Dach zielony – drenaż – krótki przewodnik dla dekarzy

Dach zielony przestał spełniać funkcję wyłącznie ochronną dla budowli. Stał się „urządzeniem” hydrotechnicznym, które służy gospodarowaniu wodą opadową. W tym celu na dachach zielonych stosuje się różne drenaże odprowadzające wodę do odpływów.

Tekst PAWEŁ KOŻUCHOWSKI


Zadaniem warstwy drenażowej – jak nazwa wskazuje – jest odprowadzanie wody deszczowej.

W dachu zielonym spełnia ona także inne funkcje. Zgodnie z Wytycznymi FLL do projektowania, wykonywania i pielęgnacji dachów zielonych (w skrócie: Wytyczne FLL) definicja drenażu (7.1.2.3) ma następujące brzmienie:

Warstwa drenażowa ze względu na swoją porowatość, przejmuje nadmiar wody i odprowadza go do wpustów dachowych. Przy zastosowaniu odpowiednich materiałów służy równocześnie do magazynowania wody, zwiększa przestrzeń przerastaną korzeniami i pełni funkcję ochronną dla struktury znajdującej się poniżej.


Wytyczne FLL w rozdziale 8. klasyfikują i opisują oczekiwane cechy drenaży, w żaden sposób ich nie oceniając i wskazując, że jako drenaż można stosować:

  • materiały sypkie – żwir, grys, lawa, pumeks, łamany i niełamany keramzyt lub łupki itp.;
  • materiały sypkie z odzysku – cegła ceramiczna, żużel poprzemysłowy, szkło piankowe itp.;
  • maty drenażowe – włókniny chłonno-drenażowe, profilowane maty drenażowe wykonane z tworzywa sztucznego (drenaż kubełkowy), waty drenażowe z włókien polipropylenowych z geowłókniną, maty flokowane z tworzywa piankowego itp.;
  • systemowe maty drenażowe – maty z wypustkami z kauczuku, płyty profilowane z twardego tworzywa i tworzywa piankowego;
  • płyty drenujące i pod substrat – płyty z modyfikowanych tworzyw sztucznych.


Drenaż z wytłaczanych tworzyw sztucznych zabezpieczony deskami przed wiatrem
Drenaż z wytłaczanych tworzyw sztucznych zabezpieczony deskami przed wiatrem

Katalog materiałów drenażowych nie jest zamknięty i co roku pojawiają się nowe propozycje technologiczne. W praktyce największym powodzeniem cieszą się maty drenażowe wytłaczane z tworzyw sztucznych o wysokości 2 cm i 4 cm, rzadziej o wysokości 6 cm.

Kruszywa stosowane są mniej powszechnie, głównie na dachach intensywnych. Wytyczne FLL wymieniają podstawowe cechy, jakie powinny spełniać drenaże.

SKŁAD GRANULOMETRYCZNY

Dotyczy tylko drenaży z materiałów sypkich. Określa on wielkość kruszyw drenażu w zależności od grubości struktury całego dachu. Im cieńsza warstwa drenażu, tym drobniejszy rozmiar kruszywa.

Sugerowane są kruszywa o uziarnieniu

  • od 2/8 mm – dla warstwy docelowej 4-10 cm,
  • 8/16 mm – dla warstwy 10-20 cm oraz 
  • 16/32 mm – dla warstw powyżej 20 cm.

Jest to zrozumiałe i logiczne, choć nie zawsze przestrzegane. Warto pamiętać, że kruszywa muszą się „dobrze ułożyć”, to znaczy stworzyć równomierną, powtarzalną strukturę, co praktycznie uzyskujemy w sytuacji, gdy warstwa drenażu jest grubsza niż trzykrotność średnicy maksymalnego kruszywa.

A zatem warstwa drenażowa z kruszywa o frakcji

  • 16/32 mm powinna mieć minimalną grubość 332 mm = około 96 mm (9-10 cm),

zaś warstwa drenażowa z kruszywa

  • 2/8 mm powinna mieć grubość 38 mm = 24 mm (2-3 cm).

Drugą kwestią jest czystość kruszywa, czyli zawartość frakcji pylastych poniżej 0,063 mm, która nie może przekraczać 10% objętości.

ODPORNOŚĆ NA DZIAŁANIE CZYNNIKÓW ATMOSFERYCZNYCH

Dotyczy wszystkich materiałów drenażowych i powinna być deklarowana przez producenta. Szczególnie istotna jest dla kruszyw, które pod wpływem wielokrotnego zamarzania i rozmarzania mogą ulegać kruszeniu się lub lasowaniu.

