Hydroizolacje z surowców odnawialnych

Dach płaski z izolacją z pap modyfikowanych

W latach 70. dobiegła era pap układanych na lepik, zastępowanych przez materiały termozgrzewalne. Modyfikowane polimerami papy zdobywały rynek dachów. Producenci dodawali do nich albo elastomery (SBS), albo plastomery (ABB), które znacznie poprawiały zakres zastosowań. Umożliwiło to zmiejszenie liczby warstw i podniosło wytrzymałość izolacji.

Grubość dachów płaskich wzrosła wskutek nowych regulacji prawnych, przede wszystkich rozporządzenia w sprawie oszczędności energii – następstwo kryzysu energetycznego z połowy lat 70. ub. w.

Klasyk – hydroizolacja z pap układanych na lepiku rozsmarowywanym szczotką

Grubość ocieplenia zaczęła więc rosnąć, ale jednocześnie spadła ilość układanych na nim warstw hydroizolacyjnych. Celem była redukcja materiałów, mniejsze zużycie ropy naftowej, mniejsze zagrożenie pożarowe, niższe koszty robocizny.

Równolegle z rozwojem hydroizolacji bitumicznych rozwijały się i coraz wyraźniej zaznaczały swą obecność rynkową hydroizolacje z tworzyw sztucznych. A surowcem do produkcji obu wspomnianych materiałów jest – w większym lub mniejszym stopniu – ropa naftowa.

Surowiec ten nie należy do samoodnawialnych i nie posiadamy go w nieskończonej ilości.

Hydroizolacyjne membrany dachowe z tworzywa sztucznego układa się jednowarstwowo, a więc szybko

Bitum + tworzywo sztuczne = membrany bitumiczno-tworzywowe?
Niedługo po podbiciu rynku przez hydroizolacyjne membrany z PVC dały o sobie znać ich wady. Ledwie w parę lat po ułożeniu pojawiły się uszkodzenia i nieszczelności izolacji. Były one spowodowane kurczeniem się, kruszeniem i małą obciążalnością membran. Starano się więc poprawić ich recepturę.
Wkrótce wielu producentów, i to zarówno pap bitumicznych, jak i membran z PVC zaprezentowało modyfikacje swoich wyrobów oraz zaproponowało zupełnie nowe produkty.

Pokrycie z membrany ECB z licznymi łatami z papy

Wielu inwestorów i wykonawców nie chciało całkowicie zrezygnować z tak sprawdzonego materiału, jakim były papy bitumiczne, lecz za to chcąc nie chcąc, pożegnali się ze skomplikowanymi i kosztownymi wariantami wykonawczymi. Jednocześnie wzrosły też wymagania wobec hydroizolacji dachowych, np. pod względem ich elastyczności, która zyskiwała na znaczeniu z powodu coraz grubszych ociepleń nawet na lekkich dachach, łatwo wpadających w drgania.

Spośród tych wynalazków wartwo wspomnieć o kilku z nich. Np. o powstaniu membran z EVA/VAE, kompatybilnych z papami bitumicznymi. To alternatywne rozwiązanie dla rozwiązań wymyślonych z powodów czysto ekonomicznych, np. PCV.

Zbliżenie powierzchni 10-letniej izolacji z EVA

Podobnie jak inne materiały, wszystkie polimerowe izolacje dachowe ulegają procesom starzeniowym, wpływającym na rozciągliwość, elastyczność, wytrzymałość na zginanie na zimno itd. Przykładowo oceniana przez mnie hydroizolacja z ECB wykazywała po kilku latach naprężenia, fałdy w okolicy zakładów, a nawet otwarte zakłady. Dach o powierzchni ok. 8 tys. m2 wymagał szybkiej naprawy zakładów i nieszczelności. Nie jest to rzadki przypadek.

Liczba warstw izolacji papowych zmniejszała się z 4 do 3, potem do 2. Dzisiaj, przy zachowaniu odpowiedniego spadku często wystarczy jedna warstwa papy (ale za to najwyższej jakości). Tak duża pewność jest możliwa dzięki dodatkom i osnowom.

