WYMAGANIA STAWIANE WARSTWIE IZOLACJI

ZAWARTOŚĆ

• Streszczenie

• Wprowadzenie

• Zawodnośćobecnejmetodybadawczejprzyokreślaniuobciążeniapowtarzalnego

• Doświadczeniazaplikacjinadachachpłaskich

• Metodaocenywpływuoddziaływaniaobciążeńpowtarzalnych

• BadanieściskaniazobciążeniemcyklicznymdlaznakowaniaCE

• Dalszekroki

STRESZCZENIE

Dachpłaskijestczęstowystawianynadynamiczneobciążeniamechanicznenp.wpostaciruchupieszychlubmałychpojazdówporuszającychsiępodachupodczasjegobudowy,konserwacjilubczynnościzwiązanychzbieżącymutrzymaniem.Corazczęstszemontowaniesystemówsolarnychnadachachpłaskichprowadzidozwiększonegoruchupieszych,podczasgdyobciążeniewiatremdziałającenazainstalowaneelementysolarnemożetworzyćdodatkoweobciążeniamechaniczne.

Wkonsekwencji,corazwięcejuwagipoświęcasięprzypadkomwiększychodkształceńwystępującychnadachachpłaskichzpowodu

uszkodzonejizolacji.Jesttospowodowanegłówniekosztaminaprawuszkodzonychwarstwizolacjicieplnejihydroizolacjiorazzwiązanymiztymkwestiamiodpowiedzialności.

Obciążeniapowtarzalnemogąbyćprzyczynązmniejszeniawytrzymałościnaściskanieorazwiększejdeformacjiwarstwyizolacyjnej.Deklarowaniewytrzymałościnaściskaniesamegoproduktuizolacyjnegowniektórychprzypadkachmożewięcbyćniewystarczające.Jestcorazwięcejdowodówpotwierdzających,żepotrzebnajestnowaEuropejskametodabadawczadlacyklicznychobciążeńściskającychproduktówizolacyjnych.

NiniejszabroszuraprzedstawiatakąwłaśniemetodęorazokreślauproszczonebadanieobciążeńpowtarzalnychwceluznakowaniaCE.Zarównowynikidoświadczalnejakibadawczewskazują,żedeklarowanawytrzymałośćnaściskanie/naprężenieściskająceprzy2%odkształceniuwceluznakowaniaCEproduktówizolacyjnychpowinnypozwolićnabezpieczneprojektowaniedachówpłaskichnarażonychnaobciążeniapowtarzalne.

WPROWADZENIE

ZnakowanieCEjestzwiązaneztakimiwłaściwościami,jakwytrzymałośćnaściskanie/naprężenieściskająceprzy10%odkształceniu,obciążeniapunktoweczyściskaniedługoterminoweskutkującedeformacjamizwiązanymizpełzaniem.Właściwościtesąokreślaneprzydziałaniuobciążeniastatycznego.Jednakwpewnychokreślonychzastosowaniach,obciążeniadynamicznemogąbyćistotniejszedlaintegralnościizolacjicieplnej.

Obciążenia powtarzalne na dachach płaskich

Informator nr 3

1 PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 (luty 2013)

PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 2

Informator nr 3

Płaski(lubmałonachylony)dachczęstojestwystawionynadziałaniedynamicznychobciążeńmechanicznych,np.przezruchpieszychlubmałychpojazdów.Obciążeniatepowstająpodczaswznoszeniabudynkulubsąwynikiemregularnychprzeglądówikonserwacjiinstalacjiznajdującychsięnadachu.Pokilkukrotnymobciążeniu,niektóremateriałymajątendencjędoutratyswojejwytrzymałościnaściskanie,skutkującenp.głębszymodciskaniemsięśladówstópnawarstwiehydroizolacji.Możetozkoleiprowadzićdopęknięćhydroizolacjilubpenetracjipoprzezmechanicznyłącznikmocujący,oile

nacisktenbędziewjegopobliżu.Wskutektego,materiałizolacyjnyorazhydroizolacjamogązostaćpoważnieuszkodzone,comożeprowadzićdoprzeciekudachu.

