Dachy zielone

Dach zielony to dość specyficzny element budynku. Z konstrukcyjnego punktu widzenia pełni on tylko funkcję dachu, jednak w rzeczywistości jego rola jest znacznie szersza. Taki dach jest bowiem atrakcyjną przestrzenią, zarówno użytkową, jak i dekoracyjną, tym bardziej że możliwe jest zaprojektowanie i wykonanie dachu zielonego jako swoistego ogrodu, nawet z oczkami wodnymi i elementami małej architektury.

Fot. 1. Efekt, jaki pozwala uzyskać wykonanie dachu zielonego (fot. Bauder)
Fot. 1. Efekt, jaki pozwala uzyskać wykonanie dachu zielonego (fot. Bauder)

Wymaga to ścisłej współpracy architektów, projektantów i inwestorów, jednak końcowy efekt może być imponujący, szczególnie jeśli będzie nim przemyślana kompozycja brył budynków wtopionych i otoczonych zielenią (fot 1, 2) od góry (dach), od dołu (trawniki, zieleńce i skwery) oraz na elewacjach (tarasy), tym bardziej że nie ma uniwersalnego rozwiązania dla każdego typu dachu zielonego. Sam dobór konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego zależy przede wszystkim od rodzaju przewidywanego użytkowania, z czym ściśle wiąże się przyjęcie warstwy użytkowej oraz zazielenienia (rys 1). Dlatego jest to konstrukcja skomplikowana, wymagająca współpracy projektanta, dekarza, ogrodnika oraz doradcy technicznego producenta materiałów wchodzących w skład systemu. Bezwzględne pierwszeństwo przy projektowaniu i wykonawstwie mają wymagania sztuki budowlanej, a nie aspekty dekoracyjno-ekologiczne i wegetacyjne. Wszystkie wymogi i warunki konstrukcyjne, fizyczne, techniczne i wegetacyjne muszą być uzgodnione już na etapie projektowania. Oznacza to, że nie ma tu miejsca na niedomówienia, nierozrysowanie w projekcie detali (dylatacje, ogniomury, odprowadzenia wody) czy też zamiana systemowych materiałów na tańsze odpowiedniki. Naprawa ewentualnych przecieków wiąże się niestety z koniecznością zdejmowania warstw użytkowych i balastowych, co jest przedsięwzięciem zarówno kosztownym, jak i trudnym technicznie.

 

ar11-dachy-zielone-5 ar11-dachy-zielone-4 ar11-dachy-zielone-3

Tradycyjny (klasyczny) układ warstw dachu zielonego, rozpoczynając od góry, to:

  • warstwa wegetacyjna
  • warstwa drenująca
  • hydroizolacja
  • termoizolacja
  • paroizolacja
  • płyta konstrukcyjna.

Dla dachów w tzw. układzie odwróconym, układ warstw od góry konstrukcji przedstawia się następująco:

  • warstwa wegetacyjna
  • warstwa drenująca
  • termoizolacja
  • hydroizolacja/paroizolacja
  • płyta konstrukcyjna

Ponadto wyodrębnić jeszcze można:

  • warstwę filtracyjną,
  • warstwę ochronną,
  • warstwę chroniącą przed przenikaniem korzeni,
  • warstwę rozdzielającą.

ar11-dachy-zielone-6

Fot. 3, 4. Błędne usytuowanie wywietrzaka oraz naświetla – zbyt mała odległość od attyki. Uniemożliwia to poprawne wykonanie uszczelnienia z membrany EPDM (fot. autor)
Fot. 3, 4. Błędne usytuowanie wywietrzaka oraz naświetla – zbyt mała odległość od attyki.
Uniemożliwia to poprawne wykonanie uszczelnienia z membrany EPDM (fot. autor)

