Dřevostavby získávají rok od roku stále větší důležitost a popularitu v našich zemích (SK a CZ). Česká firma CLT Czechia působí na tuzemském trhu jako obchodní partner společnosti Stora Enso a distribuuje CLT masivní panely. Materiál je vhodný pro výstavbu nejen rodinných a bytových domů, ale i vícepodlažních administrativních budov a účelových objektů. CLT je v překladu do češtiny křížem lepené dřevo a vyrábí se většinou ze sušených smrkových lamel. CLT panely od firmy Stora Enso splňují přísné požadavky jakostní kvality i statické stability. Hlavní činností společnosti CLT Czechia je implementace CLT materiálu do stavebních objektů společně s možností technické podpory.
Již u nás byly realizovány první projekty plochých střech v dřevostavbách na objektech s větší plochou. Avšak je dobré podívat se na tuto problematiku k našim blízkým západním sousedům, kde zkušenosti a nepřerušená technická praxe, ale hlavně schopnost poučit se z vlastních chyb, daly vznik bezproblémovým detailům i celému technickému konceptu řešení. Tak mohly vznikat projekty dřevostaveb s plochou střechou nejen v oblasti výstavby rodinných domů, ale i v oblasti občanské výstavby a dokonce průmyslu. Cílem tohoto článku je vysvětlení si pravidel technické praxe a způsobů návrhu pro bezpečnou dvojplášťovou plochou střechu s provětrávanou mezerou s ohledem a doporučeními na technickou praxi a standardy v krajinách D-A-CH a na základě slovenských pravidel a STN. Zkratka D-A-CH znamená D - Deutschland (Německo), A - Austria (Rakousko), CH - Confœderatio Helvetica (Švýcarsko).
Rostoucí popularita dřevostaveb v D-A-CH zemích
V sousedních západních zemích s dlouholetou tradicí v oboru dřevostaveb, jako je Rakousko, byl podíl dřevostaveb v občanské bytové výstavbě v roce 2018 23 % (zdroj ProHolz Austria, 2018) a podíl ve výstavbě bytových domů 11 % (zdroj ProHolz Austria, 2018), přičemž v posledních letech tato čísla ještě více rostla. Na největším evropském stavebním trhu - v Německu - tvoří dřevostavby 20,4 % ze všech 129 363 povolených staveb (20,4 % = 27 554 povolených domů v roce 2021, zdroj: Holzbau Deutschland, 2023).
Ale hlavně v hospodářsky silných spolkových zemích tvořil podíl dřevostaveb vysoké konkrétní hodnoty:
- V roce 2021 až 34,3 % v Bádensku-Württembersku
- 25,1 % v Bavorsku
- V Hesensku 27,3 % (zdroj: Holzbau Deutschland, 2023)
Tento trend jednoznačně potvrzuje i to, že dřevo je v těchto vyspělých zemích plnohodnotným stavebním materiálem a tento vztah k dřevu a dřevěným materiálům potvrzuje dřevo jako hlavní konstrukční prvek při budování prakticky jakékoli běžné stavby. Hlavní je spojení německé systematiky a preciznosti v podobě platných pravidel pro kvalitní plánování a realizaci dřevostaveb (ve smyslu norem DIN a směrnic svazů a výrobců).
Čtěte také: Jak realizovat extenzivní zelenou střechu
S ubývající pracovní silou narůstá význam automatizace a tvorba detailů ve výrobním procesu - tvorba detailů na výrobní lince. Dosahuje se tím navíc minimalizování množství chyb při montáži systémem „per partes“, tj. po jednotlivých malých částech. Tím, že výroba probíhá mimo stavbu na výrobní lince, se redukuje i riziko atmosférických vlivů a zanesení vlhkosti do konstrukce. Vzhledem k těmto požadavkům byla v 90. letech 20. století vynalezena technologie CLT (cross laminated timber), tj. křížem lepeného dřeva. CLT materiál upravovaný na moderních CNC obráběcích strojích a výrobních linkách totiž nabízí velkou škálu výrobků a aplikací při různých detailech. Technologie CLT se stále doplňuje o nové části a komponenty, které pomáhají vylepšovat jeho akustické a statické vlastnosti (beton), ale nabízí i úplně nové modality, které se v konvenčních postupech nevyužívaly.
Difúzně otevřená plochá střecha s provětrávanou mezerou
Nedílnou součástí dnešních standardních moderních dřevostaveb, ale i těch modulových, je architektonicky populární plochá střecha. Při současných moderních dřevostavbách je nejvíce používaný typ I.
