Je všeobecně známo, že funkční plochá střecha je nejnáročnější částí stavby. Zejména proto, že její konstrukce a skladba je vysoce citlivá na jakoukoli konstrukční chybu. Ale s novými řešeními, materiály a způsoby provedení, které máme dnes k dispozici, je možné navrhnout a realizovat plochou střechu tak, aby byla odolná a spolehlivá. Pokud tedy chceme vodotěsnou, nákladově a energeticky efektivní trvalou plochou střechu, může být správné zvážit vylepšení, která umožňují moderní materiály a stavební technologie.
Proč je odvodnění u plochých střech problematické?
Jak název napovídá, největším problémem plochých střech je rovinnost jejich povrchu. Voda díky tomu nemůže sama dokonale odtékat a může na stavbě způsobit velké škody. Z tohoto důvodu se ploché střechy staví pod mírným sklonem a podle odborného pravidla, které říká, že minimální sklon je vyžadován v závislosti na typu střešní plochy a rovinnosti, kterou lze na povrchu dosáhnout.
Protože se ale sklon na plochých střechách většinou realizoval z těžkého spádového betonu, tak se v praxi začaly zavádět sklony co nejmenší, aby se předešlo přetížení. Nebereme-li v úvahu, že sklony menší než 1,5 % neumožňují uspokojivý volný odtok vody. Pro snazší prezentaci si vezmeme 1 m dlouhý jídelní stůl s hladkým povrchem, který je na jednom konci zvýšený o 1,5 cm. Pokud na něj pustíme kapku vody, nebude moci sklouznout pod sklonem 1,5 % ani na hladkém povrchu.
Protože je však ve stavebnictví extrémně obtížné dosáhnout hladkého povrchu, můžeme rychle zjistit, že úplné odvodnění na hrubém povrchu střechy je nemožné i při zákonem stanoveném minimálním sklonu. V mnoha případech to vedlo ke tvorbě kaluží a mělkých lagun na ploše střechy a tím k vytvoření vynikajícího prostředí pro růst mechu či jiných rostlin, které časem začaly ničit povrch střechy a s ním i hydroizolační souvrství. Dobře navržené, ale špatně realizované střechy začaly mít tyto problémy už po několika letech.
Alternativa ke spádovému betonu
Proto je dnes spádová vrstva z betonu, která je těžká a masivní, nahrazována hladkými panely INCLINE (sklon) , které se kromě toho, že jsou vyrobeny z materiálu až 67x lehčích než beton, pyšní tepelně-izolačními parametry, které napomáhají vzniku konstrukce vhodné pro nízkoenergetické nebo pasivní stavby. Jedním prováděcím opatřením jsou tak vyřešeny dva základní problémy: nižší zatížení stropní nosné konstrukce a dodatečná tepelná izolace.
Čtěte také: Spádová vrstva u plochých střech
Porovnání použití vyspádovaného betonu a vyspádované desky
Podívejme se na podrobnější rozdíly mezi spádovým betonem a spádovou deskou INCLINE v tabulce, kde jsme jako příklad použili střechu dlouhou 10 m s 2% jednosměrným sklonem.
| Šikmý beton | Šikmá izolační deska - INCLINE | |
|---|---|---|
| Náklon | 2 % | 2 % |
| Průměrná hmotnost na m2 | 300 kg | 4 kg |
| Tloušťka nakloněného prvku | 5-25 cm | 2-22 cm |
| Průměrný příspěvek izolace spádového prvku | < 0,5 cm | 12 cm |
| Nutno připočítat tloušťku tepelné izolace do zákonného minima (cca 22 cm dle PURES). | 22 cm | 10 cm |
Základní vrstvy plochých střech
Střešní plášť každé ploché střechy se vždy skládá z několika vrstev. Každá vrstva má svou funkci a zároveň funkční vztah k ostatním vrstvám střešního pláště. Důležitý je vždy příslušný materiál se svými vlastnostmi, ze kterého je vrstva vytvořena. Vlastnosti materiálů jednotlivých vrstev spolu souvisejí a ovlivňují funkci ostatních vrstev střešního pláště. Jedna vrstva může plnit současně i více funkcí. Pokud určitý materiál, který je použitý pro určitou vrstvu, může zároveň plnit více funkcí, je třeba toho ve skladbě střešního pláště využít.
