V architektuře 20. století, ale i v současné moderní architektuře sledujeme vysokou popularitu konstrukcí plochých střech u masivních zděných a monolitických konstrukcí.
Historie a popularita plochých střech
Konstrukce plochých střech získaly svoji vysokou popularitu již na počátku 20. století v období secese a následně i v období funkcionalismu. První projekty v alpských zemích změnily v některých regionech tradiční ráz domů se šikmými střechami na domy se střechami plochými. Dobrým příkladem je kanton Graubünden ve Švýcarsku, kde ve městě Davos vznikly první projekty domů, které až do dnešní doby změnily ráz tohoto světově známého města. Projekty jako Sanatorium Schatzalp (stavba 1898 až 1900), kde se snoubí krása na svou dobu revoluční železobetonové konstrukce s dvouplášťovou plochou střechou s dřevěnou konstrukcí navrženou architekty O. Pfleghard a M. Haefeli. Nebo projekty arch. R. Gaberela, jako např. přestavba radnice města Davos z roku 1926. V tuzemsku jsme nebyl pozadu, už mezi lety 1914 až 1918 vznikl projekt Baureovy vily od A. Loose (1914-1918). Jedná se o první objekt na území bývalého Československa s plochou střechou.
Tyto konstrukce vydržely díky kvalitnímu plánování a provedení do dnešních let a potvrdily tak za skoro století své existence i svou funkčnost a možnost energetické sanace na moderní standardy.
Výzvy a problémy dřevěných plochých střech v českých a slovenských zemích
U konstrukcí plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách se v českých a slovenských zemích nevyskytuje tolik technických pravidel a doporučení z důvodu ztráty tradic pro tento materiál a detaily v období socialismu. Poptávka po nízké ceně tedy v nedávné minulosti umožnila realizaci projektů plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách, které jak z důvodu nesprávného návrhu, tak i kvůli chybám v realizaci vedly ke vzniku škod na konstrukcích.
V rámci dynamicky rozvíjejícího se realitního trhu došlo v posledních letech k rozvoji výstavby rodinných a bytových domů v okolí velkých měst na Slovensku, převážně pak v Bratislavě. V rámci tlaku požadavku nízké ceny a rychlosti realizace došlo k výběru jednoplášťové neprovětrávané ploché střechy s tepelnou izolací v oblasti nosné konstrukce bez tepelné izolace nad nosnou konstrukcí. Právě u této konstrukce došlo k chybám jak při jejím výběru v době plánování projektu, tak i při realizaci samotné. Především v podobě chyb ve vytvoření dokonalé vzduchotěsné obálky budovy, tak i k opomenutí několika detailů, které způsobily konvekci vodní páry do konstrukce. Dalším z významných faktorů pro škody u těchto konstrukcí bylo zanesení vlhkosti do konstrukce během fáze stavby v podobě srážkové vody. Znamením tedy byly průhyby svrchního pláště a tvorba kaluží, a i kolapsy svrchního dřevěného záklopu v rámci dřevěné konstrukce ploché střechy.
Čtěte také: Trendy v tesařství: Dřevěné ploty
Iniciativa Cechu strechárov Slovensko (CSS)
V rámci každoroční konference Strechy konané slovenským Cechem strechárov SK (dále jako CSS) dochází k prezentacím trendů, novinek i projektů realizovaných na Slovensku. Na konferenci Strechy v roce 2022 byly pak prezentovány i množící se problémy ohledně projektů s typem jednoplášťové neprovětrávané ploché střechy s tepelnou izolací v oblasti nosné konstrukce bez tepelné izolace nad nosnou konstrukcí. Tato prezentace vyvolala velkou diskusi, která byla podnětem pro vznik technické komise. Ta by se zaobírala vznikem dodatečné kapitoly pro pravidla návrhu a realizace plochých střech ze dřeva v dřevostavbách. Slovenský Cech strechárov Slovensko (dále jako CSS) sestavil odborně technickou komisi s cílem sestavit doplňující pravidla CSS pro konstrukce plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách. Inspirací jsou aktuálně platné STN normy, doplněné příklady skladeb konstrukcí a detailů ze zemí D-A-CH, které mají dlouholetou tradici s dřevem jako materiálem ve stavbách.
