Usuwanie niedoskonałości projektowych pokrycia dachowego poprzez poprawną realizację

Fot. 1. Pokrycie z dachówki ceramicznej karpiówki układanej podwójnie (w koronkę): a) widok połaci dachowej wzdłuż okapu, b) szczegół mocowania haka do montażu płotków przeciwśniegowych 

Wstęp
Błędy projektowe oraz wykonawcze wpływają bezpośrednio na bezpieczeństwo konstrukcji i bezpieczeństwo użytkowania obiektów budowlanych, w szczególności budynków mieszkalnych. Doświadczenia z realizacji inżynierskich potwierdzają jednoznacznie, że rzetelność opracowanej dokumentacji projektowej ma kolosalny wpływ zarówno na szybkość realizacji robót budowlanych, jak również na późniejszą usterkowość obiektów w okresie eksploatcji [5]. Sytuacja ta dotyczy w szczególności jednorodzinnych budynków mieszkalnych, w przypadku których dokumentacja projektowa bardzo często ogranicza się do projektu budowlanego o minimalnym zakresie wymaganym przepisami szczegółowymi, umożliwiającym uzyskanie decyzji administracyjnej w postaci pozwolenia na budowę. W przypadku takich budynków do rzadkości należy opracowywanie projektów wykonawczych obejmujących detale architektoniczne, w tym elementów dachu oraz pokrycia dachowego [2], [6–7], [16]. Sytuacja ta przyczynia się do występowania licznych niedociągnięć lub wręcz błędów realizacyjnych, prowadzących w konsekwencji do powstawania uciążliwości eksploatacyjnych, przechodzących bardzo często w destrukcję elementów zarówno wykończeniowych, jak i konstrukcyjnych [8–13]. Usuwanie takich błędów i niedoskonałości po rozpoczęciu użytkowania budynku, dachów, w szczególności pokryć dachowych powoduje powstawanie istotnych utrudnień, a ponadto jest nad wyraz kosztowne [1], [3–4], [14–15], [17].

Celem artykułu jest przedstawienie potencjalnego wpływu występujących w dokumentacji projektowej braków w zakresie rozwiązań technicznych pokrycia dachowego na możliwość powstania potencjalnych utrudnień eksploatacyjnych. W artykule opisano zaproponowany sposób usunięcia występujących niedoskonałości projektowych.

Dane ogólne
Budynek zrealizowany został w technologii tradycyjnej. W rzucie poziomym zbliżony był do litery T, z przybudówką w postaci wiatrołapu (werandy) od strony frontowej, 1-kondygnacyjny, z poddaszem użytkowym, nie podpiwniczony. W zakresie konstrukcji tzw. stanu surowego realizacja budynku prowadzona była w pełnej zgodności z rozwiązaniami zamieszczonymi w projekcie budowlanym. Konstrukcja dachu drewnianego stromego typu płatwiowo-kleszczowego, z drewna klasy C24, również wykonana została w sposób zgodny z opracowanym projektem (murłaty: 12 x 12 cm, słupki: 14 x 14 cm, płatew pośrednia: 16 x 20 cm, miecze: 12 x 12 cm, kleszcze: 2 x 4, 5 x 12 cm, krokwie: 8 x 18 cm, krokwie koszowe: 12 x 20 cm). Przed rozpoczęciem realizacji pokrycia dachowego u wykonawcy pojawiły się wątpliwości co do metodologii montażu dachówki oraz sposobu wykonania elementów galanterii dachowej.

Rozwiązania projektowe pokrycia dachowego
Mocowanie dachówek
W projekcie budowlanym na rysunku połaci dachowej nie zamieszczono jakichkolwiek wskazówek dotyczących sposobu mocowania dachówek. Określono jedynie, że pokrycia ma zostać wykonane z ceramicznej dachówki karpiówki układanej podwójnie, czyli w koronkę. Nie zamieszczono szczegółowych zaleceń dotyczących sposobu mocowania pokrycia dachowego wzdłuż okapu oraz wokół trzonów kominowych. W opisie technicznym nie zamieszczono również adnotacji na temat ilości oraz rodzaju wkrętów albo tzw. spinek burzowych, koniecznych do zastosowania do montażu dachówek. Ponadto w projekcie budowalnym nie zamieszczono adnotacji na temat konieczności zastosowania wzdłuż okapu listwy wentylacyjnej, tzw. wróblówki.