Równieżcorazczęstszymontażelementówsolarnychnapłaskichdachachprowadzidozwiększonejintensywnościruchupieszychnatychdachachzarównopodczasinstalacji,jakiwcelachobsługiikonserwacjisystemu(Ilustracja 1).Coważniejsze,rzutobciążeniawiatremdziałającegowrazzciężaremnapodporypowoduje,żekonstrukcjanośna,uszczelnienieiizolacjacieplnaulegajądużymobciążeniom.Parcienapochyłepaneleodstronynawietrznejjestzmniejszone,alepostroniezawietrznejjestwiększe.Jeśliwwynikusiłssącychwiatrupanelsolarnyprzechylisię,całyciężarprzeniesiesięnakrawędźstojaka.Wprzypadkumiękkiejizolacjicieplnej,naciskkrawędzistojakamożespowodowaćuszkodzeniehydroizolacjidachu(Ilustracja 2).

Niniejszabroszurapodsumujewnioskipłynąceznastępującychdokumentów/projektów:

• BadanieprzeprowadzoneprzezAachenerInstitutefürBauschadensforschungundangewandteBauphysik(AIBau)InvestigationoftheAachenerInstitutefürBauschadensforschungundangewandteBauphysik(AIBau)[1]

• Nowametodaocenywpływuobciążeńpowtarzalnych[2]

• Badanieściskaniazobciążeniemcyklicznym[3]

Ilustracja1:Przykładuszkodzonegodachu

Ilustracja2:Naciskkrawędzispowodowanyssaniemwiatru(źródło:IVPU)

Ilustracja3:Panelesolarnenadachupłaskim(źródło:IVPU)

Informator nr 3

ZAWODNOŚĆ OBECNEJ METODY BADAWCZEJ PRZY OKREŚLANIU OBCIĄŻENIA POWTARZALNEGO

Dziś,dookreślaniazachowaniawwarunkachściskaniamateriałówizolacyjnychstosowanychwbudownictwie,stosowanajeststatycznametodabadawcza.Wytrzymałościnaściskanie/naprężenieściskającemierzonesąprzy10%odkształceniu.

Jednakże,doświadczeniezniektórychzastosowańpokazuje,iżdeklaracjewykorzystująceparametrynapodstawiestatycznejmetodybadawczejprzyograniczeniupoziomuodkształceniado10%mogąniedawaćwystarczającejinformacjiozachowaniusięproduktówstosowanychdoizolacjicieplnej,poddanychscenariuszomcyklicznegoobciążenia,któremogąwystępowaćnadachachpłaskich.Jesttoszczególnieważne,gdymamydoczynieniazpowtarzalnymruchempieszychczymałychpojazdów,związanymzbudową,obsługączymontażemstojakówdopanelisłonecznychnapłaskimdachu.

DOŚWIADCZENIA Z REALIZACJI DACHÓW PŁASKICH [1]

AachenerInstitutfürBauschadensforschungundangewandteBauphysik(AIBau)[1]informuje,żewiększeodkształceniazaobserwowanonadachachpłaskichwwynikuuszkodzeniamateriałówizolacyjnych(Ilustracja 5).Zpoczątkulogicznym

wydawałosiępowiązanieutratywytrzymałościnaściskanie(icozatymidziezwiększenieodkształcenia)pewnychnieorganicznychproduktówizolacyjnychzpenetracjąwilgoci.

Jednakże,wynikiankietyprzeprowadzonejwśródekspertówprzezinstytutwskazują,żeobciążeniepowtarzalnemożebyćbardziejproblematycznenawet,jeślimateriałizolacyjnyniejestzawilgocony.Miejscanadachu,poktórychczęstochodzonowykazująobniżonąwytrzymałośćnaściskanie.

AIBauzbadał [1],wjakichwarunkach(np.zawartośćwilgoci,czaspenetracjiwilgoci,składniektórychnieorganicznychproduktówizolacyjnych,poziomobciążenia)materiałizolacyjnyulegauszkodzeniu,wjakichwarunkachmożliwejestjegoosuszenieorazkiedymateriałizolacyjnywymagawymianyzpowoduzniszczenia.

