nie wiadomo, ile wilgoci rzeczywiście dostaje się do elementu tą drogą, powinno się przyjmować pewną rezerwę wysychania jako nową zasadę projektowania dachów płaskich o lekkiej konstrukcji. Oznacza to, że w odniesieniu do dyfuzji pary wodnej konstrukcja powinna być wykonana na tyle szczelnie, jak jest to konieczne, ale jednocześnie tak otwarta dyfuzyjnie, jak to możliwe. Sprawi to, że wysychać będzie nie tylko wilgoć, która wniknęła przez dyfuzję, ale także ta, która znalazła się w dachu innym sposobem. Metoda ta umożliwia jednak tylko jakościowy opis stosunków wilgotnościowych, tj. nie pozwala rozpoznać, do jakich warunków brzegowych konstrukcja będzie rzeczywiście funkcjonować.

Jedną z pierwszych prób jakościowej oceny wilgoci wnikającej na drodze konwekcji pary wodnej jest propozycja, aby przy obliczaniu dyfuzji pary wodnej wg DIN 4109-3 [5] w analizie wilgotnościowej konstrukcji drewnianych uwzględniać 250 g/m² kondensatu z konwekcji pary wodnej. Aby dany element budynku został uznany za zaprojektowany poprawnie pod względem ochrony przeciwwilgotnościowej, obliczona odparowywana ilość musi być przynajmniej o 250 g/m² wyższa niż zależna od dyfuzji rezerwa wysychania. Wielkość ta jest przy tym powszechnie uznawana za akceptowalną.

Podczas projektowania hydroizolacji lekkich dachów płaskich oraz konstrukcji modułowych zaleca się więc uwzględnianie wystarczającego potencjału wysychania w lecie. Przy obliczaniu dyfuzji pary wodnej metodą Glasera wg DIN 4108-3 [3]

może on mieć postać wspomnianej rezerwy wysychania. Symulacje higrotermiczne pozwalają na przeprowadzenie dokładniejszych analiz, przy których także należy uwzględnić odpowiednie ilości wilgoci wnikającej na drodze konwekcji pary wodnej, jak to np. objaśniono w [8].

Praktyczny przykład wpływu hydroizolacji
Higrotermiczna symulacja wg DIN EN 15026 [9] jest dzisiaj uznawana za najbezpieczniejszą – ale także za najbardziej pracochłonną – procedurę prognozowania zachowań wilgotnościowych konstrukcji budowlanych. W niektórych przypadkach, jak np. na zielonych dachach (nie wolno na nich stosować metody Glasera wg [3]) jest jedyną możliwością oceny zabezpieczeń przeciwwilgociowych. Higrotermiczne symulacje pozwalają ocenić nie tylko znane problemy tworzenia się kondensatu w zimie, ale umożliwiają pewne prognozy co do letniego potencjału wysychania oraz wpływu wilgoci technologicznej. W przeciwieństwie do konwencjonalnych procedur stacjonarnych, ocenę ochrony przeciwwilgociowej można przeprowadzić dla wszelkich możliwych zewnętrznych i wewnętrznych warunków klimatycznych. Wymaga to jednak spełnienia zasadniczego warunku, jakim jest znajomość charakterystycznych parametrów właściwych dla zastosowanych materiałów. Oczywiście pożądane jest doświadczenie w posługiwaniu się symulacjami numerycznymi oraz zdrowy rozsądek do ostatecznej oceny wiarygodności. Do niżej opisanych badań zastosowano program symulacyjny WUFI^® [10], zgodny z DIN EN 15026 [9], którego walidacja potwierdziła się w przeprowadzanych eksperymentach. Na podstawie typowego dachu płaskiego o konstrukcji drewnianej zbadano oddziaływanie barwy hydroizolacji i jej oporu dyfuzyjnego na stosunki wilgotnościowe w dachu w zależności od klimatu zewnętrznego i zastosowanej paroizolacji.