TRWAŁOŚĆ STRUKTURY I TRWAŁOŚĆ PO UŁOŻENIU

Materiały nie mogą zmieniać kształtu po ułożeniu i w trakcie wieloletniej eksploatacji pod wpływem obciążenia, rozkładu biologicznego oraz przebywania w warunkach mokrych. Wytyczne FLL zwracają uwagę na kształt ziaren drenaży z materiałów sypkich, sugerując stosowanie kruszyw łamanych.

ZACHOWANIE PRZY ŚCISKANIU

Jest szczególnie istotne dla drenaży z płyt, mat lub folii. Drenaże nie mogą zapadać się pod wpływem długotrwałego obciążenia w trakcie eksploatacji oraz – co się często zdarza – być zgniatane w trakcie instalacji. Zgnieciony drenaż przestaje odprowadzać wodę do odbiornika. Drenaże są badane pod kątem odporności na ściskanie z wypełnieniem i bez wypełnienia zgodnie z normą PN EN ISO 25619-2: 2009-06 .

Zgnieciony drenaż
Zgnieciony drenaż
WODOPRZEPUSZCZALNOŚĆ

Czyli główna funkcja instalowania drenażu na dachu jest uzależniona od budowy drenażu oraz od spadku dachu. Wodoprzepuszczalność, czyli zdolność przepływu wody w płaszczyźnie wyrobu zgodnie z PN EN ISO 12958, jest najważniejszym parametrem drenażu i powinna zawsze być zadeklarowana przez producenta materiałów drenażowych. Niestety, nie ma szans producentów dla wszystkich spadków na dachu pod różnym obciążeniem.

Jeszcze trudniej o taką deklarację dla drenażu z materiałów sypkich, ponieważ „żwir to żwir” i nikt go pod tym kątem nie bada.

Według Wytycznych FLL drenaż z kruszywa (o deklarowanym współczynniku filtracji > 180 mm/min.) o grubości 4 cm może skutecznie odwodnić powierzchnię 400 m2 przy spadku 2%.

Wytyczne FLL określają dla tego przypadku również maksymalną długość spływu, wynoszącą maksymalnie 15 m. Dla uproszczenia można przyjąć, że im wyższy drenaż, tym większą powierzchnię lub dłuższy dach może bezproblemowo odwodnić. Projektując dach zielony, należy jednak pamiętać, że woda znajdzie się w drenażu dopiero po przepłynięciu przez substratgeowłókniny.

Przepływ wody będzie zależał od wielu czynników,

  • w tym od warunków pogodowych, a zatem im zimniej, tym dłużej woda płynie przez substrat,
  • aż do skrajnej sytuacji, w której woda nie przepływa, ponieważ substrat jest zamarznięty.

Dlatego pomimo zastosowania drenażu warto i należy wykonać spadki na wierzchniej warstwie substratu lub nawierzchni dachu zielonego.

ZDOLNOŚĆ DO MAGAZYNOWANIA WODY

Jest to najczęściej porównywany parametr w wytłaczanych drenażach. Nie jest on objęty żadną normą zharmonizowaną i jest wyłącznie deklarowany przez producenta. Zdolność gromadzenia wody jest różna w zależności od budowy i wysokości drenażu, i wynosi od 5 do 25 l/m2. Wodę można gromadzić również w drenażach z materiałów sypkich, jeśli zastosujemy kruszywa nasiąkliwe. Z gromadzeniem wody należy jednak uważać, ponieważ część siedlisk na dachach, a szczególnie na dachach ekstensywnych nie wymaga, a wręcz nawet nie lubi dodatkowego gromadzenia wody w drenażu.

ZAWARTOŚĆ WĘGLANÓW

Dotyczy wyłącznie drenaży z kruszyw. Węglany występujące w drenażu będą powodowały odkładanie się kamienia. Takie powolne, z pozoru niewidoczne odkładanie się kamienia jest bardzo niebezpieczne, ponieważ może doprowadzić do zatkania wpustów i przelania się wody na dachu.

Dlatego Wytyczne FLL wykluczają stosowanie jako drenażu kruszyw betonowych z recyklingu oraz wszelkich kruszyw wapiennych.

PARAMETRY CHEMICZNE

Dotyczą wyłącznie drenaży z kruszyw. Zalecany odczyn pH powinien mieścić się w zakresie 6,0-8,5. Stężenie soli w ekstrakcie wodnym dla kruszyw drenażowych nie powinno przekraczać 2,5 g/l. Takie zalecenia wynikają z tego, że w drenażu często rozrastają się korzenie roślin.