Rychlost výstavby moderních masivních a modulárních dřevostaveb bez přítomnosti efektivní ochrany dřevěné konstrukce během fáze výstavby (definuje ČSN 731702 a cituje taktéž DIN 68800 část 2 z roku 2022) zvyšuje riziko pronikání vlhkosti atmosférickými vlivy. Kromě počasí hraje roli taktéž nedodržování technologické disciplíny na stavbě. Pomyslným pojistným faktorem může být volba difúzně otevřené konstrukce ploché střechy se separátní provětrávanou mezerou ve spojení s prefabrikovanými prvky. Tento druh konstrukce díky své skladbě představuje větší bezpečnost při výskytu kondenzátu, ale i vniklé vlhkosti v důsledku netěsnosti obálky budovy. Díky své difúzní otevřenosti dochází k lepšímu a rychlejšímu vysychání v letních periodách. Během dekád používání této konstrukce došlo k osvědčení skladby této skladby a dostalo tuto konstrukci do normy DIN 4108 část 3 (2018) a DIN 68800 48 část 2 (2022), (DIN 4108 část 3 odpovídá naší STN 730540 část 2). DIN 4108 část 3 tuto konstrukci označuje jako „nachweisfreie Konstruktion“ tj. konstrukce bez dodatečného ověřování.
Zajištění funkčnosti provětrávané mezery
Pro bezpečné fungování konstrukce ploché střechy s provětrávanou separátní mezerou je důležitá plně funkční provětrávaná mezera. Norma ČSN 731901 část 2 a pravidla CSS definují zcela správně její minimální bezpečnou výšku, ale nehovoří se o jejím tvaru a podobě nasávacího a výstupního otvoru. Dále ale definuje minimální plochu přivětrávacích otvorů. Zde by měl být ale zohledněn faktor redukce a tvaru provětrávané mřížky. Německá norma DIN 68800 část 2 (2022) připouští maximální délku provětrávané mezery 15 metrů a vstupní a výstupní otvor musí být umístěn viditelně proti sobě. Navíc, aby byla zaručena funkční termika, musí být minimální sklon ploché střechy ≥ 3°. Při návrhu takové konstrukce ploché střechy by měl být zohledněn převládající směr větru, tj. na návětrné straně by měly být umístěny nasávací otvory.
Nejznámější provedení konstrukce ploché střechy s nosnou konstrukcí z dřeva s provětrávanou mezerou je varianta s rámovou nosnou konstrukcí. Kdy na interiérové straně je umístěna parobrzda (parozábrana) Sd ≥ 2 m podle DIN 4108 část 3 a DIN 68800 část 2), potom nosná trámová konstrukce (KVH) vyplněná difúzně otevřenou tepelnou izolací (minerální vlna, dřevovláknitá foukaná tepelná izolace, celulóza atd.). Nad nosnou konstrukcí je umístěno dřevěné deskové bednění z dřeva se šířkou max b = 160 mm, zakryté difúzně otevřenou pojistnou střešní hydroizolací určenou pro vodotěsné podstřeší podle pravidel ZVDH třídy 1 (dle ÖN B 4119 - kdy jednotlivé přesahy jsou vodotěsně spojeny teplovzdušným svařováním popř. jinou technikou stanovenou výrobcem, jiným prostředkem. Normou ÖN B 4119 je stanovena minimální šířka svaru teplovzdušnou technologií na min. šířku 40 mm a pokud se jedná o robotické svařování, tak je minimální šířka 20 mm. Podle pravidel ZVDH zde platí provedení spojů a napojení pojistné střešní hydroizolace tak jako pro třídu 1 (ZVDH), tj. vodotěsné podstřeší, a musí být difúzně otevřená a její Sd musí být ≤ 0,3 m. Provedení provětrávané mezery, tj. její dimenze, navržené ve smyslu DIN 68800 (max. délka 15 m, min. výška 50 mm), nebo podle pravidel ZVDH. Ve smyslu pravidel CSS a ČSN 731901 část 2 je min. výška provětrávané mezery 100 mm). Nosná spádová konstrukce z dřeva (GK0) provětrávaná mezera do délky max. 15 metrů.
Čtěte také: Skladba vegetační střechy
V našem blízkém zahraničí je tato konstrukce také často využívána a jako příklad může sloužit oceněná budova komunitního centra v městečku St. Gerold v Rakousku (spolková země Vorarlberg), která je umístěna v alpském terénu v nadmořské výšce 887 m n.m., tj. sněhové zatížení 4,81 kN/m2 podle ÖN B EN 1991-1-3 (Dlubal.com). Tato stavba byla postavena v roce 2009 a slouží bezpečně i v těchto extrémních alpských podmínkách dodnes.
V předchozích kapitolách byla zmíněna i informace o narůstajících počtech projektů z CLT, kde je z velké míry kladen požadavek na rychlost a vysoký stupeň prefabrikace. Panely CLT musí být chráněny nejen během své životnosti, ale už i během fáze výstavby. Jako vhodný prvek pro efektivní ochranu CLT panelů během fáze výstavby vyvinula firma SIGA Cover AG produkt Wetguard 200 SA, jedná se o celoplošně lepivou parobrzdu s hodnotou Sd = 3,5 m, která díky své robustnosti a spolehlivé hydroizolační funkci chrání stavbu proti atmosférickým vlivům počasí. SIGA Wetguard díky své výborné UV stabilitě dokáže chránit stavbu až 3 měsíce proti atmosférickým vlivům a zároveň může sloužit jako efektivní vzduchotěsná rovina v konstrukcích dřevostaveb. Stavebně-konstrukční ochranu v podobě celoplošně lepivé parobrzdy SIGA Wetguard lze aplikovat přímo na stavbě, nebo taktéž přímo ve výrobě, kdy je zajištěna ochrana už i během transportu, skladování na stavbě, ale hlavně při finální montáži a průběhu stavebních prací. Díky své skladbě je zabráněno kapilárnímu efektu v případě průniku vody do ochranné horní vrstvy, jelikož je impregnována kvalitním lepidlem.
