Błędy wykonawcze pokrycia obiektu wielkopowierzchniowego

Rys. 1. Rzut połaci dachowej hali niskiej (w osiach 1-14) oraz hali wysokiej (w osiach 14–36) 

Wstęp
Błędy projektowe oraz wykonawcze mają decydujący wpływ na zakres występowania usterek i uszkodzeń obiektów budowlanych, zarówno budynków mieszkalnych, jak również użytkowanych jako hale produkcyjne i magazynowe [1–2]. Niezależnie od przeznaczenia budynku i sposobu jego użytkowania, sytuacja ta dotyczy zarówno elementów konstrukcyjnych, jak również wykończeniowych [3]. W przypadku pokryć dachowych, w szczególności w obiektach wielkopowierzchniowych prawdopodobieństwo wystąpienia błędów wykonawczych wzrasta, przede wszystkim ze względu na powszechnie występujące zjawisko szybkiego tempa realizacji inwestycji. Celem artykułu jest przedstawienie negatywnych skutków wadliwie przeprowadzonych prac związanych z realizacją pokrycia dachowego z zastosowaniem membrany z PVC. W artykule przedstawiono także sposób usunięcia występujących usterek pokrycia dachowego.

Dane ogólne
Budynek zaprojektowany został jako dwubryłowy magazyn z wydzieloną częścią niską oraz wysoką. W rzucie poziomym część niska miała wymiary 14,4 m (szerokość) × 7,8 (długość) m, natomiast część wysoka miała wymiary 14,4 m × 13,2 m. Sumaryczna długość budynku wynosiła 21 m (rys. 1). Układ konstrukcyjny magazynu stanowiły wielonawowe ramy ze słupami żelbetowymi, prefabrykowanymi oraz rygle w postaci kratownic stalowych. Element przekrycia magazynu, zarówno dachu niskiego, jak również wysokiego, stanowiła blacha trapezowa z warstwą ocieplenia oraz z warstwą paroizolacji poniżej izolacji termicznej z wełny mineralnej. Warstwę wierzchniego krycia stanowiła membrana PVC.

Opis usterek pokrycia dachowego
W czasie przeprowadzonych wizji lokalnych stwierdzono zaleganie wody opadowej w postaci zastoisk na powierzchni dachu niskiego oraz dachu wysokiego. Zastoiska wody były widoczne po opadach atmosferycznych (rys. 2). W czasie przeprowadzonych oględzin nie stwierdzono sfalowania membrany dachowej z PVC zarówno na powierzchni połaci dachu niskiego, jak również dachu wysokiego.

Na dachu niskim spadki połaci dachowej wykonstruowane zostały z zastosowaniem wewnętrznych kalenic w osiach A2, B2, C2, D2, E2 oraz F2 (oznaczenia przyjęto zgodnie archiwalną dokumentacją projektową oraz dokumentacją powykonawczą). Kalenice wykonane zostały w osiach pasm świetlików.

a)

b)

Rys. 2. Przykładowe zastoiska wody na połaci dachowej hali niskiej wzdłuż środka przestrzeni międzykalenicowej: a) widok, b) szczegół w zbliżeniu 

Wzdłuż przestrzeni międzykalenicowych nie zachowano jednakowego poziomu krawędzi podłużnych. Zachowany został natomiast spadek poprzeczny poszczególnych połaci dachowych, który wynosił 2% (pomiary wykonano z zastosowaniem łaty murarskiej o długości 200 cm).