Struktura dachu i warunki brzegowe
W oparciu o konstrukcję drewnianego dachu płaskiego, poza niestacjonarnymi obliczenia procesów dyfuzji pary wodnej zbadane miały zostać także stosunki wilgotnościowe konstrukcji o normalnej hermetyczności (klasa C wg [8]). Dach jest ocieplony 200-milimetrową warstwą wełny mineralnej i od góry jest zamknięty 20 mm poszyciem z płyt OSB (rys. 3). Opór dyfuzyjny (wartość współczynnika sd) górnej hydroizolacji wynosi w normalnym przypadku 100 m. W celu zbadania możliwości wysychania przez hydroizolację przyjęto przypadek, gdzie wartość s_d hydroizolacji = 20 m. Od strony wewnętrznej dach jest zamknięty płytami gipsowo-kartonowymi. Między płytami a ociepleniem znajduje się paroizolacja, której sd wynosi 100 m. Według [3] jest to konstrukcja poprawna. Jako alternatywę zbadano inteligentną, tzw. adaptacyjną paroizolację na bazie poliamidów, ze zmiennym oporem dyfuzyjnym pary wodnej [12]. Współczynnik sd dla tej paroizolacji w warunkach zimowych (gdy konieczna jest ochrona konstrukcji przed skroplinami) wynosi ok. 4 m, czyli dziesięć razy więcej niż w lecie, kiedy dach ma schnąć. Przy wilgotności względnej na poziomie 100% (np. w kontakcie z kondensatem) współczynnik spada nawet do 0,1 m. Jako strefa kondensatu (czyli strefa, w której dochodzi do wytrącania się skroplin wskutek konwekcji pary wodnej) w tej konstrukcji w grę wchodzi jedynie obszar między poszyciem z OSB a leżącym niżej ociepleniem z wełny mineralnej. Obliczenia wykonano dla dachu płaskiego na dwukondygnacyjnym obiekcie (h = 5 m), wzgl. dla budynku 15-metrowego.


Rys. 3. Struktura badanego dachu płaskiego o konstrukcji drewnianej

Zgodnie z DIN EN 15026 [9] jako klimat zewnętrzny przyjęto wilgotnościowy rok referencyjny (meteorologiczna baza danych na podstawie wartości godzinowych z roku krytycznego pod względem wilgotnościowo-technicznym) w miejscowości Holzkirchen, leżącej na południu Niemiec, na wys. 600 m n.p.m. Mikroklimat wewnętrzny to normalne warunki użytkowania.

Z kolei jako miejsce reprezentujące północ wybrano nadbałtyckie miasto Rostock. Ponieważ z wcześniejszych badań [12] wiedziano, że temperatura powierzchniowa odgrywa istotną rolę dla wysychania dachów, obliczenia wykonano z uwzględnieniem trzech różnych stopni absorpcji. Stopień absorpcji as pap bitumicznych i podobnych ciemnych hydroizolacji dachowych wynosi generalnie 0,9. Innymi słowami, 90% padającego promieniowania słonecznego jest absorbowane i zamieniane na ciepło. Stopień absorpcji jaśniejszych hydroizolacji (szarych, beżowych) wynosi ok. 0,6. W celu ochrony przed upałami w krajach o ciepłym klimacie stosuje się mocno refleksyjne, tj. bardzo jasne pokrycia o stopniu absorpcji wynoszącym mniej więcej 0,3.

Jaki jest wpływ różnych solarnych stopni absorpcji na termiczne relacje na dachu, pokazują krzywe rocznych przebiegów temperatur powierzchni dachu w klimacie Holzkirchen i Rostocku (rys. 4). Przebiegi temperatur powierzchniowych refleksyjnych dachów (a_s = 0,3) w obu lokalizacjach odpowiadają mniej więcej temperaturze zewnętrznej. W zimie w Rostocku średnia temperatura powierzchniowa przez długi okres wynosi nawet mniej niż temperatura zewnętrzna. Oznacza to, że energetyczne zyski z promieniowania słonecznego są niższe niż straty w wyniku promieniowania długofalowego. Dla wyższych stopni absorpcji powierzchnia dachu jest jednak przeciętnie wyraźnie cieplejsza niż powietrze zewnętrzne, co pozwala oczekiwać odpowiednio lepszego wysychania.


