Problemy krycia dachów blachą płaską cd…

W tej części podam specyfikę pokryć blachą cynkową i miedzianą oraz wyjaśnię zjawisko elektrolizy i korozji punktowej, co ma istotny wpływ na trwałość pokrycia dachu.

Łapki i żabki, oraz języki

Niezależnie od elektrolizy i korozji punktowej istotne znaczenie ma mocowanie pokrycia blachy płaskiej do desek podłoża. W zależności od tego, czy blacha jest łączona na rąbki, czy też na zwoje i zakłady, stosuje się inne akcesoria do mocowania pokrycia do podłoża. W przypadku połączeń blach na rąbki, używa się łapek do mocowania w rąbkach stojących i leżących podwójnych, a w rąbkach leżących pojedynczych stosuje się żabki. Zarówno łapki jak i żabki przybija się do deskowania połaci trzema gwoździami: dwoma od strony styku blach i jednym na końcu żabki lub łapki. Gwoździe powinny mieć wymiar 3 x 30 mm (średnica i długość). Przy deskowaniu grubości 25 mm od spodu desek wystaje jedynie spiczaste zakończenie gwoździ. Na rysunku 1 podane są wymiary łapek i żabek oraz ich zastosowanie. Jak widać, przy takim łączeniu blach i mocowaniu ich do podłoża, tylko łapki i żabki są przybijane gwoździami, natomiast sama blacha pokrycia nie jest przybijana (nie jest dziurawiona gwoździami).

Przy łączeniu blach na zwoje i zakłady do mocowania blach w zwojach stosuje się żabki o odpowiednim kształcie. Styki poziome nie wymagają żadnych złączy z wyjątkiem języków lutowanych do blachy nasuwanej od góry. Przy takim sposobie łączenia blach i mocowaniu ich do podłoża górna krawędź dolnej blachy jest przybijana gwoździami do deskowania połaci dachowych. Miejsce przybicia blachy gwoździami zostaje przykryte górną blachą nasuniętą na dolną. Norma zaleca wykonywanie zwojów zgodnie z kierunkiem najczęściej wiejących wiatrów. Zakład blach w połączeniach poziomych powinien wynosić ok. 100 mm. Dolna krawędź górnej blachy jest lekko podgięta ku dołowi w celu uzyskania styku z dolną blachą tylko krawędzią.

Pokrycie z blachy cynkowej

Na pokrycia dachowe stosuje się blachę cynkową grubości 0,5 do 0,7 mm. Blacha cynkowa w niskich temperaturach staje się stosunkowo kruchym materiałem. Dlatego też roboty blacharskie powinny być wykonywane w temperaturze powyżej 5°C. Norma (PN61/B10245) zaleca unikania bezpośredniego stykania się blach z metalami mogącymi wytworzyć ogniwo elektryczne. Przytoczona norma jest przestarzała (pochodzi sprzed 50 lat), a informacje w niej zawarte są jeszcze starsze. Trzeba więc do wytycznych normy podchodzić bardzo ostrożnie. Podana wyżej norma ostrzega przed powstaniem ogniwa elektrycznego (a właściwie galwanicznego) i w następnym zdaniu zaleca „wykonać izolację blach warstwą papy lub innym materiałem izolacyjnym”. Wielu wykonawców robót, kierując się tym zapisem, popełnia błąd w sztuce budowlanej!

