W ostatnim dziesięcioleciu wśród polskich inwestorów zapanowała moda na płaskie i małowymiarowe pokrycia dachowe w ciemnych kolorach – czarnych lub antracytowych. Tymczasem wiadomo, że te odcienie maksymalnie utrudniają funkcjonowanie dachów, ponieważ zwiększają nie tylko zakresy zmian temperaturowych, ale również liczbę cykli tych zmian, w tym przejście przez punkt rosy. Owszem, wybór koloru to rzecz gustu, ale osobiście uważam te barwy za wysoce problematyczne w kategoriach architektonicznych i estetycznych.
Tekst i ilustracje KRZYSZTOF PATOKA
W Polsce ponad pół roku mamy pochmurne niebo, a gdy w otoczeniu budynku są drzewa to ciemne kolory na dachu są według mnie dodatkowym problemem – w ten sposób budujemy sobie ponure otoczenie. Jednak najważniejsze jest to, że pokrycia w tych barwach wymagają dodatkowo wyjątkowo starannego wykonania pokrycia zasadniczego i warstwy wstępnego krycia, zgodnie z wszelkimi zaleceniami. Przede wszystkim te pokrycia muszą być bardzo dobrze wentylowane z powodu zwiększonego zakresu zmian temperaturowych. Jeśli ten warunek nie jest spełniony, na dachach dzieje się bardzo dużo negatywnych zjawisk, które są opacznie interpretowane. To zaś powoduje bardzo często gigantyczne komplikacje: reklamacje, ekspertyzy, procesy itd. W związku z tym warto przypomnieć, jak działają ciemne kolory na materiałach do krycia dachów.
Temperatura powierzchni pokrycia dachu zależy od jego nasłonecznienia, ale ilość pochłoniętej energii zależy od jego koloru. Wiadomo, że kolory ciemne bardziej pochłaniają ciepło, a jasne dużo mniej i dodatkowo je odbijają. Jeżeli na pokryciu z metalicznym połyskiem w czasie lata średnia temperatura wynosi 400C, to w tych samych warunkach atmosferycznych dla pokryć w kolorach:
- jasnoszarym wnosi 50-600C;
- czerwonym ceglastym jest to 60-700C;
- ciemnobrązowym osiąga 70-800C;
- czarnym antracytowym nagrzewa się aż do 80-850C (rys. 1 według [1]).
Dlatego ciemne pokrycia nagrzewają się bardziej od jasnych
Różnica temperatur między srebrnym a ciemnymi kolorami wynosi aż 100%. Natomiast między dawniej popularnym kolorem czerwonym a tymi ciemnymi różnica wynosi 18-25%. Są to znaczące wzrosty temperatur.
W zmiennym polskim klimacie wzrosty temperatury spowodowane nagrzewaniem się dachów zwiększają obciążenie pokryć. Zmiany temperatur mają wpływ na następujące zjawiska istotne dla dachów:
- zmiany stanów skupienia wody;
- procesy wymiany ciepła – ma to wpływ na skuteczność działania wszelkich termoizolacji i komfort mieszkańców;
- zmiany długości materiałów budowlanych – głównie metali i tworzyw sztucznych, ale również betonu oraz drewna;
- im większa różnica temperatur powietrza atmosferycznego i pokrycia, tym szybszy jest ciąg termiczny (rys. 2) i większa wymiana wilgoci. W tym punkcie warto podkreślić, że intensywność i skuteczność wentylacji pokryć jest tym większa, im większa jest różnica temperatur powietrza atmosferycznego (wpływającego pod pokrycie) i pokrycia, tym szybszy jest ciąg termiczny i dach wysycha szybciej. Natomiast w pustkach (rys. 2), jakie tworzą się pod pokryciami niewentylowanymi (bez wlotu lub wylotu), większe różnice temperatur powodują szybciej i bardziej obfite skropliny.
W szczelinie powietrze atmosferyczne zabiera wilgoć, a w pustkach krążące i zamknięte powietrze transportuje ją ku górze
Szczególnie ważne wśród wymienionych zjawisk są dwa pierwsze: zmiany stanów skupienia wody i procesy wymiany ciepła. Mają one wpływ (bezpośredni i pośredni) na trwałość wielu materiałów. Warto to omówić w kontekście wysokiej popularności w Polsce ciemnych pokryć, które absorbują więcej ciepła. Zimą, to ciepło zwiększa liczbę cykli zamarzania i topnienia lodu oraz śniegu, co skutkuje częstszym rozsadzaniem materiałów i ich połączeń. Latem powoduje szybsze i częstsze powstawanie skroplin pod takimi pokryciami. Jeżeli dach i jego pokrycie są wykonane prawidłowo, czyli są wentylowane, to spadki trwałości mogą być bardzo nieznaczne lub wręcz niezauważalne. Jeśli jednak tej wentylacji brakuje, to czarny lub antracytowy kolor pokrycia może być powodem skrócenia jego trwałości. Ogólnie można stwierdzić, że brak wentylacji pokrycia zwiększa zakres zmian temperatur i tym samym zwiększa częstość i skalę negatywnych oddziaływań tych zmian, przyspieszając degradację materiałów. Niestety, zdecydowana większość dachów zbudowanych w Polsce w ostatnim ćwierćwieczu ma taką właśnie wadę. Również te w kolorze czarnym i antracytowym nie mają wentylacji. W związku z tym, moda na takie kolory może się przyczynić do szybszej degradacji pokryć i dachów.
