Odvodnění plochých střech je možné navrhovat jako systém gravitační nebo podtlakový. Oba systémy jsou blíže specifikovány v ČSN EN 12056-3: 2001 Vnitřní kanalizace - Gravitační systémy - Část 3: Odvádění dešťových vod ze střech - Navrhování a výpočet v článcích 6.1 a 6.2. U gravitačního systému se uvažuje se stupněm plnění svislého odpadu max. Úvodem je třeba zdůraznit, že podtlakové odvodnění musí být vždy navrženo jako kompletní systém vyprojektovaný pro konkrétní střechu a stavební objekt a jeho jednotlivé komponenty nelze zaměňovat nebo kombinovat s prvky jiných systémů.
Proto i vlastní navrhování podtlakového odvodnění je závislé na sortimentu jednotlivých prvků od jednoho výrobce a při návrzích podtlakových systémů se nelze řídit pouze údaji z norem, ale je třeba svěřit návrh odborníkům specializovaným na konkrétní systémy určitých výrobců. Špatně navržený odvodňovací systém může výrazně zkrátit životnost střešního pláště a způsobit značné škody. Přitom správné řešení odvodnění ploché střechy není složité - stačí znát základní principy, umět spočítat potřebnou kapacitu a vybrat vhodný systém.
Základní charakteristika podtlakového odvodnění
Podtlakové systémy odvodnění se dají charakterizovat jako moderní stavebnětechnická řešení odvodu srážkové vody, která využívají výšku budov společně s podtlakem v potrubí k optimalizaci rychlosti odvodu vody ze střechy a tím i odpovídajícímu průtoku v potrubí. Pro ten účel se ve srovnání s gravitačním systémem používají potrubí menších průměrů, což umožňuje vznik sifonového efektu při zahlcení potrubí vodou.
Při malém dešti je princip fungování podtlakového systému odvodnění střech prakticky stejný jako u gravitačního odvodnění. Při větší intenzitě deště se potrubí s malým průměrem rychle naplní dešťovou vodou a tím vzniká síť potrubí s plným naplněním. Speciální konstrukce střešního vtoku zabraňuje přístupu vzduchu. Voda ve svislém svodu padá rychle dolů jako píst a vytváří v potrubí podtlak. U podtlakového odvodnění střech vznikají v systému poměrně vysoké podtlaky a přetlaky. Na počátku potrubí u prvního střešního vtoku je podtlak ještě nulový. Čím blíže jsou však vtoky spádové trubce, tím je podtlak vyšší.
Podtlakový střešní odvodňovací systém Wavin QuickStream je modulární a škálovatelné řešení pro spolehlivé odvodnění střešních ploch, které se flexibilně přizpůsobuje různým požadavkům, díky čemuž je ideální volbou pro komerční a průmyslové aplikace. Ať už za silného deště nebo extrémních povětrnostních podmínek - systém vždy zajistí spolehlivé odvodnění. Systém Wavin QuickStream je vhodný pro různé typy střech, jako jsou komerční ploché střechy (např. logistická centra, sklady, obchodní centra), průmyslové střechy s velkými plochami a zelené střechy.
Čtěte také: Hydroizolace horninového prostředí
Výhody podtlakového odvodnění
Z porovnání se schématem gravitačního odvodnění lze konstatovat, že podtlakové odvodnění může být také velice hospodárné z hlediska investičních nákladů, ekonomické porovnání je ale vždy nutné provést pro konkrétní podmínky. Z obou schémat je totiž zřejmé, že u podtlakového systému je nejen méně vpustí, ale je třeba také kratší potrubí, někteří výrobci uvádějí úspory až 80 % u svislých svodů a celkové úspory u délek potrubí v rozmezí 20 až 30 %. I když se menší počty vpustí a kratší potrubí může projevit také v úsporách při stavebních pracích, tak nejoceňovanější výhodou podtlakových systémů je volnost při navrhování dispozičního řešení, protože podtlakový systém odvodnění dává projektantům a architektům možnost svést dešťovou vodu v takových místech budovy, kde to je dispozičně nejvýhodnější.
