Starzenie się membran dachowych. Norma nie uwzględnia jednego ważnego czynnika

Dekarze zauważają, że niektóre membrany, choć zostały wyprodukowane zgodnie z normą EN 13589-1, to już po kilku latach ulegają uszkodzeniu. Problem może być o tyle zaskakujący, że norma ta uwzględnia odporność produktów na starzenie. Okazuje się jednak, że nie bierze pod uwagę w wystarczającym stopniu jednego, kluczowego czynnika – ruchu powietrza.

Do głównych zjawisk szkodzących membranom dachowym zalicza się temperaturę i promieniowanie UV. Niestety okazało się, że część membran mimo odporności na ten pierwszy czynnik oraz szybkiego zasłonięcia pokryciem dachowym, a więc krótkiej ekspozycji na UV – i tak ulegała degradacji po kilku latach. Co zatem miało na nie tak szkodliwy wpływ?

Przeprowadziliśmy obserwacje, z których wynikało, że jednym z powodów szybkiej degradacji membran jest ruch powietrza pod pokryciem dachowym. To zjawisko, które przyśpiesza utlenianie się polimerów zawartych w produkcie. Intensywność tego procesu zależy od prędkości przepływu powietrza. Niestety symulacja starzenia określona przez normę EN 13859-1 nie uwzględnia w wystarczającym stopniu badania produktów w tym kontekście. Tym samym obowiązująca norma nie pozwala na określenie w pełni rzeczywistych parametrów produktu – wyjaśnia Piotr Pytel, doradca techniczny firmy Dorken Delta.

Co się dzieje pod pokryciem dachowym?

Zaobserwowano, że wraz z padaniem promieni słonecznych na powierzchnię dachu, prędkość ruchu powietrza pod jego pokryciem zwiększała się nawet do 1 m/s. W tym wypadku zjawiskiem wyjaśniającym tę prędkość może być termiczny ruch powietrza. Okazuje się jednak, że również w dni pochmurne prędkość pod pokryciem rośnie w stopniu porównywalnym. Wówczas odpowiedzialnym za to jest wiatr. Powietrze wtłaczane jest do otworu w okapie i, wypływając w kalenicy, powoduje efekt kominowy pomiędzy membraną dachową a twardym pokryciem.

Do poprawnego zasymulowania starzenia i uwzględnienia tych zjawisk niezbędne było poddanie membrany działaniu podwyższonej temperatury 70 st. C wraz z jednoczesnym wystawieniem jej na przepływ powietrza. Komercyjne piece do starzenia pozwalają na osiągnięcie maksymalnej prędkości przepływu powietrza o wartości 0,3 m/s, dlatego zasymulowanie okresu 25 lat na dachu wymagałoby aż 8 lat badań w takim urządzeniu. To zdecydowanie za długo, więc należało znaleźć sposób na przyśpieszenie procesu.

We współpracy z wiodącym producentem pieców przemysłowych zbudowaliśmy w Niemczech urządzenie pozwalające na osiągnięcie średniej prędkości przepływu powietrza wynoszącej 5 m/s. Dzięki niemu możliwe jest postarzanie membran przez zasymulowanie w krótkim czasie procesów zachodzących na dachu w trakcie wielu lat. Próbkę dostępnego na rynku produktu, który tracił wodoszczelność po trzech latach w warunkach praktycznych, umieszczono w urządzeniu i poddano badaniu. Wyniki pokazały, że wraz ze zwiększaniem prędkości przepływu powietrza membrana ulegała szybszej degradacji – tłumaczy Piotr Pytel z Dorken Delta.

Wytrzymałość membrany przez lata

Wodoszczelność jest kluczową cechą produktu, dlatego uszkodzenia membrany mierzono za pomocą słupa wody. Im szybciej poruszało się powietrze, tym szybciej wybrana próbka ulegała degradacji, a tym samym stawała się coraz bardziej podatna na ciśnienie wody. Membrana badana w warunkach, gdzie praktycznie nie występował ruch powietrza (znikoma prędkość przepływu powietrza wynosząca <0,05 m/s – zgodna z normą EN 13589-1) po 70 tygodniach przyśpieszonego starzenia traciła swoją pierwotną wodoszczelność, a po dwóch latach starzenia uległa zniszczeniu. Gdyby była zamontowana na dachu, to jej okres eksploatacji wyniósłby jedynie 3 lata. W przypadku przyśpieszonego starzenia przy ruchu powietrza wynoszącym 0,3 m/s jakość produktu zaczynała się obniżać po 6 miesiącach, co prowadziło do utraty wodoszczelności po upływie roku symulacji.

Membrana, która ulegała uszkodzeniu w czasie praktycznego użytkowania po trzech latach, w trakcie badania w piecu przy przepływie powietrza wynoszącym 5 m/s traciła na jakości już po 6-8 tygodniach starzenia. Ile w takim razie powinno trwać badanie membran, które pozwoli stwierdzić, że produkt będzie służył na dachu przez długie lata? Tutaj warto zastosować zasadę trzech. Trzy lata starzenia w trakcie normalnego użytkowania odpowiadają od 6 do 8 tygodni sztucznego starzenia. W takim wypadku produkt, który powinien zapewniać bezpieczeństwo na 25 lat powinien być testowany przez 64 tygodnie.

Badanie wpływu ruchu powietrza na długotrwałą odporność membran jest już wykonywane przez niezależne instytuty badawcze. Mamy nadzieję, że analiza wpływu ruchu powietrza na membrany stanie się nowym standardem wśród producentów, a z czasem zostanie wprowadzona do normy EN 13589-1 jako część dotychczasowego badania trwałości po sztucznym starzeniu. Już teraz na rynku dostępne są produkty, przy których produkcji uwzględniono wyniki badań dotyczących ruchu powietrza  – mówi Piotr Pytel z Dorken Delta.

***

Dorken Delta jest liderem w zakresie innowacyjnych produktów i rozwiązań systemowych najwyższej jakości dla dachów skośnych oraz płaskich, aranżowanych także jako dachy zielone. Specjalizuje się w obszarze membran dachowych i elewacyjnych, a także kompleksowych akcesoriów. To przedsiębiorstwo rodzinne ze 125-letnią tradycją. Obecnie działa na skalę  międzynarodową, posiadając oddziały w 11 krajach oraz licznych przedstawicieli handlowych. Na polskim rynku Dorken obecny jest od 1992 roku. Jest najchętniej wybieranym partnerem wśród sprzedawców detalicznych, handlowców, architektów i wykonawców w zakresie realizacji dachów skośnych i zielonych. Wyróżnikami Dorken Delta są innowacyjność, jakość i troska o środowisko.

Odsłony: 45