Tak jako u CLT panelů, tj. masivních dřevostaveb, je požadavkem u pojistné střešní hydroizolace, aby došlo k její aplikaci v co nejrychlejším čase a byla by tím zároveň nejlépe chráněna nosná konstrukce z dřeva a i tepelná izolace. Pro střechy s nízkým sklonem a i ploché střechy (sklon střešní roviny ≥ 3°) je odpovědí na tyto požadavky výroba „prefabrikované“ pojistné střešní hydroizolace na míru a podle požadavků projektu. Pro šikmé střechy s požadavkem dešti odolného podstřeší a vodotěsného podstřeší a ploché střechy se separátní provětrávanou mezerou speciálně v alpských podmínkách firma SIGA Cover AG otestovala a doporučuje produkt SIGA Majcoat 350 - třívrstvá pojistná střešní hydroizolace tvořená vysoce pevnou speciální polyesterovou textilií s oboustrannou polyuretanovou difúzně otevřenou vrstvou, která chrání funkční vrstvu a umožňuje teplovzdušné svařování. Prefabrikace podle projektů zákazníka zaručuje vysokou kvalitu svaru podle požadavků norem a pro zákazníka tak šetří čas a snižuje riziko zatékání do konstrukce během fáze vytváření spojů. Hotový produkt je tedy možné dodat na stavbu a bezpečně aplikovat.
Konstrukce ploché střechy z dřeva se separátní provětrávanou mezerou s nosným CLT a konfekčně vyrobená pojistná střešní hydroizolace s roboticky svařovanými spoji nabízí aplikaci v co nejrychlejším čase, a tím i nejefektivnější ochranu nosné konstrukce z dřeva a tepelné izolace. Pro další hodnocení této konstrukce podle numerické simulace dle DIN EN 15026 byla vybrána resp. navržena tato konstrukce. Výše popsaná skladba byla už v roce 2014 uvedena i v publikaci TU ve Štýrském Hradci (TU Graz) „Timber in town“, zabývající se konstrukcemi masivních dřevostaveb, jako budoucí systém pro efektivní bytovou a rezidenční výstavbu. V této publikaci byla uveřejněna podobná skladba. I když DIN 4108-3 a DIN 68800 hodnotí tuto skladbu jako difúzně otevřenou a skladba spadá do tzv. bezpečných konstrukcí „nachweisfreie Konstruktionen“, byla tato konstrukce zhodnocena podle EN 15026 programem WUFI pro časové období 6 let, a to i pro variantu s vyšší vlhkostí panelů CLT kryté produktem SIGA Wetguard 200 SA, to vše je definováno okrajovými podmínkami typu: plochá střecha z panelu CLT; FV panely (80 % plochy ploché střechy), sklon 3°, orientace sever, klima Holzkirchen, DE (680 m n.m.), EN ISO 13788, stanovená netěsnost obálky budovy.
Doporučení pro bezpečné konstrukce plochých střech
Konstrukce ploché střechy se díky nepodařeným developerským projektům vyskytují bohužel v té nejrizikovější skladbě, tj. s rámovou konstrukcí bez spádové tepelné izolace nad rámovou konstrukcí. Tento negativní vývoj způsobuje negativní odezvu u laické i odborné veřejnosti, protože tyto konstrukce a jejich poruchy poškodily jméno celé skupině plochých střech z dřeva a v dřevostavbách. Proto je nutné poukázat na příklady dobré praxe na západ od našich hranic, kde se tyto konstrukce vyskytují běžně a bez jakýchkoli problémů. V tomto článku byla okrajově zmíněna konstrukce sice ne tak populární, ale zato bezpečná. Chtěli jsme tímto podpořit tyto konstrukce na slovenských stavbách za předpokladu, že budou v budoucnu implementována všechna praktická doporučení podle standardů zemí D-A-CH.
Čtěte také: Skladba extenzivní zelené střechy: Průvodce
A taktéž pokud bude v budoucnu spojena technologie CLT s prefabrikovanou pojistnou střešní hydroizolací, tak i navzdory malé nevýhodě v podobě větší robustnosti této konstrukce, a tedy i ceny, může být v budoucnu zajímavá vzhledem k minimalistickým trendům v moderní architektuře. Článek byl původně publikován ve sborníku Cechu strechárov Slovenska.