ROZSZERZALNOŚĆ TERMICZNA
Wiadomo, że wydłużenie liniowe (skutek rozszerzalności termicznej) metali i wielu innych materiałów zależy od długości pojedynczych elementów i różnicy temperatur. Im te dwa czynniki są większe, tym wydłużenie sięga dalej. Zależność tę określa się wzorem:
Δl = α lo ΔT
gdzie: Δl = l – lo – bezwzględny przyrost długości; lo – długość początkowa; l – długość końcowa; ΔT – przyrost temperatury; α – współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej charakterystyczny dla materiału.
Współczynnik rozszerzalności liniowej α określa ile razy wzrośnie długość ciała po jego ogrzaniu o jeden stopień [K] i dlatego jego jednostką jest [1/K] lub [mm/(mK)]. Ta ostatnia jednostka jest bardziej praktyczna, ponieważ informuje o ile milimetrów wzrośnie długość ciała ogrzanego o jeden stopień przypadająca na jego jeden metr długości. W ten sposób łatwiej jest wyliczyć przyrosty i wyobrazić sobie ich proporcje do długości początkowej.
Przyjmuje się, że w temperaturach atmosferycznych dla stali współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej α = 0,013 mm/(mK) lub α = 13 x (10-6/K).
Warto zauważyć, że również rozszerzalność termiczna czarnych blach ma większe znaczenie niż blach w jaśniejszych kolorach, ponieważ temperatura wpływa bezpośrednio na wielkość przesunięć termicznych. Oczywiście pokrycia panelowe mają małe wymiary: długość krycia (wysokość) to około 1/3 m, a szerokość jest niewiele większa od 1 m. Przy takich małych wymiarach rozszerzalność powoduje minimalne ruchy, które dodatkowo są kompensowane na zagięciach profilu, ale ciemne kolory zwiększają liczbę cykli tych małych przesunięć. Jeżeli pokrycie jest niewentylowane, to drewno łat jest długo mokre i łatwiej ulega degradacji w miejscach montażu paneli. Z tego powodu trwałość takiego mocowania jest mniejsza. Czyli kolor decyduje o skali ważności wentylacji pokrycia. Ciemne blachy wymagają lepszej, starannie wykonanej wentylacji niż te w jaśniejszych kolorach.
Ta listwa nie dostaje odpowiedniej ilości powietrza, ponieważ wysokość przekroju warstwy napływającego powietrza jest za mała.
Pokazana odległość musi wynosić min. 2 cm
W takich dachach powszechnie stosuje się również wadliwe taśmy kalenicowe, które nie przepuszczają powietrza,
bo są przeznaczone tylko do pokryć z dachówek betonowych
A jaki wpływ na działanie pokrycia ma płaskość blach modułowych? Otóż na pewno wiatr łatwiej wpycha opady w zakłady tych pokryć. W takich blachach zakłady są precyzyjnie wykonane i dostaje się w nie niewiele wody. Im zakład jest bardziej precyzyjny, tym większy wpływ na ilość przechodzącej przez niego wody ma podciąganie kapilarne oraz skropliny powstające pod blachą. Jeśli skroplin jest dużo, spływają po płaskiej blasze do miejsc najniżej położonych, w tym do zakładów. W związku z tymi dwoma zjawiskami często zdarza się, że w zakładach dłużej jest woda. Jest jej tam więcej, gdy pokrycie nie jest wentylowane (fot. 1 i fot. 2). To nie oznacza, że są wadliwe, ponieważ w naszej strefie klimatycznej pokrycia dachów są budowane w podwójnym systemie z warstwami wstępnego krycia uszczelniającymi pokrycia zasadnicze. Jeżeli wody jest więcej niż w innych pokryciach, to warstwa uszczelniająca powinna być wykonana staranniej. Jak wiadomo, w Polsce nie jest z tym najlepiej. Najwięcej wad tworzy się w okapach (fot. 1) dachów z wszelkimi rodzajami pokryć. Tak samo w pokryciach z blach profilowanych i z dachówek. Wadliwe okapy oznaczają brak wentylacji, która przy ciemnych pokryciach jest ważniejsza niż przy innych kolorach. Dotyczy to zarówno blach, jak i dachówek. Przykłady pokazują fot. 3 i fot. 4 wykonane na dachach z problemami.
