Ekologia i ograniczenie emisji CO2 zdobywają coraz większą popularność. Jednak temat stosowania dachówek ceramicznych z recyklingu jest mało znany. Jakie mają one właściwości? Czy nadają się do ponownego ułożenia na dachu?
Tekst inż. ŁUKASZ MOTULEWICZ pod przewodnictwem dr. inż. WŁADYSŁAWA RYŻYŃSKIEGO
Aktualnie bardzo popularne jest hasło minimalizacji emisyjności CO2. Lobby ekologiczne wymuszają w różnych dziedzinach funkcjonowania naszej cywilizacji redukcję wydzielania do atmosfery gazów cieplarnianych powstałych w całym procesie produkcji i dystrybucji. Czy jest to dobra droga, czy wielka pomyłka pokaże czas, ale faktem jest, że są legislowane regulacje prawne, które dotyczą już także budownictwa. Powstają między innymi dyrektywy unijne, kładące nacisk na zrównoważoną gospodarkę materiałami budowlanymi. W takie trendy idealnie wpisuje się budownictwo z odzysku, gdyż materiały nie tylko są już wyprodukowane, ale często są też na placu budowy, więc wpisują się właściwie w zerową emisyjność. Nie są to wcale nowe praktyki. Wielki bum na wykorzystywanie materiałów rozbiórkowych był na przykład po upadku Cesarstwa Zachodniorzymskiego, gdy techniki wyrobu materiałów ceramicznych zanikły, a specjalistów zabrakło i do stawiania nowych budynków wykorzystywano materiały z budowli starożytnych, czy też okres po II wojnie światowej, gdy odbudowywano Warszawę cegłami i dachówkami między innymi z Mazur. Jak się to jednak ma do dachów? Z pokryciem dachowym jest o tyle trudno, iż remontujemy je właśnie dlatego, że nie spełnia już swojej funkcji. Odzysk miałby więc sens wtedy, gdy to nie pokrycie zasadnicze jest wadliwe, a wstępne krycie lub ołatowanie. I tu pojawia się dachówka esówka na przykład „holenderka”, która często jest zdejmowana ze względu na zniszczone łaty, deskowanie czy elementy więźby dachowej, a nie zdegradowane pojedyncze dachówki. Tylko czy jest zasadne ponowne użycie ceramicznej dachówki esówki do pokrycia dachów?
Żeby ugryźć temat używania materiałów z rozbiórek, warto najpierw wprowadzić specjalistyczną terminologię. Nazwijmy więc takie materiały staroużytkowymi. Co więc trzeba zrobić, aby zgodnie z obowiązującymi prawem wprowadzić do ponownego użycia dachówkę ceramiczną? Okazuje się, że temat jest słabo opisany. Nie ma tak naprawdę żadnej ustawy czy nawet rozporządzenia, które jasno opisywałoby to zagadnienie. Logiczne jest więc potraktowanie dachówki staroużytkowej jak nowo produkowanej pod względem przepisów. I tak dachówki obowiązuje norma PN-EN 1304 oraz normy, które ją uzupełniają. Cały ten zbiór sprowadza się do czterech głównych parametrów, które należy sprawdzić przy wprowadzanym na rynek produkcie. Są to: nośność na zginanie, przesiąkliwość, mrozoodporność i klasa reakcji na ogień. Jednakże z tych norm dowiadujemy się, że holenderki nie dotyczy badanie odporności na działanie ognia ani badanie reakcji na ogień, gdyż nie są to elementy sklejane z kilku. Norma wyrobu z zawartością stwardniałego kleju poniżej 0,1% klasyfikuje je z góry jako klasę A1 reakcji na ogień, czyli jako niewymagające wykonywania badań. Nie ma więc potrzeby stosowania dla badanej dachówki norm PN-EN 13501-1 i PN-EN 13501-5.
Zostają więc trzy cechy fizyczne, które trzeba zbadać. Wszystkie przeprowadzane badania odbywają się na 10 grupach badawczych pobranych z 10 miejsc, głównie z rejonu Mazur. Grupy badawcze to:
C – wieś Krzywe,
W – nieużywana dachówka, Warszawa,
N – Biała Olecka,
M – Małe Olecko,
S – Sobole,
O – Orłowo,
D – wytworzona w zakładzie Dannenberg w Kodersdorf,
P – Przykopka,
R – Jurki,
G – wykonywana ręcznie.