Pierwszym etapem jest wybór rodzaju zazielenienia dachu. Zazielenienie ekstensywne to rośliny o najniższych wymaganiach wegetacyjnych – mchy, rozchodniki, zioła. Dodatkowe zazielenienie możliwe jest jedynie przy pomocy donic i w zasadzie ograniczone tylko do niskich krzewów i drzewek. Zazielenienie intensywne niskie to w zasadzie byliny, trawniki i krzewy, z wyjątkiem drzew. Ładnie wygląda przy tym typie zazielenienia wkomponowanie w konstrukcję dachu oczka wodnego. Zazielenienie intensywne wysokie pozwala na wykorzystanie traw, bylin, krzewów i sporadycznie drzew, co umożliwia różnicowanie wysokości roślin i tworzenie wydzielonych oaz roślinnych.

Najprostszym przykładem warstwy wegetacyjnej może być mieszanina humusu i odpowiednich materiałów pochodzenia mineralnego np. żwiru, grysu, keramzytu, tufu wulkanicznego, dolomitu, kory czy pumeksu. Alternatywą może być stosowanie specjalnych mat i płyt wegetacyjnych, produkowanych z włókien kokosowych lub wełny mineralnej i nasyconych substratem glebowym i nasionami. Dla zazielenienia intensywnego grubość warstwy wegetacyjnej zasadniczo jest nie mniejsza niż 35 cm (a może wynosić nawet powyżej 2 m). Dla wyższych roślin może składać się z jednego lub kilku typów podłoża.

Warstwa filtracyjna jest stosowana pomiędzy warstwą wegetacyjną a warstwą drenującą, choć może być składnikiem systemowej warstwy drenażowej. Nie może ograniczać przepuszczalności wody, stanowiąc jednocześnie filtr zapobiegający wypłukiwaniu z warstwy wegetacyjnej drobnych cząstek i zamulaniu warstwy drenującej. Stosuje się tu zazwyczaj geowłókniny o gramaturze rzędu 150÷200 g/m2. Musi być biologicznie i chemicznie obojętna.

Warstwa drenująca to kolejny, bardzo istotny element konstrukcji dachu zielonego. Oprócz zdolności do odprowadzania wody, o czym mówi sama nazwa, warstwa ta powinna ponadto cechować się zdolnością do gromadzenia (akumulacji) wilgoci niezbędnej do wzrostu roślin. Dodatkową funkcją tej warstwy jest stwarzanie miejsca do penetracji korzeni. Grubość warstwy drenażowej dla zazielenienia ekstensywnego waha się przeciętnie od 6 do 10 cm, dla zazielenienia intensywnego od 10 do 30 cm i więcej. Do jej wykonania stosować można systemowe płyty i maty drenujące (kubełkowe lub pętelkowe), płyty polistyrenowe czy włókniny strukturalne (najnowsze rozwiązania warstwy drenującej spełniają jednocześnie funkcję warstwy filtracyjnej, rozdzielającej i ochronnej). W tej roli sprawdza się także keramzyt.

Należy zauważyć, że z punktu widzenia szczelności dachu zielonego najważniesze są dwie warstwy konstrukcji: hydroizolacyjna i zabezpieczająca hydroizolację przed przebiciem jej przez korzenie roślin. Jako że nie każda hydroizolacja spełnia wymogi odpowiedniej odporności na przerastanie, konieczne jest stosowanie tylko materiałów z odpowiednim atestem, a w razie wątpliwości stosowanie dodatkowej warstwy zabezpieczającej przed przerastaniem.

