Łączenie membran wstępnego krycia z natryskowymi pianami PUR

Temat ocieplania dachów natryskowymi pianami PUR wraca ostatnio na łamy „Naszego Dekarza” jak bumerang. A to wszystko za sprawą kolejnych nowych informacji dotyczących tychże pian. Tym razem na tapet bierzemy ich paroprzepuszczalność, która jest niezwykle ważna w dachach stromych nad poddaszami mieszkalnymi.

Tekst i ilustracje KRZYSZTOF PATOKA

W numerze 6/2023 Naszego Dekarza [1] Zbigniew Buczek opisał problemy, jakie stwarzają dekarzom dachy ocieplone natryskowymi pianami OK PUR (otwartokomórkowe poliuretany); patrz: ramka). W artykule opisał proponowane przez niego rozwiązania eliminujące podstawową wadę ocieplania tymi pianami dachów z pokryciami uszczelnianymi wysokoparoprzepuszczalnymi membranami wstępnego krycia (MWK). W bardzo wielu takich dachach nastąpiło wypchnięcie tych membran w stronę łat (fot. 1). To powodowało zatrzymanie ruchu powietrza wentylującego, płynącego wzdłuż kontrłat, co często skutkowało tworzeniem się skupisk skroplin pod pokryciem. W efekcie w wielu dachach powstawały zawilgocenia w ilościach powodujących wycieki i zacieki, wymagających interwencji i reperacji dachu. W większości takich sytuacji były zgłaszane reklamacje sugerujące wadliwe wykonanie pokrycia dachu.

We wspomnianym artykule autor proponuje zastosowanie dodatkowych warstw i szczelin wentylacyjnych w celu zdystansowania wypchniętej MWK przez termoizolacyjne piany natryskowe. Na rys. 5 w [1] pod zamontowaną warstwą wstępnego krycia (MWK lub membraną bitumiczną) przewiduje on wykonanie dodatkowej membrany (MWK) na listewkach przybitych do boków krokwi pod pierwszą membraną wstępnego krycia. Taki układ jest proponowany w sytuacji, gdy dekarz wykonał już typową warstwę wstępnego krycia (w postaci membrany) według zaleceń projektu, a następnie inwestor zadecydował o zastosowaniu natryskowych termoizolacji piankowych bez konsultowania się z dekarzem. Intencja takiego rozwiązania jest słuszna i gdyby inwestorzy konsultowali swoje decyzje z dekarzem, to nie byłoby takich sytuacji jak ta z fot. 1.

Jednak okazało się, że to słuszne zalecenie zaprezentowane we wspomnianym artykule [1] jest niewystarczające, ponieważ według ostatnio pozyskanej wiedzy natryśnięcie pian PUR na wysokoparoprzepuszczalne membrany tworzy laminat (zespół warstw) o zbyt małej paroprzepuszczalności, aby wilgoć napływająca przez pianki z wnętrza budynków mogła przejść ponad ten laminat. Autor nie mógł zapoznać się z badaniami dotyczącymi połączenia pian PUR i wysokoparoprzepuszczalnych membran, ponieważ pierwsza publikacja na ten temat ukazała się w grudniu 2023 roku w „Materiałach Budowlanych” [2]. Ta publikacja [2] i artykuł Zbyszka Buczka [1] ukazały się dokładnie w tym samym czasie.

PAROPRZEPUSZCZALNOŚĆ PIAN POLIURETANOWYCH
Natryskowe piany poliuretanowe (PUR) charakteryzują się zróżnicowaną dyfuzyjnością pary wodnej, zależną od tego, czy komórki pianek są zamknięte czy otwarte. Pianki otwartokomórkowe określane skrótem OKPUR, łatwiej przepuszczają parę wodną, a zamkniętokomórkowe – ZKPUR, dużo trudniej. W związku z tym w ramach tej samej nazwy PUR funkcjonują materiały o bardzo różnych własnościach dotyczących przepływu pary wodnej. Jednym z częściej używanych parametrów określających tę ważną cechę materiałów budowlanych jest współczynnik oporu dyfuzyjnego μ. Jest to wielkość stała dla poszczególnych rodzajów materiałów. Współczynnik μ określany jest jako wartość względna, oznaczająca, ile razy opór dyfuzyjny warstwy materiału jest większy od oporu
takiej samej warstwy powietrza w tych samych warunkach. Tańsze pianki OKPUR
mają współczynnik oporu dyfuzyjnego μ od 2 do 4, a droższe ZKPUR mają μ
od 30 do 60. O realnym oporze dla przepływu pary wodnej decyduje jeszcze grubość materiału. Przypomnę, że ten realny opór najczęściej prezentuje się za pomocą współczynnika nazywanego równoważną dyfuzyjnie grubością powietrza Sd = μ x d, gdzie d to grubość materiału [m].

