Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ ARCHITEKTONICKÉ KONŠTRUKCIE III. Stavebná fakulta Ing. Jaroslav Vojtuš, CSc.
Táto publikácia vznikla za finančnej podpory z Európskeho sociálneho fondu v rámci Operačného programu VZDELÁVANIE. Prioritná os 1 Reforma vzdelávania a odbornej prípravy Opatrenie 1.2 Vysoké školy a výskum a vývoj ako motory rozvoja vedomostnej spoločnosti. Názov projektu: Balík doplnkov pre ďalšiu reformu vzdelávania na TUKE ITMS 26110230093 Názov : Autor: Recenzia: Vydavateľ: Rok: Vydanie: Počet výtlačkov: Rozsah: Tlač: Architektonické konštrukcie III. Ing. Jaroslav Vojtuš, CSc. doc. Ing. Anna Sedláková, PhD. Technická univerzita v Košiciach 2015 prvé 50 kusov 82 strán Univerzitná knižnica TUKE ISBN : 978-80-553-2081-6 Rukopis neprešiel jazykovou úpravou. Za odbornú a obsahovú stránku zodpovedá autor.
Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ ARCHITEKTONICKÉ KONŠTRUKCIE III. Stavebná fakulta Ing. Jaroslav Vojtuš, CSc.
Úvod Táto publikácia Architektonické konštrukcie III. predstavuje základný učebný titul študijného odboru Pozemné stavby a Stavebníctvo, prednostne je určená poslucháčom študijného programu bakalárskeho štúdia Pozemné stavby a architektúra a inžinierskeho štúdia Pozemné stavby. Určená je na podporu a doplnenie výučby predmetu Architektonické konštrukcie III. / Pozemné staviteľstvo III., na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach. Obsahovo sa zaoberá problematikou plochých striech pričom tématicky nadväzuje na vysokoškolskú učebnicu Pozemné staviteľstvo III., Strechy, Tradičné konštrukcie krovov. Mať strechu nad hlavou je pre väčšinu z nás samozrejmosť. Znamená to, mať kde bývať, mať možnosť schovať sa pred poveternostnými vplyvmi, hlukom a pod., mať domov. Okrem tejto praktickej funkcie má strecha veľký a dôležitý vplyv na charakter a štýl budovy. Nie nadarmo sa streche pripisuje dominantné postavenie a hovorí sa o nej často aj ako o piatej fasáde domu. Strechu si všimneme väčšinou na prvý pohľad. Zaujme nás tvarom, krytinou, členením, farbou... Strecha tak má významné miesto nielen nad našimi hlavami, ale aj pred našimi očami. Strecha je stavebná konštrukcia nad chráneným (vnútorným) prostredím, podieľajúca sa na zabezpečení požadovaného stavu prostredia v budove. Pozostáva z nosnej konštrukcie a jedného alebo viacerých strešných plášťov, vzájomne oddelených vzduchovými vrstvami, a z doplnkových a iných konštrukcií a prvkov. Ilustračné pohľady na ploché strechy budov 4
Obsah Úvod...4 Obsah...5 1. Úvod do problematiky striech...7 1.1 Všeobecne o strechách...7 1.2 Požiadavky na konštrukcie striech...8 2. Ploché strechy... 12 2.1 Rozdelenie plochých striech... 12 2.2 Skladby plochých striech... 16 2.2.1 Jednoplášťové ploché strechy... 16 2.2.2 Dvojplášťové ploché strechy... 19 2.2.3 Viacplášťové ploché strechy... 20 3. Konštrukčné a materiálové riešenie plochých striech... 22 3.1 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, nezateplené... 23 3.2 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, s tepelnou izoláciou... 25 3.3 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, priťažené, s tepelnou izoláciou... 31 3.4 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, určené pre sanáciu, s tepelnou izoláciou... 35 3.5 Ploché strechy pochôdzne / pojazdné, jednoplášťové... 36 3.6 Ploché strechy dvojplášťové... 43 4. Stabilizácia vrstiev strešného plášťa... 44 4.1 Systém mechanicky kotvený... 44 4.2 Systém lepený... 47 4.3 Systém natavený... 48 4.4 Systém priťažený... 49 5. Odvodnenie plochých striech... 52 6. Detaily plochých striech... 61 6.1 Dažďový vpust... 61 6.2 Atika nízka... 66 6.3 Odkvapová hrana, voľný okraj strechy... 73 6.4 Napojenie na zvislú stenu... 75 7. Záver... 82 Použitá literatúra... 82 Doporučená literatúra... 82 5