Warstwa hydroizolacji, choć lepiej chyba byłoby tu użyć słowa system, stosowana na dachach zielonych musi cechować się następującymi cechami: całkowitą wodoodpornością i wodoszczelnością, odpowiednią wytrzymałością na ściskanie (przy zazielenieniu intensywnym wysokim obciążenie od warstw konstrukcyjnych dachu zielonego może sięgać 9 kN/m2), odpornością na przerastanie korzeniami roślin, odpornością na substancje znajdujące się w warstwie wegetacyjnej (kwasy humusowe i związane z nimi reakcje chemiczne, nawozy, środki chwastobójcze i do oprysków) mrozoodpornością oraz odpowiednią odpornością biologiczną. Do wykonania hydroizolacji dachów zielonych stosuje się:

  • modyfikowane polimerami termozgrzewalne papy asfaltowe, układane dwuwarstwowo (dachy w układzie klasycznym i odwróconym)
  • membrany (folie z tworzyw sztucznych) np. EPDM – etylenowo- propylenowo-dienowa, PVC-P – z miękkiego polichlorku winylu zbrojonego wkładką z włókniny szklanej, EVA, TPO). Zakłady łączy się przez termozgrzewanie i klejenie (wulkanizowanie). Spotyka się także technologie łączenia z wykorzystaniem samowulkanizujących się krawędzi uszczelniających (dachy w układzie klasycznym i odwróconym). Materiały te cechują się także odpornością na przerastanie korzeni.
  • samoprzylepne membrany bitumiczne, układane dwuwarstwowo (dachy w układzie klasycznym i odwróconym)
  • modyfikowane polimerami grubowarstwowe, bitumiczne masy uszczelniające (masy KMB), z wkładką zbrojącą (dachy w układzie odwróconym), o ile takie zastosowanie dopuszcza producent.

Papy z reguły nie są odporne na przerastanie korzeni. Dlatego też jako warstwę wierzchnią hydroizolacji w systemach dachów zielonych stosuje się specjalną papę z wkładką z folii miedzianej. Alternatywnie zastosować można specjalną papę bitumiczną z dodatkiem środków chemicznych, powodujących „odpychanie” korzeni od warstwy hydroizolacji, jednak to ostatnie rozwiązanie stosuje się w przypadku zazielenienia ekstensywnego niskiego.

Powłoki hydroizolacyjne z tworzyw sztucznych układane są zazwyczaj luźno na podłożu, nie przenoszą więc naprężeń związanych z pracą części nośnej konstrukcji. Dodatkowo, ze względu na odporność na mikroorganizmy, kwasy humusowe i agresywne związki znajdujące lub dostarczane do warstwy wegetacyjnej są materiałem coraz częściej wykorzystywanym w konstrukcjach dachów zielonych. Są także jedynym materiałem pozwalającym na wykonanie dachów bezspadkowych, choć w układach odwróconych zaleca się, aby minimalny spadek (ze względu na obecność termoizolacji nad powłoką hydroizolacyjną) wynosił 1,5-2% (dla hydroizolacji z pap bitumicznych spadek musi wynosić 2-2,5%).

Fot. 5, 6. Obszar przy attyce i naświetlu nie może być przykryty zielenią.  Zdjęcie pokazuje także wyjątkową niedbałość wykonawcy.  Podłoże pod membranę EPDM musi być równe, bez kantów i wtrąceń (fot. autor
Fot. 5, 6. Obszar przy attyce i naświetlu nie może być przykryty zielenią.
Zdjęcie pokazuje także wyjątkową niedbałość wykonawcy.
Podłoże pod membranę EPDM musi być równe, bez kantów i wtrąceń (fot. autor

ar11-dachy-zielone-9Zaletą mas KMB jest bezszwowość i możliwość nakładania natryskowego, co pozwala na zaizolowanie w ciągu jednego dnia powierzchni nawet rzędu kilkuset m2. Nie wolno tu stosować powłok bez wkładek zbrojących. Nie chodzi tu o zwiększenie ich odporności mechanicznej, lecz o wymuszenie nałożenia warstwy o odpowiedniej grubości. Zastosowanie wkładki z siatki czy włókniny zbrojącej nie pozwala na pocienienie powłoki (będą wtedy widoczne oczka siatki). W literaturze polskiej podawana jest minimalna grubość wyschniętej warstwy hydroizolacji polimerowo- bitumicznej wynosząca 4 mm (bazująca prawdopodobnie na wymogach punktu 9.1 normy DIN 18195 Teil 6 – Bauwerksabdichtung, VIII.2000), jednakże zdaniem autora, chociażby ze względu na nierówność i chropowatość powierzchni należałoby mówić o minimalnej grubości wyschniętej warstwy rzędu 5–6 mm.