W artykule zamieszczonym w „Materiałach Budowlanych” [2] zostały opublikowane wyniki badań przeprowadzonych w laboratorium jednego z producentów membran, dotyczące przepływu pary wodnej przez laminat utworzony po natryśnięciu piany na wysokoparoprzepuszczalne membrany wstępnego krycia (MWK). Badania paroprzepuszczalności wykonano dla laminatów składających się z natryśniętej piany OKPUR i ZKPUR (zamkniętokomórkowe poliuretany) na membranach o różnych gramaturach i na włókninach polipropylenowych typu spun-bond. Dla wszystkich tych laminatów wyznaczono laboratoryjnie ich równoważną dyfuzyjnie grubość powietrza S_d (tabela 1 w [2]), według zasad określonych w PN-EN ISO 12572 zestaw C [3]. Takimi metodami bada się wszystkie membrany w procesie dopuszczania ich do stosowania w Unii Europejskiej. Badania zostały przeprowadzone w celu wyjaśnienia wielu wątpliwości i pytań zarówno wykonawców, jak i inwestorów, którzy mieli problemy (głównie: wypychanie MWK) z dachami ocieplonymi natryśniętymi na MWK piankami OKPUR. W trakcie badań [2] stwierdzonego istnienie specyficznej cienkiej warstwy (nazywanej naskórkiem) na połączeniu pianki OKPUR z membranami MWK. Taka warstewka powstaje z powodu zatrzymania przez MWK gazów wytwarzających pianę w czasie natrysku. Następuje jedno lub kilka cofnięć gazów w stronę tworzącej się właśnie piany. To skutkuje reakcją wytwarzającą dodatkową warstwę. Taki naskórek wykazuje się małą paroprzepuszczalnością ograniczającą przepływ pary wodnej do poziomu zagrażającego gromadzeniem się skroplin w piance pod MWK. Jak wynika z badań [2], poziom paroprzepuszczalności naskórka z cienkiej warstwy PUR, powstającego między MWK a pianą OKPUR jest na poziomie S_d (równoważnej dyfuzyjnie grubości powietrza) w granicach 0,8-0,9 m, a dla całego laminatu (MWK + OKPUR) S_d > 0,9 m. Tymczasem według zaleceń IFD (Międzynarodowa Federacja Dekarska) powtórzonych w „Wytycznych dekarskich” PSD [4] materiały stosowane jako MWK (uszczelnienia pokryć), jakie mogą stykać się z termoizolacjami muszą mieć S_d < 0,3 m. Tę granicę można uznać za sprawdzoną w trakcie kilkudziesięciu lat (30-50 lat) eksploatacji dachów z pokryciami uszczelnionymi MWK (dotyczy to obszarów strefy umiarkowanej). Jasno z tego wynika, że naskórek powstający na granicy MWK i OKPUR w czasie natrysku pian, blokuje osuszanie dachu i termoizolacji wykonanych z tych pian. Jest to tym bardziej groźne, im więcej pary wodnej dostaje się do OKPUR z powodu niestosowania osłony tych termoizolacji paroizolacjami. Trzeba zaznaczyć, że istnienie naskórka dotyczy nie tylko wysokoparoprzepuszczalnych membran. Naskórek powstanie wszędzie tam, gdzie gazy powstające w trakcie natrysku OKPUR nie będą mogły wydostać się z obszaru połączenia pian z podłożem. Naskórek powstanie na pewno pod poszyciami wykonanymi z materiałów drewnopochodnych, takich jak OSB i MFP, jak również pod deskowaniem. Natomiast w trakcie badań [2] stwierdzonego brak takiego naskórka na połączeniu piany OKPUR z włókninami, co łatwo wytłumaczyć brakiem oporu dla przepływu gazów tworzących pianę OKPUR przez przenikliwe włókniny.