Wzdłuż środka przestrzeni międzykalenicowych – wzdłuż osi B, C, D oraz E – widoczne były lokalne zastoiska wody, których przeciętna głębokość wynosiła 3 cm (maksymalna zmierzona głębokość wynosiła 5 cm). Intensyfikacja lokalnych zagłębień miała miejsce wzdłuż osi E, pomiędzy osiami 3–5, 6–7, 9–11 oraz 12–13, wzdłuż osi D, pomiędzy osiami 7–8 oraz 9–10, wzdłuż osi C, pomiędzy osiami 5–7 oraz 8–10, jak również wzdłuż osi B, pomiędzy osiami 6–8. Ponadto lokalne zagłębienia poziomu środka przestrzeni międzykalenicowych występowały w obszarze dachowych instalacji technologicznych (rys. 3). Średnia głębokość zastoisk wody wynosiła w tych miejscach 4 cm. Największe zastoiska wody utrzymywały się w obszarze instalacji w osi D, pomiędzy osiami 1–3 oraz 11–13, w osi B, pomiędzy osiami 5–6. W strefach krawędziowych połaci dachowej widoczne były wytworzone tzw. kontrspadki, dodatkowo zwiększające obszar powstających zastoisk wody. Spadki takie występowały między innymi w obszarze ograniczonym osiami C3–D1 oraz 12–14 (w bezpośrednim styku ze ścianą poniżej dachu wysokiego), osiami A–A1 oraz 6–10 (wzdłuż attyki zewnętrznej) (rys. 4a) oraz osiami A–A1 i 12–14 (w bezpośrednim styku ze ścianą poniżej dachu wysokiego) (rys. 4b).

Podobnie jak na dachu niskim, także spadki połaci dachowej dachu wysokiego wykonstruowane zostały z zastosowaniem wewnętrznych kalenic, które wykonano w osiach A2, B2, C2, D2, E2 oraz F2.

Na dachu wysokim również nie zachowano jednakowego poziomu krawędzi podłużnych – wzdłuż osi B, C, D, E oraz F widoczne były lokalne zastoiska wody o przeciętnej głębokości 1,5 cm (maksymalnie 3,5 cm).

W przypadku dachu wysokiego istotne deformacje krawędzi połaci płaszczyzny dachowej występowały w obszarze ograniczonym osiami F3–G oraz 23–27 (wzdłuż attyki zewnętrznej) (rys. 5a), jak również osiami F3–G oraz 34–36 (w obszarze otworu przelewowego połaci dachu wysokiego) (rys. 5b).

Rys. 3. Przykładowe zastoisko wody na połaci dachowej hali niskiej wzdłuż przestrzeni miedzykalenicowej w strefie posadwienia urządzeń technologogicznych 

Analiza przyczyn usterek pokrycia dachowego
Liczba i obszar zastoisk wody na dachu niskim była większa niż na wysokim.

Na dachu niskim zastoiska wody występowały:

1. wzdłuż środka przestrzeni międzykalenicowych, ze szczególnym uwzględnieniem miejsc lokalizacji dachowych urządzeń technologicznych,
2. wzdłuż fragmentu attyki zewnętrznej,
3. w narożniku styku ściany zewnętrznej części wysokiej ze ścianą podłużną części niskiej.  

Na dachu wysokim zastoiska wody występowały:

1. lokalnie wzdłuż środka przestrzeni międzykalenicowych,
2. wzdłuż fragmentu attyki zewnętrznej.

Na podstawie analizy archiwlanej dokumentacji projektowej ustalono, że układ warstw dachu niskiego przyjęty został następująco (od góry):       

• 1,2 mm membrana PVC,
• wełna mineralna 180 mm,
• folia PE 0,2 mm,
• blacha trapezowa 150 mm.

Dach wysoki posiadał ocieplenie stropodachu z warstwy wełny mineralnej o grubości 100 mm. Na etapie wykonawstwa układ warstw obu dachów zostal zachowany.

Przeprowadzona analiza statyczno–wytrzymałościowa elementów konstrukcyjnych dachu niskiego oraz wysokiego wykazała zgodność stanu zrealizowanego z wymaganiami normowymi Stanu Granicznego Nośności (SGN) oraz Stanu Granicznego Użytkowania (SGU). Również zastosowany sposób doboru łączników mocujących materiał termoizolacyjny do blachy trapezowej nie wzbudzal zastrzeżeń. 

a)

b)

Rys. 4. Zastoiska wody wzdłuż ściany zewnętrznej hali niskiej w obszarze ograniczonym osiami: a) A-A1 oraz 6-10 (wzdłuż attyki zewnętrznej), b) A-A1 oraz 12-14 (w bezpośrednim styku ze ścianą poniżej dachu wysokiego)

Przyjęty w dokumentacji spadek płaszczyzn poszczególnych fragmentów połaci dachowych wynosił 2% i była to wartość zaniżona w stosunku do zaleceń normy PN-B-02361:2010 Pochylenia połaci dachowych, które wskazują, że w przypadku pokrycia jedną warstwą folii z PVC o grubości min. 1,2 mm na podłożu z materiału termoizolacyjnego dopuszczalne pochylenie połaci dachowych wynosi od 3% do 20% i zgodnie z normą jest to pochylenie zalecane.