Niemożliwe jest ustalenie miejsca produkcji wszystkich próbek badawczych, ale różnice w ich strukturze i kształcie świadczą o wytworzeniu w różnych zakładach produkcji. Okres produkcji wszystkich grup to lata 1900-1940. Partia próbek o oznaczeniu „W” nie była nigdy wmontowana w obiekt budowlany ani też użyta do jakichkolwiek celów budowlanych. Grupa o oznaczeniu „G” jest serią dachówek formowanych z kawałka gliny, a nie wykonywanych metodą ciągnienia, jest zamieszczona jedynie jako element porównawczy.
Badanie przesiąkliwości
Badanie odporności materiału na przenikanie wody. W próbie badawczej tego badania nie dopuszcza się żadnych wad wyrobu lub niezgodności. Oznacza to, że wszystkie próbki z partii muszą spełnić wymóg przesiąkliwości. Istnieją dwie kategorie przesiąkliwości dla dachówek ceramicznych, Kategoria pierwsza to wyroby, które można stosować bez pokrycia wstępnego. Kategoria druga to wyroby, które muszą mieć pod sobą warstwę nieprzepuszczalnego pokrycia wstępnego.
Stosuje się dwie normowe metody badania przesiąkliwości. Wybrałem prostszą w wykonaniu. Istota tej metody opiera się na określeniu czasu, w jakim woda przesiąknie przez próbkę badawczą. W badaniu górną powierzchnię dachówki obciąża się słupem wody 6 cm, który trzeba uzupełniać podczas trwania całego doświadczenia. Na początku badania rozpoczyna się pomiar czasu do momentu przeniknięcia pierwszej kropli. Minimalny czas, jaki musi wytrzymać dachówka ceramiczna to 4 godziny, a maksymalny, po którym kończy się badanie to 20 godzin. Następnie określa się współczynnik przesiąkliwości na podstawie wzoru:
IC = 20-x1 (1.2)
gdzie:
x1 – czas od rozpoczęcia do pierwszej kropli.
Dachówki zostały oczyszczone mechanicznie i wysuszone do osiągnięcia stałej masy. Został do nich dopasowany i przymocowany aluminiowy pojemnik z podziałką, uszczelniony masą bitumiczną na łączeniu z dachówką. Próbki badawcze zostały obciążone słupem wody o wysokości 6 cm, który był na bieżąco uzupełniany. Wszystkie dachówki wytrzymały 20 godzin, po czym badanie zostało przerwane dla większości próbek. Otrzymują więc najlepszy możliwy współczynnik przesiąkliwości na podstawie wzoru. Dla próbek nr N7, P5 i G3 badanie było kontynuowane przez 140 godzin, co również nie wystarczyło na przeniknięcie pierwszej kropli.
Badanie nośności na zginanie
Nośność na zginanie to odporność dachówki na działanie siły prostopadłej do próbki. Jest to istotne ze względu na trwałość dachówki na przestrzeni czasu i wytrzymałość w sytuacjach opadów atmosferycznych, na przykład gradu. Dla dachówek ceramicznych esówek uznaje się, że wymaganie jest spełnione, jeśli próbka wytrzymuje 1200 N i więcej działającej na nią siły, w przypadku dachówki typu mnich-mniszka jest to 1000 N, a przy karpiówce – 600 N. To badanie jest oparte o normę PN-EN 538, do której odwołuje się PN-EN 1304. Odpowiednio przygotowaną próbkę badawczą stabilizuje się na dwóch podporach, których rozstaw to 2/3 długości całkowitej dachówki. Obciążenie musi działać na środku próbki wzdłuż całej jej szerokości. W tym celu trzeba wykonać odpowiednie nakładki cementowe na szerokość pręta, który będzie przekazywał obciążenie, z racji nieregularności kształtu dachówki. Siła działająca na materiał badawczy wzrasta z prędkością 0,05 kN/s aż do zniszczenia próbki.