V minulosti byla u nás přerušena tradice vztahu ke dřevu. V posledních letech dochází k větší popularizaci oboru dřevostaveb a dřeva jako trvale obnovitelného zdroje stavebního materiálu a uvědomění si, jakou je dřevo strategickou surovinou. V našich sousedních západních zemích jako Rakousko a Německo došlo k zachování a rozvinutí dřevozpracujícího průmyslu. S tím spojeným věděním ohledně správného plánování a provádění konstrukce ze dřeva nejen rodinných, bytových a průmyslových objektů, ale i částí těchto konstrukcí, jako jsou ploché střechy. Pro základní přehled o aktuálních konstrukcích plochých střech tedy i technické komisi CSS (dále jako TK CSS) pro téma plochých střech ze dřeva slouží směrnice Informationsdienst Holz Flachdächer in Holzbauweise z roku 2019.
Typy konstrukcí plochých střech a jejich posouzení
Před posuzováním jednotlivých typů konstrukcí musela komise jako jeden ze „startovních“ úkolů varovat před rizikovou konstrukcí jednoplášťová neprovětrávaná plochá střecha s tepelnou izolací v oblasti nosné konstrukce bez tepelné spádové izolace nad nosnou konstrukcí (typ III), která u našich západních sousedů není přímo zakázána, ale je brána jako konstrukce vysoce náchylná k poškození v důsledku degradace svrchního dřevěného záklopu, jež bylo prokázáno i v průběhu posledních dekád. Tato konstrukce se nejčastěji vyskytuje jak na stavbách na Slovensku a v Česku, tak hlavně celosvětově a její řešení je i prezentováno v rámci výrobců CLT panelů.
Pro tuto normu je zavazující stanovisko a posouzení vlhkostně teplotní bilance dle Glaserovy metody a normy STN 73 0540 - část 2 a i u členů TK CSS je zde asi shoda na schválení této konstrukce pro chystaná pravidla CSS pro konstrukce plochých střech. Německá norma DIN 4108-3 považuje tuto konstrukci jako bezproblémovou, je-li dodržena skladba, tj. s parozábranou s hodnotou sd,i ≥ 100 m na dřevěné konstrukci a dostatečnou dimenzí min. tloušťky spádové izolace nad parozábranou pro splnění podmínky součiniteli prostupu tepla střechy podle požadované hodnoty součinitele prostupu tepla dle STN či např. dle ČSN 73 0540-2.
U této konstrukce bude schvalovací proces TK CSS asi vyžadovat nejvíce času, z důvodu její podobnosti s typem III a nedůvěře k této konstrukci z výše zmíněných negativních zkušeností z projektů na Slovensku. U této konstrukce je hlavní předpoklad správný návrh difuzního spádu konstrukce od parobrzdy/parozábrany (sd,i ≥ 2,0 m dle DIN 4108-3: 2018) k pojistné hydroizolační vrstvě s sd,e ≤ 0,3 m a v provedení spojů jako u vodotěsného podstřeší a také funkční provětrávaná mezera. Samozřejmostí je správný návrh svrchní hydroizolace nad dřevěným záklopem, popř. zvážení použití tepelné izolace i na svrchním dřevěném záklopovi pro snížení výskytu kondenzátu na spodní straně dřevěného záklopovi u provětrávané mezery.
Čtěte také: Dřevěné ploty Hornbach: Co byste měli vědět
Doporučení pro provětrávanou mezeru
- Min. výška pro odvod difundujíce páry je 100 mm, při délce VW do 10 m; na každý další 1 m délky se výška VW zvětšuje o 10 %.
- Velikost přiváděcích a odváděcích větracích otvorů - přiváděcí otvory min. 1/100 celkové plochy střechy; odváděcí otvory zvětšené ještě o 10 %.
- Tvar přiváděcích a odváděcích větracích otvorů - ideálně průběžná štěrbina.
- Poloha přiváděcích a odváděcích větracích otvorů - přiváděcí otvory v nejnižším místě VW, odváděcí v nejvyšším (využití komínového efektu).
- Vzdálenost přiváděcích a odváděcích otvorů - max. 18 m; čím méně, tím lépe.
- Nutno dobře definovat řešení krytí přiváděcích a odváděcích větracích otvorů - plochu krycích mřížek, sítěk či žaluzií nutno přičíst k ploše větracích otvorů.
U této konstrukce není jisté, zda bude zahrnuta do pravidel, z důvodu jejího minimálního výskytu.