Rys. 4. Przebieg średnich temperatur powierzchniowych obserwowanych konstrukcji dachowych (rys. 3) dla różnych stopni absorpcji solarnej w porównaniu z temperaturą powietrza zewnętrznego dla Holzkirchen i Rostocku

W DIN 4108-3 [3] dla obliczeń dyfuzji pary wodnej metodą Glasera przyjęto, że podczas okresu wysychania z temperaturą 20°C powierzchnia dachu jest o 8 K cieplejsza niż powietrze. W przypadku dachu płaskiego z ciemną hydroizolacją różnica ta rzeczywiście się potwierdza. Za to na bardzo jasnym dachu jest już całkiem inaczej. Zestawienie obu lokalizacji pokazuje, że Rostock ma łagodniejszy klimat, z cieplejszą zimą i chłodniejszym latem. W porównaniu z Holzkirchen powinno to więc skutkować zmniejszeniem ilości kondensatu w zimie, ale jednocześnie spowolnić wysychanie w lecie. Z tego powodu dokładne oddziaływanie danych klimatycznych na relacje wilgotnościowe w dachach płaskich są trudne do oceny i należy je za każdym razem badać rachunkowo.

Wyniki symulacji
U podstaw obliczeń leżało założenie, że na początku konstrukcja była w stanie suchym, tzn. wszystkie materiały dachowe były początkowo w stanie równowagi ze średnią wilgotnością powietrza zewnętrznego na poziomie 80% wilgotności względnej. Obliczenia rozpoczęły się w październiku i były prowadzone przez pięć lat z tym samym zestawem danych klimatycznych. Przy ocenie sensowne jest badanie wierzchniej powłoki części, która jest wystawiona na największe obciążenie ze strony wilgoci. W tym wypadku jest to górne poszycie z OSB, którego krzywe zawartości wody zostaną dokładniej przeanalizowane dalej. Rys. 5 pokazuje krzywe zawartości wilgoci dla przypadku standardowego (wartość sd hydro- i paroizolacji wynosi po 100 m) w zależności od stopnia absorpcji solarnej w ciągu 5 lat. W klimacie w Holzkirchen wilgotność poszycia OSB z refleksyjną (białą) hydroizolacją osiągnęła wartość graniczną 20% już w trzeciej zimie. Jasna hydroizolacja (a_s = 0,6) wydłużyła ten czas o rok, a dla ciemnej hydroizolacji (a_s = 0,9) wartość graniczna została osiągnięta w ostatniej zimie. Wyraźnie widoczny jest dalszy wzrost poziomu wilgotności, tak że w dłuższym okresie czasu nie da się wykluczyć szkód. Zasadniczo to samo dotyczy lokalizacji w Rostocku, mimo że tu procesy trwają nieco dłużej.


Rys. 5. Przebieg wilgotności zewnętrznego poszycia z płyt OSB z obustronnie paroszczelnymi warstwami w zależności od stopnia absorpcji solarnej zewnętrznej hydroizolacji. Krytyczny zakres wilgotności jest zaznaczony kolorem różowym

Wynik jest zadziwiający, ponieważ zgodnie z DIN 4108-3 [3] badana konstrukcja nie wymaga sprawdzenia i jest uznana za spełniającą wymogi. W normie istnieje wprawdzie sugestia mówiąca, że dachy z zewnętrzną warstwą hamującą dyfuzję schną słabo lub wcale, uwaga ta odnosi się jednak do dachów z pokryciem, a nie do tych z hydroizolacją. Powodem zawilgocenia obustronnie szczelnych dachów w opisywanym badaniu jest wpływ wilgoci konwekcyjnej (ma ona zostać uwzględniona w nowym brzmieniu normy DIN 68800-2 [7]).