WAGA DRENAŻU

Jest to argument często podnoszony przy próbie stosowania drenażu z kruszywa.

Wytyczne FLL nie podają, jaka powinna być optymalna waga drenażu, pozostawiają nam do wyboru czy drenaż ma

  • być lekki,
  • czy ciężki.

Oba rodzaje drenażu są funkcjonalne i skuteczne, znajdując swoje zastosowanie na dachach.

Aby świadomie i precyzyjnie przygotować urządzenie hydrotechniczne, jakim będzie dach zielony, należy odpowiedzieć na kilka praktycznych pytań:

  1. Jakie jest usytuowanie dachu?
  2. Jaki jest spadek na dachu?
  3. Ile jest wpustów na dachu?
  4. Jakie jest przewidywane obciążenie?
  5. Jaki jest przewidywany współczynnik spływu C?
  6. Jaka będzie roślinność na dachu?
  7. Jak zaplanować wykonanie drenażu?
USYTUOWANIE DACHU

Zasada: im wyżej dach, tym cięższy drenaż. W zależności od wysokości, na której usytuowany jest dach oraz w zależności od strefy wiatrowej, w której jest realizowana inwestycja zależy konieczność balastowania dachu. Dotyczy to głównie dachów ekstensywnych. Do balastowania dachu zaleca się stosowanie materiałów ciężkich i odpornych na wywiewanie. Jako drenaż sprawdzą się tu kruszywa, najlepiej łamane, czyli grysy. Stosowanie lekkich wytłaczanych drenaży wiąże się z koniecznością zabezpieczenia ich przed wiatrem w czasie instalacji.

SPADEK NA DACHU

Zasada: im mniejszy spadek na dachu, tym wyższy drenaż. Dachy ekstensywne wykonywane są zazwyczaj na dachach w układzie ocieplonym, gdzie hydroizolacja układana jest na styropianowych spadkach 1,5-2%. Na dachach ekstensywnych substrat jest układany równolegle do spadku, co umożliwia ewentualny spływ powierzchniowy wody. Zatem stosowanie na dachach ekstensywnych wysokich drenaży nie jest konieczne. Z powodzeniem sprawdzają się niskie drenaże o wysokości 1-2 cm.

Ciekawym, choć rzadko stosowanym w Polsce rozwiązaniem są dachy jednowarstwowe, wykonywane całkowicie bez warstwy drenażowej. Na takich dachach rolę drenażu przejmuje bardzo wodoprzepuszczalny substrat drenażowy. Zupełnie inna sytuacja występuje na dachach intensywnych na płycie stropowej garażu podziemnego. Na takich dachach wykonywane są mniejsze spadki 1-1,5% lub występują rozwiązania całkowicie bezspadkowe.

Tutaj istotna staje się wysokość drenażu. Na dachach intensywnych stosuje się zazwyczaj drenaże wytłaczane o wysokości 2-6 cm, lub drenaże z kruszyw o miąższości minimum 6 cm. Na dachach bezspadkowych wysokość drenażu nie może być mniejsza niż 8-10 cm.

WPUSTY NA DACHU

Zasada: im mniej wpustów, tym wyższy drenaż. Nawet na dachach ekstensywnych mogą wystąpić sytuacje, kiedy długość połaci lub powierzchni zlewni znacząco przekracza zdolności drenażowe zastosowanego materiału. Kiedy woda płynąca w drenażu przekroczy jego objętość, może dochodzić do wzrostu ciśnienia wody, skutkując jej wypływaniem na powierzchnię (zjawisko podobne do wypływania wody ze studzienek kanalizacyjnych w czasie dużego opadu). Aby tego uniknąć, konieczne jest zwiększenie wysokości drenażu w obrębie wpustów. Drenaże można ze sobą łączyć, stosując różne wysokości. Możliwe też jest połączenie drenaży wytłaczanych z kruszywem drenażowym w okolicach wpustów.