Montaż płotków przeciwśniegowych
Ani w rysunkach, ani w opisie technicznym projektu budowlanego nie zamieszczono wskazówek dotyczących montażu płotków przeciwśniegowych.

Wentylacja przestrzeni poddachówkowej w strefie koszy
Zarówno na rysunkach, jak też w opisie technicznym projektu budowlanego nie zamieszczono jakichkolwiek uwag dotyczących konieczności wykonania wentylacji przestrzeni poddachówkowej w zlewniach dachowych, w obszarze koszy.

Odprowadzenie wody opadowej sprzed trzonu kominowego
Projekt budowlany, zarówno w części rysunkowej, jak też w opisie technicznym nie obejmował zagadnienia wykonstruowania sposobu odprowadzenia wody opadowej sprzed trzonu kominowego usytuowanego prostopadle do spadku połaci dachowej.

Elementy komunikacji dachowej
W projekcie budowlanym w żadnej formie nie zamieszczono wskazówek dotyczących sposobu montażu elementów komunikacji dachowej: systemowych stopni dachowych oraz ław kominiarskich.

Łączenie połaci dachowych o różnych rodzaju pokrycia
Projekt budowlany przewidywał przenikanie się dachu drewnianego stromego krytego dachówką ceramiczną nad bryłą główną z dachem drewnianym płaskim, krytym papą termorzewalną. Ani na rysunkach, ani w opisie technicznym projektu budowlanego nie zamieszczono jakichkolwiek uwag dotyczących sposobu połączenia tych połaci dachowych.

Analiza stanu zrealizowanego pokrycia dachowego w aspekcie niedociągnięć projektowych
Zastosowane rozwiązania techniczne pokrycia dachowego wprowadzone zostały przed rozpoczęciem realizacji pokrycia z dachówki ceramicznej. Dzięki temu nie zachodziła konieczność demontażu wcześniej zrealizowanych elementów pokrycia dachowego. Zastosowane rozwiązania nie spowodowały zmiany układu statycznego konstrukcji dachu drewnianego stromego, nie wiązały się też z koniecznością wzmacniania elementów konstrukcyjnych dachu stromego i innych elementów konstrukcyjnych budynku.

Mocowanie dachówek
Zgodnie z obowiązującymi zasadami wiedzy technicznej dachówki powinny być mocowane gwoźdźmi lub spinkami burzowymi do łat drewnianych i powinny być zagęszczone w strefach narożnych, okapowych oraz przy kominach. Zalecenia te znajdują się m.in. w nie obowiązującej już obecnie, ale nadal powszechnie stosowanej w praktyce inżynierskiej normie PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem.

Fot. 2. Otwory do wentylacji przestrzeni poddachówkowej w obszarze krokwi koszowej

Na etapie realizacji pokrycia dachowego sposób mocowania dachówek poddany został analizie z uwzględnieniem wymagań zamieszczonych w Instrukcji montażu dachówek betonowych uznanego producenta. Zastosowanie Instrukcji… było działaniem jak najbardziej poprawnym, ponieważ występuje pełna analogia co do zaleceń sposobu montażu dachówek betonowych i dachówek ceramicznych jako pokrycia dachu stromego. Obowiązkowy zakres montażu dachówek, zgodnie z zaleceniami Instrukcji… obejmował montaż łaczników mechnicznych:

• wzdłuż kalenicy budynku w 2 rzędach poziomych,
• wzdłuż okapu budynku w 2 rzędach poziomych,
• wzdłuż ścian szczytowych w 2 kolumnach pionowych,
• wzdłuż koszy dachowych docięte dachówki,
• wokół wyłazu dachowego docięte dachówki,
• wokół trzonów kominowych.