Tak duża ilość wody wymaga zwiększenia szczelności połączeń warstwy wstępnego krycia (tutaj MWK) z przejściami typu kominy,
okna dachowe itp. Dodatkowym problemem jest zbyt niska kontrłata
W dachach krytych płaskimi dachówkami nie jest wcale lepiej niż przy płaskich blachach. Jest nawet zdecydowanie gorzej (rys. 3). Płaska powierzchnia dachówek działa dużo mocniej niż przy płaskich blachodachówkach. Zamki dachówek są mniej precyzyjne i woda opadowa wlewa się w nie w dużych ilościach, ponieważ nie jest w żaden sposób kierowana.
Woda w większości spada do kanałów, a tylko jej resztki spływają do zamków, które łatwo ją odprowadzają na niższą dachówkę.
W płaskich dachówkach jest odwrotnie. W zamkach jest bardzo dużo wody, która zawsze spływa do niższych poziomów.
Oczywiście, im niższy kąt nachylenia, tym zjawisko to jest groźniejsze
Na rys. 3 zestawiłem sposób kierowania spływem wody w marsylkach i w dachówkach płaskich. Różnica jest ogromna, ponieważ kanały marsylki bardzo precyzyjnie odciągają wodę z okolic zamków pionowych (bocznych). Tymczasem w dachówkach płaskich woda wpada w dół do ogromnych przestrzeni pod dachówkami i kształt zamków nie odgrywa tu żadnej roli, ponieważ działa zasada naczyń połączonych i duża różnica wysokości słupa wody.
który powinien mieć powierzchnię minimum 50 cm² przypadającą na 1 mb kalenicy [2]. W takich dachach gąsiory trzeba układać
na odpowiednio uniesionej łacie kalenicowej lub narożnej
Tak więc płaskie dachówki muszą mieć precyzyjnie ułożone warstwy wstępne. Uważam, że w MWK użytych pod tymi dachówkami kontrłaty muszą być uszczelnione. Pod tymi dachówkami powinniśmy stosować o jedną, lepszą klasę szczelności niż przy zwykłych dachówkach [2]. Jak mi wiadomo na ten prosty sposób nie wpadł żaden producent, a konsekwencje ponoszą inwestorzy i dekarze (!).
Z tego wynika, że tak ostatnio popularne ciemne kolory pokryć płaskich, pogarszają warunki działania dachów z tych samych powodów, bez względu na to, czy są nimi dachówki czy profilowane blachy panelowe. Pod dachówkami jest mniej skroplin niż pod blachami, ale znacznie więcej przecieków przez zamki. Dlatego każdy nawet najmniejszy błąd w połączeniach warstw uszczelniających (MWK, papy itd.) z wszelkimi przejściami (kominy, kominki, okna itd.) przez ciemne, płaskie pokrycie drobnowymiarowe może spowodować duże problemy. Ujawniają się one albo w ciągu pierwszego roku eksploatacji budynku, albo dopiero po 5-15 latach. Ten drugi wariant jest dużo groźniejszy dla mieszkańców, gdyż po tak długim okresie nie ma już rękojmi, a poza tym trudniej jest znaleźć przyczynę i odpowiedzialnego za powstałe wady. Dla dekarzy te pokrycia też stanowią pewne zagrożenia, ponieważ układając je łatwiej jest popełnić błąd, który przy innych pokryciach może się nigdy nie ujawnić.
Powstaje pytanie: jak zmienić tę złą dla wszystkich modę? Moim zdaniem duże znaczenie przy wyborze pokryć mają informacje handlowe. W tej sprawie mogą pomóc głównie handlowcy oraz producenci. Nie namawiam nikogo z nich, aby zaczynał rozmowę z inwestorami od zniechęcania, ale z doświadczenia wiem, że wystarczy odwołać się umiejętnie do rozsądku kupujących. Im bardziej trafne są argumenty, tym kupujący są później bardziej wdzięczni i chętniej polecają zastosowane produkty i sprzedające je firmy. Natomiast dekarze powinni zachęcać do zwiększania stopnia szczelności warstwy wstępnego krycia pod małowymiarowymi pokryciami o płaskich powierzchniach i w ciemnych kolorach. Pozbędą się ryzyka powrotu na ten dach i zyskają zadowolonych klientów.
Bibliografia:
[1 ] Eberhard Schunck, Hans Jochen Oster, Rainer Bartel, Kurt Kiessl – „Atlas dachów. Dachy spadziste.” – MDM Sp. z o.o. 2005 str. 86
[2] Polskie Stowarzyszenie Dekarzy. „Wytyczne dekarskie. Zeszyt 4. Zasady doboru warstw wstępnego krycia dla po kryć dachów pochyłych z detalami wykonawczymi”. 2020.
KRZYSZTOF PATOKA
Ekspert z wieloletnim doświadczeniem; członek Polskiego Stowarzyszenia Dekarzy; rzeczoznawca SITPMB przy NOT. Autor publikacji w magazynach branżowych oraz współautor „Wytycznych dekarskich” oraz „Słownika terminów i nazw dekarskich”.