Poslanie modulu Poslaním týchto študijných materiálov je uviesť študenta do problematiky riešenia konštrukcií plochých striech, riešenia plášťov a detailov plochých striech. Spracovanie materiálov reflektuje súčasne platné technické normy schválené Európskym parlamentom. Študenti získajú prehľad a predstavu o vzájomných väzbách medzi stavebnou konštrukciou, jednotlivými materiálmi a prostredím, v ktorom má konštrukcia pôsobiť. Tieto vedomosti umožnia študentom po absolvovaní tohto modulu efektívne navrhovať tento typ konštrukcií zastrešenia budov. Ciele modulu: Študijné materiály sa po obsahovej stránke zameriavajú na riešenie strešných konštrukcií plochých striech a ich skladieb. Jednotlivé kapitoly sa venujú všeobecným požiadavkám striech, rozdeleniu, skladbám a detailom plochých striech. V kapitolách sú uvedené názorné príklady skladieb strešných plášťov s použitím súčasných materiálov a úrovne technického poznania. Po preštudovaní tejto publikácie by študent mal vedieť definovať pojem konštrukcie plochej strechy a samostatne navrhnúť vhodnú skladbu a rozhodujúce detaily v zmysle súčasnej techniky a materiálových možností pre konkrétnu riešeniu budovu. Ciele : 1. Všeobecné požiadavky strešných konštrukcií 2. Rozdelenie plochých striech 3. Skladby plášťov plochých striech 4. Konštrukčné a materiálové riešenie plochých striech 5. Stabilizácia vrstiev strešných plášťov plochých striech 6. Odvodnenie plochých striech 7. Charakteristické detaily Študijná literatúra [1] Neumann, D. a kol. : Frick/Knoll, Stavebné konštrukcie II., Jaga Bratislava 2006. [2] Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb III. - Strechy, Košice 2005. [3] Hirčko, J., a kol.: Konštrukcie šikmých striech. Eurostav Bratislava 2003. [4] Mikuláš, M., Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb - strechy, Alfa Bratislava 1985. [5] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. [6] Kutnar, Z.: Konstrukce pozemních staveb střechy, ES ČVUT Praha 1984. [7] Chaloupka, K., Svoboda, Z. : Ploché střechy, Praktický prúvodce, GRADA Praha, 2009 [8] STN 73 1901:2005-06 Navrhovanie striech. Základné ustanovenia. Designing of roofs. Basic provisions. SÚTN 2005, Bratislava [9] STN 73 3610 Klampiarske práce stavebné, SÚTN 1987. [10] STN 73 0540:2012 Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, Časť 1-3, SÚTN 2012, Bratislava. [11] STN EN 12056-3 Gravitačné kanalizačné systémy vnútri budov. Časť 3: Odvodnenie striech. Navrhovanie a výpočet. SÚTN 2002. [12] STN 01 3431 - Výkresy pozemních staveb - kreslení střech. [13] Zákon č. 300/2012 Z.z. ktorým sa mení a dopĺňa zákon č. 555/2005 Z.z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov. 6
1. Úvod do problematiky striech Myslieť si, že jej funkciou je len ochrana stavby pred dažďom, by bolo veľkou chybou. Strecha musí totiž zabezpečovať aj tepelnú ochranu obydlia, v zime zabrániť úniku drahého tepla smerom von, v lete zase, naopak, nevpúšťať horúčavy do domu. Okrem toho by vás mala chrániť aj pred hlukom okolia. Plochými strechami sú nazývané strechy so sklonom do 10. Mnoho stavebníkov sa pre ne rozhoduje najmä z dôvodu finančného. Áno, je síce pravdou, že vás takáto strecha stojí menej, má však v porovnaní so šikmou zvyčajne kratšiu životnosť a náklady na jej údržbu sú tým pádom, s ohľadom na dlhšie časové obdobie, omnoho vyššie. Na plochú strechu totiž dopadá viac priamych slnečných lúčov, rýchlejšie podlieha vplyvu škodlivého UV žiarenia a tým pádom sa aj rýchlejšie opotrebúva a starne. Ploché strechy sú z ekonomického hľadiska dostupnejšie, je na ne v prípade potreby ľahší prístup a sú bezpečnejšie z hľadiska požiarnej ochrany. Vďaka moderným povlakovým materiálom môžu už niektoré rovné strechy slúžiť dokonca rovnako dlho ako strechy šikmé. 