Opcjonalnie Instrukcja… zalecała również montaż przy dachówek na powierzchni połaci dachowej pomocy łączników, w rzędach poziomych co 5 dachówkę.

Należy jednak zauważyć, że podane w Instrukcji… zalecenie dotyczące dodatkowego mocowania wszystkich dachówek na połaci dachowej odnosiło się do lokalizacji budynków na terenach narażonych na podwyższone lub impulsowe występowanie porywów wiatru.
 

Fot. 3. Odbój przed trzonem kominowym zapewniający odprowadzenie wody odpadowej

Omawiany budynek zlokalizowany był w tzw. strefie wiatrowej IIa (przybrzeżny pas lądu o szerokości ok. 2 km) (wg PN-77/B-02011), dla której wartość charakterystyczna ciśnienia prędkości wiatru wynosi 450 Pa. Wartość ta stanowi ok. 80% wartości ciśnienia prędkości wiatru równego 550 Pa, obowiązującego w strefie IIb, czyli bezpośrednio w pasie nadmorskim oraz jest zdecydowanie mniejsza od wartości przyjmowanej dla strefy III, dla której wartość ciśnienia prędkości wiatru ustala się indywidualnie. Wartość ta jest jednak wyraźnie większa od wartości przyjmowanej dla strefy II, dla której wartość charakterystyczna ciśnienia prędkości wiatru wynosi 350 Pa.

Biorąc pod uwagę usytuowanie budynku oraz kształt połaci dachowej sprzyjający powstawaniu wirów, w konsekwencji czego mogłoby nastąpić podrywanie elementów pokrycia dachowego (tzw. mechnizm ścieżki wirowej von Karmana), podjęto decyzję o mocowaniu każdej z dachówek wkrętami do drewna, ze szczególnym uwzględnieniem dachówek docinanych w obszarze koszy dachowych.

Montaż płotków przeciwśniegowych
Na etapie realizacji pokrycia dachowego zdecydowano o montażu płotków przeciwśniegowych wzdłuż wszystkich okapów budynku. Przewidziano również montaż płotków nad oknem połaciowym.

Położenie płotków na wysokości połaci dachowych dostosowano do rozstawu łat drewnianych do montażu dachówek, tak aby nie zachodziła konieczność montaż łat dodatkowych, umożliwiających zamocowanie uchwytów płotków przeciwśniegowych. Uchwyty do montażu płotków przeciwśniegowych zamontowane zostały pomiędzy poszczególnymi dachówkami, które zostały odpowiednio docięte piłą diamentową. Zrezygnowano z rozwiązania alternatywnego, czyli frezowania poszczególnych dachówek ceramicznych od spodu w celu uzyskania jednolitej płaszczyzny w miejscu mocowania uchwytów płotków przeciwśniegowych. Podcinanie dachówek sprzyja ich pękaniu zarówno podczas typowej eksploatacji (zalegania śniegu na dachu), jak również podczas chodzenia po dachu w ramach prac związanych z konserwacją pokrycia dachowego.

a)

b)

Fot. 4. Elementy komunikacji na połaci dachowej: a) stopnie dachowe, b) ława kominiarska