Dobór materiału hydroizolacyjnego musi być przemyślany. Fakt, że sam materiał jest szczelny, nie oznacza, że można z niego wykonać szczelną powłokę wodochronną. Cechą dachu zielonego jest zazwyczaj obecność dużej liczby naświetli, rur wentylacyjnych i innych elementów stojących na dachu oraz przebijających hydroizolację. Natomiast boki dachu zielonego zabezpieczone są attyką. Proszę teraz p opatrzeć n a f ot 3 , 4 . P okazują one dach z zazielenieniem ekstensywnym i izolacją z membrany EPDM. Umiejscowienie wywiewek oraz niektórych naświetli jeżeli nie uniemożliwia, to bardzo utrudnia poprawne uszczelnienie tych detali. Bezwzględnym wymogiem stawianym wykonawcy jest natomiast odpowiednie przygotowanie podłoża, odpowiednia organizacja prac oraz dbałość o detale i szczegóły. To także bardzo istotna rzecz. Czym bowiem, jeżeli nie zwykłym brakoróbstwem, można wytłumaczyć sytuację pokazaną na fot. 5, 6 ?

Dla układu odwróconego obecność roślin oraz warstwy wegetacyjnej wymusza odporność płyt termoizolacyjnych na substancje powstające na skutek cykli wegetacyjnych roślin, nawozy i inne agresywne substancje, mogące mieć kontakt z warstwą termoizolacyjną, oraz na pozostałe rodzaje korozji biologicznej. Płyty termoizolacyjne muszą ponadto cechować się stabilnością wymiarów oraz stabilnością parametrów termoizolacyjnych w skrajnych warunkach cieplno-wilgotnościowych. W tak trudnych warunkach sprawdzają się płyty z polistyrenu ekstrudowanego (XPS), które dzięki zamkniętym porom cechują się bardzo niską nasiąkliwością, odpornością na wilgoć i kwasy humusowe. Rozkład i wielość porów (drobne, zamknięte pory) nadają takiej płycie wysoką wytrzymałość mechaniczną, stabilność wymiarów i łatwość obróbki.

Rys. 2. Wpust dachowy przy zazielenieniu intensywnym umożliwiający utrzymywanie założonego poziomu wody w warstwie drenującej (rys. Bauder)
Rys. 2. Wpust dachowy przy zazielenieniu intensywnym umożliwiający
utrzymywanie założonego poziomu wody w warstwie drenującej (rys. Bauder)

Niezależnie od przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego dachu, rodzaju zazielenienia i stosowanego materiału hydroizolacyjnego i termoizolacyjnego powłoka wodochronna p owinna b yć t ak w ykonstruowana, żeby w razie nieszczelności miejsce przecieku było łatwe do zlokalizowania. Dlatego też większe połacie przedziela się szczelnymi przegrodami, pozwalającymi wyodrębnić nieszczelny obszar dachu i zlokalizować miejsce przecieku (konstrukcja dachu musi także zapewniać dostęp do każdego miejsca, w celu naprawy ewentualnego przecieku). Bezwzględnym wymogiem jest staranne wykonanie obróbek elementów dachowych. Każdy słupek, wywietrznik, komin (ale także attyka czy przyległa ściana) wymaga bardzo dokładnego i precyzyjnego obrobienia i uszczelnienia, zgodnie z wymaganiami producenta systemu dachowego i zastosowanego materiału hydroizolacyjnego. Tego typu elementy powinny być wykonane z profili zamkniętych, najlepiej okrągłych. Wykonanie szczelnej obróbki profili otwartych, ceowych czy dwuteowych, jest bardzo trudna, jeżeli nie niemożliwa. W celu zmniejszenia liczby przejść koniecznych izolacji przez warstwę hydroizolacji zalecane jest, aby wszystkie elementy przechodzące przez konstrukcję dachu zgrupować w jednym miejscu, a ich ilość zredukować do minimum. Pozwala to na uzyskanie jednorodnej powierzchni, łatwej do uszczelnienia i z zazielenieniem nie poprzerywanym warstwami ochronnymi. 