Średnie maksymalne obciążenie, przy którym próbka uległa zniszczeniu: 4028,8 N
Średnie maksymalne obciążenie uwzględniając dachówkę wykonaną ręcznie: 3753,3 N
Maksymalne obciążenie: próbka D3 – 6005 N
Minimalne obciążenie: próbka S10 – 2904 N
Minimalne obciążenie uwzględniając dachówkę ręcznie robioną: G2 – 1274 N
Średnia wytrzymałość na ściskanie fmk: 4,03 MPa
Badanie mrozoodporności
Według normy EN 539-2, do której odwołuje się PN-EN 1304, dachówka ceramiczna, aby spełniać wymagania wejścia na rynek, musi wytrzymać 150 cykli zamrażania i rozmrażania. Dachówka staroużytkowa wytrzymała już często ponad 150 takich cykli w prawdziwych warunkach. Sztuki wadliwe metodą selekcji naturalnej odpadły i pozostały tylko te dobre jakościowo. Mimo wszystko badanie przeprowadziłem w komorze chłodniczej z uwzględnieniem strefy właściwej dla Polski, związanej z doborem metody badawczej. Niestety, maszyna która w pełni pasuje do wymagań normy jest prawie niedostępna. Różnica polega na tym iż podczas zamarzania wierzchnia strona dachówki powinna być zraszana. Niestety, ten etap musiałem pominąć, przypominam jednak, że one leżały już około 100 lat na dachu. Nie będzie na wyrost ocena pozytywna, ponieważ wszystkie badane próbki wytrzymały 150 cykli zamrażania i rozmrażania w chłodni, bez najmniejszego uszczerbku.
KOSZTY UKŁADANIA DACHÓWKI STAROUŻYTKOWEJ
Czy jednak ponowne użycie dachówki z rozbiórki się opłaca? To jest pytanie, na które warto odpowiedzieć, ponieważ waśnie cena gra najczęściej kluczową rolę przy doborze materiałów na budowach. Porównanie zrobiłem dla dwóch opcji. Jest tylko jedno zastrzeżenie – z racji sytuacji na rynku ceny mogły się zdezaktualizować.
Dach dwuspadowy o powierzchni 250 m2 na nowo wznoszonym budynku (dom jednorodzinny)
Zakłada się, że cena 1 m2 nowej dachówki w hurtowniach budowlanych to koszt średnio 40 zł. Natomiast dla dachówki historycznej, przyjmując mało korzystne założenia, że na 1 m2 wchodzą 22 sztuki, a średnia cena za sztukę to 1 zł, czyli 22 zł za 1 m2 pokrycia. W obu wariantach zakładamy taki sam rodzaj warstwy wstępnego krycia wraz z ołatowaniem oraz obróbki koszy i kominów, więc nie wliczamy go do kosztów. Różnica w cenie materiałów to cena samej dachówki. Oba rodzaje dachówki przyjęto z 10% zapasem na serwisowanie podczas użytkowania, dodatkowo dochodzi też zapas na straty podczas montażu i docinki, wynoszący 5% dla nowej dachówki i 10% dla dachówki z odzysku.
Kosz dachówek
Nowe: 250 m2 · 115% · 40 zł = 11 500 zł
Staroużytkowe: 250 m2 · 120% · 22 zł = 6600 zł
Różnica: 4900 zł
Kolejna rozbieżność jest w cenie gąsiorów, dla których cena nowego to około 45 zł/mb. Dla elementów pokrycia z odzysku na 1 m kalenicy układa się 3,5 sztuki gąsiora, którego cena to około 10 zł.
Koszt gąsiorów
Nowe: 25 m· 45zł = 1125 zł
Staroużytkowe: 25 m· 35zł = 875 zł
Różnica: 250 zł
Trzeba jednak zwrócić uwagę na to, iż historycznych gąsiorów jest bardzo mało. Były rzadko używane i często klejone na zaprawę, przez co przy odzysku straty są duże. Dlatego zakłada się też wariant, w którym kalenice są wykańczane specjalną obróbką blacharską. Na 25 mb potrzebne są cztery arkusze po 120 zł/szt., czyli 480 zł. Cena jest stała dla obu wariantów.
Ostatnią różnicą w cenie są elementy wykończenia dachu, czyli dla obecnie produkowanej dachówki dopasowane płotki przeciwśnieżne, stopnie kominiarskie i kominki wentylacyjne, których koszt można oszacować łącznie na 3000 zł. Dla dachówki historycznej trzeba wykonać te elementy na zamówienie, a cenę można przyjąć na poziomie 5000 zł.
Problematyczny w analizie cenowej wykonania pokrycia jest aspekt robocizny. Teoretycznie dachówka staroużytkowa jest prostsza w montażu, jednak jest mniej firm specjalizujących się w wykonawstwie tego rodzaju pokrycia. Duże znaczenie ma też region wykonania i prywatne negocjacje inwestora z wykonawcą, dlatego przyjęto, że cena jest stała we wszystkich wariantach.
Podsumowując dla dachu krytego obecnie produkowaną dachówką są ogólnodostępne elementy wykończenia co jest dużym plusem względem dachówki historycznej, dla której większości tych rozwiązań nie ma albo są one trudno dostępne. Jednak cenowo wygrywa odzysk materiału gdyż zaoszczędzamy 3150 zł.