Wentylacja przestrzeni poddachówkowej w strefie koszy
Ze względu na utrudniony przepływ powietrza w obszarze koszy dachowych, podjęto decyzję o zastosowaniu rozwiązań wspomagających laminarny ruch powietrza pomiędzy warstwą izolacji termicznej z wełny mineralnej a deskowaniem. W strefie koszy, w każdym polu pomiędzy krokwiami, w odległości ok. 15 cm od linii spływu wykono po 2 otwory poziome o średnicy ?8 cm, w rozstawie osiowym ok. 16 cm. Podczas wykonywania otworów uwzględniono obecność elementów ołacenia po zewnętrznej stronie deskowania, a położenie otworów przyjęto w taki sposób, aby nie przesłaniały ich zarówno kontrłaty, jak również łaty dachowe. Od strony zewnętrznej otwory zabezpieczone zostały systemową obróbką blacharską, które wysokość została tak dobrana, że była niższa niż sumaryczna wysokość kontrłaty i łaty dachowej. Dzięki zastosowanemu rozwiązaniu powietrze nawiewane przez listwę wentylacyjną, tzw. wróblówkę, przedostawało się do przestrzeni pomiędzy wełną mineralną a deskowaniem, a wywiewane było w kalenicy – w następstwie zastosowanego rozwiązania wełna ulegała samoosuszeniu w przypadku ewentualnych mikroprzcieków i nieszczelności, a wentylowana szczelina powietrzna o szerokości 5 cm stanowiła, zgodnie z zasadami fizyki budowli, dodatkową warstwę termoizolacyjną.

Odprowadzenie wody opadowej sprzed trzonu kominowego
W celu odprowadzenia wody opadowej sprzed trzonu kominowego usytuowanego prostopadle do spadku połaci dachowej w przestrzeni pomiędzy kalenicą wykonstruowano odbój, tzw. kozubek. Ze względu na rodzaj pokrycia dachowego brak było możliwości jego wykonania z tego samego materiału co pokrycia dachowe, jak ma to miejsce w przypadku pokrycia z papy termozgzewalnej. Kozubek wykono z blachy stalowej powlekanej – takiej samej, z której wykonano opierzenia trzonów kominowych oraz obróbki blacharskie wzdłuż okapów. Odbój ułożony został na podłożu wyprofilowanym z płyty OSB-IV, poszczególne elementy blaszane odboju połączono ze sobą na rąbek stojący.

Elementy komunikacji dachowej
Wzdłuż linii kosza dachowego zamontowano stopnie kominowe w rozstawie umożliwiającym naprzemienne wspinanie się w kierunku kalenicy. Przed trzonami kominowymi usytuowanymi wzdłuż kalenicy zamontowano ławę kominiarską o długości 4 m. Ława wykonana została z dwóch elementów o długości 2 m każdy. Podczas montażu ławy szczególną uwagę zwrócono na usytuowanie punktów podparcia, tak aby każdy z elementów pracował w schemacie belki swobodnie podpartej, a nie w schemacie belki swobodnie podpartej ze wspornikowym przewieszeniem krawędzi bocznych. W okresie użytkowania budynku, wskutek chodzenia po połaci dachowej sytuacja taka powodować mogłaby wyrywanie elementów kotwiących z deskowania, pękanie dachówek oraz w konsekwencji rozszczelnienie pokrycia dachowego.

a)

b)

Fot. 5. Połączenie płaszczyzny dachu stromego z połacią dachową nad wiatrołapem: a) obróbka blacharska, b) zakończenie pokrycia papowego wzdłuż kalenicy wiatrołapu  

Łączenie różnych rodzajów pokrycia
Pokrycie dachu stromego bryły głównej budynku zrealizowane zostało z ceramicznej dachówki karpiówki ułożnej w koronkę. Kąt nachylenia tych połaci dachowch wynosił 41°. Dach nad wiatrołapem (werandą) wykonstruowano jako drewniany płaski o nachyleniu 7°. Rodzaj zastosowanego pokrycia dachowego spełniał wymagania normy PN-B-02361:2010 Nachylenia połaci dachowych, zgodnie z którą pokrycie z dachówki karpiówki układanej pojedynczo (w łuskę) jest możliwe dla kąta nachylenia połaci dachowej od 39° do 50°. Zrealizowny kąt nachylenia (41°) zawierał się w wartościach granicznych. Należy tutaj zauważyć, że norma określa parametry dla pojedynczego krycia dachówką karpiówką, a w rzeczywistości zastosowano krycie podwójne, które jest bardziej szczelne. Warunki normowe zostały więc spełnione.