A na czym to polega? Otóż przede wszystkim papę lub inny materiał izolacyjny przybija się do deskowania gwoździami z poszerzonymi główkami zwanymi papiakami. Aby nie uszkodzić papy, papiaki wbija się tak, żeby ich główki znajdowały się nad powierzchnią papy. Nieco większe dobicie papiaka powoduje uszkodzenie (przebicie) papy. Oznacza to, że blacha pokrycia nie leży na papie bezpośrednio, lecz opiera się na główkach gwoździ papowych. Co gorsza, papa likwiduje przestrzeń wentylacyjną, a jednocześnie wcale nie uszczelnia pokrycia. Papa uniemożliwia odprowadzenie na zewnątrz skondensowanej pary wodnej, a skroplona para w postaci wody będzie przeciekać przez papę podziurawioną gwoździami mocującymi łapki i żabki. Pokrycie blachą cynkową wymaga zapewnienia miejsca dla swobodnego rozszerzania się na dachu ze względu na duży współczynnik rozszerzalności cieplnej, równy 0.000030 x 1°C. Jest to wartość 2,5 razy większa niż dla blachy stalowej (ocynkowanej). Wartość ta dla stali wynosi 0,000012 x 1°C. Cynk ma niską temperaturę topliwości (419°C) i małą odporność na niskie temperatury. W temperaturach ujemnych jest kruchy i łamliwy. Blacha ta w połączeniach wymaga łagodnych zagięć, najlepiej jest więc łączyć ją na zwoje. Podłoże z desek powinno być nieco sztywniejsze, dlatego wykonuje się je z desek grubości 25 do 32 mm. Szerokość desek nie powinna być większa niż 15 cm, a odstępy między nimi 3 do 5 cm, dla umożliwienia wentylacji dolnej powierzchni blachy. Blacha musi mieć warunki dla szybkiego osuszania od spodu. W przypadku styku z innymi metalami skroplona para wodna tworzy ogniwo galwaniczne, powodując rozkład elektrolityczny blachy cynkowej.

Przy łączeniu na zwoje arkusz blachy ma z jednej strony zwój gładki, a z drugiej odgięty. Zwój gładki ma krawędź odgiętą ku górze natomiast zwój odgięty ku dołowi. Zwoje wykonuje się przy pomocy zwijarek. Mocowanie blach w zwojach do deskowania wykonuje się przy zastosowaniu łapek szerokości 30 mm. Po przybiciu górnej krawędzi dolnej blachy do deskowania, na zwój gładki, nakłada się łapki i przybija trzema gwoździami do deskowania. Następną czynnością jest nasunięcie obok blachy rąbkiem odgiętym na przymocowany łapkami rąbek gładki.

Pokrycie z blachy miedzianej

Pokrycie z blachy miedzianej jest uznawane za najtrwalsze pokrycie metalowe. Trwałość tego pokrycia określa się na min. 300 lat. Grubość blachy wynosi 0,55 do 0,6 mm, Pokrycie połaci dachowych tym materiałem musi być wykonane szczególnie starannie, zgodnie z zasadami współczesnej wiedzy technicznej i sztuki budowlanej. Przez cały okres użytkowania pokrycie nie wymaga napraw. Blacha miedziana stykająca się z jakimkolwiek innym materiałem w obecności wilgoci (np. skraplającej się pary wodnej) ulega zniszczeniu przez elektrolizę.

Arkusze blach leżące prostopadle do okapu są łączone między sobą na rąbek stojący, zaś arkusze leżące równolegle do okapu na rąbek podwójny. Konieczna jest wentylacja dolnej płaszczyzny blachy, dlatego do deskowania należy stosować deski o szerokości nie większej niż 15 cm z odstępami między nimi ok. 1 do 2 cm dla umożliwienia odprowadzenia pary wodnej skondensowanej od spodu na blasze pokrycia. Wskazane jest stosowanie gwoździ miedzianych do przybijania desek do krokwi. Mogą też być gwoździe stalowe, ale wtedy muszą być głęboko wbite w deski dla uniknięcia styku z blachą pokrycia.
Warto przypomnieć – o czym już pisałem w „Warunkach technicznych wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych” (t. 1 cz. 3) na stronie 21 podane są wykonania podkładu z desek pod pokrycie z blachy. Punkt 3 podaje błędny zapis. Brzmi on następująco: „Podkład pod pokrycie z blachy miedzianej powinien być wykonany z desek…grubość i szerokość desek, impregnacja i wilgotność, łączonych na wpust lub przylgę. W uzasadnionych przypadkach przy odpowiedniej sztywności podkładu dopuszcza się układanie desek na styk”.