Počet a druh jednotlivých vrstev závisí vždy na konkrétních podmínkách, pro které má být střecha navržena (parametry vnitřního prostředí - teplota vnitřního vzduchu θ i [° C], relativní vlhkost vnitřního vzduchu φ i [%] parametry venkovního prostředí - teplota venkovního vzduchu θ e [° C], relativní vlhkost venkovního vzduchu φ e [%] požadavky na provoz na střeše, atd.).
- Základní vrstvy
- Doplňkové vrstvy
Nosná vrstva
Nosná vrstva přenáší veškerá zatížení, která na střechu působí (od vlastní hmotnosti, od hmotnosti všech vrstev střešního pláště, provozní zatížení, klimatická zatížení) do nosné konstrukce střechy. Jedná se například o železobetonové desky nebo panely, ocelové profilované plechy, dřevěná prkna, atd.
Hydroizolační vrstva (krytina)
Hydroizolační vrstva (krytina) chrání prostory umístěné pod střechou a současně i všechny vrstvy střešního pláště (nebo alespoň většinu z nich v závislosti na jeho skladbě) před srážkovou vodou a povětrnostními vlivy.
Čtěte také: Podlahové topení: ideální tloušťka betonu
- Povlakové krytiny - jsou nepropustné pro vodu v kapalném i tuhém skupenství. Vodonepropustnost je zajištěna jak v důsledku hydroizolačních vlastností příslušných materiálů, tak také v důsledku jejich spojitosti a celistvosti.
- Skládané krytiny - nejsou vodonepropustné proti vodě působící hydrostatickým tlakem. Vodu pouze odvádějí. Patří zde plošné prvky (rovinné i tvarované), které jsou vzájemně hydroizolačně propojeny přesahem, nebo jsou spojeny na drážky či lišty. Jejich správná funkce je dána minimálními sklony, které jsou předepsány v ČSN 73 1901 [1]
Asfalty
Asfalty patří mezi nejstarší stavební materiály. Asfalt byl ve stavebnictví používán již asi 3000 let před Kristem v kultuře staroegypstské a staroindické, jak dokazují nálezy objektů v povodí Nilu a Indu. Rovněž Židé v tehdejší době těžili asfalt z Mrtvého moře, který byl znám pod názvem „Bitumen Judaicum“. Slovo asfalt pochází z řečtiny, kde znamenal přídavné jméno k označení pojmů stálý, pevný, jistý. Můžeme se setkat rovněž s označením „bitumen“, které jak je patrno z výše uvedeného, pochází z hebrejštiny.
Asfalt je tuhý, tmavě šedý až černý, plastický až tvrdý, netěkavý uhlovodík. Z chemického hlediska je to látka komplikovaného složení s vysokou průměrnou molekulovou hmotností. Obsahuje přibližně 84 % uhlíku, 10 % vodíku a 6 % kyslíku. Není rozpustný ve vodě, ale pouze v organických rozpouštědlech.
- Přírodní - vznikly přeměnou ropy za určité teploty a tlaku a vyvěrají na zemský povrch nebo těsně pod něj. Asfaltová jezírka jsou v současné době chráněnými přírodními útvary. Přírodní asfalty se těží v několika zemích světa (Trinidad, Selenica, Irák, Bermudy). Na výrobu živičných pásů ani jiných stavebních materiálů se nepoužívají.
- Ropné - vznikají jako zbytek při destilaci (krakování) ropy úpravou z tzv. destilačního zbytku. Jejich vlastnosti bývají rozdílné podle druhu ropy, z níž jsou vyrobeny. Ropných asfaltů se využívá k výrobě stavebních hmot jako jsou například asfaltové laky, suspenze, emulze, tmely, izolační pásy.