1.1 Všeobecne o strechách Strecha je stavebná konštrukcia nad chráneným zabezpečení požadovaného stavu prostredia v budove. (vnútorným) prostredím, podieľajúca sa na Strecha zvyčajne ukončuje stavebné dielo, tvorí ju nosná konštrukcia a strešný plášť (s krytinou = hydroizoláciou), ktorý ho chráni pred nepriaznivými poveternostnými vplyvmi (dažďu, snehu, vetru, proti ohňu). Je dôležitou časťou stavby (konštrukcia zastrešenia) a závisí od nej životnosť celej stavby. Riešenie strechy ovplyvňuje použitá krytina, nadmorská výška, klimatické pomery a v neposlednom rade aj architektúra - estetický výraz stavby, pretože zastrešenie má byť v súlade s okolitou zástavbou a prírodným prostredím. Strešné konštrukcie sa navrhujú podľa STN 73 1901:2005, kde sú špecifikované požiadavky na strechy, týkajúce sa sklonu a skladby strešného plášťa, príp. spôsobu odvodnenia. Strechy rozdeľujeme z hľadiska rôznych kritérií. Podľa sklonu strechy rozlišujeme na : ploché strechy šikmé strechy strmé strechy sklon sklon sklon α 5-10 5-10 < α 45 45 < α < 90 pričom sklon strechy je uhol, ktorý je medzi plochou strechy a vodorovnou rovinou. Podľa konštrukcie : šikmé, ploché Podľa účelu : bezúčelové (nepochôdzne) strechy umožňujúce prístup len na kontrolu stavu konštrukcie, nevyhnutnú údržbu, účelové (pochôdzne), prevádzkové, využívané na účely dopravy, rekreácie, umiestnenia špeciálneho technologického vybavenia budovy atď. Podľa materiálu nosnej strešnej konštrukcie : drevené, oceľové (kovové), 7
železobetónové, pórobetónové, keramické, kombinované (napr. drevo a oceľ, keramika a železobetón). Podľa tvaru : ploché, pultové, sedlové, manzardové, stanové, vežové, pultové s valbami, sedlové s valbami a polvalbami, kupolové a iné tvary (zakrivené), pílové, valcové, kombinované a pod. Obrázok 1.01a-d Príklady striech a ich vplyvu na funkciu alebo vzhľad budovy 1.2 Požiadavky na konštrukcie striech Základné požiadavky na strešné konštrukcie vychádzajú hlavne zo Zákona č. 50/1976 Zb., tzv. stavebného zákona, a z Vyhlášky č. 532/2002 Z.z. O všeobecných technických požiadavkách na výstavbu, Druhá časť : Stavebnotechnické požiadavky na stavbu, 8
pričom ich možno rozdeliť a charakterizovať : mechanická odolnosť a stabilita, dynamické namáhanie striech strecha sa navrhuje tak, aby odolávala v projekte stanovenému mechanickému a dynamickému namáhaniu. hydrofyzikálne namáhanie striech strecha a jej jednotlivé vrstvy a časti sa navrhujú vzhľadom na namáhanie vodnou parou, namáhanie vlhkosťou obsiahnutou v pórovitých materiáloch, na namáhanie zrážkovou vodou, prevádzkovou vodou stekajúcou po jej povrchu, zrážkovou vodou zadržanou na povrchu strechy alebo prevádzkovou vodou pôsobiacou hydrostatickým tlakom. vlhkostný stav a režim striech skladba a konštrukcia strechy musia byť navrhnuté tak, aby sa dosiahol priaznivý vlhkostný stav a režim strechy podľa podľa STN 73 0540-2. tepelnoizolačné vlastnosti striech strecha musí spĺňať požiadavky podľa STN 73 0540-2. Strecha má zároveň chrániť podstrešné konštrukcie pred nepriaznivými vplyvmi slnečnej radiácie (prehrievanie). korózne namáhanie striech strecha sa navrhuje tak, aby odolávala predpokladanému koróznemu namáhaniu. Korózne namáhanie strechy vyvolávajú najmä chemické, tepelné, biologické, elektromagnetické a atmosférické vplyvy. trvanlivosť striech trvanlivosť konštrukcie strechy sa navrhuje na dobu funkčnosti budovy. Dobu funkčnosti budovy obvykle stanoví stavebník. spoľahlivosť striech strechu sa odporúča navrhovať tak, aby umožňovala priamu vizuálnu kontrolu nepriepustnosti hydroizolačnej vrstvy, prípadne aby obsahovala signalizačný systém miesta poruchy hydroizolačnej vrstvy. prevádzka, kontrola, údržba a obnova striech strecha sa navrhuje vzhľadom na potreby prevádzky, kontroly, údržby a obnovy. bezpečnosť a ochrana zdravia, požiarna bezpečnosť, hygienické a ekologické hľadiská strecha sa navrhuje vzhľadom na bezpečnosť a ochranu zdravia, požiarnu bezpečnosť, hygienické a ekologické hľadiská podľa platných predpisov. projekt striech projektový návrh strechy musí úplne a jednoznačne určiť materiálové, technologické, konštrukčné a prevádzkové riešenie strechy. Na strechy pôsobia rôzne vplyvy, ktoré možno rozdeliť na zaťaženie : - vlastnou váhou konštrukcie, vetrom, snehom, teplotou, požiarom, prevádzkou a údržbou. Obecne medzi základné predpoklady funkčnej a trvácnej plochej strechy patrí : - vhodný návrh skladby strešného plášťa, materiálový a konštrukčný, správny sklon pre bezpečný odtok dažďovej vody. 9