Wwynikutegobadaniasformułowanonastępującewnioski:

• Słabośćmateriałówizolacyjnychmożewynikaćzezbytdużegoi/lubpowtarzalnegoobciążenia.

• Dopuszczalneodkształceniezastosowanychmateriałówizolacyjnychniepowinnopochodzićzestandardowegobadaniawytrzymałościnaściskanieprzy10%odkształceniu.

Ilustracja4:Wytrzymałośćnaściskanieinaprężenieściskająceprzy10%odkształceniu[4]

Ilustracja5:Pomiarodkształcenia[1]

© AIBau 2012

PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 3

Informator nr 3

METODA OCENY WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA OBCIĄŻEŃ POWTARZALNYCH [2]

Abymócprzewidziećpotencjalneuszkodzeniespowodowaneobciążeniamipowtarzalnymi,opracowanonowąmetodęsymulującąruchpieszychnadachu.Zbudowanoodpowiedniąmaszynę,zwanąmaratończykiem,którasymulujepowtarzalneprzechodzeniepodachu(stąpaniebutami)człowiekaomasie75kg,niosącegorolkęhydroizolacjiomasie25kg.Ilośćpowtarzalnychcyklówobciążeniamożebyćregulowana,symulującintensywnośćobciążeniapowtarzalnegodachu(Ilustracja 6).

DoprzeprowadzeniatestówwykorzystanostandardowąpłytęizolacyjnązPUogęstości35kg/m³wobustronnejokładziniezfoliialuminiowej50µdladachówpłaskich(PUR).Materiałzostałporównanyzinnym,powszechniestosowanymorganicznymproduktemizolacyjnym(Ins2)orazproduktemnieorganicznym(Ins3).

Zaobserwowanoznaczącezmianywwytrzymałościnaściskanie(CS)(Ilustracja 7).DlaPU,zmniejszenieCSbyłoograniczonedomniejniż20%.Dla2-giegorodzajuizolacji,redukcjaparametruCSwyniosła8%.Typ3charakteryzowałznaczniewiększyspadek.ParametrCSbyłnapoziomieok.50%po5cyklach,apo30cyklachwartośćCSbyłamniejszaniż15%.

PracatawywołałajużdyskusjęwHolandiinatematmożliwościdostosowaniaprzepisówbudowlanychpoprzezwprowadzeniebadania,którenaprawdępokazałbyzachowaniemateriałudladachuodostępiepieszych.Metoda“maratończyka”jestjednązmożliwości.

WHolandii,BDAzaproponowałponiższysystemklasyfikacji.

Klasa Ilość cykli Spełnia kryterium1)

Typ chodzenia po dachu

0 5 nie brak

1 5 tak ograniczone

2 10 tak duże

3 30 tak intensywne1)Kryterium:wytrzymałośćnaściskaniepobadaniuniegorszaniż15%poniżejwartościpoczątkowej

BADANIE ŚCISKANIA Z OBCIĄŻENIEM CYKLICZNYM DLA ZNAKOWANIA CE [3]

Sprzętbadawczyopisanywrozdziale“Metodawpływuoddziaływaniaobciążeńpowtarzalnych”reprezentujerzeczywistyscenariuszdlaizolacjizastosowanejnapłaskichdachach,alejestdośćskomplikowanydlaocenyproduktów,któremająbyćoznakowaneznakiemCE.DlategoFIW(Monachium)zostałpoproszonyoopracowaniescenariuszabadawczegodlazwykłejmaszynydozadawaniaobciążeńściskającychorazprzeprowadzenietestównaróżnychmateriałachizolacyjnych.

Ilustracja6:sprzętbadawczy„maratończyk”

Ilustracja7:utratawytrzymałościnaściskaniepobadaniu

Tabela1:SystemklasyfikacjizaproponowanyprzezBDA

PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 4

Utr

ata

CS

[%

war

tośc

i poc

zątk

owej

]

5 cykli

30 cykli

Informator nr 3

Wybranoscenariuszobciążeńz5cyklamiizwiększanymipoziomamiobciążenia:

• Czasobciążenia 1s

• Czaszwolnienia 60s

• Prędkośćprzy 180mm/minbadaniu

• Obciążenieprzy 2kPazwolnieniu

• Wielkośćpróbki 100mmx100mm

Wynikibadańwyraźniepokazująrosnącezniekształcenianieliniowepodwpływemcykliobciążeniaściskającegozezwiększanymipoziomamiobciążenia.