Klíčové výhody podtlakového systému:
- Menší dimenze trubek: Umožňuje úsporu místa a snížení nákladů.
- Svoboda projekce: Vodorovné části potrubí jsou vedeny bez spádu, což nabízí větší flexibilitu v dispozičním řešení.
- Samočištění: Vysoká rychlost proudění vody zajišťuje samočištění potrubí.
- Úspory prostoru v dispozici objektu: Potrubí menších průměrů a flexibilní vedení šetří cenné místo.
Systém je ideální pro logistické haly, obchodní centra, sportovní areály a průmyslové objekty nad 1500 m². Podtlakový systém odvodnění plochých střech je vždy počítán pro účinnou výšku budovy a není důležité, zda je voda následně odváděna do jakýchkoliv nádrží nebo do dešťové kanalizace.
Komponenty podtlakového odvodnění
Při odvodnění ploché střechy jsou zásadní především kvalitní systémové prvky a jejich správná instalace. V níže uvedeném textu se pokusím popsat charakteristické prvky samotného podtlakového systému.
Střešní vpusti
Samotná střešní vpust musí být testována podle ČSN EN 1253 a podle ASME A112.6.9 a měla by umožnit připojení na jakoukoliv povlakovou hydroizolaci střechy. Srdcem podtlakového systému odvodnění střech je střešní vtok. Speciálně navržená konstrukce střešního vtoku s protivzduchovou přepážkou zabraňuje přístupu vzduchu a zajišťuje rovnoměrné proudění vody v potrubí.
Pro spolehlivost spoje střešní vpusti podtlakového systému s povlakovou vodotěsnicí vrstvou střešního pláště platí stejná zásada, tzn. střešní vpusti podtlakového systému odvodnění musí umožnit také pevné připojení na odpadní potrubí. V tomto případě jsou na spoje vpustí s potrubím a na samotné potrubí kladeny daleko vyšší nároky než u běžného odvodnění gravitačního. Proto také renomovaní dodavatelé tohoto typu odvodnění dodávají k podtlakovým systémům potrubí z HDPE.
Čtěte také: Odvodnění střech a dešťová voda
Je nezbytné upozornit na nutnost údržby střešních vtoků, aby se zabránilo jejich zanesení a tím snížení jejich funkčnosti. Sortiment střešních vtoků nabízí řešení pro každý typ nebo konstrukci střechy a zajišťuje bezpečné spojení s každým druhem střešní izolace, jako jsou např. polymerové a PVC fólie nebo živičné krytiny. Střešní vtoky mohou být dodány i s vyhřívacím elementem. Doporučují se průmyslově vyrobené díly s integrovanou manžetou ze stejného materiálu jako hydroizolace, které lze dokonale svařit. Minimální průměr je DN 70, ale doporučuje se alespoň DN 100 pro snížení rizika ucpávání.
Správné umístění vtoků je kritické - musí být v nejnižším místě odvodňované plochy a minimálně 500 mm od atik a prostupů. Těleso vtoku se vždy připevňuje k nosné konstrukci. Počet střešních vtoků se určuje v závislosti na odvodňované ploše, návrhové intenzitě dešťových srážek (0,03 l/s.m2) a optimální kapacitě navrhovaného střešního vtoku. Maximální povolená vzdálenost střešních vtoků mezi sebou je 20 m a vzdálenost ke kraji střech je 10 m. Omezení platí i pro vzdálenost vtoku od atiky, kde je stanovena minimální vzdálenost na 0,5 m, ale optimální vzdálenost je 0,8 -1,0 m.
Potrubí a upevňovací systém
Vedle již dříve zmíněných menších průměrů jsou vodorovné části potrubí pod střechou vedené bez spádu! Této vlastnosti se využívá často právě u plošně velkých objektů, kde se projevuje výhoda podtlakových systémů nejvíce. Trubky a tvarovky jsou vyrobeny z vysokohustotního polyethylenu (PE-HD) a má tedy charakteristickou černou barvu. Systém je dostupný v dimenzích d 40 -315 mm. Spojování je prováděno svařováním elektrospojkami nebo natupo. Lze však využívat také spoje hrdlové, závitové nebo přírubové. Spojení se střešními vtoky je pevné.
