Dachy balastowe – system z warstwą obciążającą

Dachy balastowe mogą być wykonane jako nieużytkowe (z ograniczonym dostępem) lub użytkowe, czyli zaadaptowane na parkingi, tarasy, korty tenisowe, baseny lub dachy zielone. W ten sposób można uzyskać dodatkową powierzchnię użytkową, szczególnie w dużych aglomeracjach miejskich, gdzie zwykle brakuje miejsca na parkingi czy tereny rekreacyjne. Dachy użytkowe wykonuje się jako dachy odwrócone, w których membrana dachowa ułożona jest pod warstwą izolacji termicznej.
Przy wykonywaniu dachów balastowych należy zwrócić szczególną uwagę na odpowiednią nośność konstrukcji dachu. Projektując konstrukcję należy uwzględnić, oprócz obciążenia własnego i czynnikami atmosferycznymi, dodatkowe obciążenie spowodowane warstwą balastową, jak również ograniczenie dopuszczalnego spadku dachu do 5%.
Poszczególne warstwy pokrycia układa się bez mocowania. Następnie obciąża się je warstwą balastową, zabezpieczając membranę dachową przed siłą ssania wiatru. Może to być warstwa kruszywa o określonych parametrach, beton drogowy (parking na dachu), czy też warstwa z roślinnością, tzw. zielone dachy. Mocowanie na obrzeżach i przy elementach dodatkowych wyposażenia dachu może nie być stosowane. Z uwagi na ułożenie luzem wszystkich warstw pokrycia dachu przemieszczenia którejkolwiek z nich nie są przenoszone na warstwę uszczelniającą z membrany.
Zaletą stosowania warstwy dociskowej jest znakomite zabezpieczenie powłoki przed mechanicznym uszkodzeniem.

Dachy balastowe można wykonywać na stropodachach pełnych (z dodatkową izolacją termiczną), na dachach dwudzielnych (bez dodatkowej izolacji termicznej) lub jako dachy o odwróconej kolejności warstw.


Konstrukcja dachu

Stropodach pełny
Typowa konstrukcja dachu na stropodachu pełnym składa się z następujących warstw:
  • strop nośny (stropodach pełny),
  • paroizolacja,
  • izolacja termiczna,
  • warstwa oddzielająca (jeśli jest wymagana),
  • membrana DachGam SZ,
  • warstwa oddzielająca,
  • obciążenie (żwir lub płyty) z warstwą ochronną (w zależności od rodzaju obciążenia).
  • Dach izolowany termicznie
    Rys. Dach izolowany termicznie

    Stropodach dwudzielny
    Stropodach dwudzielny (dach nieizolowany termicznie, wentylowany) stanowi szczególnie duże obciążenie dla konstrukcji nośnej. Nie wymaga dodatkowego docieplenia.
    Układ warstw na dachu nieizolowanym termicznie może być następujący:
  • strop nośny,
  • warstwa oddzielająca,
  • membrana DachGam SZ,
  • warstwa oddzielająca,
  • obciążenie (żwir lub płyty) z warstwą ochronną (w zależności od rodzaju obciążenia).
  • Dach nieizolowany termicznie
    Rys. Dach nieizolowany termicznie