Dach wielkoskalowy (remont zabytku) o powierzchni 1000 m2,
w którym zakładamy, odzyskane dachówki już znajdującej się na dachu
Pokrycie z dachówki nowej: wstępne krycie przy obecnie produkowanej dachówce to membrana wstępnego krycia montowana bezpośrednio na deskowaniu. Koszt: 1 m3 deski 2,5 cm kosztuje 1200 zł i starcza na 40 m2 deskowania:
1000/40 = 25 m3
25 · 1200 = 30 000 zł
Membrany przy dachówce z odzysku zostanie użyte niewiele więcej (z racji podniesienia dachu o kilka centymetrów i większych zakładów), ale są to na tyle małe ilości, że zakładając zakup z zapasem można przyjąć, że koszt obu wariantów jest taki sam.
Koszt nowego pokrycia zasadniczego:
1000 m2 · 115% · 40 zł = 46 000 zł
Koszt nowych gąsiorów:
45 mb · 45 zł = 2025 zł
Koszty elementów wykończenia:
około 10 000 zł
Robocizna jest droższa tylko przez demontaż starego odeskowania i montaż nowego, średnia cena za taką usługę to 40 zł/m2.
Koszt robocizny:
40 · 1000 = 40 000 zł.
Pokrycie z dachówki staroużytkowej: pokrycie wstępne już jest na dachu w postaci deskowania na zakład. Z racji wieku trzeba je uzupełnić przewidując średnie zniszczenia – będzie potrzebne 5 m3 desek, które będą mniej wydajne z 1 m3, gdyż tracimy część na zakład: 5 m3 · 1200 zł = 6000 zł
Pomimo tego, że deskowanie na zakład spełniało z powodzeniem funkcję pokrycia wstępnego przez około 100 lat, aby remont był akceptowalny ze względu obowiązujących technologii, jako podwójne zabezpieczenie montuje się membranę dachową. Z racji możliwości przecierania się jej na uniesionych końcówkach deskowania membranę układa się na kontrłatach. Membrana kosztuje tyle samo co w poprzednim wariancie ale dochodzi koszt nowych kontrłat: 2 m3 · 1200 = 2400 zł.
Koszt pokrycia zasadniczego: dachówkę już mamy na dachu, więc nic nie kosztuje, ale standardowo część nie będzie nadawała się do odzysku, a z racji dużej liczby koszów i grzbietów większą liczbę dachówkę trzeba docinać. Dlatego do potrzebnej liczby należy dodać 10% na serwisowanie, 10% na straty przy montażu i 10% z racji straty przy odzysku. Tak więc zakładając najbardziej niekorzystny przebieg należy dokupić 30% materiału.
1000 m2 · 22 sztuki · 30% · 1 zł = 6600 zł
Koszt gąsiorów wygląda podobnie, założono 30% łącznych strat:
45 mb · 3,5 sztuki · 30% · 10 zł = 473 zł
Koszt elementów wykończenia pokrycia jest tak jak w poprzednim przypadku większy z racji wykonania na zamówienie: około 15 000 zł.
Dodatkowy koszt robocizny to oczyszczenie i przebranie odzyskiwanej dachówki a także uzupełnienie odeskowania. Koszt za obie czynności około 15 000 zł. Różnica procentowa to 66% taniej przy użyciu dachówki historycznej.
Stosowanie dachówki staroużytkowej jest zasadne zarówno pod względem ekonomicznym, jak i wytrzymałości jej cech fizycznych i chemicznych. Badania próbek wykazały najlepszy możliwy współczynnik przesiąkliwości w kategorii 1, według badania metodą 2. Badanie mrozoodporności wykazało, że pomimo upływu 10 dekad i przejściu ponad 100 cykli zamrażania, dachówka zachowała swoje właściwości i można uznawać ją za trwałą. W testach nośności na zginanie dachówka holenderka osiągnęła średni wynik 335% lepszy niż przewidziana przez normę PN-EN 1304 granica 1200 N. Najlepszy osiągnięty wynik jest 500% lepszy niż normowy. Pozostaje jeszcze aspekt odpowiedzialności prawnej przy tego typu zabiegu, czyli jak odnosi się do tego inspektor nadzoru budowlanego i konserwator zabytków – o tym w kolejnym wydaniu.
ŁUKASZ MOTULEWICZ
Inżynier, czeladnik ciesielstwa, technik geodeta, pisarz, a głównie dekarz. Od lat pracujący przy remontach mazurskich przedwojennych dachów krytych dachówkami ceramicznymi.
