Parotěsné zábrany tvoří nedílnou součást správně navržené skladby střechy nebo obvodového pláště. Jejich úkolem je zabránit prostupu vodní páry z interiéru do vrstev tepelné izolace, kde by mohla kondenzovat a poškodit konstrukci. Klíčem k funkčnosti parotěsné vrstvy je její vzduchotěsné provedení.
Typy parotěsných zábran a jejich použití
Fólie PK-BAR® představují tradiční, vysoce spolehlivé řešení s dlouholetou praxí v českém stavebnictví. Jsou vyrobeny z pevné vícevrstvé PE fólie vyztužené mřížkou a díky vysoké parotěsnosti poskytují účinnou ochranu tepelné izolace.
Řada SOLID SD představuje moderní generaci parotěsných a parobrzdných zábran z vícevrstvých, stabilních materiálů s vysokou pevností. Podle funkce rozlišujeme tři základní typy fólií:
- Parobrzdy (sd < 100 m): Pro vlhkostně nenáročné prostory, umožňují vyrovnaný odvod vlhkosti.
- Parotěsné zábrany (sd > 100 m): Pro domy, koupelny a vlhčí prostředí, poskytují maximální ochranu před prostupem vodních par.
Použití asfaltových pásů jako parotěsných zábran
Hydroizolační pás z SBS modifikovaného asfaltu s nosnou vložkou z polyesterové rohože plošné hmotnosti 200 g/m² se na horním povrchu opatří jemným separačním posypem a na spodním povrchu separační spalitelnou PE fólií. Obvykle se používá pro parotěsnou a popřípadě pojistnou hydroizolační vrstvu plochých střech. Dále slouží jako spodní pás v hydroizolační vrstvě na nových i opravovaných plochých střechách nebo jako horní pás tam, kde je hydroizolace krytá dalšími vrstvami (např. inverzní střešní skladba, střešní skladba chráněná vrstvou kameniva nebo dlažbou na podložkách). Používá se jako součást izolace spodní stavby proti zemní vlhkosti, gravitační i tlakové vodě (v kombinaci s jedním nebo dvěma dalšími pásy) a radonu. Pás svými parametry odpovídá vysokým nárokům na spolehlivost hydroizolace spodní stavby. Pás se bodově nebo celoplošně natavuje na podklad, příp. se kotví.
Příklady realizace parotěsných zábran:
Čtěte také: pokládka hydroizolace ELASTEK 40
- Provedení parotěsné zábrany z SBS modifikovaného asfaltového pásu GLASTEK 40 AL MINERAL, položení tepelné izolace z polystyrenu EPS 150.
- Provedení parotěsné zábrany z SBS modifikovaného asfaltového pásu VELBIT RADON SBS 4, položení tepelné izolace z polystyrenu EPS 100 a 150.
- Provedení parotěsné zábrany z SBS modifikovaného asfaltového pásu GLASTEK 40 SPECIAL MINERAL, položení tepelné izolace z polystyrenu EPS 200.
- Provedena parotěsná zábrana z modifikovaného pásu VEDATECT PYE G200S4 mineral a VEDAGARD ES-PLUS, položena tepelná izolace z polystyrenu EPS 100 S.
- Provedení parotěsné zábrany penetrací Penetral Alp a asfaltovými pásy Glastek AL 40 Mineral.
Skladby jednoplášťových střech s ohledem na střídající se tepelný tok
Navrhuje-li se střecha zimního stadionu s ohledem na proměnný tepelný tok, je výsledkem jednoplášťová střecha s „parozábranou“ na obou stranách tepelné izolace. V případě nevytápěných a neklimatizovaných zimních stadionů nemá tedy význam navrhovat např. dvouplášťové střechy s větranou vzduchovou mezerou. Výjimkou jsou případy, kdy horní plášť plní jinou funkci - např. hlavní hydroizolaci (s tím, že povlaková vrstva ve spodním plášti plní funkci pojistné hydroizolace), pohledovou nebo nášlapnou. V úvahu přicházejí tyto skladby jednoplášťových plochých střech:
Skladba 1
- Hydroizolační vrstva z SBS modifikovaných asfaltových pásů - ELASTEK 40 COMBI.