Jednotlivé střešní vpusti jsou napojené na bezespádé sběrné potrubí (tzv. kolektor), ze kterého může být voda svedena dolů na nejvhodnějším místě z hlediska dispozičního řešení. Tato část systému je volně zavěšena na kotvicí liště jako na podpůrném držáku, což umožňuje jeho dilataci. V případě, že je nutné mít kolektor z různých průměrů potrubí a pro ten účel používat redukce, je vhodné využívat výhradně redukce excentrické, které mají dvě výhody.
Síly, k nimž u tohoto systému dochází, kladou vysoké požadavky na upevňovací materiál. Speciálně vyvinutý systém pro montáž volně vedených horizontálních rozvodů zachycuje síly uvnitř systému. Upevňovací systém je tvořen nosnými lištami, objímkami potrubí, spojkami a závěsy lišt. Vyvěšení nosného systému závitovými tyčemi a kotvami do konstrukce střechy je řešena statikem projektu stavební části. Potrubí a upevňovací systém spolu vytvářejí spojenou jednotku a dilatační změny horizontálně uložených trubek se kompenzují uvnitř systému. Vznikající síly se pomocí pevných bodů přenášejí na ocelovou montážní lištu vedenou souběžně nad potrubím.
Čtěte také: Odvodnění plochých střech
Objímky lze snadno jednou rukou instalovat přes lištu pomocí zaklapávajícího mechanismu. Toto řešení je možné využít téměř u všech běžných staveb. Při speciálních instalacích mohou být objímky instalovány také pod lištou. Sortiment táhel, objímek, podpůrných držáků a dalšího kotvicího materiálu bývá velice široký.
Další doplňky
- Ochranné košíky vpustí: Zabraňují zanášení vpusti většími nečistotami (jako listí, atd.). U střech s kačírkem nebo jiným přitěžujícím souvrstvím se používají speciální perforované koše.
- Vyhřívání vpustí: Představuje důležité opatření proti zamrznutí. K dispozici jsou samoregulační systémy na 230 V nebo nízkonapěťové varianty s termostatickou regulací.
- Bezpečnostní pojistné přepady (nouzové odvodnění): Jsou povinné u nových střech s atikami a zajišťují odvod přebytečné vody při ucpání hlavního systému odvodnění nebo havárie kanalizace. Pro jednu vnitřně odvodňovanou střechu se navrhují nejméně dva vtoky se samostatnými dešťovými odpady. Případně lze jeden vtok nahradit přepadem, nouzovým odvodněním nebo dalším vhodným technickým opatřením (viz ČSN 73 1901-1 - 7.2.3.2.5). U všech střech s povlakovou krytinou se musí navrhnout nouzové odvodnění podle ČSN 75 6760, ČSN EN 12056-3 a ČSN EN 752, nebo odtok přes okapní hranu. Průtok vpusťmi a chrliči počítáme jednotlivě pro každý prvek zvlášť, podle jeho příslušné účinné plochy střechy.
Fáze průtoku u podtlakového systému
Na tomto místě by bylo vhodné ještě blíže vysvětlit, jak všechno probíhá. Kvalitní odvodnění jako investice do budoucnosti správně navržené odvodnění ploché střechy představuje klíčový faktor pro dlouhodobou funkčnost střešního pláště. Ať už zvolíte gravitační nebo podtlakové řešení, důležité je dodržet základní principy: správný výpočet, kvalitní komponenty a odbornou montáž. Úspora na odvodnění se může vymstít několikanásobně vyššími náklady na opravu škod. Investice do kvalitního systému se vždy vyplatí.