Hlavnou požiadavkou na strechy je teda vodotesnosť, ktorá môže byť narušená účinkom dažďa alebo vetrom, strecha musí zároveň odolávať klimatickým účinkom a musí byť zabezpečený riadny odtok dažďovej vody. Návrh skladby musí zohľadňovať aj aktuálne požiadavky na tepelnotechnické vlastnosti, z čoho vyplynie návrh hrúbky tepelného izolantu. Tepelnotechnické požiadavky Tepelnotechnické požiadavky na strechu v zmysle šírenia tepla a vlhkosti konštrukciou možno charakterizovať týmito veličinami : súčiniteľom prechodu tepla a tepelným odporom konštrukcie najnižšou povrchovou teplotou konštrukcie skondenzovaným množstvom vodnej pary v konštrukcii a - tepelnú ochranu stavebných konštrukcií, vrátane strechy, určujú normy (STN 73 0540) a nariadenia EÚ o šetrení energiou. Vzhľadom na obecne požadované úspory energie, sa pri plochých 2 strechách požadujú tepelnoizolačné vlastnosti - hodnota súčiniteľa prechodu tepla U [W/m.K] (hodnota súčiniteľa prechodu tepla navrhovanej skladby konštrukcie U musí byť nižšia ako hodnota určená normou ako U N, teda U U N), z čoho vyplýva, že hrúbka tepelnoizolačného materiálu sa požaduje dnes približne 200 mm (pri tepelnej vodivosti izolantu 0,040 W/(m2.K)), čo je potrebné výpočtom preukázať (STN 73 0540.2). 2 Súčiniteľ prechodu tepla konštrukcie W/(m.K) Druh stavebnej konštrukcie Umax Normalizovaná (požadovaná) hodnota UN Odporúčaná hodnota Ur1 Cieľová odporúčaná hodnota Ur3 Vonkajšia stena a šikmá strecha nad obytným priestorom so sklonom 45 0,46 0,32 0,2 0,15 Plochá a šikmá strecha 45 0,30 0,20 0,10 0,10 0,30 0,20 0,10 0,10 0,35 0,25 0,15 0,15 Strop nad vonkajším prostredím Maximálna hodnota a) Strop pod nevykurovaným priestorom b) Tab. 1.01 Tabuľka tepelnotechnických požiadaviek na hodnoty U súčiniteľ prechodu tepla konštrukciou W/(m2.K), zdroj : STN 73 0540-2.2012 tab. 1 Požiadavky na hodnoty U, str.8 Súčasné požiadavky podľa STN 73 0540-2.2012 sú : 2 2 2 strešný plášť : U U max = 0,30 W/m K, resp. UN = 0,20 W/m K, resp. U r1 / Ur2 = 0,10 W/m K Pozn. : Umax maximálna hodnota súčiniteľa prechodu tepla konštrukciou UN normalizovaná, požadovaná, hodnota súčiniteľa prechodu tepla konštrukciou Ur1 odporúčaná hodnota, po r. 2015 b - steny, stropy a podlahy v priestoroch s relatívnou vlhkosťou vzduchu i 80 % musia mať na každom mieste vnútorného povrchu teplotu si, vyjadrenú v C, ktorá je bezpečne nad teplotou rosného bodu a vylučuje riziko vzniku plesní si si,n = si,80 + si c - v stavebných konštrukcií, ktoré oddeľujú vonkajšie prostredie od interiéru, dochádza ku kondenzácii vodnej pary vnútri konštrukcie v chladnejších obdobiach roku. Podľa STN 73 0540-2.2012 sa majú strešné konštrukcie navrhovať tak, aby v nich nedochádzalo ku kondenzácii vodnej pary ktorá by 2 mohla ohroziť ich požadovanú funkciu, Mc = 0 kg/(m.a). Bez kondenzácie vodnej pary v konštrukcii sa musia navrhnúť steny, strechy, v ktorých by skondenzovaná vodná para mohla ohroziť ich požadovanú funkciu. Pokiaľ nastane v streche kondenzácia vodnej pary, tak je ju možno označiť za vyhovujúcu konštrukciu, pokiaľ sú splnené nasledujúce podmienky: 10
skondenzované množstvo vodnej pary neohrozí funkciu strešnej konštrukcie skondenzované množstvo vodnej pary sa behom roku vyparí zo strešnej konštrukcie skondenzované množstvo vodnej pary v konštrukcii plochej strechy je menšie než : - pre jednoplášťové strechy Mc 0,1 kg/(m2.a), - pre ostatné konštrukcie Mc 0,5 kg/(m2.a), kde Mc je celoročné množstvo skondenzovanej vodnej pary v konštrukcii, v kg/(m 2.a). Správne umiestnené a nadimenzované parozábrany, parotesné vrstvy, prípadne pri dvojplášťových odvetrávaných konštrukciách striech dostatočné vetranie, musia difúziu vodnej pary obmedziť takým spôsobom, aby sa zabránilo nežiaducemu vzniku vodnej pary. Ochrana povrchu Vrchná vrstva strešného plášťa musí byť odolná voči účinkom poveternostných podmienok, vody, vetra, UV žiarenia a pod.. Neustále striedanie vlhka a sucha, teplotné rozdiely medzi dňom a nocou, leto / zima a (až do 80 C v lete), a najmä účinok