Vzdělávací centrum

Hledání střešních PVC-P fólií

Střešní hydroizolační fólie jsou jednou z variant materiálového řešení povlakových hydroizolací střech. Nejčastěji se uplatňují na objektech velkého rozsahu, obchodních, skladovacích a administrativních budovách. Rozšiřuje se ale jejich použití i na objektech menších, jako bytové a rodinné domy. Oproti hydroizolacím z asfaltových pásů, které je ve většině případů nutno provádět ve dvou vrstvách, se hydroizolační fólie provádí jen v jedné vrstvě. To je významná výhoda z pohledu pracnosti, obzvláště v současné době, kdy je nedostatek kvalifikované pracovní síly.

Ve výrobě hydroizolačních fólií se uplatňuje celá řada materiálových bází. Ne všechny jsou ale rozšířené masově. V tabulce 1 jsou uvedeny nejpoužívanější druhy hydroizolačních fólií a jejich zastoupení v objemu prodejů ve STAVEBNINÁCH DEK.

Tab. 1 - Zastoupení prodeje střešních hydroizolačních fólií v síti STAVEBNIN DEK

Vlastnosti hydroizolačních fólií

Výrobková harmonizovaná norma ČSN EN 13956 Hydroizolační pásy a fólie - Plastové a pryžové pásy a fólie pro hydroizolaci střech - Definice a charakteristiky uvádí parametry, které je třeba na hydroizolačních fóliích ověřovat v závislosti na jejich použití. Také parametry rozděluje podle důležitosti. Ale podle článku 6 kapitoly II nařízení 305/2011 evropského parlamentu a rady musí být v prohlášení o vlastnostech uvedena alespoň jedna ze základních charakteristik výrobku. Je tedy na výrobci kolik charakteristik bude v prohlášení o vlastnostech uvádět a na projektantovi či spotřebiteli, zda mu výrobcem předložené charakteristiky budou stačit pro kvalifikovaný výběr výrobku.

Laboratořemi firmy DEK prošly fólie většiny výrobců, kteří se uplatňují na evropském trhu. Kromě skutečných hodnot parametrů těchto fólií jsme mohli porovnávat rozdíly ve výčtu deklarovaných parametrů a také v úrovni náročnosti zkoušek tam, kde normy připouští více postupů. Přehled parametrů fólií udávaných výrobci je v tabulce 2. Výrobci jsou označeni písmeny A až H.

Tab. 2 - Parametry deklarované různými výrobci v prohlášení o vlastnostech pro hydroizolační fólie z PVC-P určené pro povlakové hydroizolace střech

Norma ČSN EN 13956, a nejen ta, obsahuje ustanovení, že zkoušky pro stanovení charakteristik v normě uvedených musí začít během jednoho měsíce od doručení od výrobce. Nejspíš se nepředpokládá, že by se do zkušebny vozily vzorky odjinud než od výrobce, tedy například, ze skladu zhotovitele nebo dokonce ze stavby, kde byl výrobek zabudován a kde již byl podroben působení povětrnosti. Jediné zkoumání trvanlivosti se děje prostřednictvím zkoušky chování při vystavení UV záření, zvýšené teplotě a vodě. Ve zkušební normě EN 1297 je doporučená doba expozice 5000 h. Dle výrobkové normy ČSN EN 13956 má být fólie exponována 1000 hodin. Pak se vizuálně hodnotí povrch hydroizolace (stupeň 0 - bez trhlin nebo vlasových trhlin, stupeň 1 - jemné a plošné trhliny, stupeň 2 - středně široké a středně hluboké trhliny, stupeň 3 - široké a hluboké trhliny). Někteří výrobci mají v prohlášení o vlastnostech uvedenu hodnotu ze zkoušení pro 1000 hodin a někteří pro 5000 hodin viz tabulka 2. Víme ale, že na ověření skutečné trvanlivosti ani 1000 ani 5000 hodin nestačí. Výsledky zkoušky lze tedy užít jen pro porovnání fólií mezi sebou, ne pro stanovení výsledné trvanlivosti.