Asfaltové pásy
Asfaltové pásy typu A mají nosnou vložku (z papírovélepenky, z hadrové lepenky nebo ze skleněné rohože) impregnovanou asfaltem. Nemají žádnou krycí vrstvu. Jejich celková tloušťka je do 1 mm. Pro hydroizolační vrstvu plochých střech (hlavní ani pojistnou) jsou nepoužitelné. Asfaltové pásy typu R mají tloušťku krycích asfaltových vrstev do 1 mm. Jejich celková tloušťka je do 2,5 mm. Pro hydroizolační vrstvu plochých střech (hlavní ani pojistnou) jsou rovněž nepoužitelné.
Asfaltové pásy typu S mají tloušťku krycích asfaltových vrstev nad 1 mm. Jejich celková tloušťka se pohybuje od 3,0 mm do 5,0 mm, případně i nad 5,0 mm - pokud se jedná o speciální asfaltové pásy určené pro hlavní hydroizolační vrstvu jednovrstvého systému. Pokud mají nenasákavou vložku jsou vhodné pro hydroizolační vrstvu plochých střech. Vyrábějí se jako pásy natavitelné, což znamená, že se vzájemně mezi sebou spojují natavením plamenem nebo horkým vzduchem.
- Pásy z oxidovaného asfaltu - z této suroviny se dříve vyráběly (na území ČR od roku 1962) a dodnes vyrábějí natavitelné asfaltové pásy. Tyto pásy jsou charakterizovány nízkým bodem měknutí (80 °C). Nejsou odolné vůči UV záření (vyžadují povrchovou úpravu), na svislých plochách mohou stékat. Jsou levnější než modifikované pásy, avšak mají poměrně nízkou životnost.
- Pásy z modifikovaného asfaltu - asfaltové pásy vyrobené z oxidovaného asfaltu mají i při splnění kvality výrobního procesu méně kvalitní technické parametry a poměrně malou životnost. Přidáním přísady (modifikátoru) do asfaltu, tzv. modifikací, dojde k výraznému zlepšení jejich technických vlastností.
- Modifikace APP (pásy plastomerové).
- Modifikace SBS (pásy elastomerové).
Modifikace APP, kdy se do asfaltu přidává ataktický polypropylen byla vyvinuta v roce 1962 v Itálii. má plastickou deformaci, tzn. mají nižší tangenciální pevnost ve spojích v průběhu stárnutí; z tohoto důvodu se nesmí mechanicky kotvit k podkladu, (viz obr. mají větší životnost než pásy z asfaltů oxidovaných. Modifikace SBS, kdy se do asfaltu přidává kaučuk styren - butadien - styren byla vyvinuta ve Francii v roce v1968. má elastickou deformaci, tzn. mají větší životnost než pásy z asfaltů oxidovaných. Obecně se nedoporučuje kombinovat asfaltové pásy modifikované APP a SBS (pokud výrobce konkrétních pásů neurčí jinak).
Čtěte také: Podlahové topení a tloušťka betonu
Nosná vložka je významnou součástí každého asfaltového pásu. Umožňuje jeho výrobu na výrobní lince a posléze ovlivňuje technické parametry asfaltového pásu, jimiž jsou dány také možnosti jeho použití. Výsledkem jsou pak konečné vlastnosti a životnost vodotěsné izolace. Nosnou vložku je možno rozlišit podle jejího materiálu, čímž je dána její kvalita (nasákavost, pevnost, tažnost, atd.) a plošná hmotnost. Důležitá je také její poloha v asfaltovém pásu - nosná vložka má být umístěna v prostřední třetině pásu.