Obszary przyłączeń, zakończeń, przebić, wpustów itp. nie mogą być pokryte warstwą roślinności (rys 2, 3). Jako wierzchnią warstwę bezpośrednio przyległą do elementu stosuje się pas żwiru o uziarnieniu 16/32 mm, grubości nie mniejszej niż 10 cm i szerokości około 50 cm lub okładziny z płyt betonowych ułożone na warstwie żwiru. Ponadto obróbki elementów przechodzących przez połać dachu od strony górnych końców muszą być wodoszczelne oraz odporne zarówno na wysoką temperaturę, jak i działanie mrozu, promieniowanie UV oraz uszkodzenia mechaniczne. Takie uszczelnienie musi ponadto wychodzić minimum 15 cm powyżej wierzch warstwy wegetacyjnej (rys 4), choć ze względu na nawiewanie śniegu zalecane jest, aby wysokość ta nie była mniejsza niż 30 cm. Jeżeli na dach zielony prowadzą drzwi, możliwe jest wykonstruowanie progu drzwiowego o wysokości 5 cm, jeżeli zostanie zagwarantowany swobodny odpływ wody z pasa przydrzwiowego, w praktyce sprowadza się to do zastosowania kratki odpływowej.

Rys. 3. Jako wierzchnią warstwę bezpośrednio przyległą do elementu stosuje się pas żwiru lub okładziny z płyt betonowych ułożone na warstwie żwiru (rys. ZinCo)
Rys. 3. Jako wierzchnią warstwę bezpośrednio przyległą do
elementu stosuje się pas żwiru lub okładziny z płyt betonowych ułożone na warstwie żwiru (rys. ZinCo)

Dylatacje nie mogą być pokrywane przez warstwę wegetacyjną. Uniemożliwiałoby to możliwość kontroli i mogło prowadzić do uszkodzenia hydroizolacji. Sposób wykonstruowania i uszczelnienia dylatacji musi być całkowicie zgodny z zaleceniami producenta hydroizolacji (inny będzie w przypadku stosowania na hydroizolację pap termozgrzewalnych, inny w przypadku stosowania folii czy membran dachowych).

Korytka odwadniające i wpusty należy rozmieścić w sposób pozwalający na skuteczne odprowadzanie wody podczas obfitych opadów. Nad każdym wpustem powinna być zamontowana studzienka kontrolna umożliwiająca oczyszczenie odpływu (rys. 2). Minimalna średnica rury spustowej grawitacyjnego odwodnienia powinna wynosić 150 mm, przy ciśnieniowym systemie średnica ta może być zredukowana do 50 mm. W przypadku zazielenienia intensywnego i niskiej attyki lub znacznego zróżnicowania poziomów roślinności konieczne jest stosowanie dodatkowych żelbetowych ścianek oporowych (rys. 5).