Nezbývá nám, než se smířit s tím, že z výsledků zkoušek prováděných při uvedení výrobku na trh se nedozvíme nic o trvanlivosti hydroizolačních fólií ani o změnách jejich parametrů v čase. Na startovní čáře mají srovnatelné fólie zhruba stejné parametry (ne o všech se z prohlášení o vlastnostech dozvíme). V průběhu užívání se ale parametry mění, leckdy více u těch fólií, které měly počáteční hodnoty lepší.

Životnost fólií

Po letech zkoumání již víme, že všichni výrobci umí naladit receptury fólií tak, aby počáteční hodnoty vyhovovaly požadavkům nebo dosahovaly obvyklých úrovní. Ne všichni výrobci však mohou zajistit, aby si jejich výrobek udržel rozhodující parametry po očekávanou dobu životnosti. Důvodem může být nedostatečná znalost chování jednotlivých složek fólií ale také vyšší cena složek poskytujících vyšší trvanlivost fólie.

Střešní systémy lze certifikovat také podle předpisů ETA – např. kombinace hydroizolace s kotevními prvky, pro mechanicky kotvené hydroizolace. V tomto předpisu vychází ustanovení Evropského technického schválení z předpokládané životnosti stavebního výrobku 10 let (W2) za předpokladu, že jsou splněny podmínky uvedené v tomto schválení. Předpis připouští, že životnost může být vyšší dle výrobce.

Dle certifikátu BBA (tato certifikace platí pro Anglii) se odhaduje životnost fólie na základě zkoumání vzorků odebraných ze starších aplikací a vzorků nových fólií podrobených umělému stárnutí v laboratořích. Porovnávají se parametry. Například pro PVC-P fólie ALKORPLAN je uváděna životnost až 35 let za normálních provozních podmínek. Je zde samozřejmě i informace, že životnost hydroizolace v kontaktu s organickými rozpouštědly může být snížena. Většina tradičních výrobců uvádí životnost PVC-P fólií tloušťky 1,5 mm zpravidla do 20 - 25 let. Fólie FPO(TPO) a EPDM, které jsou v současné době výrobci i veřejností brány jako trvanlivější oproti fóliím PVC-P, mají paradoxně tímto dokumentem uváděnu nižší životnost. Například FPO (TPO) fólie SARNAFIL TS77 a TS77-E má uváděnu životnost 25 let. Fólie EPDM Rubbercover má uváděnu životnost 30 let.

V současné době je velkým problémem posuzování spolehlivosti a trvanlivosti hydroizolačních fólií skutečnost, že nelze dohledat na střechách před mnoha lety vyrobené fólie, které mají shodné složení s těmi, které dnes opouštějí výrobní linky. Již jsme zmiňovali, že důvodem častých změn receptur může být cenová optimalizace, tedy hledání levnějších složek receptury. Každá snaha prosadit se na trhu s levnější fólií je obvykle spojena s použitím složek, které nejsou dostatečně prověřené, a může se tedy stát, že nezaručují obvykle očekávanou životnost fólií. Nezanedbatelný je i vliv ochrany životního prostředí. Průběžně bývají vydávány zákazy používání některých látek používaných dosud například pro plastifikátory (různé druhy ftalátů), požární retardanty, přísady proti mikroorganismům, atd.). Výrobci pak musí hledat nové a nové varianty těchto látek a úřady je znovu a znovu testují z pohledu vlivu na životní prostředí a zdraví člověka. Nové receptury pak mohou vést k odlišnému chování fólií od dosavadních zvyklostí. V poslední době můžeme třeba pozorovat změny v ulpívání prachu a nečistot na nových fóliích (foto 1). Látky, které vytvářely „samočisticí efekt“ povrchu fólií byly zakázány. Výrobci se pak snaží slíbit jen nejnutnější množství parametrů. Záruky obvykle poskytují jen na vodotěsnost, naštěstí tedy na hlavní parametr fólií.