ultrafialového slnečného žiarenia veľmi namáhajú materiál hydroizolácie plochej strechy. Svetlá farba strešných hydroizolačných pásov mpvc, TPO), zásyp drobným štrkom (štrkový zásyp so zrnitosťou 15/30 mm, v minimálnej hrúbke 50 mm) alebo reflexné nátery odrážajú slnečné svetlo a znižujú ohrievanie strešného plášťa. Vo zvlášť veterných oblastiach a pri nebezpečenstve vzniku vírenia v blízkosti napr. väčších komínov, výťahových šácht, treba štrkové zásypy zabezpečiť, napr. nastriekaním syntetických živíc, ktoré spoja hornú vrstvu štrku. Samohodnotiace otázky 1. Uveďte rozdelenie striech podľa sklonu, podľa účelu a podľa tvaru. 2. Charakterizujte pojem plochá strecha. 3. Povedzte aké sú požiadavky na strešné konštrukcie z hľadiska tepelnej ochrany. Záver V tejto kapitole je uvedené obecné rozdelenie striech aby študenti získali obraz o mieste a úlohe plochých striech medzi stavebnými konštrukciami a zároveň kapitola uvádza základné požiadavky na ploché strechy bez znalostí ktorých nie je možné takéto konštrukcie vôbec navrhovať. V nasledujúcej kapitole si vysvetlíme rozdelenie plochých striech a ich základné skladby. Študijná literatúra [1] Neumann, D. a kol. : Frick/Knoll, Stavebné konštrukcie II., Jaga Bratislava 2006. [2] Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb III. - Strechy, Košice 2005. [3] Mikuláš, M., Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb - strechy, Alfa Bratislava 1985. [4] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. [5] STN 73 0540:2012 Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, Časť 1-3, SÚTN 2012, Bratislava. [6] STN 73 1901:2005-06 Navrhovanie striech. Základné ustanovenia. Designing of roofs. Basic provisions. SÚTN 2005, Bratislava. [7] Zákon č. 300/2012 Z.z. ktorým sa mení a dopĺňa zákon č. 555/2005 Z.z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov. 11
2. Ploché strechy 2.1 Rozdelenie plochých striech Ploché strechy sa obecne vyznačujú malým sklonom a použitím bezšpárových krytín hydroizolácií. Podľa sklonu rozdeľujeme konštrukcie striech na : ploché strechy šikmé strechy strmé strechy sklon sklon sklon α 5-10 5-10 < α 45 45 < α < 90 pričom sklon strechy je uhol, ktorý je medzi plochou strechy a vodorovnou rovinou. Minimálny sklon je daný najmä vlastnosťami hydroizolácie = krytiny a je 1 = 1,75 %, t.j. prakticky 2%! Konštrukcia plochej strechy pozostáva z nosnej konštrukcie a jedného alebo niekoľkých strešných plášťov, oddelených či už vetranými alebo nevetranými vzduchovými vrstvami, a z doplnkových konštrukcií a prvkov. Ploché strechy sú strechy so sklonom vonkajšieho povrchu voči horizontálnej rovine do 5, maximálne 10. Obrázok 2.01 Ilustračné príklady plochých striech stavieb Výhody plochých striech : konštrukčne jednoduchšie riešenie ako šikmá strecha možnosť zastrešiť dom s akýmkoľvek pôdorysným tvarom možnosť využívať strechu, ako terasu alebo zelenú strechu, lepšia požiarna odolnosť. 12
Ako súčasť obalovej konštrukcie musia ploché strechy zabezpečovať tepelnú pohodu v podstrešných priestoroch. Pri malej relatívnej vlhkosti vnútorného prostredia navrhujeme tzv. jednoplášťové, pri vyššej relatívnej vlhkosti dvojplášťové vetrané konštrukcie strešných plášťov. Ploché strechy sa rozdeľujú podľa rôznych kritérií, prvotné rozdelenie je na základe konštrukčného riešenia: jednoplášťové (obr. 2.02a) dvojplášťové (obr. 2.02b) a b Obrázok 2.02 Priečny rez strechou a jednoplášťovou, b dvojplášťovou Jednoplášťové strechy možno rozdeliť na : jednoplášťové bez tepelnej izolácie, s tepelnou izoláciou jednoplášťové bez parozábrany, s parozábranou jednoplášťové s parozábranou jednoplášťové pochôdzne, pojazdné s opačným / obráteným poradím vrstiev, tzv. inverzné vegetačné, extenzívne a intenzívne jednoplášťová kombinovaná, tzv. duo a plus strechy. Obrázok 2.03 Príklad jednoplášťovej strechy a - pochôdznej, b - tzv. klasickej násypom priťaženej so štrkovým Jednoplášťová plochá strecha je taká strecha, ktorá oddeľuje vnútorné prostredie od vonkajšieho len jedným strešným plášťom. Jednoplášťové strešné konštrukcie tvoria tieto základné vrstvy : nosná vrstva (strop), parotesná zábrana, tepelnoizolačná vrstva a hydroizolačná vrstva (obr. 3.03). 13