Z punktu widzenia trwałości pokrycia i zjawisk, jakie mogą występować przy braku wentylowania spodniej strony pokrycia blaszanego. Powyższy zapis jest błędny. Z jego treści wynika, że autor opracowania warunków technicznych wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych obawiał się, iż cienka elastyczna blacha miedziana przy zbyt mało sztywnym podłożu może ulec uszkodzeniu. W rzeczywistości to blacha cynkowa jest krucha w niskich temperaturach i tutaj warunki techniczne dopuszczają odstęp między deskami do 4 cm (pkt. 15.3.4.2.), blacha miedziana natomiast jest bardziej odporna na pęknięcie. Poza tym generalną zasadą jest chodzenie po dachu nie po pokryciu, lecz po ławach dachowych i kominiarskich.

Elektroliza

Dla lepszego wyjaśnienia zjawiska niszczenia blachy miedzianej przez elektrolizę, która ma miejsce przy styku blachy miedzianej z innymi metalami w obecności wilgoci, należy poruszyć zagadnienia związane z ogniwami galwanicznymi. Każdy metal charakteryzuje się normalnym potencjałem elektrodowym. Zestawienie metali w/g wielkości tego potencjału nazywa się szeregiem napięciowym metali. Ponieważ nie ma metody dla określenia wielkości potencjałów oddzielnych elektrod, przyjęto określenia wartości potencjału elektrody z danego metalu w odniesieniu do wzorca, jakim jest elektroda wodorowa o potencjale równym zeru. Szereg napięciowy metali w/g wielkości potencjałów elektrolitycznych przedstawia tablica 1. Im większa jest różnica potencjałów dwóch różnych metali, tym większa jest szybkość korozji. W zasadzie potencjał metalu zanurzonego w elektrolicie zależy od stężenia roztworu, ale okazuje się, że większy wpływ posiada jednak rodzaj metalu. Jeżeli mamy ogniwo z dwóch różnych metali, to posługując się danymi z załączonej tabeli, możemy określić, który z metali ulega niszczeniu. W ogniwie cząstki metalu przemieszczają się od elektrody dodatniej (anody) do elektrody ujemnej (katody). W przypadku styku blachy miedzianej z łebkiem ocynkowanego gwoździa papowego powstaje ogniwo o różnicy potencjałów +0,35 i -0,76 co daje wartość 1,11 V.
Potencjał elektrolityczny materiałów nazywany jest też elektrolitycznym szeregiem napięciowym. Dwa metale o różnych potencjałach elektrolitycznych w obecności elektrolitu tworzą ogniwo galwaniczne, zwane ogniwem korozyjnym. W przypadku dwóch metali takich jak miedź i cynk lub miedź i żelazo w obecności wody przy powstaniu ogniwa galwanicznego prąd korozyjny przepływa od miedzianej elektrody dodatniej (anody) do cynkowej lub żelaznej elektrody ujemnej (katody). Zatem cząstki miedzi przechodzą na materiał katodowy i w tym miejscu (w miejscu styku metali) powstaje w blasze miedzianej ubytek korozyjny; popularnie mówi się, że została „wypalona dziura”. Można zatem powiedzieć: ile styków blachy miedzianej z papiakami, tyle dziur w blasze. Przy znacznej różnicy potencjałów wielkość siły elektromotorycznej ogniwa galwanicznego utworzonego z dwóch różnych metali może być duża, a więc szybkość korozji znaczna.

Korozja punktowa

W metalach występują różne typy korozji. W przypadku pokryć dachowych blachą występuje tzw. korozja punktowa. W tym przypadku powierzchnia zniszczenia jest wprawdzie bardzo niewielka i ma postać wżerów, ale jest niebezpieczna, ponieważ metal ulega niszczeniu w głąb znacznie szybciej niż przy korozji powierzchniowej. Norma PN-55/H-04608 podaje skalę odporności na korozję p. tab. 2. Miedź można zaliczyć do grupy III odporności korozyjnej jako materiał odporny – stopień 4. Dlatego też dla blachy grubości 0,6 mm trwałość korozyjna wynosi: Tr = 0,6 : 0,01 = 60 lat do 0,6 : 0,05 = 12 lat.
Tak wynika z teorii, natomiast w praktyce spotkałem się już z opinią, że nie warto pokrywać dachów blachą miedzianą ze względu na jej nietrwałość – po kilkudziesięciu latach pokrycie miedziane rzekomo wszędzie przecieka.