    Dach odwrócony
    Dach o takiej konstrukcji ma odwróconą kolejność warstw – membrana dachowa znajduje się pod warstwą izolacji termicznej, która stanowi dla membrany warstwę ochronną przed:
  • wahaniami temperatury,
  • promieniowaniem UV,
  • uszkodzeniami mechanicznymi.
  • Przy takim układzie warstw membrana dachowa i konstrukcja dachu pracują w temperaturze zbliżonej do temperatury pomieszczeń wewnętrznych i wyeliminowany zostaje problem kondensacji pary wodnej i konieczność stosowania warstwy paroizolacji (jej rolę pełni membrana dachowa). Taki rodzaj dachu jest przydatny w przypadku wykonywania dachów użytkowych.
    Podczas budowy dachów użytkowych należy uwzględnić duże obciążenia, jakie występują w tym przypadku i zastosować system warstw pokrycia dachowego o odpowiedniej wytrzymałości. Warstwy powinny tworzyć zwartą monolityczną strukturę, bez pustek powietrznych.
    Typowy układ warstw na dachach odwróconych jest następujący:
  • strop nośny,
  • warstwa wyrównująca,
  • membrana DachGam SZ,
  • izolacja termiczna (z materiału twardego, o dużej wytrzymałości mechanicznej),
  • warstwa oddzielająca z włókniny o gramaturze 200 g/m2,
  • warstwa żwiru,
  • płyta jezdna.
  • Dach odwrócony
    Rys. Dach odwrócony


    Opis elementów konstrukcyjnych dachów w systemie z warstwą obciążającą

    Strop nośny
    Wymagania dla stropów nośnych w dachach balastowych:
    • odpowiednia wytrzymałość mechaniczna na przenoszenie ciężaru własnego i wszystkich warstw pokrycia dachowego, włącznie z obciążeniem warstwą balastu (orientacyjne obciążenia balastem w zależności od strefy dachu i wysokości budynku podaje tabela 3 na stronie 13. Obciążenia dachu zielonego w zależności od rodzaju zazielenienia podaje tabela 4 na stronie 13), a także obciążenia spowodowane siłą wiatru i śniegiem, a dla dachów użytkowych obciążenia wynikające z eksploatacji,
    • pochylenie dachu nie większe niż 3%, aby zastosowane obciążenie nie zsuwało się,
    • wszystkie warstwy dachu stykające się z membraną dachową powinny być gładkie (bez ostrych elementów), aby obciążenie nie spowodowało jej uszkodzenia i rozszczelnienia.
    W związku z powyższym, najbardziej odpowiednimi stropami dla dachów obciążonych są stropy betonowe lub gazobetonowe o odpowiedniej nośności. Natomiast stropy z blach trapezowych, desek czy płyt wiórowych nie są polecane do tego typu dachów.
    Przy dachach modernizowanych należy koniecznie sprawdzić nośność istniejącego stropu, a stare pokrycie z papy uzdatnić przekłuwając pęcherze i usuwając nierówności. W przypadku zawilgocenia izolacji termicznej i warstw istniejącego pokrycia istnieje możliwość ich osuszuszenia poprzez instalację kominków wentylacyjnych. W razie potrzeby strop należy docieplić.

    Warstwa paroizolacji
    Dachy jednopowłokowe (stropodachy pełne), które są dodatkowo docieplane, powinny posiadać warstwę paroizolacji między stropem nośnym, a warstwą izolacji termicznej.
    Nad pomieszczeniami o normalnej temperaturze (do 20oC) i względnej wilgotności powietrza (do 65%) jako paroizolację stosuje się z reguły folię polietylenową o grubości min. 0,2 mm układaną na zakładkę.

    Warstwa izolacji termicznej
    Dla dachów z obciążeniem warstwę izolacji termicznej należy wykonać z materiału posiadającego duży opór cieplny (Umax<0,30 W/m2K), a także wytrzymałego na ściskanie i zachowującego stabilność kształtu, np.:
  • sztywna pianka polistyrenowa,
  • poliuretan.
  • Dla dachów z izolacją termiczną o odwróconej kolejności warstw powinno się stosować twarde płyty ze spienionego polistyrenu odporne na absorbcję wody, gnicie i cykle zamarzania i rozmarzania. Jest to istotne, gdyż warstwa ta w systemie dachu odwróconego ma kontakt z wodą opadową.
    Podczas układania, w celu uniknięcia podwiewania izolacji przez wiatr, zaleca się zabezpieczyć je przed działaniem wiatru, aż do nałożenia kolejnych warstw i obciążenia.
    W przypadku renowacji starych dachów istnieje możliwość osuszenia zawilgoconej izolacji termicznej za pomocą instalacji kominków wentylacyjnych.