Dvojplášťové strechy možno rozdeliť na : dvojplášťové vetrané s otvorenou vzduchovou dutinou (obr. 3.06a, b) dvojplášťové vetrané s uzavretou vzduchovou dutinou. Obrázok 2.04 Pohľad na budovu bytového domu, otvory v atike prezrádzajú konštrukciu dvojplášťovej strechy, a - bytový dom sústavy P 1.14, b -/ bytový dom sústavy T 06B-KE Obrázok 2.05 Pohľad do vnútra konštrukcie dvojplášťovej strechy bytového domu, a - neprielezná, hr. 150450 mm, b - prielezná, hr. 1400 mm, tzv. montážne podlažie sústavy T 06B-KE Dvojplášťové strešné konštrukcie sú tvorené nosnou vrstvou spodného plášťa (strop nad posledným nadzemným podlažím), tepelno-izolačnou vrstvou, vzduchovou medzerou zvyčajne vetranou (otvormi v ohraničujúcich zvislých stenách), nosnou vrstvou horného plášťa, vodotesnou vrstvou krytinou (hydroizoláciou) a ostatnými vrstvami (napr. ochrannou vrstvou, separačnou, a pod.). Ďaľšie kritéria rozdelenia striech sú na základe účelu, spôsobu odvodnenia, polohy tepelnej izolácie a pod. Podľa účelu ploché strechy rozdeľujeme na : bezúčelové alebo aj nepochôdzne účelové alebo pochôdzne, prevádzkové. Účelové ploché strechy sú určené aj na iné trvalé využívanie terasy, parkoviská vegetačné strechy. Ich konštrukcia a skladba musí zodpovedať predpokladanému využívaniu. Podľa spôsobu odvodnenia : vnútornými vpustmi vonkajšími žľabmi a zvodmi. Podľa polohy tepelnej izolácie v skladbe : strechy s klasickým poradím vrstiev inverzné, obrátené strechy kombinované strechy Nosnú strešnú konštrukciu plochej strechy tvorí najčastejšie strop nad posledným nadzemným podlažím (u jednoplášťovej strechy), ktorý zároveň plní funkciu nosnej vrstvy strešného plášťa. 14
Nosnú strešnú konštrukciu môže tvoriť : železobetónová doska, monolitická alebo stropné panely, doska z trapézových plechov na oceľových väzníkoch alebo drevené debnenie taktiež na väzníkoch a pod.. Obrázok 2.06 Príklady konštrukcie plochej strechy na nosnej vrstve tvorenej a - žb doskou, b - trapézovým plechom, c - dreveným debnením Strešný plášť plochej strechy je zložený z: - nosnej vrstvy strešného plášťa (čo je zvyčajne nosná konštrukcia strechy) a - jednej alebo viacerých ďalších vrstiev, ktoré môžu plniť funkciu spádovú, expanznú (mikroventilačnú), podkladnú, tepelnoizolačnú, parotesnú, separačnú, dilatačnú, spojovaciu, hydroizolačnú, stabilizačnú, drenážnu, filtračnú, hydroakumulačnú, vegetačnú, pohľadovú, podhľadovú a ďalšie možné funkcie v závislosti na vlastnostiach použitého materiálu a jeho konštrukčnom usporiadaní v skladbe strechy (3.02). Obrázok 2.07 Základná skladba plochej strechy, 1 nosná konštrukcia, 4 parozábrana, 6 tepelnoizolačná vrstva, 7 hydroizolačná vrstva = krytina 15
2.2 Skladby plochých striech 2.2.1 Jednoplášťové ploché strechy Základné skladby plochých striech sú uvedené v STN 73 1901 v prílohe A, príp. v ČSN 73 1901, kde je uvedené aj použitie z hľadiska vlhkostného režimu a hydroizolačnej bezpečnosti. 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie pre budovy bez tepelnoizolačných požiadaviek 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde t si 24 C, ɸi 60 % 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde tsi > 20 C, ɸi > 60 % a nad priestormi s požadovanou zvýšenou hydroizolačnou bezpečnosťou 16
1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde t si < 18 C, ɸi < 40 %, nad priestormi s požadovaným krátkodobým vzostupom vnútornej teploty, prípadne tam, kde sa vyskytuje krátkodobý vzostup relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 7 doplnková tepelnoizolačná vrstva, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde t si < 18 C, ɸi < 40 %, nad priestormi s požadovaným krátkodobým vzostupom vnútornej teploty, prípadne tam, kde sa vyskytuje krátkodobý vzostup relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu a ak je potrebné tepelne izolovať nosnú vrstvu 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky XPS), 8 stabilizačná vrstva, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná, 11 separačná vrstva - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit < 24 C, ɸi < 60 %, a tam kde sa požaduje účinná ochrana hydroizolačnej vrstvy 17