Nasákavost nosných vložek v asfaltových pásech je jejich velmi důležitou vlastností. sulfátové papíry. kombinované (např. polyesterová rohož a skleněná vlákna). Pro hydroizolační vrstvy plochých střech používáme zásadně asfaltové pásy s nenasákavými nosnými vložkami. V současné době již existují také asfaltové pásy bez nosné vložky, tzv. bezvložkové (např. Flexobit). Veškeré jejich vlastnosti (pevnost, tažnost, apod.) jsou dány vlastnostmi asfaltové hmoty. Jde zpravidla o silně modifikované (SBS) asfaltové pásy.
Účelem povrchové úpravy asfaltových pásů, která bývá provedena vhodným posypem, je ochrana asfaltové vrstvy před UV zářením a proti zvětrávání. Mezi další funkce patří snížení povrchové teploty pásu a ochrana střešního pláště proti přelétavému ohni. Mezi posypové materiály patří: křemičitý písek (hrubý i jemný), mastek, diabas, přírodní břidlice, slínek a křída.
Výběr vhodných typů asfaltových pásů spolu s kvalitou jejich pokládky má rozhodující vliv na vodotěsnost a spolehlivost hydroizolační vrstvy (krytina) ploché střechy.
Konstrukce ploché střechy
Konstrukce ploché střechy je důmyslný sendvič, kde má každá vrstva své nezastupitelné místo. Jednotlivé vrstvy pak mohou mít různá pořadí podle typu střechy, zde jsou ty základní, bez kterých se většina plochých střech neobejde.
- Nosná konstrukce: Obvykle železobeton, případně profilovaný plech na ocelových nosnících, dřevěné konstrukce se příliš často nepoužívají, resp. pro méně obvyklé dvouplášťové střechy.
- Spádová vrstva: Nutná pro odvodnění střechy, řeší se buď vyspádováním nosné konstrukce (resp. vymodelováním spádu z lehkého betonu), nebo je spádována tepelná izolace.
- Parotěsnicí vrstva: Zvyšuje hydroizolační střešní skladby. Musí být odvodněná a ve sklonu. Parotěsnicí vrstvu tvoří asfaltové pásy z modifikovaného nebo z oxidovaného asfaltu, případně fólie lehkého typu.
- Drenážní vrstva: Nachází se mezi parotěsnicí vrstvou a tepelněizolačními deskami, může a nemusí se použít, zajišťuje spolehlivý odtok vody po pojistné vodotěsnicí vrstvě.
- Tepelněizolační vrstva: Funkce je jasná - zajištění dostatečné tepelné izolace.
Druhy plochých střech
- Jednoplášťová střecha: Střecha, která odděluje chráněné (vnitřní) prostředí jedním střešním pláštěm.
- Dvouplášťová střecha: Střecha, která odděluje chráněné (vnitřní) prostředí dvěma střešními plášti oddělenými od sebe vzduchovou vrstvou.
- Několikaplášťová střecha: Střecha, která odděluje chráněné (vnitřní) prostředí několika střešními plášti oddělenými od sebe vzduchovými vrstvami.
Volba druhu ploché střechy závisí na parametrech vnitřního prostředí - teplotě vnitřního vzduchu θ i [° C] a relativní vlhkosti vnitřního vzduchu φ i [%] a případných požadavcích na provoz na střeše. Návrh skladby střešního pláště plochých střech je vždy nutno doložit tepelně technickým posouzením, případně také posouzením vzduchové neprůzvučnosti.
Jednoplášťové ploché střechy
Jednoplášťové ploché střechy jsou nejrozšířenějším typem plochých střech. více možností využití jejich povrchu (střechy pochůzné, pojížděné, zelené). Pro střechy nad otevřeným prostorem nebo nad nevytápěnými objekty není třeba navrhovat tepelně izolační vrstvu. Střecha plní funkci pouze nosnou a hydroizolační. Sklon střechy může být tvořen jak nosnou konstrukcí, tak sklonovou vrstvou navrženou v požadovaném spádu. Skutečnost, že chybí tepelná izolace má za následek zvýšené tepelné namáhání nosné konstrukce střechy.