Rys. 2. Konstrukcja dachu nieocieplonego

Rys. 3. Konstrukcja dachu ocieplonego. Przy kalenicy musi być otwór wywiewny

Kondensacja pary wodnej w praktyce

O tym jak wygląda w praktyce zagadnienie kondensacji pary wodnej na pokryciu blaszanym dachu, mówi następujące doświadczenie. Kilkanaście lat temu byłem projektantem i kierownikiem budowy na jednej z wrocławskich budów. Wczesnym rankiem jesienią zauważyłem, że z dachu pokrytego blachą miedzianą spływa strumieniem woda z kolanka wylewowego rury spustowej (woda z dachu spływała na teren, ponieważ rury spustowe nie były jeszcze podłączone do kanalizacji). Poprzednie dni i noce były pogodne, bez jakichkolwiek opadów atmosferycznych. Po podstawieniu pod rurę spustową wiadra, okazało się, że w ciągu dwóch godzin przy wschodzącym słońcu z połaci dachu spłynęło około 3 litrów wody. To samo dzieje się na spodniej stronie blachy. Jeżeli więc blacha miedziana (a także każda inna) leży nie na deskowaniu z warstwą wentylacyjną, lecz na papie lub folii, to takiej ilości wody nie jest w stanie odparować i w rezultacie spływa po papie. W dolnej części połaci przecieka w miejscach przebicia papy gwoździami mocującymi blachę pokrycia dachowego (patrz tabela 2). Widać więc, że przy poprawnym wykonaniu pokrycia dachu blachą miedzianą, jego trwałość jest wielokrotnie większa, a samo wykonanie pokrycia znacznie tańsze. Zbędny jest zakup papy i gwoździ papowych oraz transport poziomy i pionowy tych materiałów, a także stosunkowo droga robocizna przy kryciu papą i niczym nieuzasadnione wydłużenie czasu wykonywania robót pokrywczych.

Podsumowanie

Rys. 4. Dlaczego deski należy układać stroną rdzenną do góry A – układ deskowania, B – odkształcenie skurczowe desek pod pokryciem blachą. Nie ma ostrych kantów desek, po takiej blasze można nawet ostrożnie stąpać w razie potrzeby, C – w przypadku ułożenia desek niewłaściwą stroną (odrdzenną) po skurczeniu się desek wystają krawędzie

Na koniec należy jeszcze raz podkreślić, że trwałość pokrycia blachą miedzianą zależy wyłącznie od poprawności wykonania pokrycia połaci dachowych.
Prawidłowość ta polega na:

• zastosowaniu desek na podłoże nie szerszych niż 15 cm,
• stosowaniu odstępów (wentylacyjnych) między deskami,
• głębokim dobijaniu gwoździ mocujących deski do krokwi,
• zastosowaniu przestrzeni wentylacyjnej przy strychu niezamieszkałym,
• stosowaniu otworów wentylacyjnych nawiewnych przy okapie i wywiewnych w kalenicy dla przestrzeni wentylacyjnej przy ociepleniu połaci dachowych w przypadku użytkowego wykorzystania poddasza.

Źle wykonane pokrycie dachowe z blachy miedzianej szybko ulega niszczeniu przez korozję, jeżeli dopuści się do powstania ogniwa galwanicznego na styku z papiakami ocynkowanymi, stosowanymi do przybijania papy. Błędne jest stosowanie folii lub papy na deskowaniu bezpośrednio pod blachą. Materiały te uniemożliwiają odparowanie i usuwanie wilgoci, a jednocześnie nie zabezpieczają przed przenikaniem wody powstałej z pary wodnej skroplonej na spodzie blachy, ponieważ jest ona zwykle podziurawiona gwoździami mocującymi blachę pokrycia do deskowania. Ściekająca po papie woda powoduje zawilgocenie (i gnicie) konstrukcji drewnianej dachu w jego dolnej części.

Edmund Ratajczak