Konstrukce dřevostaveb a typy střech
Nosná konstrukce montované dřevostavby může být tvořena ze dvou druhů materiálů. Ke stavbě lze použít masivní ostrohranné smrkové řezivo, kde je přirozená odolnost smrkového dřeva posílena ochrannými impregnačními nátěry. Jako druhý typ materiálu na rámový skelet dřevostavby lze použít masivní konstrukční dřevo, které na trhu najdeme pod označením KVH profily. Dřevěné profily jsou čtyřstranně hoblované se sraženými hranami a jsou délkově nastavované zubovitým spojem. Jejich odolnost je zvýšena pomocí technického vysušení. Na vnější opláštění jsou nejvíce používané sádrovláknité desky v případě difuzně uzavřené konstrukce dřevostavby nebo dřevovláknité desky v případě difuzně otevřené konstrukce dřevostavby. Volný prostor v rámové konstrukci dřevostavby je vyplněný tepelnou izolací, nejčastěji na bázi minerální vaty. Vnější strana stěny je tvořena nosnými prvky fasády včetně finální omítkoviny. Mezi největší výhody rámových konstrukcí patří mimořádná variabilita, která umožňuje vytvořit jakýkoliv interiér dle přání investora. Rámová konstrukce je v současné době stále nejčastějším typem stavebního systému dřevostaveb.
Konstrukce dřevostavby je tvořena jednotlivými rámovými stěnovými konstrukcemi, stropními trámy se záklopem z velkoplošných desek, dřevěnými průvlaky a vaznicovým, případně vazníkovým typem krovu. Dřevostavba nemá žádná konstrukční omezení, tedy střechy lze navrhovat v obvyklých tvarech a konstrukcích. Dřevostavba bez problémů přenese zatížení od sněhu a větru a hravě si poradí s těžkou taškovou krytinou.
Rozdělení střech podle typu
Střechy je možné rozdělit podle několika kritérií, které hrají roli v celkovém tvaru stavby, rychlosti odvodu srážkové vody nebo pořizovací ceně střechy. Před návrhem tvaru střešní konstrukce je důležité navštívit příslušný stavební úřad a informovat se o regulativech pro danou oblast, kde chceme stavět novou (dřevo)stavbu.
- Pultová střecha: Dřevostavby s pultovou střechou mají jednu střešní rovinu s pultovou a okapní hranou a dvěma štíty. Jednoduchý tvar, konstrukčně nenáročná a realizace je rychlá. Podkroví není snížené.
- Sedlová střecha: Konstrukce tohoto tvaru má dvě střešní roviny s přímočarým hřebenem, dvěma okapními a štítovými hranami. Sedlová střecha je další velmi populární volbou pro dřevostavby. Pro domy patrové je sedlová střecha ideální volbou, protože umožňuje využít prostor pod střechou pro bydlení.
- Valbová střecha: Střechy toto typu mají na obou koncích místo štítů šikmé střešní roviny nazývané valby. Okapy těchto rovin jsou ve stejné výšce jako okapy sedlové střechy. Pro bungalovy jsou nejčastější střechy valbové, které nezvětšují zbytečně hmotu a dobře kopírují členitější půdorys. Tato střecha je ideální pro přízemní stavby, jako jsou například bungalovy.
- Polovalbová střecha: Od valbové střechy se odlišuje tím, že okapy valby jsou v jiné výškové úrovni, než jsou okapy sedlové střechy.
- Mansardová střecha: U tohoto typu střechy jsou čtyři střešní roviny. Dvě roviny jsou mezi hřebenem a okapem z každé strany a mají zpravidla jiný sklon.
- Stanová střecha: Jedná se o střechu, která má čtyři střešní roviny a leží na čtvercovém půdorysu stavby. Jednotlivé roviny se sbíhají do středového vrcholu. Taková střecha pak má připomínat tvar čtyřbokého jehlanu.
- Pilová střecha: Jedná se o soustavu opakujících se pultových nebo sedlových střech.
- Plochá střecha: Dřevostavby s rovnou střechou jsou stále populárnější volbou při stavbě nových domů. Jedním z hlavních důvodů, proč se lidé rozhodují pro dřevostavby s rovnou střechou, je možnost využití střechy jako terasy nebo zahrady. Ploché střechy nejsou úplně ploché, mají extrémně nízký sklon, který umožňuje odtok vody.
- Zelená střecha: Ve skladbách střechy jsou umístěné vrstvy zeminy nebo substrátu, které umožňují vysázet zeleň na povrchu střechy. Tyto střechy mají příznivý vliv na životní prostředí, snižují znečištění ovzduší a absorbují až 90 % srážek.