1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky XPS), 7 doplnková tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 8 stabilizačná vrstva, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná, 11 separačná vrstva - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit > 20 C, ɸi < 80 %, a tam kde sa požaduje účinná ochrana hydroizolačnej vrstvy a pri rekonštrukciách striech Jednoplášťové strechy s opačným poradím vrstiev sú vhodné pri zvýšenom vnútornom mikroklimatickom namáhaní (vnútorná teplota a vlhkosť), sú charakterizované tepelnoizolačnou vrstvou nad hydroizolačnou vrstvou. Preto, že tepelnoizolačná vrstva je vystavená nepriaznivým vplyvom vonkajšieho prostredia, je nutné túto vrstvu riešiť z trvanlivých nenasiakavých alebo obmedzene nasiakavých materiálov. 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 tzv. hydroizolačné súvrstvie, 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky XPS), 7 doplnková tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 8 stabilizačná vrstva, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná, 11 separačná vrstva - použitie : konštrukcie nad prostredím kde t si > 20 C, ɸ i < 80 % v závislosti na tepelných a difúznych odporoch vrstiev, a tam kde sa požaduje zvýšená hydroizolačná bezpečnosť a pri rekonštrukciách striech 1 nosná strešná konštrukcia, strop nad podlažím, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 / 3+2 hydroizolačné súvrstvie (pôvodné, nové), 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 7 pôvodná tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde t si > 20 C, ɸ i < 80 % a pri rekonštrukciách striech 18
2.2.2 Dvojplášťové ploché strechy Vzduchová medzera u dvouplášťových striech slúži k odvádzaniu vlhkosti, ktorá sa do konštrukcie dostáva difúziou z interiéru cez spodný plášť. Vo väčšine prípadov je však táto funkčnosť nedokonalá. Nefunkčné parotesné zábrany, perforované viacerými prestupmi, šachtami a pod., a nedostatočné odvetrávacie otvory v atikách, majú za následok značné tepelné ztraty a kondenzáciu vodných pár s následkom tvorby plesní. Každá vrstva strešného plášťa musí byť zdôvodnená jak z hľadiska fyzikálnych vlastností tak aj z hľadiska polohy v skladbe strechy. Skladba strechy musí byť navrhnutá tak, aby sa dosiahol priaznivý vlhkostný stav a režim strešnej konštrukcie. Základné skladby dvojplášťových plochých striech uvádza STN 7301901 v prílohe A, príp. ČSN 73 1901, kde je uvedené aj použitie z hľadiska vlhkostného režimu a hydroizolačnej bezpečnosti. 1 nosná strešná konštrukcia dolného / horného plášťa, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 ako tzv. hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 9 vzduchová vrstva vetraná, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit 24 C, ɸi 80 % v závislosti na intenzite vetrania 1 nosná strešná konštrukcia dolného / horného plášťa, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 ako tzv. hydroizolačné súvrstvie, 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 9 vzduchová vrstva vetraná, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit > 24 C, ɸi > 80 % v závislosti na difúznom odpore parotesnej zábrany a intenzite vetrania a tiež nad priestormi s požadovanou zvýšenou hydroizolačnou bezpečnosťou 19