Zachowanieliniowegoodkształceniazaobserwowanodopoziomuobciążeniaprzy2%odkształceniu.

Wwynikubadań,FIWsformułowałanastępującewnioski[3]:

“Istniejeróżnicapomiędzyzmierzonymiwartościaminaprężeniaściskającegoprzy10%odkształceniu,arzeczywistympoddaniemdachupłaskiegoobciążeniudynamicznemu.Uzyskanozestawwynikówbadańpopoddaniudachuobciążeniomdynamicznymwedługopisanychparametrów.Wartościnaprężeniaściskającegoprzy2%odkształceniuwydająsięcałkiemdobrzepasowaćdouzyskanychpoziomówobciążeniapoczasiezwolnieniaorazpoziomuobciążeniaprzy≤2.0%odkształceniu”.

DALSZE KROKI

Powtarzalneobciążeniaściskającewystępującenadachachpłaskich,wwynikuruchupieszychlubsiłssaniawiatrunapanelesolarne,mogąwpływaćnaintegralnośćidługoterminowewłaściwościmechanicznewarstwizolacjicieplnej.Deklarowaneparametrywytrzymałościnaściskanie/naprężenieściskająceprzy10%odkształceniudlacelówznakowaniaCEproduktówdoizolacjicieplnejmogąniedawaćwystarczającejinformacjidlabezpiecznegozaprojektowaniakonstrukcjidachupłaskiego.

Wynikibadańorazanalizwskazująnapotrzebędeklarowaniazachowaniaprzycyklicznymściskaniui2%odkształceniudlaproduktówizolacyjnychwceluznakowaniaCE.Wynikibadańopisanewniniejszejbroszurzepowinnyprzyczynićsiędorozwojunowej,przystępnejeuropejskiejprocedurybadawczej,odzwierciedlającejzachowaniewwarunkachkońcowegozastosowania.

Rysunek8:OdkształceniesztywnejpiankiPUnaskutekcyklicznegonaprężeniaściskającego[4]

PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 5

Informator nr 3

PU EUROPE excellence in insulation - Informator nr 3 6

Materiały źródłowe

[1] Oswald,R.;Spilker,R.;Abel,R.;Wilmes,K.:ZustandsänderungenvonMineralwolledämmstoffeninWarmdachaufbautenbeiFlachdächerninfolgeFeuchteeintritt(Zmianywizolacjizwełnymineralnejwsystemachciepłychdachówpłaskichzewzględunainfiltracjęwody),AIBauAachenerInstitutfürBauschadensforschungundangewandteBauphysik,RaportbadawczynrF2824,IRB-Verlag,Stuttgart2012

[2] Wpływwilgocinawytrzymałośćnaściskanieorazwytrzymałośćpozwalającąnachodzeniepoizolacjidachowej,Dokumentprzedstawionyna5.GlobalnejKonferencjiws.Izolacji,Londyn,4-5Październik2010,NicoA.Hendriks,BDA

[3] Określeniezachowaniapodwpływemobciążeniacyklicznego(“przechodniość”),RaportbadawczyForschungsinstitutfürWärmeschutze.V.-München(FIW),2012

[4] IVPU-MerkblattFlachdächermitsolarthermie-oderPhotovoltaikanlagen–anforderungenandieWärmedämmung

Informacjazawartawniniejszejpublikacjijest,wedługnaszejnajlepszejwiedzy,prawdziwaidokładna,jednakwszelkiezaleceniaczysugestiezniejpłynącesąpozbawionegwarancji,gdyżwarunkizastosowaniaiskładmateriałówźródłowychpozostająpozanasząkontrolą.Cowięcej,żadnejczęścizzawartościniniejszegodokumentunienależytraktowaćjakozaleceniadostosowaniajakiegokolwiekproduktunaruszającegoistniejącepatentychroniącejakikolwiekmateriałczyjegowykorzystanie.