Membrana z tworzywa sztucznego – naprężenia i skurcze na krawędzi połaci

Badania + doświadczenie + czas = normy?
Normy DIN, czyli specjalistyczne zalecenia często nie nadążają za aktualnym stanem techniki i nie ogarniają współczesnych, nowoczesnych produktów. Mogą nawet ograniczać ich rozwój. Jako przykład niech posłużą papy modyfikowane polimerami – od ich powstania i wejścia na rynek upłynęło niemal 20 lat, zanim powstała norma. Można to jednak wyjaśnić, jeśli drogę od pojawienia się samej koncepcji produktu do jego unormowania dokładnie się przeanalizuje z uwzględnieniem wspomnianych czynników.

Oto etapy od koncepcji do znormalizowanego wyrobu:

• zapotrzebowanie na normy, regulacje wraz z ich zalecaną realizacją, połączone ze zmieniającymi się regulacjami/ustaleniami (np. protokół z Kioto), wymaganiami użytkowników,
• producenci badają i rozwijają swoje produkty,
• powstają pierwsze prototypy, są sprawdzane w laboratoriach, porównywane z wymogami prawnymi i normami i układane na połaciach testowych,
• kontrola właściwości przez producenta, w warunkach laboratoryjnych lub na powierzchniach testowych,
• pierwsze niezbędne testy, np. pożarowe i wytrzymałościowe, studia kompatybilności z innymi wyrobami, z ociepleniami i częściami wbudowywanymi,
• producent reklamuje produkt i wprowadza go do sprzedaży,
• komisje techniczne obradują, jeśli wejście na rynek było udane,
• pojawiają się zastrzeżenia, terminy składania odwołań,
• publikacja szkicu normy, dyskusja,
• pojawia się ostateczna norma i dochodzi do przyjęcia specjalistycznych wytycznych.

Jak już wspomniałem, taki rozwój produktu może powodować, że może on być z powodzeniem długo stosowany nawet bez normy produktowej. Przykładem niech będą papy modyfikowane polimerami.
 

Uwalnianie się oleju z jednowarstwowej hydroizolacji – tego norma nie obejmuje

Poza tym przez lata na dachach płaskich stosuje się materiały, które są kontrolowane „w oparciu” o daną normę produktową.

Tak było w przypadku płynnych folii hydroizolacyjnych, których już od prawie 30 lat używa się na dachach płaskich, ale które dopiero przed kilkoma laty zostały uwzględnione w regułach wiedzy technicznej.
W sprzedaży jest wiele materiałów budowlanych, dla których (jeszcze) nie ma odpowiednich norm produktowych, ale które są zgodne ze sztuką budowlaną.

Przygrzewanie wierzchniej warstwy izolacji

Mniej oznacza więcej (szkód)?
4 warstwy, 2 warstwy, 1 warstwa – 5 mm, 4 mm, 3 mm: o ile grubość warstw membran z tworzywa sztucznego w ostatnich latach raczej rosła, to niektórzy produceni pap bitumicznych idą w odwrotną stronę i próbują „odchudzać” swoje wyroby. Jeśli jednak odejmie się dodatki, osnowę, to ile pozostanie samej masy izolacyjnej?

Tak radykalne zmiejszanie grubości grozi tym, że zbyt duży dopływ ciepła uszkodzi osnowę papy albo że wytrzymałość na obciążenia mechaniczne spadnie tak bardzo, że ograniczy funkcjonalność materiału. Dla jednowarstwowych hydroizolacji z pap bitumicznych minimalna grubość wynosi jednak nieprzekraczalne 5 mm.

Dach pokryty papą modyfikowaną SBS

Z kolei w przypadku membran z tworzyw sztucznych trend idzie w kierunku zwiększania grubości. Przed ok. 30 laty stosowano membrany PVC o grubości 0,8 mm – dzisiaj mają one grubość 1,2  mm czy wręcz 1,3 do 1,5 mm.

Odpady produkcyjne, ścinki też są ponownie wykorzystywane do wytwarzania produktów hydroizolacyjnych.

Naprawa parabolicznego dachu zaizolowanego papą modyfikowaną APP

Ropa naftowa jest wykorzystywana w produkcji materiałów ocieplających, jako surowiec do wytwarzania materiałów hydroizolacyjnych, do ogrzewania czy napędzania silników.