Późniejszy brak problemów w trakcie eksploatacji mogą zapewnić:

  • prawidłowo wykonany projekt, uwzględniający specyfikę obciążeń i oddziaływań występujących na dachu zielonym, poparty także rzetelną analizą cieplno-wilgotnościową, zawierający starannie przemyślane rozwiązania konstrukcyjne i detale.
  • zastosowanie sprawdzonych, dobrej jakości materiałów, spełniających wszystkie niezbędne wymogi.
  • zgodne ze sztuką budowlaną, poprawne technicznie i staranne wykonawstwo.
  • odpowiednia późniejsza pielęgnacja i eksploatacja dachu.
Rys. 4. Hydroizolacja przy przyległej ścianie (rys. Bauder)
Rys. 4. Hydroizolacja przy przyległej ścianie (rys. Bauder)
Rys. 5. W przypadku znacznego zróżnicowania poziomów roślinności  konieczne jest stosowanie dodatkowych żelbetowych ścianek oporowych (rys. ZinCo)
Rys. 5. W przypadku znacznego zróżnicowania poziomów roślinności
konieczne jest stosowanie dodatkowych żelbetowych ścianek oporowych (rys. ZinCo)

Sytuacji nie ułatwia fakt, że nie ma jeszcze w Polsce wytycznych projektowania i wykonawstwa dachów zielonych, a tendencje minimalistyczne i skłonność do oszczędzania, w negatywnym tego słowa znaczeniu, mogą powodować, że „jedynie słusznym” kryterium będzie cena. Dostępne obecnie materiały pozwalają na odpowiednie zaprojektowanie i wykonanie trwałego dachu zielonego, a zwłaszcza niezawodnego i trwałego jego uszczelnienia, ale nigdy przy zwracaniu uwagi tylko na cenę. Z drugiej strony źle przyjęte rozwiązania konstrukcyjne, brak szczegółowych rysunków rozwiązań konstrukcyjnych i detali mogą spowodować, że dach zielony będzie zielonym tylko z nazwy. Konieczne jest dobranie systemu z materiałów sprawdzonej jakości, gwarantujących długotrwałą, bezawaryjną eksploatację, zastosowanych zgodnie ze sztuką budowlaną i wytycznymi producenta, w oparciu o przemyślane i sprawdzone rozwiązania technologiczno-materiałowe. Późniejsza naprawa uszkodzeń i przecieków jest nie tylko bardzo trudna, ale i bardzo kosztowna.

mgr inż. Maciej Rokiel
Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa

Literatura:

  1. Maciej Rokiel - Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce, wyd. II, Dom Wydawniczy Medium 2009
  2. Dachbegrünungsrichtlinie. Richtlinien für die Planung, Ausführung und Pflege von Dachbegrünungen. Forschungsanstalt Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V. (FLL), I.2002
  3. PN-EN 13707:2006+A2:2009 Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby asfaltowe na osnowie do pokryć dachowych. Definicje i właściwości
  4. PN-EN 13956:2005 Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do pokryć dachowych. Definicje i właściwości
  5. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) – erdberührte Bauteile. Deutsche Bauchemie e.V. 2010
  6. PN-EN ISO 13788:2003 Cieplno- wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku – Temperatura powierzchni wewnętrznej dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej – Metody obliczania
  7. PN-EN 13970:2006, PN-EN 13970:2006/A1:2007 Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby asfaltowe do regulacji przenikania pary wodnej - Definicje i właściwości
  8. PN-EN 13984:2006, PN-EN 13984:2006/A1:2007 Elastyczne wyroby wodochronne - Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do regulacji przenikania pary wodnej - Definicje i właściwości
  9. PN-EN 13164:2010 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie - Wyroby z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja
  10. DIN V 4108-10: 2004-06 Wärmeschutz- und Energieeinsparung in Gebäuden -Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe - Teil 10: Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe
  11. PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku - Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła - Metoda obliczania
  12. E. Neufert: „Podręcznik projektowania architektoniczno-budowlanego”, Arkady 1995
  13. Materiały firmy Bauder
  14. Materiały firmy ZinCo
  15. Materiały firmy FDT
  16. Materiały firmy Xeroflor
  17. Materiały firmy Vedag
  18. Materiały firmy Tagra-Matrix
  19. Materiały firmy Austrotherm
  20. Materiały firmy DOW
  21. Materiały marki Weber-Deitermann