-
Fáze 1: Konvenční průtok
V případě výskytu obvyklých dešťových srážek začíná také podtlakový systém fungovat nejdříve obdobně jako systém gravitační. Jedná se o fázi 1 nazývanou jako konvenční průtok, kdy protéká vpustí a potrubím.
-
Fáze 2: Bublinový průtok
Druhý stupeň nastává v případě, kdy se stupeň plnění dešťové vody pohybuje v rozmezí zhruba od 15 do 60 % návrhové hodnoty intenzity srážek. Když se stupeň plnění vody odváděné ze střechy dostane zhruba nad 60 % návrhové hodnoty intenzity srážek, potrubí se už trvale zahltí vodou, a i když je v potrubí pořád velké množství vzduchu, voda již díky vytvořenému podtlakovému efektu proudí vysokou rychlostí. Tato fáze se označuje jako bublinový průtok.
-
Fáze 3: Plný průtok
Poslední fáze s plným průtokem nastává při množství vody odpovídajícím více než 95 % návrhové hodnoty intenzity srážek. Při této fázi se do potrubí už díky speciální konstrukci vpustí nedostává žádný vzduch, a proto dochází k plnému proudění v podtlakovém systému. Při tomto režimu nevznikají žádné vibrace a ani žádný hluk.
Návrh a realizace podtlakového odvodnění
Návrh podtlakového odvodnění včetně grafických výstupů se provádí pomocí speciálních softwarových produktů. Pro hydraulický výpočet se využívá Bernouliho rovnice stálého toku nestlačitelné kapaliny s konstantní hustotou. Stálý tok kapaliny je v podtlakovém systému dosažen jen tehdy, je-li trubní rozvod zcela naplněný bez přítomnosti vzduchu.
Návrh systému podtlakového odvodnění provádí dodavatel systému pomocí speciálního softwaru na základě podkladů dodaných projektantem. Zpracovatel návrhu zodpovídá za správnou funkčnost systému, hydraulický výpočet a návrh dimenzí jednotlivých úseků trubního rozvodu. Výstupem pro projektanta je pak izometrie jednotlivých větví rozvodu, výkaz výměr s cenou do projektu a technická zpráva. Role dodavatele systému by tím ale končit neměla.
Doporučení pro návrh a údržbu
- Podcenění intenzity srážek: Vždy je nutné vycházet z relevantních dat o srážkách pro danou lokalitu.
- Špatné umístění vtoků: Vtoky musí být umístěny v nejnižších bodech odvodňované plochy a dodrženy minimální vzdálenosti od atik a prostupů.
- Zanedbání použití nouzového odvodnění: Nouzové odvodnění je klíčové pro ochranu střechy v případě selhání hlavního systému.
- Nedostatečná údržba: Kontrola a revize systému minimálně 2x ročně jsou nezbytné pro zajištění jeho funkčnosti a dlouhé životnosti.
Realizace jakéhokoliv podtlakového systému pro odvodnění střech musí být vždy úzce spjata také s realizací nouzového odvodnění, proto by měl být součástí jakéhokoliv návrhu podtlakového odvodnění také návrh pojistných přepadů nebo jiných prvků nouzového odvodnění, jejich konkrétního počtu, návrhu jejich rozmístění a velikosti.
| Parametr | Gravitační systém | Podtlakový systém |
|---|---|---|
| Princip fungování | Spád potrubí a gravitace | Výška budovy a podtlak v potrubí (sifonový efekt) |
| Průměr potrubí | Větší | Menší |
| Vedení vodorovného potrubí | Ve spádu | Bezespáde |
| Počet střešních vtoků | Více | Méně |
| Délka potrubí | Delší | Kratší (úspory 20-30%) |
| Úspora místa | Menší | Výrazná |
| Flexibilita návrhu | Omezená | Vysoká |
| Vhodnost pro objekty | Menší objekty (do 1000 m²) | Velké objekty (nad 1500 m²), logistické haly, obchodní centra |
| Počáteční náklady | Nižší | Vyšší (ale úspory v průběhu životnosti) |
tags: #korabek #podtlakove #odvodneni #strechy