Krov a jeho součásti
Krov je definován jako nosná konstrukce, jejímž hlavním úkolem je vynášet střešní krytinu včetně systému laťování a eventuálních konstrukcí souvisejících se zateplením. Nejdůležitějšími součástmi krovu jsou pozednice, systém vaznic, sloupků, krokví, kleštin, pásků a různých způsobů zavětrování. V podélném i příčném směru musí být krov stabilní, což zajišťují právě zavětrovací konstrukce a štítové stěny.
Čtěte také: Venkovní dřevěné žaluzie
Krov se skládá z vazných trámů. Ty jsou kolmé na hřeben a pozednice nacházející se rovnoběžně s hřebenem střechy na obou stranách obvodového zdiva. Další částí krovu jsou vaznice, sloupky a kleštiny. Mimo vzpěry jsou dalším prvkem ještě pásky podpírající sloupky a ulehčující celkové rozpětí.
- Vrcholová vaznice: Slouží ke statickému propojení krokví.
- Krokev: Základní nosný prvek střechy.
- Ztužení krokví: Slouží k zamezení pohybu krokví.
- Montážní lať: Pomocí této latě připevníme parozábranu k vnitřní straně krokví. Na tuto lať následně uchytíme interiérové obložení.
- Interiérové obložení: Palubkové obložení uchytíme na montážní latě.
- Parozábrana: Zamezí průniku interiérové vlhkosti do tepelné izolace. Opačným směrem vlhkost naopak propustí.
- Pojistná hydroizolace / paropropustná fólie: Zamezí průniku exteriérové vlhkosti dovnitř konstrukce, naopak vlhkost z konstrukce do exteriéru propustí.
- Kontralatě: Pomocí těchto latí vytvoříme provětrávanou mezeru mezi střešními latěmi a pojistnou hydroizolací.
- Pozednice: Pozednice je součástí horizontální konstrukce krovu. Jedná se o dlouhý a mohutný trám, který se osazuje na obvodovou nosnou stěnu a je ukotven do zdiva nebo ztužujícího věnce.
- Vaznice: Vazníky či věznice jsou vodorovně uloženy hranoly, které slouží k podepření krokví. Spolu se sloupky a vzpěrami vytvářejí stojící nebo ležatou stolici, na kterou jsou uloženy krokve. U vaznicové soustavy musí být podpůrné sloupy umístěny vždy nad nosné stěny.
- Vazný trám: Vazný trám přenáší tíhu celého krovu do nosných zdí. Je nejmasivnějším prvkem celého krovu. Ve stavebnictví se také nazývá hlavní nosník krovu.
- Kleštiny: Kleštiny jsou párovým stavebním prvkem, který se využívá ke ztužení dvojice krokví.
- Vzpěra: Vzpěry jsou části střechy, které vyztužují krov příčně.
- Střešní podložka: Střešní podložka je vrstva materiálu, obvykle syntetického nebo plstěného, která přidává dodatečnou ochranu na vrchní straně střechy a pod šindelem.
- Hřeben střechy: Hřeben střechy je vodorovná čára vedoucí po délce střechy, kde se setkávají dvě střešní roviny.
- Střešní krytina: Střešní krytina je ta část, která je z vnější strany nejviditelnější.
- Závětrná lišta: Známá také jako štítové lemování. Používá se k ukončení střechy na stranách po spádu. Jejím účelem je zabránit podfouknutí krytiny.
- Sněhová zábrana: Zábrana je hydroizolační materiál instalovaný podél okapů, úžlabů, bočních stěn a jiných citlivých oblastí.
- Světlík: Světlíky umožňují přirozenému slunečnímu záření proudit do vašeho domova.
- Vikýř: Je malá zastřešená konstrukce, která vyčnívá ze sedlové střechy. Vikýře mají obvykle okna a používají se k přivádění přirozeného světla a větrání do vyšších pater.
Materiály a vlastnosti dřeva
Nejzásadnější posuzovanou vlastností dřeva je vlhkost. Je obecně známo, že čím vyšší je vlhkost materiálu, tím lépe vede teplo. Tento fakt bohužel platí i pro prvky ze dřeva. Před zabudováním by měla být elektrickým vlhkoměrem změřena vlhkost dřeva a v případě vysokých hodnot je nutno dřevěné prvky vhodným způsobem vysušit.
Vlhnutí dřevěných konstrukcí způsobuje také kondenzace vody, k níž může docházet na povrchu stavebních konstrukcí při nedostatečné tepelné izolaci, klesne-li povrchová teplota konstrukce pod teplotu rosného bodu okolního vzduchu. Uvnitř stavebních konstrukcí dochází ke kondenzaci vody, jestliže difuze vodních par jednotlivými vrstvami konstrukce není dostatečná. Ke srážení vody dochází také na tepelných mostech, například na ocelových nosnících či kovových úchytech. V takovém případě je třeba zabránit srážení vody vhodnou tepelnou izolací. Je nezbytné zabránit také dodatečnému zvlhnutí zabudovaných dřevěných konstrukcí dešťovou vodou. Zde je namístě odpovídající konstrukční řešení.