ODPORNOŚĆ NA ŚCISKANIE

Zasada: im „grubszy” dach, tym mocniejszy drenaż. Odporność drenaży na ściskanie jest analizowana głównie na dachach intensywnych, dodatkowo obciążonych ruchem kołowym. Stosowane tam drenaże często muszą przenieść duże obciążenia, dlatego stosuje się drenaże o odporności do nawet 700 kN/m2 (70 ton/m2). Z kolei na dachu ekstensywnym występują obciążenia stosunkowo małe. Dach ekstensywny nie wymaga tak wytrzymałych drenaży, ponieważ sam dach waży zaledwie około 2 kN/m2
(200 kg/m2). Należy się jednak upewnić, czy na drenażu nie będą ustawiane urządzenia wentylacyjne, anteny lub inne, pod którymi trzeba punktowo zastosować mocniejsze drenaże.

GROMADZENIE WODY NA DACHU

Zasada: jeśli chcemy gromadzić wodę na dachu, to stosujmy spiętrzanie wody w drenażu. Maty drenażowe tylko chwilowo gromadzą wodę w wytłoczeniach, nie wpływając istotnie na całoroczne gromadzenie wody. Latem, kiedy opadów jest mało, a potrzeby roślin duże, prawie cała woda jest błyskawicznie przez nie wykorzystywana już w warstwie substratu. Nie
jest nawet w stanie dotrzeć do drenażu. Natomiast w okresie jesiennym, kiedy więcej pada, a rośliny nie potrzebują tak dużo wody, woda dociera do drenażu bezproblemowo. Niestety, jej nadmiar jest odprowadzany do odbiorników poprzez perforację w drenażach.

Ekologicznym rozwiązaniem jest gromadzenie wody jesienią i wiosną, a wykorzystywanie latem. Do tego potrzebne są jednak specjalne rozwiązania oparte na skrzynkach rozsączających, bardzo wysokich drenażach lub na kruszywie. Kruszywo ma tę zaletę, że można je wsypać na dowolną wysokość (oczywiście po przeliczeniu obciążeń). Dach z takim drenażem można zalać wodą. Woda spiętrzana jest poprzez ustawioną na wpuście nadstawkę przelewową w postaci rury. Nadstawka musi być tak dobrana, aby w drenażu pod substratem nadal pozostawała warstwa powietrza.

ROŚLINNOŚĆ NA DACHU

Zasada rośliny sucholubne nie potrzebują wody w drenażu. Powszechnie panuje przekonanie o konieczności gromadzenia wody w drenażu dla roślin. Tymczasem woda powinna być gromadzona wyłącznie w przypadku możliwości wykorzystania jej przez rośliny. Mogą one wykorzystać wodę tylko wówczas, gdy ich korzenie dotrą i przerosną przez geowłókninę filtracyjną.

Drenaż magazynujący wodę z kruszywa (keramzyt)
Drenaż magazynujący wodę z kruszywa (keramzyt)

Przykładem są trawniki, dla których woda jest niezbędna do bujnej wegetacji, zakładane na stosunkowo cienkiej warstwie substratu. Warto wtedy stosować drenaże magazynujące wodę, wytłaczane z tworzyw lub z kruszyw nasiąkliwych (keramzyt, popiołoporyt, chalcedonit, tuf itp.). Jednak często na dachach intensywnych grubość podłoża (substrat i podglebie) jest tak duża, że rośliny nie mają szansy na korzystanie z wody zgromadzonej w drenażu. Można wówczas stosować drenaże niegromadzące wody, na przykład kruszywa nienasiąkliwe (grysy
kwarcytowe, bazaltowe, granitowe). Inaczej gromadzenie wody wygląda na dachach ekstensywnych, które są zazwyczaj siedliskiem roślin sucholubnych (na przykład rozchodniki lub rośliny łąkowe, tak zwane „łąki kwietne”).

Jeśli chcemy mieć na dachu piękne rozchodniki, musimy świadomie i odważnie zrezygnować z gromadzenia wody w drenażu. Woda zgromadzona w drenażu będzie służyła głównie chwastom lub siewkom roślin niepożądanych.

WYKONANIE DRENAŻU

Zasada: powoli, dokładnie i z głową. Jeśli już wiemy, jaki drenaż wybrać warto przemyśleć, jak go skutecznie kupić, dostarczyć i zainstalować.

Prawidłowo ułożone geowłókniny
na drenażu z kruszywa
Prawidłowo ułożone geowłókniny
na drenażu z kruszywa
ZAKUP DRENAŻU

Na rynku są różne drenaże w różnych cenach. Ceny często zależne są od tego, z czego drenaż jest wytworzony, ile waży, z jakiego kraju pochodzi oraz wielu czynników marketingowych. Jeśli drenażem ma być kruszywo, to do ceny jego zakupu należy doliczyć koszt dostawy, ewentualnego opakowania „big bag” i transportu pionowego na dach. Cena nie powinna być podstawą wyboru drenażu. Podstawą powinny być wyłącznie potrzeby danego dachu.