- Tepelná izolace z pěnového polystyrenu EPS 100 S Stabil s nakašírovaným asfaltovým pásem - POLYDEK EPS 100 TOP.
- Parozábrana z SBS modifikovaného asfaltového pásu s hliníkovou vrstvou - např. BOERNER DACO KSD.
- Dřevěné bednění nebo trapézový plech - DEKPROFILE. (Použití dřevěného bednění je daleko problematičtější z hlediska zamezení vzniku povrchové kondenzace).
Poznámky:
- Všechny dřevěné prvky musejí být účinně chráněny proti biologickému napadení.
- Místo parozábrany s vložkou z hliníkové fólie lze použít dva asfaltové pásy bez hliníkové vložky - např. GLASTEK 40 SPECIAL MINERAL.
- Jako hydroizolační vrstvu lze při sklonu > 3° použít jeden asfaltový pás určený pro jednovrstvé systémy - např. ELASTEK 50 SOLO. V tomto případě se nedoporučuje použít parozábranu z asfaltového pásu s hliníkovou vložkou.
- Jako hydroizolační vrstvu lze použít plastové fólie - např. ALORPLAN 35176. V tomto případě je nutné použít parozábranu dle použité fólie (u PVC-P musí být parozábrana z asfaltových pásů bez vložky z hliníkové fólie). V žádném případě se nedoporučuje použití PE fólii.
Skladba 2
- Hydroizolační vrstva z SBS modifikovaných asfaltových pásů - ELASTEK 40 COMBI + GLASTEK 40 SPECIAL MINERAL.
- Tepelná izolace z pěnového skla kašírovaná asfaltem - např. FOAMGLAS READY BOARD.
- Asfaltové lepidlo za studena.
- Asfaltový penetrační nátěr.
- Trapézový plech - DEKPROFILE.
Poznámky:
- Jednotlivé desky jsou mezi sebou plnoplošně spojeny asfaltem za studena.
- Maximální průhyb trapézového plechu musí být max. 1/240 rozpětí.
Problematika střech nevytápěných zimních stadionů
Navrhování střech nevytápěných zimních stadionů spočívá zejména v zabránění vzniku povrchové kondenzace na spodním líci střešní konstrukce, v minimalizaci energetických ztrát a ve správné volbě dimenzí a vlastností materiálů použitých ve skladbě střechy. U nevytápěných zimních stadionů, kde je větrání haly uskutečňováno většinou prostřednictvím velkých větracích otvorů umístěných v obvodových stěnách těsně pod střechou, je vnitřní teplota a vlhkost vzduchu značně závislá na parametrech vnějšího prostředí.
Na stadionech bez vnitřní úpravy vzduchu se pohybuje relativní vlhkost vzduchu kolem 60 až 100%. Oproti tomu na stadionech klimatizovaných je vlhkost vzduchu udržována na téměř konstantní hodnotě cca 70%. Značná relativní vlhkost zvyšuje riziko vzniku mlhy nad ledovou plochou, což je nepříznivé z hlediska provozování sportů na ledové ploše. Dalším závažným problémem je riziko vzniku povrchové kondenzace a plísní na okolních konstrukcích, zejména pak na spodním líci střešní konstrukce. Riziko roste se zvyšující se relativní vlhkostí vzduchu v interiéru, kde vodní pára kondenzuje na chladném povrchu střechy.
Čtěte také: Trvanlivé betonové povrchy
Zamezení vzniku povrchové kondenzace
Nebezpečí vzniku rosného bodu a tedy kondenzace na spodním líci střešní konstrukci je tím vyšší, čím více je obvodová konstrukce vyhlazována ledovou plochou. Vznik povrchové kondenzace lze u nevytápěných a neklimatizovaných stadionů zamezit:
- snížením radiačního účinku mezi obvodovými konstrukcemi (v našem případě střechou) a ledovou plochou,
- zvýšením proudění vzduchu kolem konstrukcí,
- zvýšením teploty povrchu (např. umělým vytápěním konstrukce).