Ploché střechy bez parotěsné vrstvy
Jednoplášťové ploché střechy bez parotěsné vrstvy představují z hlediska konstrukčního i technologického nejjednodušší řešení. Je zde však nutné důkladné provedení tepelně technického posouzení. To proto. že absence parotěsné vrstvy může být příčinou poruch tepelně vlhkostního chování souvrství střešního pláště. Návrh jednoplášťové ploché střechy bez parotěsné vrstvy může být v určitých případech značně riskantní.
Snížení, resp. úplné vyloučení kondenzace vodní páry ve skladbě ploché střechy je možno dosáhnout vhodným návrhem parotěsné vrstvy. To proto, že se zde sdruží v rámci jedné vrstvy dvě funkce a to jak funkce tepelně izolační, tak také funkce spádová. Odpadnou tedy spádové vrstvy z jiných, dříve obvyklých materiálů (např. na bázi lehkého betonu, násypu apod.), které jsou poměrně pracné a mají výrazně vyšší hmotnost než zmíněné tepelně izolační spádové dílce.
Ploché střechy s opačným pořadím vrstev
Základním principem tohoto typu střech je, že je zde zaměněna poloha vrstvy tepelné izolace a hydroizolace. To znamená, že hydroizolační vrstva (krytina) je umístěna pod tepelnou izolací. Materiál tepelněizolační vrstvy musí být nenasákavý, pevný, objemově stálý. Uvedeným požadavkům vyhovuje v současné době pouze vytlačovaný (extrudovaný) polystyrén - XPS. Jeho nasákavost je téměř nulová (cca do 0,5 % obj.), což umožňuje vystavit jej přímému působení srážkové vody, aniž by došlo k poklesu jeho tepelně izolačních vlastností.
- Hydroizolační vrstva (krytina) je proti UV záření a povětrnostním vlivům (případně také proti mechanickému poškození) chráněna tepelně izolační vrstvou, což výrazně prodlužuje její životnost.
- Umístění tepelně izolační vrstvy nad hydroizolační vrstvu prakticky úplně vylučuje možnost kondenzace vodní páry uvnitř střešního pláště. Pro všechny obvodové stavební konstrukce (střechy a obvodové pláště) platí, že směrem od interiéru k exteriéru musí jejich difúzní odpor klesat a tepelný odpor naopak stoupat. Plochá střecha s klasickým pořadím vrstev uvedené podmínky nesplňuje. Plochá střecha s opačným pořadím vrstev tyto podmínky naopak splňuje, což má příznivý dopad v tom smyslu, že je vyloučena možnost kondenzace vodní páry uvnitř střešního pláště - při správně navržené tloušťce tepelné izolace.
Je patrné, že u střechy s klasickým pořadím vrstev (obr. 37 a) dochází ke kondenzaci vodní páry uvnitř střešního pláště, a to v místě pod hydroizolací (krytinou). V místě nad tepelně izolační vrstvou je již velmi nízká teplota - tx, která je již téměř rovna teplotě venkovního vzduchu. Touto nízkou teplotou je dána také nízká hodnota parciálního tlaku vodní páry při nasycení v uvedeném místě - pdx ”. Naopak hodnota parciálního tlaku vodní páry v tomto místě - pdx je velmi vysoká - vyšší než hodnota pdx ”. To je způsobeno tím, že hydroizolační vrstva je tvořena například dvěma asfaltovými pásy s vysokými hodnotami difúzního odporu (resp. ekvivalentní difúzní tloušťky).