W przypadku przekrycia wiatrołapu nie było możliwości zastosowania dachówki ceramicznej jako pokrycia dachowego (7° <<  39°), dlatego na etapie projektowania wstępnego zdecydowano się na pokrycie z papy termozgrzewalnej, dla której zalecany zakres stosowania wynosi od 0,5° do 21°. Na etapie realizacji wbudowano warstwę z papy zgrzewalnej podkładowej wysokomodyfikowanej SBS-em do mocowania mechanicznego oraz warstwę wierzchniego z papy zgrzewalnej wierzchniego krycia wysokomodyfikowanej SBS-em na dachy o wszelkich podłożach. Warstwę papy podkładowej wyprowadzono na wysokość ok. 50 cm powyżej okapu dachu stromego, natomiast warstwę wierzchniego krycia zakończono obróbką blacharską wyprofilowaną w kształcie rąbka stojącego, uniemożliwiającego podpływanie wód opadowych pod pokrycie z dachówki ceramiczej.

Wpływ zrealizowanych rozwiązań na eksploatację połaci dachowej
Opisane powyżej rozwiązania techniczne w zakresie sposobu wykonania pokrycia dachowego nie miały jakiegokolwiek wpływu na stan techniczny konstrukcji drewnianego dachu stromego. Pozostały również bez wpływu na bezpieczeństwu konstrukcji analizowanego jednorodzinnego budynku mieszkalnego jako całości. Zdaniem Autora miały jednak istotny wpływ na bezpieczeństwo użytkowania budynku – dotyczy to w szczególności przyjętego sposobu mocowania drobnowymiarowych elementów pokrycia dachowego. Bardzo istotny jest również fakt zamontowania płotków przeciwśniegowych jako elementu przeciwdziałającego workom śnieżnym, zsuwającym się po połaci dachowej. Ponadto przyjęte rozwiązania ułatwiły prowadzenie czynności związanych z obsługą techniczną (OT) obiektu – dotyczy to głównie montażu elementów komunikacji na połaci dachowej.

Osobnym zagadnienieniem jest zakres i rzetelność opracowanej dokumentacji projektowej, na podstawie której realizowany był budynek mieszkalny – w tym także pokrycie dachowe. Projektant opracował jedynie projekt budowlany, zakres jego działań nie obejmował realizacji projektu wykonawczego. Należy tutaj zaznaczyć, że nie posiadający doświadczenia w realizacji inwestycji mieszkaniowych inwestor nie wiedział o konieczności uszczegółowienia projektu budowlanego, uznając, że przekazane przez projektanta opracowania jest kompletne. Podobnie jak wielu innych inwestorów, utożsamiał on projekt wykonawczy z wizualizacjami wnętrza budynku, istotnymi przy prowadzeniu prac aranżacyjnych wnętrz poszczególnych pomieszczeń.

Zdaniem autora w opracowaniu, jakim jest projekt budowlany, bezwzględnie powinny znaleźć się adnotacje umieszczone na rysunkach (rzucie połaci dachowej albo na przekrojach poprzecznych), odnoszące się do szczegółów realizacji pokrycia dachowego. Rozwiązaniem możliwym byłoby również zamieszczenie wskazówek dotyczących sposobu wykonania pokrycia jako elementu opisu technicznego.

Jednocześnie praktyka codzienna pokazuje, że projekty nawet niewielkich obiektów, na etapie realizacji projektu wstępnego na zlecenie inwestora powinny być poddawane ocenie (audytowi) przez niezależnego projektanta. W przypadku budynków mieszkalnych audytor powinien specjalizować się w obiektach budownictwa ogólnego. Takie działania pozwoliłyby ograniczyć ilość błędów i niedociągnięć w dokumentacji projektowej, będących następstwem nieświadomej (wskutek przeoczenia lub braku odpwiedniej wiedzy) lub wręcz świadomej i wyrachowanej (co jest szczególnie bulwersujące, bo związane jest z uproszczeniem zakresu i zawartości projektu z uwagi na chęć obniżenia kosztów prac projektowych) działalności projektanta, autora dokumentacji projektowej.