DOSTAWA DRENAŻU

To nie tylko dowiezienie na budowę. Koszty dostawy to również koszty magazynowania drenażu na budowie, transportu pionowego i poziomego na miejsce instalacji. Ważnym czynnikiem jest również usunięcie i utylizacja resztek drenażu z placu budowy. Drenaże z tworzywa zajmują mniej miejsca i są łatwe w przenoszeniu, ale ich utylizacja i wywiezienie kosztuje stosunkowo dużo. Drenaże z kruszyw są ciężkie i trudne do rozwożenia, ale ich utylizacja nie stanowi problemu.

WSPÓŁCZYNNIKI ZUŻYCIA

Przy kalkulacji należy koniecznie brać pod uwagę współczynnik zużycia dla danego drenażu. Zazwyczaj producenci wytłaczanych mat drenażowych zalecają układanie ich z zakładem (1-2 rzędy wytłoczeń), co zwiększa współczynnik zużycia do 1,1 (+10%). Taki współczynnik jest bezpieczny na dużych, prostych dachach, ale kiedy zdarzają się trudne, nieprostokątne dachy lub donice współczynnik może wzrosnąć nawet do 2,0 (+100%).

W takich sytuacjach sprawdzą się drenaże z kruszyw. Współczynnik zużycia dla kruszyw jest niewielki i można przyjmować go standardowo na poziomie 1,05 (5%). Przy kruszywach występuje inne ryzyko – należy upewnić się, ile waży dane kruszywo, ponieważ zazwyczaj kupujemy je w tonach, a rozkładamy w metrach sześciennych.

ROZKŁADNIE DRENAŻU

Przed przystąpieniem do rozkładania dowolnego drenażu należy upewnić się co do jakości dotychczas wykonanych prac. Geowłókniny pod drenażem muszą być ułożone równo bez zmarszczek, ponieważ to po nich będzie płynęła woda w drenażu. Należy uważać, aby nie uszkodzić drenażu w trakcie jego instalacji oraz w trakcie wykonywania warstw powyżej. Na uszkodzenia szczególnie narażone są drenaże z wytłaczanych tworzyw sztucznych.

Pomimo deklarowanej odporności na ściskanie w trakcie instalacji mogą występować lokalnie naciski wielokrotnie przekraczające odporność drenażu. Do uszkodzeń dochodzi najczęściej, gdy po ułożonym drenażu rozwożone są substraty, podbudowy, krawężniki, kostka itp. Jeśli już musimy wozić cokolwiek po drenażu z tworzywa, bezwzględnie należy drenaż do tego odpowiednio przygotować. Najprostszym rozwiązaniem jest wypełnienie drenażu drobnym kruszywem, na przykład grubym piaskiem 0/4 mm lub żwirkiem 2/8 mm do wierzchniej płaszczyzny drenażu.

Takie wypełnienie należy przewidzieć, skalkulować, uzgodnić z inwestorem i na koniec wykonać nie niszcząc drenażu. Drenaże z kruszyw (najkorzystniej łamanych) są odporne na nacisk i nie wymagają takich zabiegów. Po drenażach można jeździć lekkim sprzętem typu ładowarki, wodzidła, taczki elektryczne itp.

Lekka ładowarka na drenażu
Lekka ładowarka na drenażu

Drenaże są tylko częścią układu hydraulicznego w urządzeniu, jakim jest dach zielony. Za spływ wody odpowiadają również wpusty, skrzynki kontrolne, opaski żwirowe, rozsączające drenaże francuskie itp.


PAWEŁ KOŻUCHOWSKI

Właściciel firmy Laboratorium Dachów Zielonych, która zajmuje się produkcją specjalistycznych substratów dachowych, dostarczaniem produktów i rozwiązań dla dachów zielonych oraz doradztwem technicznym. Przedsiębiorca budowlany z bogatym doświadczeniem. Z wykształcenia technik elektronik, z zamiłowania poszukiwacz i eksperymentator. Od 2005 roku zaangażowany w branżę dachów zielonych oraz popularyzację tej przyjaznej ludziom i środowisku technologii. Współzałożyciel Polskiego Stowarzyszenia Dachy Zielone, założyciel Fundacji Zamień Szare na Zielone, członek Ogólnopolskiego Stowarzyszenia Twórców Ogrodów, autor publikacji w prasie branżowej i naukowej.

Napisz komentarz