Bez tej dodatkowej wilgoci konwekcyjnej, pod względem techniczno-wilgotnościowym dachy miałyby prawidłową konstrukcję. Ale jak dowodzi praktyka, nieuwzględnienie konwekcji pary wodnej skutkuje zbyt optymistyczną oceną paroszczelnych dachów. Podejmowane są więc próby modyfikacji konstrukcji, aby zmienić je w projekty w pełni funkcjonalne przez długi okres czasu.

Zbadano więc tę samą konstrukcję z nieco mniej szczelną dyfuzyjnie hydroizolacją. Na rynku są dostępne powłoki, których sd wynosi ok. 20 m. Materiały takie są na pewno bardziej paroprzepuszczalne niż konwencjonalne papy bitumiczne; nie są jednak otwarte dyfuzyjnie, jak się to niekiedy twierdzi. Według [3], za otwarte dyfuzyjnie są uważane tylko te warstwy budowli, których sd ≤ 0,5 m.

Przebieg krzywych wilgotności drewna na rys. 6 pokazuje, że nieco większy potencjał wysychania alternatywnej hydroizolacji jest korzystny. Przy wysokim stopniu absorpcji solarnej na analizowanej konstrukcji nie ma problemów. Wydaje się, że także układy z hydroizolacją o średnim stopniu solarnej adorpcji (a_s = 0,6) zachowują swoją funkcjonalność. Chociaż tu bilans wilgoci balansuje na krawędzi, tzn. w warunkach Holzkirchen wpływ konwekcji pary wodnej jest jeszcze w połowie kompensowany, ale już w Rostocku zauważa się lekkie wahania. Refleksyjna hydroizolacja dachowa w obu miejscach nie dałaby dobrych efektów.


Rys. 6. Przebieg wilgotności drewna zewnętrznego poszycia z płyt OSB przy użyciu hydroizolacji o niższym s_d

Nieco korzystniej działa inna modyfikacja konstrukcji. Jeśli paroizolację pierwotną zastąpi się paroizolacją adaptacyjną o zmiennej wartości współczynnika sd (0,1 m ≤ s_d ≤ 4 m), to w lecie dach będzie intensywnie wysychał do wewnątrz, jak to widać na rys. 7. Dzieje się tak jednak tylko wtedy, gdy na dachu nie ma refleksyjnej hydroizolacji (a_s = 0,3). Jeśli solarne zyski energetyczne powierzchni dachu są zbyt małe, to dach nie jest w stanie wystarczająco mocno się nagrzać, aby spowodować ruch wilgoci na drodze dyfuzji pary wodnej do wewnątrz. Najwidoczniej powierzchnie mocno odbijające promienie słoneczne stanowią znaczne ryzyko, i to niezależnie od struktury dachu płaskiego. Nie zaleca się ich stosowania w warunkach klimatu środkowoeuropejskiego.

Krzywe na rys. 7 pokazują, że dla dachów płaskich z paroizolacją adaptacyjną klimat w Rostocku jest nieco bardziej krytyczny niż w Holzkirchen. Ten trochę nieoczekiwany rezultat (zimy w Holzkirchen są znacznie zimniejsze, więc i ryzyko powstawania kondensatu jest tu wyższe) wyjaśniają warunki panujące podczas letniej fazy wysychania.


Rys. 7. Przebieg wilgotności drewna poszycia zewnętrznego z płyt OSB z zastosowaniem paroizolacji ze zmiennym s_d

Jak można to zauważyć na rys. 4, letnie temperatury powierzchni dachu w Rostocku w każdym punkcie są niższe niż te w Holzkirchen. Przyczyną tego faktu jest prawdopodobnie trochę mniejsze napromieniowywanie na poziomie morze, a nie temperatura powietrza zewnętrznego, porównywalna w obu miejscowościach. Dlatego do ostatecznych obliczeń użyty został zestaw danych klimatycznych z Rostocku.