Należy zauważyć, że czołowi producenci membran dachowych z PVC zalecają, aby dopiero połacie dachowe pochylone pod kątem mniejszym 2% traktować jako tzw. dachy specjalne, wymagające specjalnych zabiegów związanych z zapewnieniem powierzchniowego odprowadzenia wody.

Z drugiej strony zalecenia wykonawcze producentów membran dachowych wskazują, że w przypadku pochylenia połaci pod kątem 5% (ok. 3°), gdy wewnętrzny kąt styku płaszczyzn jest mniejszy niż 174°, należy stosować dodatkową warstwę uszczelniającą wzdłuż mocowania w tzw. pachwinie.

W przypadku objętym opracowaniem sytuacja ta nie miała miejsca, więc wzdłuż styku płaszczyzn nie zastosowano dodatkowej warstwy membrany dachowej.

Na podstawie przeprowadzonych oględzin stwierdzono, że membrana  z PVC w obszarze płaszczyzn prostych dachu niskiego oraz dachu wysokiego ułożona została w sposób poprawny – brak było widocznych śladów sfalowania membrany.

a)

b)

Rys. 5. Zastoiska wody wzdłuż ściany zewnętrznej hali wysokiej w obszarze ograniczonym osiami: a) F3-G oraz 23-27 (wzdłuż attyki zewnętrznej), b) F3-G oraz 34-36 (w obszarze otworu przelewowego połaci dachu wysokiego)

Bezpośrednimi przyczynami tworzenia się zastoisk wody opadowej były błędy wykonawcze, polegające na braku zachowania właściwej jakości wykonania robót budowlanych. Skutkowało to:

1. lokalnym zaniżeniem poziomu krawędzi podłużnych środka przestrzeni międzykalnicowych – zarówno na dachu niskim, jak i wysokim (przy czym na części niższej zaniżaj było zdecydowanie więcej),
2. lokalnym wykonaniem kontrspadków zmieniających kierunek odprowadzenia wód opadowych – na obu dachach.

Zasadniczym niebezpieczeństwem związanym z tworzeniem się zastoisk wody była możliwość powstawania w okresie obniżonych temperatur soczewek lodowych, co mogłoby zagrażać bezpieczeństwu użytkowania budynku, m.in. w czasie prac związanych z obsługą techniczną obiektu, np. podczas odśnieżania lub konserwacji dachów.

Koncepcje usunięcia usterek
Ze względów ekonomicznych prace remontowe zaproponowane zostały   do przeprowadzenia w systemie etapowym [4–5]. Etap 1, przewidziany do realizacji w trybie pilnym obejmował:

1. podjęcie próby reprofilacji płaszczyzny dachu poprzez wklejenie cienkowarstwowych klinów oraz wykonanie dodatkowej warstwy pokrycia z membrany PVC,
2. ze względu na pracochłonność i konieczność zachowania dużej staranności przy realizacji prac naprawczych oraz uwzględniając znaczny koszt finansowy koniecznych robót, jak również praktyczną możliwość oceny efektu zrealizowanych prac, zaproponowano wykonanie wstępnej reprofilacji jedynie na fragmencie połaci dachowej,
3. uwzględniając zakres występujących usterek zalecono przeprowadzenie próby reprofilacji jedynie w obszarze dachu niskiego w następujących lokalizacjach:
   • dla lokalnego zaniżenia poziomu krawędzi podłużnych środka przestrzeni międzykalnicowych: zalecono reprofilację pola odgraniczonego osiami D2–E2,
   • dla lokalnego wykonania kontrspadków zmieniających kierunek odprowadzenia wód opadowych: zalecono reprofilację pola ograniczonego osiami A–A1 oraz 6–14 (wzdłuż attyki zewnętrznej do miejsca styku ze ścianą poniżej dachu wysokiego),
4. wykonanie cienkowarstwowych kli nów z polistyrenu ekstrudowanego (styroduru-XPS) i klejenie ich do istniejącej membrany dachowej przy pomocy kleju poliuretanowego, nakładając klej pod całą powierzchnią spodniej strony klina oraz na podłożu,
5. zakończenie nowowykonanej membrany dachowej wzdłuż krawędzi kalenicowych.