Snížení radiačního účinku
Mezi všemi povrchy, jejichž teploty jsou vyšší než absolutní termodynamická nula (T = 0 K - reálně nedosažitelná) a mezi nimiž je průteplivé prostředí (vzduch), dochází k přenosu tepelné energie sáláním (radiací). O velikosti tepelného toku sáláním rozhoduje:
- emisivita (pohltivost) povrchů,
- povrchová teplota,
- geometrická poloha ozařujících se povrchů (v našem případě střešní konstrukce a ledové plochy).
Jakým způsobem a do jaké míry lze ovlivnit tepelný tok sáláním mezi střechou a ledem?
Závislost tepelného toku na emisivitě povrchů
Emisivita (pohltivost) povrchu je vlastnost povrchové vrstvy vyzářit (pohltit) tepelné záření. Velikost tepelného toku je přímo úměrná emisivitě, tudíž kolikrát menší emisivitu povrchu konstrukce dosáhneme, tolikrát menším tepelným tokem bude konstrukce ochlazována (ohřívána). Obecně nejmenší emisivitu mají kovy, z nichž reálně použitelným dominuje leštěný hliník (ε = 0,05). Materiály, jako je dřevo, beton, cihly, nebo i led, dosahují emisivity kolem ε = 0,85 až 0,98.
Závislost tepelného toku na poloze ozařujících se povrchů
Z hlediska geometrického uspořádání ozařujících se ploch mají na velikost tepelného toku vliv tyto parametry:
Čtěte také: ELASTEK: Řešení pro spodní stavby
- Vzdálenost ozařujících se ploch: Intenzita tepelného toku klesá se čtvercem vzdálenosti mezi ozařujícími se plochami.
- Úhel svírající normála plochy se spojnicí středů posuzovaných ploch: Kolikrát je kosinus tohoto úhlu menší, tolikrát je menší tepelný tok. U standardně používaných tvarů střech (rovinná, oblouková, eliptická, parabolická nebo hyperbolická) je část střechy v oblasti nad osou ledu téměř vodorovná. Kosinus prostorového úhlu je tedy roven jedné, tepelný tok je maximální, střešní konstrukce je v této oblasti nejvíce vychlazována, a proto zde dochází nejčastěji k povrchové kondenzaci.
U zimních stadionů standardních rozměrů bylo teoreticky i měřením zjištěno, že negativní ochlazování střechy je znatelné pouze v oblasti nad ledovou plochou (vzdálenost cca 18 - 20 m od osy ledové plochy na každou stranu). Ve větší vzdálenosti se projevuje pozitivní vliv tribun a ochlazování už není tak znatelné. Z grafů vyplývá, že ve vzdálenosti od středu ledové plochy větší než 18 m už výška střechy nad ledovou plochou nehraje velkou roli. Analýzou různých tvarů zastřešení hal se dospělo k závěru, že tvar střešního pláště nemá velký vliv na velikost maximálního tepelného toku uprostřed haly, ale ani na velikost tepelných toků v příčném profilu haly.
Shrnutí poznatků:
- Střešní konstrukce je vychlazována tím více, čím je emisivita materiálu vyšší (dřevo se vychlazuje daleko více než hliníkový plech, u oceli to závisí na povrchové úpravě a na stupni koroze. Pokud je např. ocelový plech poplastovaný nebo silně zkorodován, jsou jeho vlastnosti srovnatelné s vlastnostmi dřeva).
- Vychlazování střechy klesá se čtvercem vzdálenosti, tzn. že střecha více vzdálená od ledové plochy bude méně vychlazována jako střecha ve vzdálenosti menší.