Tabela 1. Zestawienie najważniejszych cech stosowanych obecnie materiałów termoizolacyjnych

Termoizolacja	Współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(mK)]	Współczynnik oporu dyfuzyjnego μ
ZKPUR (zamkniętokomórkowy)	0,022-0,025	40-60
OKPUR (otwartokomórkowy)	0,035-0,038	1,7-2

Uwzględniając wyniki zaprezentowanych w [2] badań należałoby zaprojektować dach tak jak pokazuje to rys. 1. Czyli przewidując w projekcie zastosowanie natryskowych pian OKPUR należałoby zaproponować ułożenie na krokwiach włókniny umożliwiającej odpływ gazów wydzielających się w trakcie formowania się termoizolacji piankowej. Tę włókninę (najlepiej typu spun-bond z PP) trzeba docisnąć kontrłatami, na których należy zamocować MWK. Na MWK powinny być przybite drugie kontrłaty, a na nich łaty i pokrycie. Taki układ gwarantowałby przepływ gazów do specjalnej przestrzeni pod MWK, co zapobiega powstawaniu naskórka ograniczającego dyfuzję pary wodnej wypływającej z termoizolacji OKPUR. Para wodna po wydostaniu się z termoizolacji będzie w takim dachu docierać do MWK, a po jej przejściu będzie opuszczać dach. Jednocześnie nie nastąpi wypychanie MWK ku górze. Trzeba zaznaczyć, że przestrzeń odgazowująca nie musi być szczeliną wentylacyjną, która musi mieć wlot i wylot dla powietrza atmosferycznego wentylującego dach. Wynika to z faktu, że odgazowanie będzie następowało głównie w momencie natrysku, który jest wykonywany stopniowo i gazy będą mogły przemieszczać się tak, aby opuścić pustkę utworzoną przez włókninę przechodząc przez nią na poddasze. Warto podkreślić, że pod deskowaniem, na którym są ułożone MWK również potrzebna jest strefa odgazowania, ponieważ deski nie przepuszczą gazów tworzących pianę. Podobnie pod szczelnymi dla pary poszyciami z OSB lub MPF należy zbudować przestrzeń wentylacyjną, która może być jednocześnie miejscem do odgazowania, jeżeli powstanie przez zastosowanie włókniny (rys. 2).

Warto zastanowić się jeszcze nad tym co dzieje się z gazami wydzielanymi w trakcie tworzenia się pian OKPUR w strefie odgazowania znajdującej się między włókniną a MWK (rys. 1). Można przypuszczać, że łatwo się ulatniają, czyli są lżejsze od powietrza. Jeżeli tak by było, to można się spodziewać, że po przejściu przez włókninę ich odprowadzenie do atmosfery nastąpi przez zakłady w MWK, które z tego powodu nie powinny być klejone. Jeżeli jednak dach ma niski kąt nachylenia, to według teorii szczelności zawartej w [4], MWK należy kleić na zakładach. Wtedy przestrzeń odgazowująca pokazana na rys. 2 powinna mieć wylot na kalenicy. Można to wykonać na wiele sposobów, ale zawsze wymaga to pozostawienia szczeliny pomiędzy pasmami MWK leżącymi na sąsiadujących połaciach tuż pod kalenicą. Oczywiście nie oznacza to, że przestrzeń odgazowująca ma być wentylowana. To wymagałoby wykonania wlotu dla powietrza w okapie. To nie jest konieczne (ale jest akceptowalne), ponieważ gazy same opuszczą tę strefę.

Trzeba zauważyć, że problemy dekarzy i ich zleceniodawców wynikające z powstających wybrzuszeń MWK są efektem zmiany założeń projektowych budynków. Bowiem, zdecydowana większość projektów architektonicznych zaleca wykonanie ocieplenia dachu z wełny mineralnej osłoniętej od góry MWK, a od dołu – paroizolacją. Gdyby projektanci uwzględnili ocieplenie w postaci natryskowych pian OKPUR i wiedzieli, że te piany wypychają MWK to zalecaliby pokazaną na rys. 1 metodę budowania dachu. W związku z tym proponuję powołanie specjalnego zespołu doradców (orzeczników i innych) w celu opracowania zaleceń PSD, dotyczących projektowania dachów z wpisaną natryskową pianą OKPUR / ZKPUR. Równocześnie można by zasugerować takie rozwiązania, które będą zapobiegać powstawaniu wybrzuszeń MWK w stronę łat, gdy projekt nie przewidywał ocieplenia z tego rodzaju termoizolacji. Jak wynika z obu artykułów [1 i 2] wykonanie prawidłowego ocieplenia dachu za pomocą OKPUR jest możliwe, ale wymaga zastosowania specjalnych materiałów tworzących układ przeznaczony dla tego rodzaju termoizolacji.

---

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”.