Foto 1 - Rozdílné ulpívání prachu a špinění střešních fólií stejného výrobce, přední část je dva roky stará, zadní část je stará 15 let. Po očištění fólií je barevnost totožná.

Migrace změkčovadel v PVC fóliích

Na trvanlivost fólií z měkčeného PVC má vliv i stabilita změkčovadel, tedy látek, které mají zajistit pružnost fólie. Nestabilní fólie, které přijdou postupem času o část svých změkčovadel, křehnou a jsou náchylnější na mechanické poškození např. provozem na střeše. Fólie, které přijdou o velkou část svých změkčovadel se začnou rozpadat. Mějme na paměti, že změkčovadla tvoří cca 30 % hmoty fólie, takže při jejich ztrátě fólii chybí podstatná část složek. V normě ČSN EN ISO 6427 Plasty – Stanovení látek extrahovatelných organickými rozpouštědly (konvenční metody) je uvedena metoda pro stanovení množství některých složek například změkčovadel. Je zde ale uvedeno, že metody uvedené v normě nejsou učeny pro posouzení migrace složek. Další metoda stanovující obsah ftalátů je v ČSN EN 14372 Výrobky pro péči o dítě – Příbory a nádobí pro krmení – Bezpečnostní požadavky a zkoušky v kapitole 6.3.2. Na základě těchto metod lze zjistit druh změkčovadla, jeho množství, ale ne riziko a míru jeho migrace. Migrace změkčovadel totiž není zcela závislá jen na druhu změkčovadla, ale i například na zesíťování PVC. Migrace změkčovadel ovlivňuje vlastnosti hydroizolační fólie, ale celková trvanlivost závisí na jejím celkovém složení a struktuře.

Zákazníkova volba

Z výše uvedeného plyne, že hydroizolační fólie napříč materiálovými bázemi mají rozdílné životnosti. V rámci jedné báze, například PVC ale také mohou být značné rozdíly v životnosti v důsledku použití různých, různě prověřených výrobků pro jednotlivé složky. Dospěli jsme k poznání, že v drtivé většině případů levnější fólie vydrží kratší dobu. To ale nemusí automaticky znamenat: „Nekupujte levné fólie“. Je spousta staveb, které se staví jako dočasné, na kratší dobu, nebo se jejich střechy provizorně opravují, aby fungovaly do zamýšlené přestavby či rekonstrukce za pár let. Pro ně jsou levnější fólie vhodným řešením.

Bohužel se setkáváme se střechami plánovanými na obvyklou životnost, kde investoři případně zhotovitelé přehnali svůj tlak na cenu, dohnali své dodavatele k dodání levného hydroizolačního materiálu a po krátké době zjistili, že hydroizolace neplní svou funkci. Za cenu Trabantu chtěli Mercedes. Na základě poznatků z průzkumů střech se zabudovanými fóliemi různých materiálových bází a od různých výrobců a na základě zkoušek prováděných v našich laboratořích a našem experimentálním centru doporučujeme všem, aby se drželi tradičních značek a dlouhodobě na trhu působících výrobců a nepodléhali lákadlům na krátkou dobu se objevivších cenových zázraků od výrobců, kteří právě vstoupili na český trh s hydroizolačními materiály.

Kontrola shody s údaji v prohlášeních o vlastnostech

Průběžně sledujeme parametry hydroizolačních fólií více výrobců. U fólií nesoucích naši značku kontrolujeme každou dodávku. Nezajímají nás zdaleka jen parametry uváděné ve výrobkové normě. Do srovnávacích zkoušek jsme postupně zahrnuli zkoušky zpracovatelnosti založené na posouzení svařitelnosti v různých teplotních a vlhkostních podmínkách (foto 2, 3, 4). V případě PVC fólií zjišťujeme podrobné složení a vlastnosti jednotlivých oddělených složek a hledáme vztah mezi množstvím a vlastnostmi složek a výslednými parametry fólií. Jak bylo uvedeno výše, často se nelze spolehnout na údaje v prohlášeních o vlastnostech při porovnávání výrobků mezi sebou, proto jsme zavedli i zkoušky mechanických vlastností (foto 5, 6, 7). Ukázalo se, že někteří výrobci v dokumentech deklarují parametry s větší a někteří s menší rezervou, případně někteří ani tyto parametry nesplňují (tab. 3).

