Badanie szczelności dachu metodami gazowymi

Gotowy dach płaski przed oddaniem do użytku zwykle poddaje się badaniu szczelności. Najczęściej wykonuje się próbę wodną. Sposób ten ma jednak
sporo wad, które uniemożliwiają jego zastosowanie w każdym przypadku.
Niedogodności te eliminuje metoda gazowa.

Metoda wodna

Spośród stosowanych obecnie metod sprawdzania szczelności dachów płaskich niewątpliwie najbardziej znaną i rozpowszechnioną, a zarazem intuicyjnie odbieraną jako najbardziej naturalną, jest metoda wodna. Polega ona na zalaniu powierzchni badanego dachu wodą o głębokości od kilku do kilkudziesięciu centymetrów, a następnie sprawdzeniu od strony stropu śladów przemakania.

Wymaga to oczywiście wcześniejszego przygotowania dachu poprzez zatkanie wszelkich spustów, przelewów itp. Metoda ta, choć pozornie prosta i tania, ma jednak wiele wad, o których firmy dekarskie dobrze wiedzą. Próba wodna pozwala ustalić, czy dach jest szczelny, poprzez ocenę wzrokową. Zacieki i plamy na stropie pod badanym dachem dają nam informację jakościową co do szczelności. Trudna jest jednak ocena ilościowa, jak i dokładana lokalizacja miejsc przenikania wody. W zależności od rodzaju konstrukcji dachu, woda, zanim pojawi się na suficie, może być akumulowana przez betonowy strop oraz izolację termiczną, co znacząco wpływa na ocenę skali problemu. W przypadku tzw. betonów szczelinowych określenie miejsca nieszczelności jest wręcz niemożliwe, gdyż woda pojawia się przy wypustach, a nie w miejscu nieszczelności. Innym klasycznym przykładem są konstrukcje hal, gdzie na blachę falistą układa się izolację z wełny mineralnej. W tym układzie, woda przedostająca się przez otwór w poszyciu może przepływać nawet kilkanaście metrów w rowkach blachy, zanim zacznie przenikać do wnętrza pomieszczeń. Równocześnie materiał termoizolacyjny ulega nasączeniu wodą, którą później oddaje miesiącami, a w przypadku wełny mineralnej zmusza wykonawcę do poniesienia ogromnych kosztów związanych z jej wymianą oraz powoduje opóźnienia inwestycji. Wiele firm zetknęło się też ze zjawiskiem „pocenia się” nowych betonowych stropów przykrytych szczelną, nie przepuszczającą pary wodnej membraną w upalne dni. Woda parująca z betonu przedostaje się do wnętrza budynku w postaci plam na suficie. Sytuacja taka powoduje zazwyczaj spór pomiędzy wykonawcą i inwestorem co do źródła pochodzenia wody. Wykonawca może oczywiście w takiej sytuacji znakować barwnikiem wodę stosowaną do próby, w celu odróżnienia jej od wody zaabsorbowanej przez beton. Rozwiązanie takie nie zawsze jednak daje oczekiwane rezultaty. Trzeba też pamiętać, że przy dużych powierzchniach, np. hale, metoda wodna jest wręcz niemożliwa do zastosowania. Nie chodzi tu tylko o olbrzymie ilości wody wymagane do próby, a co za tym idzie koszt, ale przede wszystkim o ciężar zgromadzonej do próby wody. Nawet przy niewielkich spadkach różnica głębokości wody na dużych dachach wynosiłaby kilkadziesiąt centymetrów! Dodatkowym ograniczeniem przy metodzie wodnej jest brak możliwości sprawdzenie attyk, które wystają ponad lustro wody.

Metody gazowe

Mało znaną w Polsce alternatywą dla próby wodnej są metody gazowe. Idea ich polega na wtłoczeniu pod warstwę izolacji wodnej gazu penetrującego, a następnie na detekcji ewentualnych nieszczelności, przez które wydostaje się gaz.

Łatwo zauważyć, że metoda ta umożliwia bardzo precyzyjne określenie „podejrzanych” miejsc. Ale chociaż pozornie wydaje się to proste, już sam dobór gazów stawia szereg obostrzeń. Przede wszystkim gazy nie mogą być toksyczne i szkodliwe dla środowiska. Nie mogą też stanowić zagrożenia wybuchem, ani być palne. Z punktu widzenia ich detekcji tło, jakim jest powietrze, powinno być na jak najniższym poziomie, aby nie wnosić zakłóceń do pomiarów. Równocześnie gazy te powinny mieć dużą zdolność do penetracji wszelkich nieszczelności. Na największą uwagę zasługują tu hel i niepalne mieszaniny wodorowe. Oba gazy mają najmniejsze istniejące w przyrodzie atomy, a tym samym świetnie penetrują wszelkie nieszczelności. Gazów tych praktycznie nie ma w powietrzu (poniżej 5ppm), nie są też szkodliwe dla ludzi i środowiska, są też relatywnie tanie. Niewątpliwie największym ograniczeniem w rozwoju badań metodą gazową są detektory obu gazów. Stosowanie tanich „półśrodków” w przypadku tego typu badań mija się z celem. Profesjonalne, przemysłowe urządzenia, nadające się do badań szczelnościowych na odpowiednim poziomie, to wydatek minimum kilkadziesiąt tysięcy złotych.