    Warstwa oddzielająca
    Warstwa ta jest stosowana:
    • między membraną dachową i sąsiadującymi z nią nierównymi lub mającymi ostrą powierzchnię warstwami. Stosuje się wówczas geowłókninę o gramaturze 300 g/m2,
    • między membraną dachową i izolacją termiczną wykonaną z materiału nie mogącego się z nią stykać. Stosuje się wówczas geowłókninę o gramaturze 110÷140 g/m2,
    • jako warstwa zapobiegająca wymywaniu kruszywa z warstwy balastowej pod warstwę izolacji termicznej (w przypadku dachów odwróconych).
    • Warstwę tą układamy luzem na zakładkę 10 cm.

    Membrana DachGam
    Membranę DachGam SZ o grubości 1,2 mm lub 1,5 mm układa się luzem na pozostałych warstwach pokrycia dachu z zakładką szerokości 5 cm. Poszczególne arkusze membrany zgrzewa się ze sobą za pomocą gorącego powietrza zgrzewem ciągłym o szerokości min. 3 cm.
    W przypadku dachów o wymiarach do 300 m2 istnieje możliwość fabrycznego zgrzania płatów membrany na wymiar dachu.

    Obciążenie
    Materiały do obciążania dachów balastowych:
    • warstwa żwiru o okrągłych ziarnach 16÷32 mm o grubości min. 5 cm. Żwir powinien być wypłukany z gliny i zanieczyszczeń organicznych i jego wytrzymałość na ściskanie powinna być min. 1 kN/mm2,
    • warstwa brukowych płyt betonowych ułożonych na warstwie drobnego żwiru,
    • zbrojony beton wylewany na mokro na placu budowy,
    • warstwa podłoża pod roślinność wraz z roślinnością (dach zielony).

    Orientacyjna grubość warstwy balastu w zależności od wysokości budynku i obszaru dachu
    Wysokość okapu
    dachu powyżej
    poziomu terenu
    [m]
    Obszar brzegowy Obszar środkowy
    od 0 do 8 Warstwa żwiru min. 7 cm Warstwa żwiru min. 5 cm
    powyżej 8 do 20 Warstwa żwiru min. 11 cm lub płyty
    betonowe 40x40x7 cm na warstwie
    drobnego żwiru gr. 3 cm
    Warstwa żwiru min. 5 cm lub płyty
    betonowe 40x40x7 cm na warstwie
    drobnego żwiru gr. 3 cm
    powyżej 20 do 100 Płyty betonowe 50x50x10 cm na
    warstwie drobnego żwiru gr. 3 cm
    Warstwa żwiru min. 5 cm lub płyty
    betonowe 50x50x7 cm na warstwie
    drobnego żwiru gr. 3 cm


    Orientacyjny ciężar balastu w zależności od wysokości budynku i obszaru dachu
    Wysokość okapu
    dachu powyżej
    poziomu terenu
    [m]
    Obciążenie [kg/m2]
    Obszar brzegowy
    Obszar środkowy
    Bez mocowania
    mechanicznego
    Z dodatkowym mocowaniem
    mechanicznym
    od 0 do 8
    120
    80
    40
    powyżej 8 do 20
    190
    130
    65
    powyżej 20
    260
    160
    80


    Przykładowe obiążenia dachu zielonego w zależności od rodzaju zazielenienia
    Rodzaj zazielenienia
    Ekstensywne
    Intensywne niskie
    Intensywne wysokie
    Wysokość roślin [cm]
    5 - 15
    20 - 50
    pow. 50
    Warstwa wegetacyjna [cm]
    5 - 16
    20 - 30
    30 - 50
    Obciążenie całkowite [kg/m2
    270
    340 - 450
    480 - 650