Tab. 3 Porovnání parametrů deklarovaných výrobci v prohlášení o vlastnostech s námi naměřenými hodnotami

Složení hydroizolačních PVC-P fólií

Snaha co nejvíce porozumět hydroizolačním materiálům nás vedla k navázání úzké spolupráce s forenzní chemickou laboratoří, která pro nás vyvinula metodiku separace a identifikace jednotlivých složek hydroizolačních fólií z měkčeného PVC. Nyní jsme schopni zcela separovat PVC a zatřídit je podle délky řetězců. Umíme separovat změkčovadlo, určit jeho množství a přesnou specifikaci. Umíme identifikovat a kvantifikovat všechny minerály v nerozpustném zbytku. Poznáme tedy, kolik je ve fólii minerálního UV filtru a kolik požárního retardantu. Daří se identifikovat i některé modifikátory. Uvedené rozbory provádíme, je-li to třeba, na materiálu odebraném z jednotlivých vrstev. Dospěli jsme k zajímavým zjištěním. Například se zjistilo u výrobce, který produkuje zároveň bazénové fólie, že v jeho střešní fólii bylo výrazně více látek zajišťujících UV stabilitu, než bylo deklarováno. Dostaly se do střední vrstvy fólie, při jejíž výrobě se obvykle uplatňuje recyklát z předchozí výroby (ořezy okrajů apod.). Fotografie 2 a 3 byly pořízeny při jedné ze zkoušek složení fólie.

Fólie různých výrobců se svým složením liší. Procentuální podíl jednotlivých složek zjištěný na fóliích různých výrobců je uveden v tabulkách č. 3 a 4. Důležité jsou informace o složení minerálních plniv, jejichž součástí jsou zejména UV stabilizátory a také požárních retardanty. Na obsahu požárních retardantů závisí, jak se fólie chová při požárních zkouškách šíření plamene. Již jsme se setkali s výrobky, u kterých výrobce uvádí parametr BRoof(t3), ale chemickými rozbory jsme zjistili malý obsah požárních retardantů než je u fólií splňujících tento parametr obvyklé a při následných požárních zkouškách tyto výrobky nedosáhly deklarovaného parametru. Před zadáním velmi drahých požárních zkoušek se na základě chemického rozboru tedy můžeme rozhodnout, kterou fólii do konstrukce podrobené požárním zkouškám použít. V případě zjištění ošizených dodávek fólií zjednáváme u výrobců nápravu.

Foto 2 - Rozdělení střešní fólie na jednotlivé vrstvy

Foto 3 - Rozpuštěná hmota jednotlivých vrstev střešní fólie pro chemické rozbory

Tab. 3 - Obecné složení PVC-P dle údajů více výrobců

PVC – Základní složka hydroizolační fólie

Plastifikátory – Používají se kapalné složky monomerní - ftaláty (di-decyl-ftalát; di-nonyl-ftalát,…). Slouží pro zajištění pružnosti materiálu a lepší zpracovatelnosti fólie při tvarování.

Minerální plniče – Slouží jako plnivo, ale zároveň do této skupiny patří i barvivo, UV stabilizátor a požární retardanty.

Výztužná vložka – Dává fólii požadovanou tahovou pevnost nebo zajišťuje rozměrovou stálost (omezuje smrštění fólie). Druh výztužné vložky se volí podle použití a způsobu stabilizace hydroizolace. Fólie mechanicky kotvené mají obvykle polyesterovou tkaninu, fólie stabilizované přitížením bývají vyztuženy skleněnou rohoží. Fólie určená k opracování detailů je bez výztuže.