- Neméně důležitá je teplota ledové plochy a teplota spodního povrchu střechy. Čím chladnější bude ledová plocha a čím teplejší bude spodní líc střechy, tím více se bude opět vychlazovat střecha (tato závislost není přímo úměrná, ale klesá, resp. roste se čtvrtou mocninou termodynamické teploty).
- Posledním faktorem ovlivňujícím ochlazování střechy je vzájemná poloha.
Skladba střechy zimního stadionu
Hydroizolační vrstva
Z hlediska materiálů lze použít prakticky libovolný materiál určený pro tyto účely. Zimní stadiony jsou nejčastěji zakryty plochou střechou. Pro hydroizolační vrstvu střechy jsou vhodné asfaltové pásy i plastové fólie. V teplých jarních a podzimních obdobích, kdy dochází k opačnému difúznímu toku, přebírá hydroizolační vrstva i funkci parozábrany.
Tloušťka tepelné izolace
Zimní stadiony se provádějí převážně jako silně větrané, proto nemá výrazné snižování součinitele prostupu tepla (zvyšování tloušťky tepelné izolace) obvodových konstrukcí velký vliv na celkové energetické ztráty (zisky). Cílem je tedy vždy navrhovat tepelnou izolaci s ohledem na druhý požadavek a tím je požadavek na teplotu povrchu, která by zamezila vzniku povrchové kondenzace. Snižování součinitele prostupu tepla nemá příliš vliv na povrchové teploty v nočních hodinách (bez vlivu slunce). Proto není nutné ji z tohoto důvodu navrhovat velkých dimenzí. Pouze u nižších teplot v interiéru je patrný pokles povrchových teplot se vzrůstajícím součinitelem prostupu tepla. V obdobích, kdy teploty dosahují těchto nižších hodnot, je však vlhkost vzduchu v hale nižší a problémy nenastávají. Velikost součinitele prostupu tepla má vliv na povrchovou teplotu v denních hodinách. Je patrné, že zvýšením součinitele prostupu tepla sice docílíme vyšší povrchové teploty, ale dochází také ke zvyšování tepelného toku, kterým je ledová plocha ohřívána.
Parotěsná vrstva
Parotěsná vrstva omezuje difúzi vodní páry skrz konstrukci střechy. V teplých měsících dochází k obrácenému difúznímu toku a funkci parotěsné vrstvy přebírá hydroizolační vrstva. Původně navržená parotěsná vrstva pod tepelnou izolací působí negativně svým difúzním odporem. Není proto vhodné parozábranu předimenzovávat (asfaltový pás s hliníkovou vložkou při hydroizolaci z PVC-P fólie). Nutné je difúzní odpory parozábrany a hydroizolační vrstvy spolu co nejvíce vyrovnat.
Nosná konstrukce
Nosná konstrukce musí odolávat nejen veškerému silovému zatížení, ale také zatížení klimatickému. Jedním z nich je působení vysoké vzdušné vlhkosti, které způsobuje korozi a hnilobu materiálů. Klíčovou materiálovou charakteristikou spodního líce střešní konstrukce z hlediska povrchových teplot je emisivita. Jak již bylo řečeno, nejvhodnější jsou materiály s nízkou emisivitou (kovy). Je nutné si uvědomit, že pouhá povrchová vrstva degraduje emisivní vlastnosti materiálů značným způsobem. Jako ideální se tedy jeví materiály na bázi hliníku s velice tenkou povrchovou úpravou.
Nejdůležitější poznatky pro navrhování zimních stadionů bez úpravy vzduchu
Přestože jsou období, kdy se relativní vlhkost vzduchu v interiéru vyšplhá až na hodnotu 100%, lze při dodržení jistých pravidel vznik povrchové kondenzace na vnitřním líci střešní konstrukce značně omezit. Shrňme si tedy pravidla, která by měl projektant při návrhu dodržet:
- Navrhovat vnitřní povrchy střešních plášťů s nízkou emisivitou (pohltivostí). Jako nejvhodnější z použitelných stavebních materiálů je čistý hliník s ε = A = 0,05. Většina plechových hliníkových konstrukcí je opatřena ochrannou vrstvou, která vlastnosti diametrálně zhoršuje na ε = A = 0,3 až 0,95.