Wnioski
Nieodskonałości dokumentacji projektowej w postaci braku uszczegółowienia rozwiązań technicznych pokrycia dachowego mogły doprowadzić do realizacji tego elementu budynku jako obarczonego licznymi błędami. Docelowe usuwanie błędów realizacji pokrycia mogło potencjalnie generować znaczące nakłady finansowe oraz powodować powstawanie utrudnień eksploatacyjnych. Dzięki współpracy oraz doświadczeniu wykonawcy oraz kierownika budowy udało się uniknąć realizacji pokrycia dachowego obarczonego błędami, polegającymi m.in. na niedostatecznym mocowaniu dachówek, braku wentylacji przestrzeni poddachówkowej w strefie koszy oraz braku odprowadzenia wody opadowej sprzed trzonów kominowych.


Literatura
[1]  Baranowski W.: Zużycie obiektów budowlanych. Wydawnictwo Warszawskiego Centrum Postępu Techniczno-Organizacyjnego Budownictwa, Ośrodek Szkolenia WACETOB sp. z o.o., Warszawa, 2000.
[2]  Beinhauer P.: Katalog standardowych rozwiązań projektowych detali dla projektów budowlanych. Państwowe Wydawnictwo Techniczne, Warszawa, 2010.
[3]  Dziadosz A., Kapliński O., Rejment M.: Łączne koszty budynku w cyklu życia inwestycji budowlanej. Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz, 127–134, 2015.
[4]  Gajzler M., Puklińska M., Dziadosz A.: Wpływ rozwiązań projektowych na wielkość kosztów w cyklu życia inwestycji budowlanej. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 13, 123–130, 2012.
[5]  Kazimierak A., Niedostatkiewicz M.: Prace remontowe przyczyną potencjalnych utrudnień eksploatacyjnych. Dachy, 1, 32–38, Warszawa, 2017.
[6]  Markiewicz P.: Detale projektowe dla architektów. Wydawnictwo Archiplus, Warszawa, 2009.
[7]  Neuhaus H.: Budownictwo drewniane. Polskie Wydawnictwo Techniczne, Warszawa, 2008.
[8]  Niedostatkiewicz M.: Błędy realizacji dachu stromego w aspekcie eksploatacji – część I. Dachy, 2, 22–30, Warszawa, 2015.
[9]  Niedostatkiewicz M.: Błędy realizacji dachu stromego w aspekcie eksploatacji – część II. Dachy, 3, 13–20. Warszawa, 2015.
[10]  Niedostatkiewicz M.: Błędy realizacji pokrycia dachu stromego. Dachy, 4, 12–16, Warszawa, 2015.
[11]  Niedostatkiewicz M.: Dachy stropodachy tarasy. Remonty i wzmacnianie. Wydawnictwo Difin i Miler, Warszawa, 2016.
[12]  Niedostatkiewicz M., Majewski T.: Kształt dachu przyczyną usterek wilgotnościowych. Dachy, 5, 19–25, Warszawa, 2013.
[13]  Niedostatkiewicz M., Majewski T.: Sposób eksploatacji oraz zakres remontu przyczynami usterek dachu drewnianego. Dachy, 9, 24–29, Warszawa, 2013.
[14]  Praca zbiorowa: Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2007.
[15]  Rudziński L.: Konstrukcje drewniane. Naprawy, wzmocnienia, przykłady obliczeń. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce, 2010.
[16]  Schunck E., Barthel R., Kießl K.: Atlas dachów-dachy spadziste. Wydawnictwo MDM sp. z o.o., Warszawa, 2005.
[17]  Substyk M.: Utrzymanie i kontrola okresowa obiektów budowlanych. Wydawnictwo ODDK, Warszawa, 2012.


dr hab. inż. Maciej Niedostatkiewicz
Politechnika Gdańska
Wydział Inżynierii Lądowej
i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Pracownia Projektowo-Inżynierska Maciej Niedostatkiewicz