Wielkość letniego potencjału wysychania to istotny parametr długoterminowych relacji wilgotnościowych w konstrukcjach dachowych. Przy trochę wyższej konwekcji pary, spowodowanej np. nieszczelnościami w warstwie paroizolacji czy większą wysokością budynku, potencjał wysychania przez hydroizolację lub paroizolację może się szybko wyczerpać. Dlatego obliczenia powtórzono z większym konwekcyjnym wpływem wilgoci. Jeśli przyjmie się, że budynek ma 15 m wysokości, to konwekcja wzrośnie trzykrotnie. Rezultat pokazuje, że samo wysychanie przez nieco mniej szczelną hydroizolację (s_d = 20 m) nawet przy wysokim stopniu solarnej absorpcji jest niewystarczające (rys. 8, z lewej). Zastosowanie paroizolacji adaptacyjnej pozwala na osiągnięcie o wiele lepszych rezultatów – tj. w długim okresie czasu nie występują krytyczne stany wilgotnościowe – o ile stopień absorpcji powierzchni dachu nie spadnie poniżej 0,6 (rys. 8, z prawej).


Rys. 8. Przebieg wilgotności drewna poszycia zewnętrznego z płyt OSB, gdy z powodu wysokości budynku (15 m) do dachu poprzez konwekcję dostaje się trzy razy więcej pary wodnej niż w przypadku standardowym

Wnioski
Uwzględnienie dopływu wilgoci na drodze konwekcji pary wodnej podnosi bezpieczeństwo projektowanej ochrony przeciwwilgociowej konstrukcji budowlanych, ponieważ pozwala lepiej ocenić oddziaływanie różnych czynników budowlanych i klimatycznych. Ocena ochrony przeciwwilgociowej przez stacjonarne obliczeni dyfuzji wg DIN 4108-3 [3] lub przy pomocy symulacji higrotermicznych wg [9] staje się dzięki temu bliższa praktyce, ponieważ umożliwia dokładniejsze obliczenie niezbędnej rezerwy wysychania. Ryzyko uszkodzeń związanych z konstrukcjami hermetycznymi jest tak samo duże, jak w konstrukcjach otwartych dyfuzyjnie, w których letni proces wysychania jest niedostateczny z powodu klimatu czy stopnia promieniowania słonecznego.

Rozważania na temat dopływu wilgoci pochodzą przede wszystkim z dziedziny budownictwa drewnianego i nie da się ich bezpośrednio i w całości zaadaptować dla budownictwa monolitycznego. Na dach płaskich wylewanych z betonu nie należy się raczej spodziewać strumieni powietrza płynących z wnętrza budynku do dachu. Jednak pewną rolę mogą tu odgrywać inne źródła wilgoci, jak np. wilgoć technologiczna z betonu czy opady, do jakich dochodzi w trakcie uszczelniania dachu.

Na tej podstawie można wyciągnąć ważne wnioski co do wyboru rodzaju hydroizolacji dachowej. Z powodów techniczno-wilgotnościowych ciemna powierzchnia dachu jest lepsza niż jasna. Zastosowanie refleksyjnej (bardzo jasnej) hydroizolacji niesie ze sobą ukryte ryzyko usterek. Układanie takich hydroizolacji przy dzisiejszych standardach termoizolacyjnych i miejscowym klimacie nie ma sensu i należy z tego zrezygnować.

Hydroizolacje dachowe z niskim oporem dyfuzji pary wodnej umożliwiają w pewnym stopniu wysychanie dachu na zewnątrz i z tego powodu są korzystne. Dotyczy to zwłaszcza tych dachów, gdzie z powodu paroizolacji montowanej od wewnątrz warstwy nie mogą schnąć w kierunku wnętrza. Ale powierzchnia hydroizolacji dachowej nie może pozostawać wilgotna przez dłuższy czas. Należy unikać warstw gromadzących wodę czy dużych kałuż.