Ale jej zasoby są ograniczone, co wiedzą nie tylko ustawodawcy, ale i same koncerny naftowe, które szukają alternatywnych rozwiązań i prezentują nowe wynalazki. Po wariantach oszczędnościowych, jak np. auta spalające 3 l paliwa na 100 km, pojawiły się całkowicie nowe wynalazki – biodiesel, silniki na gaz ziemny, napędy elektryczne. Największe sukcesy odnotowano w dziedzinie paliw: biopaliwa można kupić na każdej stacji.

Spękana stara papa oksydowana (bez dodatku modyfikatorów)

Alternatywne materiały budowlane
W dziedzinie uszczelnień np. części budowli mających styczność z gruntem, alternatywne materiały uszczelniające, jak betony nieprzepuszczające wody są już stosowane od dawna. W ogólnie przyjętych zasadach techniki dla uszczelnień, np. w normie dla hydroizolacji budowli materiałów tych nie wspomina się – jak już powiedziałem, chodzi tu o materiały alternatywne.

Alternatywne hydroizolacje dachowe
Jeden z zachodnioeuropejskich producentów oferuje dachową termozgrzewalną membranę hydroizolacyjną produkowaną z materiałów odnawialnych, bez stosowania bitumu. Membranę można układac zarówno jako warstwę wierzchnią, jak i spodnią.

Pokrycie materiałem, który nie tylko odbija promienie słoneczne, ale jest wyprodukowany bez dodatku ropy naftowej

Producent reklamuje ów wyrób 60-letnią żywotnością, certyfikatem cradle-to-cradle¹, zmniejszeniem zapotrzebowania na energię do ogrzewania budynku z powodu wysokiej refleksyjności powierzchni oraz swoim ponad 80-letnim doświadczeniem w produkcji pap bitumicznych.

Z mojego fachowego punktu widzenia materiał taki jak opisany powyżej to krok w dobrym kierunku.

Wyeliminowana została konieczność wykorzystywania ropy naftowej, a sama norma dla materiałów hydroizolacyjnych bynajmniej nie jest gwarancją ich wytrzymałości – co twierdzę na podstawie 40 lat doświadczeń zebranych na dachach płaskich.

Wierzchnia warstwa z cienkiej papy modyfikowanej – widoczne rysy, pęknięcia

Ta alternatywna hydroizolacja, którą można układać jak zwykłą papę, pozwala na stosowanie w wielu dziedzinach, na nowych dachach i w remontach. Biała, odbijająca promieniowanie słoneczne powierzchnia to kolejne rozwiązanie sprzyjające oszczędzaniu zasobów naturalnych: dach nie nagrzewa się tak mocno, a więc i do jego chłodzenia nie potrzeba tyle energii.

Ponieważ bitum jest produktem ubocznym destylacji ropy naftowej, to spodziewane zmniejszenie wydobycia tego surowca spowoduje jednoczesny spadek ilości podstawowego materiału do wyrobu pap. Z zasobami naturalnymi oczywiścienie ma obaw o to, że ich zabraknie.

Planując zastosowanie takich materiałów alternatywnych projektant i wykonawca muszą pamiętać, że nie są one ujęte przepisami czy normami. Powodzenie inwestycji oczywiście od tego nie zależy, nawet wręcz przeciwnie: dokładne wykonawstwo, prace prowadzone pod nadzorem producenta mogą skutkować nie tylko długotrwałym efektem w postaci szczelnej hydroizolacji, ale także korzyściami w użytkowaniu oraz pozytywnym aspektem ekologicznym. W ten sposób urzeczywistnia się wizja budownictwa zrównoważonego.

Przypis:
¹ Koncepcja Cradle-To-Cradle® (od kołyski do kołyski) oznacza zamknięty obieg materiałów. Opiera się ona na przekonaniu, że ochrona środowiska może być skuteczna jedynie w przypadku, gdy produkty są opracowywane w odniesieniu do całego cyklu życia. Cradle to Cradle® nie wytwarza odpadów.
Koncepcja Cradle to Cradle® jest postrzegana jako strategia zmian na drodze do nowego systemu gospodarczego, w którym produkty są projektowane w taki sposób, aby nie musiały być regulowane.


Jürgen Lech
Certyfikowany rzeczoznawca
Essen/Idstein, Coswig
Niemcy

Zdjęcia: Jürgen Lech