Oferują one jednak pomiary szczelnościowe sięgający granic tła, czyli 1 x 10^-7mbarl/s. Trzeba pamiętać, że współczynnik przeliczeniowy szczelności w metodzie nadciśnieniowej z helu na wodę wynosi ok. 1000. Oznacza to, że zbadanie szczelności helem na poziomie 1 x 10^-7mbarl/s odpowiada szczelności 1 x 10^-10mbarl/s dla wody. Dla uzmysłowienia możliwości pomiarowych omawianych urządzeń warto przytoczyć przykład cieknącego kranu, dla którego przy kapiącej co sekundę jednej kropli (34mg/s) i ciśnieniu w wody w instalacji równym 4 bary, standardowa nieszczelność helowa wynosi 4 x 10^-1mbarl/s, co jest wielkością ponad sto tysięcy razy większą od minimalnej wykrywanej przez przyrząd! Do detekcji wodoru stosuje się spektrometry masowe lub skomputeryzowane przyrządy oparte o półprzewodnikowe sensory. Również w przypadku helu stosuje się spektrometry masowe. Alternatywą są dla nich sensory wykorzystujące dyfuzję (permeację) helu przez szkło kwarcowe.

Przemysłowe urządzenia nowej generacji, oprócz doskonałej czułości, oferują wiele przydatnych i niezbędnych funkcji nieosiągalnych dla przyrządów półprofesjonalnych, np. odczyt cyfrowy nieszczelności, funkcje zerowania tła, możliwość szybkiej, automatycznej kalibracji, ustawiania progów alarmów itd. Jednak nawet zastosowanie najwyższej klasy urządzeń pomiarowych do badania szczelności dachów, nie wyeliminuje elementu ludzkiego doświadczenia. Każdy dach jest osobnym wyzwaniem dla zespołu badającego. Umiejętność doboru stężenia gazów, miejsc jego wprowadzania i sposobu analizy otrzymywanych wyników wymaga wielu lat doświadczeń. Połączenia wysokiej techniki z doświadczeniem daje rewelacyjne wyniki. Na podstawie wyników badań firmy Hector, jednej z nielicznych w Polsce stosującej omawianą metodę, skuteczność sprawdzenia szczelności zgrzewów i oznaczonych punktów sięgała blisko 100%. Sprawność tej metody zweryfikowano zarówno próbami wodnymi, jak i przez informacje uzyskiwane później od administratorów tych obiektów, na których przeprowadzono badania.

Ograniczenia metod gazowych

Czy więc metoda gazowa jest idealnym rozwiązaniem do znajdywania nieszczelności na dachach płaskich? Czy ma jakieś ograniczenia? Tak, jak to zazwyczaj w życiu bywa, nie ma idealnych rozwiązań, bez wad i ograniczeń. Podstawowym ograniczeniem metody gazowej jest jej zakres stosowania. Metoda powyższa nie nadaje się do badania szczelności wszystkich typów dachów płaskich. Warunkiem przeprowadzenia próby jest możliwość swobodnego rozprowadzenia gazu pod membranę. Tak więc trwałe przyklejenie je do podłoża (stropu) dyskwalifikuje obiekt do badania. Przed przystąpieniem do badań na tzw. dachach odwróconych wymagane jest też usunięcie izolacji termicznej, żwiru, ziemi itp., tak, by sonda pomiarowa mogła być przemieszczana bezpośrednio przy izolacji, a gaz bez utrudnień rozprowadził się pod nią. Warto w tym miejscu wspomnieć o samym procesie wprowadzania gazu pod membranę. Polega on na wykonaniu na czas badań niewielkich otworków w membranie i wprowadzeniu przez nie gazu. Rozwiązanie takie gwarantuje równomierne rozejście się gazu na całej powierzchni dachu. Alternatywą jest rozciągnięcie pod membraną cienkich, elastycznych rurek, które wpuszczone są pod membranę w jednym odpowiednio przygotowanym miejscu, a zakończenia ich znajdują się w różnych punktach dachu. Rozwiązanie takie gwarantuje równomierne rozejście się gazu, a równocześnie nie wymaga przekłuwania membrany i pozwala na wykorzystywanie powstałego systemu rozprowadzania gazu wielokrotnie. Innym dobrym rozwiązaniem jest wykonanie w odpowiednim rozmieszczeniu kominków wentylacyjnych, przez które można wtłaczać gaz. Nie jest to przedsięwzięcie kosztowne, wymagane jest jednak, aby przewidzieć je już na etapie projektowania, a następnie wykonawstwa dachu. System ten umożliwi nie tylko (na) zbadanie szczelności dachu w czasie odbioru technicznego, ale również w wypadku konieczności wykrycia przecieków powstałych po wielu latach użytkowania budynku.

Podsumowanie

W ostatnich latach stosowanie metod gazowych do badania szczelności dachów zdobywa coraz więcej zwolenników. Pomimo tego, iż niektóre firmy dekarskie, czy też inwestorzy coraz śmielej korzystają z tego rodzaju badań, trzeba się liczyć z tym, że proces zastępowania dotychczas stosowanych metod będzie długotrwały. Niewątpliwie w przyszłości wszystkie one będą się wzajemnie uzupełniały. Wiele firm już przekalkulowało, że wyższe koszty badań metodą helową, czy też wodorową per saldo jest dla nich opłacalne. Konieczność poniesienia większych nakładów finansowych kompensowana jest poprzez szybkość, dokładność oraz „czystość” nowatorskiej metody. Z drugiej strony, w wielu przypadkach stanie się ona (i już teraz niejednokrotnie jest) ostatnią deską ratunku w przypadku konieczności znalezienia uciążliwych nieszczelności, trudnych do zlokalizowania w tradycyjny sposób.