Tab. 4 - Chemické složení střešních PVC-P fólií různých výrobců stanovené metodikou navrženou ve smluvní forenzní laboratoři

Zkoušky svařitelnosti

Testujeme kvalitu svarů fólie provedených v různých podmínkách (foto 4 – 7).

Foto 4 - Zkouška svařitelnosti - správně provedený svar (při zkoušce se oddělila hmota od vložky)

Foto 5 - Zkouška svařitelnosti - špatně provedený svar (došlo k rozloupnutí spoje)

Foto 6 - Problém při svaření mokrých fólií – pórovitý svar, vyznačeno místo s boulením ve spoji při svařování

Foto 7 - Přířezy fólií po provedení zkoušek pevnosti spoje v odlupu (dle ČSN EN 12316-2) a ve smyku (dle EN 12317-2)

Mikroskopická analýza

Velmi zajímavé informace o fóliích poskytuje i pohled na řez fólií silným mikroskopem. Sledujeme, z kolika vrstev je fólie vyrobena a jak jsou tlusté (foto 8). Odhalíme póry i chybné spojení výztuže s fólií (vznikají kanálky vedoucí vodu). Mikroskopické porovnání různě starých fólií ukáže míru degradace a úbytek tloušťky vrchní vrstvy UV zářením (foto 9).

Foto 8 - Měření tlouštěk mikroskopem - dvouvrstvé (vlevo) a třívrstvé (vpravo) fólie. Zatím nebylo prokázáno, že by dvouvrstvé fólie byly lepší než třívrstvé a naopak.

Foto 9 - Měření tloušťky fólií ve spoji mikroskopem z cca 8 let staré střechy (horní fólie exponovaná + spodní fólie pod spojem) - úbytek jak celkové tloušťky tak především z vrstvy s obsahem UV filtrů.

Dlouhodobé testování hydroizolačních fólií v laboratořích a experimentálním centru DEK

Všechny fólie, které prošly zkouškami v naší laboratoři i ve smluvní chemické laboratoři jsme zabudovali do povlakové hydroizolace na experimentální budově v Brně (foto 10). Budeme porovnávat jejich chování po dlouhodobé expozici v reálných podmínkách zabudování.

Foto 10 - Aplikace fólií od různých výrobců v povlakové hydroizolaci na naší experimentální budově v Brně

Závěr:

Dle zkušeností Atelieru DEK odhadujeme životnost hydroizolačních fólií na bázi PVC-P - DEKPLAN 76 tl. 1,5 mm přibližně do 20-ti let. Fólie na bázi FPO(TPO) SARNAFIL TS 77 a MAPEPLAN TM tl. 1,5 mm přibližně do 25-30 let a EPDM fólie RubberCover a RESITRIX přibližně do 40 let. Uvedené životnosti jsou odvozeny ze zkušeností s konkrétními výrobky, nelze je obecně přiřadit ke všem výrobkům dané materiálové báze.

Je potřeba správně vybírat vhodné materiály na základě požadavku investora na životnost a spolehlivost stavby či jejích jednotlivých konstrukcí. Pokud je požadavek investora na delší životnost střechy objektu, doporučujeme volit materiály tomu odpovídající materiálovou bází, ale i na základě dlouhodobých zkušeností a referencí výrobku a neuplatňovat jen kritérium nejlevnější ceny.

Při volbě je nutné zohlednit parametry prostředí, kterému bude fólie vystavena (např. vliv emisí chemických látek ze stavby vlastní i z okolních objektů). U PVC-P fólií rozdíl ceny 10 - 15 Kč/m2 (to není tak mnoho) může znamenat až 10 - 15 let rozdílu v životnosti (a to je hodně).

Poznání o hydroizolačních fólií uplatňujeme v našich návrzích skladeb konstrukcí umístěných v každoročně vydávaném KATALOGU DEK a v elektronické STAVEBNÍ KNIHOVNĚ DEK.

Autor:
Ing. Jaroslav Nádvorník
DEK a.s.
technik pro stavební materiály, specialista pro hydroizolační fólie a vegetační střechy