Etap 2, właściwy zakresowi remontu kapitalnego, przewidziany do realizacji w przypadku stwierdzenia możliwości wykonania prac remontowych Etapu 1, przewidywał wykonanie reprofilacji dachu niskiego oraz wysokiego na całej ich powierzchni, z indywidualnym doborem wielkości klinów. 

Gdyby okazało się, że prace remontowe pokrycia dachu niskiego oraz wysokiego przeprowadzone w ramach prac Etapu 1 okazały się nieskuteczne (nadal występowałoby zjawisko tworzenia się zastoisk wody), oba dachy ze względu na jakość wykonanego wcześniej pokrycia należałoby uznać za obarczone wadą trwałą, obniżającą ich wartość, jak również wartość budynku jako całości. 

Rozwiązaniem alternatywnym byłaby rozbiórka dachów do poziomu poszycia z blachy trapezowej oraz odtworzenie wyprofilowanej warstwy izolacji termicznej, warstw pośrednich oraz pokrycia z membrany z PVC.

Wnioski
Bezpośrednimi przyczynami występowania zastoisk wody były błędy wykonawcze, spowodowane brakiem zachowania właściwej jakości wykonania robót budowlanych. Polegały one na lokalnym zaniżeniu poziomu krawędzi podłużnych środka przestrzeni międzykalenicowych oraz
lokalnym wykonaniu kontrspadków, zmieniających kierunek odprowadzenia wód opadowych.
Podczas oględzin nie stwierdzono widocznych oznak zewnętrznych, świadczących o tym, że zastoiska wody opadowej tworzące się na dachu niskim i na dachu wysokim powodowały powstawanie bezpośredniego zagrożenia bezpieczeństwa konstrukcji budynków magazynowych.

Natomiast ewentualne tworzenie się soczewek lodowych w okresie obniżonych temperatur w miejscu powstających zastoisk zagrżałoby bezpieczeństwu użytkowania budynków, zwłaszcza w czasie prac związanych z obsługą techniczną obiektów.

Dach niski oraz dach wysoki ze względu na stan techniczny pokrycia nie wymagały przeprowadzenia prac zabezpieczających w trybie natychmiastowym. Konieczne było jednak podjęcie zdecydowanych działań w celu usunięcia występujących usterek, wywołujących utrudnienia i uciążliwości eksploatacyjne.

Brak podjęcia prac naprawczych mógł doprowadzić do istotnego pogorszenia warunków eksploatacyjnych, mogących stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia podczas obsługi technicznej obiektu.


Literatura:
1.    Praca zbiorowa: Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2007.
2.    Rokiel M.: Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce. Wydanie II rozszerzone. Dom Wydawniczy Meritum, 1–507, Warszawa, 2009.
3.    Markiewicz P.: Detale projektowe dla architektów. Wydawnictwo Archiplus, 1–432, Warszawa, 2009.
4.    Borodzicz M., Fiszer P., Gogol B., Wdowiak A.: Wytyczne do projektowania i wykonania dachów z izolacją przeciwwodną – wytyczne dachów płaskich. DAFA, 2009.
5.    Beinhauer P.: Katalog standardowych rozwiązań projektowych detali dla projektów budowlanych. Państwowe Wydawnictwo Techniczne, 1–340, Warszawa, 2010.


Prof. dr hab. inż. Krzysztof Wilde
Politechnika Gdańska
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Wilde Engineering Sp. z o.o.

Dr hab. inż. Maciej Niedostatkiewicz
Politechnika Gdańska
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Pracownia Projektowo-Inżynierska Maciej Niedostatkiewicz