Stosowanie paroizolacji wspomagających schnięcie, np. adaptacyjnych, umożliwia wysychanie dachu do wewnątrz, jeśli tylko dolne poszycie jest wykonane w sposób wystarczająco otwarty dyfuzyjnie. Tutaj ciemne hydroizolacje są także korzystne, gdyż wysoka temperatura powierzchni powoduje przemiszczanie się wilgoci do dołu. Warstwa roślinności na dachu lub długotrwałe zacienienie hydroizolacji (np. przez panele solarne) mogą znacznie zmniejszyć potencjał wysychania. Jaki jest wpływ tego faktu na zachowanie się konstrukcji w długim okresie czasu, należy przedstawić indywidualnie dla każdego przypadku .

Bibliografia:
[1]    M. Mohrmann, Feuchteschäden bei Flachdach. Holzbau – die neue quadriga 2007, H. 3, S. 13–17.
[2]    R. Oswald, Fehlgeleitet – Unbelüftete Holzdächer mit Dachabdichtungen. db 143 (2009), H. 7, S. 74–79.
[3]    DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz. Juli 2001.
[4]    A. Geißler; G. Hauser, Abschätzung des Risikopotentials infolge konvektiven Feuchtetransports. Forschungsbericht, AIF-Nr.:12764, Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik, 2002.
[5]     H.M. Künzel, Dampfdiffusionsberechnung nach Glaser – quo vadis? IBP Mitteilung 26 (1999), Nr. 355.
[6]    D. Schmidt; S. Winter, Informationsdienst Holz Spezial – Flachdächer in Holzbauweise, September 2008.
[7]    DIN 68 800-2: Holzschutz – Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau, Normentwurf 11/2009.
[8]    H.M. Künzel & D. Zirkelbach, Trocknungsreserven schaffen – Einfluss des Feuchteeintrags aus Dampfkonvektion. Holzbau – die neue quadriga 2010, H. 1, S. 28–32.
[9]    DIN EN 15026: Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Bewertung der Feuchteübertragung durch numerische Simulation. Juli 2007.
[10]    H.M. Künzel H.M., Verfahren zur ein- und zweidimensionalen Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports in Bauteilen mit einfachen Kennwerten. Dissertation Universität Stuttgart 1994.
[11]     H.M. Künzel, Trocknungsfördernde Dampfbremsen – Einsatzvoraussetzungen und feuchtetechnische Vorteile in der Praxis. wksb 46 (2001), H. 47, S. 15–23.
[12]    H.K. Künzel & K. Sedlbauer, Auswirkung heller Dichtungsbahnen auf das Austrocknungspotential von Leichtbau-Flachdächern. WTA-Journal 6 (2008), H. 1, S. 1–10.

Hartwig M. Künzel
Instytut Fizyki Budowli im. R. Fraunhofera w Holzkirchen, Niemcy


CZYTAJ WIĘCEJ

Bezspoinowe pokrycia dachowe - Hydroizolacja dachu pogrążonego
Hydroizolacje z kauczuku syntetycznego EPDM - Phoenix Resitrix
Dachowe powłoki hydroizolacyjne z tworzyw sztucznych
Hydroizolacja stropu garażu podziemnego
Bezspoinowa hydroizolacja układana na gorąco - System Hydrotech
Płynna hydroizolacja
Płynna folia hydroizolacyjna Enkopur
Problemy wykonywania hydroizolacji tarasów
Zasady mechanicznego mocowania hydroizolacji dachów
Refleksyjność hydroizolacji dachów płaskich
Relacje termiczne na dachu płaskim.Temperatura powierzchni dachu płaskiego a konsekwencje cieplno-wilgotnościowe
Hydroizolacja dachów zielonych przy użyciu bezszwowych powłok bitumicznych
Okiem eksperta: Uszczelnienia zespolone - najlepsze rozwiązanie

---