- Haly by měly být co nejvíce rozlehlé a co nejvyšší. Minimální vzdálenosti, které je vhodné dodržet, jsou uvedeny v tabulce 1. Ve vzdálenosti cca 20 m od osy ledové plochy již není nutné navrhovat výšku střechy s ohledem na ochlazování (je však nutno zajistit konstrukční a hygienická minima).
Tabulka 1: Minimální výška střechy nad ledovou plochou
| Vlhkost vzduchu v interiéru | Emisivita střešního podhle [-] | Výška střechy nad ledovou plochou | ||
|---|---|---|---|---|
| 5°C | 10°C | 15°C | ||
| 95 % | 0,1 - hliník | 8 m | 8 m | 8 m |
| 0,3 - ocelový plech | 26 m | 26 m | 26 m | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 35 m | 35 m | 35 m | |
| 90 % | 0,1 - hliník | 8 m | 8 m | 8 m |
| 0,3 - ocelový plech | 8m | 8 m | 8 m | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 35 m | 35 m | 35 m | |
| 80 % | 0,1 - hliník | 8 m | 8 m | 8 m |
| 0,3 - ocelový plech | 8 m | 8 m | 8 m | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 8 m | 12 m | 18 m | |
- Co nejvíce omezit počet zavěšených těles pod podhledem (akustické podhledy, osvětlovací technika), hlavně nad středem ledové plochy.
- Tvar zastřešení nehraje příliš velkou roli. Proto je možné volit rozmanitá řešení střech. Je nutné však zajistit minimální výšku střechy v ose ledové plochy. Dále není vhodné, aby se na vzdálenost cca 20 m střešní konstrukce k ledové ploše příliš přibližovala.
- Pokud je možné provádět úpravu vzduchu v interiéru, je vhodné vlhkost vzduchu redukovat minimálně na hodnoty uvedené v tabulce 2.
Tabulka 2: Doporučená vlhkost vzduchu v interiéru dle výšky střechy
| Výška střecha nad ledovou plochou | Emisivita střešního podhled [-] | Vlhkost vzduchu v interiéru | ||
|---|---|---|---|---|
| 5°C | 10°C | 15°C | ||
| 8 m | 0,1 - hliník | 89 % | 88 % | 89 % |
| 0,3 - ocelový plech | 85 % | 84 % | 85 % | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 75 % | 73 % | 69 % | |
| 16 m | 0,1 - hliník | 89 % | 88 % | 89 % |
| 0,3 - ocelový plech | 86 % | 84 % | 86 % | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 79 % | 78 % | 74 % | |
| 24 m | 0,1 - hliník | 89 % | 89 % | 89 % |
| 0,3 - ocelový plech | 88 % | 88 % | 86 % | |
| 0,9 - dřevěné bednění | 81 % | 81 % | 78 % | |
- Pokud se navrhují vzduchotechnická zařízení, je vhodné vyústky směřovat i nad ledovou plochu tak, aby napomáhaly pohybu vlhkosti nasyceného vzduchu nad ledovou plochou.
- Volit konstrukce podhledů co nejvíce odolné z hlediska občasné kondenzace vodní páry a případně řešit i odvod kondenzátu.
- Při ověřování vzniku povrchové kondenzace výpočtovými postupy standardně používanými ve stavební fyzice je nutné v závislosti na vzdálenosti střechy nad ledovou plochou a na typu materiálu spodního líce střešní konstrukce snížit vypočtenou hodnotu o 2 °C až 3 °C (4 °C - u dřevěného bednění).
- Při navrhování zavěšených podhledů je nutné dodržovat všechna pravidla zmíněná výše a je nutné také prověřit možný vznik povrchové kondenzace na podhledech.
tags: #elastek #40 #parotesna #zabrana #jednoplastova #strecha