Tesařské spoje
Pokud jde o tesařské spoje, v praxi jsou dodržována dvě základní pravidla, jež zabezpečí správné chování a přípustné zatížení nosné konstrukce šikmé střechy. Ve většině případů se napojují vaznice v místech sloupu, což ze statického hlediska není správné (tento spoj je povolen pouze tehdy, je-li zajištěn prvek proti působení ohybového momentu). Druhým základním pravidlem je maximální znalost vlastností dřeva z hlediska sesychání a bobtnání. Dřevo v podélném směru sesychá zhruba desetkrát více než v příčném, což může způsobit nemalé problémy. Pokud máme čep dlouhý 100 mm a dlab také 100 mm, pak dojde k vyzvednutí čepu z dlabu z důvodu sesychání, proto musíme kvůli rozdílnému sedání vnést do konstrukce rezervu. Ta se uvádí jako minimálně deset procent délky (případně hloubky) prvku.
Důležité aspekty při návrhu střechy
Pokud jde o design střechy domu, je třeba zvážit několik důležitých aspektů. Pokud zvažujete energetickou úspornost, a tedy i menší zatížení rodinného rozpočtu, je třeba zohlednit nejen střešní krytinu, tloušťku a typ zateplení, ale také tvar střechy. Obecně úspornější je střecha, která má co nejmenší plochu a není příliš členitá. Neméně důležitá je odolnost. Toto je obzvláště důležité, pokud se vaše budova nachází v oblasti, která je náchylná na přírodní katastrofy, nebo je to oblast, kde je pravděpodobnost, že bude těmito katastrofami zasažena. Určitě budete chtít střechu, která má určitou odolnost vůči větru, bouřím a silnému sněžení. Měla by to také být střecha, která se nezhroutí, když ji zasáhnou větve stromů, části střešní krytiny a jiné létající předměty. Jelikož převážná část hmotnosti rodinného domu je v samotné budově, určitě nechcete střechu, která by budovu převážila. Vybraný typ střechy a použité střešní materiály by mohly ovlivnit strukturu budovy.
Vaše střecha by měla mít dostatečné větrání, aby byla teplota ve vaší domácnosti pohodlná po celý rok. Správný druh větrání ochrání vaši střechu před poškozením způsobeným extrémními teplotami a pomůže při regulaci vlhkosti. Váš ventilační systém by měl být navržen tak, aby využíval přirozeného proudění vzduchu. Tento faktor úzce souvisí s energetickou účinností. Tmavší střecha je prospěšná pro rodinné domy v chladnějších klimatických podmínkách, neboť tmavé šindele přispívají k účinnějšímu tání sněhu a ledu. Světlé střešní krytiny odrážejí sluneční paprsky a udržují podkroví a místnosti pod ním v teplém počasí chladné. Při výběru typu střechy zvažte i nároky na údržbu. Jednotlivé typy střech vyžadují rozličnou údržbu.
Údržba střechy
Střecha není jen krytina, ale systém, který vyžaduje pravidelnou údržbu - ať už jde o kontrolu komínu, solárních panelů nebo odklízení nečistot. Střecha je, podobně jako u člověka vlasy, pomyslnou korunou krásy domu, a vyžaduje tak patřičnou péči. Pro životnost střechy je důležité udržovat ji čistou a bez mechů, řas a lišejníků. Věděli jste, že existují profesionálové, kteří se specializují na čištění střech?
Ve výše uvedeném textu nelze v krátkosti zachytit všechna úskalí a technické otázky, které jsou s problematikou plochých střech s nosnou konstrukcí ze dřeva a v dřevostavbách spojeny z hlediska stavební fyziky, natož i z hlediska tepelných izolací, hydroizolací atd. Jisté je to, že technickou komisi CSS pro tuto problematiku čeká dlouhá práce, resp. cesta, pokud chce popsat v chystaných pravidlech všechna správná pravidla a doporučení pro správnou realizaci návrhu a provedení plochých střech s dřevěnou nosnou konstrukcí. Je nutné učinit tyto kroky, aby se povedlo co nejvíce minimalizovat vznikání škod díky existenci pravidel.
tags: #ram #drevene #strechy #jednostranne #konstrukce