U střechy s klasickým pořadím vrstev a s parotěsnou vrstvou (obr. 37 b) ke kondenzaci vodní páry uvnitř střešního pláště již nedochází. Vložením parotěsné vrstvy, pokud má dostatečně vysokou hodnotu difúzního odporu Rd (resp. ekvivalentní difúzní tloušťky rd) dojde k výraznému snížení průniku vodní páry do střešního pláště, což má za následek snížení hodnot parciálního tlaku vodní páry - pdx uvnitř střešního pláště, a to pod hodnoty - pdx ”. Z výše uvedeného plyne, že kondenzaci vodní páry uvnitř konstrukce je možno zabránit vložením parotěsné vrstvy. Tato vrstva však musí mít, jak již bylo uvedeno, dostatečně vysokou hodnotu difúzního odporu.
V případě návrhu ploché střechy s opačným pořadím vrstev (obr. 37 c), pokud je hydroizolační vrstva (a parozábrana zároveň) správně navržena, nedochází ke kondenzaci vodní páry uvnitř střešního pláště. Oproti střeše s klasickým pořadím vrstev a s parotěsnou vrstvou dochází k úspoře jedné vrstvy střešního pláště - parozábrany, což je ekonomicky velmi výhodné.
Nutným předpokladem pro návrh ploché střechy s opačným pořadím vrstev je použití nenasákavého materiálu pro tepelně izolační vrstvu. Toto kritérium splňuje v současné době pouze extrudovaný polystyrén - XPS. Tepelnou izolaci je možno pokládat i za méně příznivého počasí.
Možnosti řešení:
- Odvodněním plochých střech s opačným pořadím vrstev, navrhneme jako dvouúrovňové. To znamená, že na tepelnou izolaci umístíme například dlažbu či jinou málo propustnou provozní vrstvu, namísto propustného stabilizačního násypu. Tím dosáhneme toho, že velká většina dešťové vody rychle odteče po povrchu provozní vrstvy, případně nenasákavé tepelné izolace do střešních vtoků. Na povrch hydroizolace pak pronikne pouze menší část studené vody, kterou rovněž odvedeme pomocí spodní části dvouúrovňových střešních vtoků.
- Rozdělením tepelně izolační vrstvy tak, že jednu její část umístíme pod hydroizolační vrstvu a druhou ponecháme nad ní - tzv. kombinovaná střecha (systém DUO) - viz níže. Tím omezíme snížení teploty pod hydroizolací a zabráníme tak vzniku kondenzace vodní páry v tomto místě.
- Zvýšením tloušťky tepelné izolace (čímž snížíme hodnotu součinitele prostupu tepla U).
Kombinované ploché střechy (systém DUO)
Jde o kombinaci střechy s klasickým pořadím vrstev a střechy s opačným pořadím vrstev (obrácené, inverzní). To znamená, že tepelně izolační vrstva je zde rozdělena tak, že jedna její část (asi 40 %) je umístěna pod hydroizolací a druhá část (asi 60 %) je umístěna nad hydroizolací. Toto řešení spojuje výhody střechy s klasickým pořadím vrstev a střechy s opačným pořadím vrstev.
Uvedený typ se navrhuje jak u nových střech, tak u rekonstrukcí stávajících střech, které mají nedostatečnou tloušťku tepelné izolace a nefunkční hydroizolaci. Provede se oprava, popř. Provede se nová tepelná izolace z extrudovaného polystyrénu (XPS) v patřičné tloušťce. Stávající tepelná izolace, která se nachází pod hydroizolační vrstvou působí v nové skladbě jako doplňková tepelná izolace. Pokud je stávající tepelná izolace mokrá, což v případě poškozené hydroizolace bývá, dochází za příznivých tepelných a vlhkostních podmínek k jejímu vysýchání směrem do interiéru, pokud není v původní střeše umístěna parozábrana. Proces vysýchání je příznivě ovlivněn tím, že kondenzační zóna se v důsledku přidání nové tepelně izolační vrstvy přesune až nad hydroizolaci k novému povrchu střechy.
Ploché střechy kombinované bývají označovány jako systém DUO. Pokud mají tyto střechy ve skladbě navrženou také parozábranu, pak bývají označovány jako systém PLUS.
tags: #spádová #vrstva #z #lehkého #betonu #skladba