1 nosná konštrukcia dolného / horného plášťa, 2+3 hydroizolačné súvrstvie, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 7 doplnková tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 9 vzduchová vrstva vetraná, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : ako skladba č. 10 nad prostredím kde sit 24 C, ɸi 80 % v závislosti na intenzite vetrania a ak treba izolovať nosnú vrstvu horného plášťa voči teplotným zmenám, zlepšiť vetranie strechy a zaistiť aby nedochádzalo ku kondenzácii vodnej pary na spodnom povrchu horného plášťa 1 nosná konštrukcia dolného / horného plášťa, 2+3 hydroizolačné súvrstvie, 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva, 7 tepelnoizolačná vrstva (dosky XPS), 8 stabilizačná vrstva, 9 vzduchová vrstva vetraná, 10 expanzná vrstva, 11 separačná vrstva - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit > 24 C, ɸi > 80 % a tam kde sa požaduje účinná ochrana hydroizolácie a s požadovanou zvýšenou hydroizolačnou bezpečnosťou 2.2.3 Viacplášťové ploché strechy Medzi viacplášťové ploché strechy môžeme zaradiť trojplášťovú strechu. V praxi sa nad chránenými priestormi so zvýšenou a vysokou vlhkosťou navrhuje obvykle dvojplášťová strecha, troja viacplášťové konštrukcie len veľmi zriedkavo z dôvodu konštrukčnej zložitosti. V zdôvodnených prípadoch sa aplikujú v skladbe napr. monitorovacie senzory, informujúce o prieniku vody do sektorov. Obrázok 2.08 Schéma trojplášťovej strechy 20
1 nosná strešná konštrukcia jednotlivých plášťov, 2 hydroizolačná vrstva, podkladná, 3 hlavná hydroizolačná vrstva, vrchná, alebo 2+3 ako tzv. hydroizolačné súvrstvie, 4 poistná hydroizolačná vrstva, 5 parotesná vrstva, 6 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 7 tepelnoizolačná vrstva (dosky EPS, MW), 9 vzduchová vrstva vetraná, 10 expanzná vrstva, príp. mikroventilačná - použitie : konštrukcie nad prostredím kde sit > 24 C, ɸi > 80 % a nad priestormi kde sa požaduje obmedzenie topenia snehu, ochrana podstrešných priestorov v letnom období a s požadovanou zvýšenou hydroizolačnou bezpečnosťou Samohodnotiace otázky 1. 2. 3. 4. Uveďte rozdelenie plochých striech. Charakterizujte jednoplášťovú plochú strechu. Nakreslite skladbu jednoplášťovej klasickej plochej strechy Nakreslite skladbu dvojplášťovej plochej strechy s tepelnoizolačnou vrstvou v dolnom plášti. Záver V tejto kapitole je uvedené základné rozdelenie plochých striech a základné koncepčné skladby jednoplášťových a dvojplášťových striech. V nasledujúcej kapitole si ukážeme ako materiálovo a konštrukčne riešime ploché strechy. Študijná literatúra [1] Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb III. - Strechy, Košice 2005. [2] Mikuláš, M., Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb - strechy, Alfa Bratislava 1985. [3] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. [4] STN 73 1901:2005-06 Navrhovanie striech. Základné ustanovenia. Designing of roofs. Basic provisions. SÚTN 2005, Bratislava 21
3. Konštrukčné a materiálové riešenie plochých striech Základnou súčasťou návrhu plochej strechy je riešenie skladby strešného plášťa, v ktorom je nutné zohľadniť materiály jednotlivých vrstiev a ich možnú vzájomnú interakciu. Dôležitými požiadavkami pri návrhu súvrstvia sú súčiniteľ prestupu tepla konštrukciou U (W.m-2.K-1), ktorý je primárnym faktorom pre určenie hrúbky tepelnej izolácie, následne potom stabilita voči saniu vetra, ochrana voči hluku a pod. Praktický konštrukčno-materiálový návrh a riešenie skladby plochej strechy vychádza najmä z použitého tepelného izolantu, z navrhovaného typu hydroizolácie a z druhu nosnej strešnej konštrukcie. Rozdelenie používaných hydroizolácií pre riešenie plochých striech: asfaltované pásy typu A,R a oxidované (klasické) asfaltované lepenky z SBS modifikovaných kaučukov izolačné fólie z mäkčeného (m)pvc-p vyztužené polyesterovou mriežkou gumové membrány EPDM (syntetická guma) fólie z termoplastických polyolefínov POCB (kopolymér bitúmen) fólie z termoplastické polyolefíny TPO Rozdelenie tepelných izolácií používaných pre riešenie plochých striech: dosky z expandovaného polystyrénu EPS-S dosky z minerálnych (a sklených) MW dosky z extrudovaného penového polystyrénu XPS dosky PIR (polyisokyanurát), PUR (polyuretán) Tepelná izolácia na báze EPS Tepelná izolácia na báze expandovaného polystyrénu EPS-S sa používa v strechách s klasickým poradím vrstiev. Jednotlivé tepelnoizolačné dosky na báze EPS sa musia vzhľadom na ich rozmerovú stálosť a malú objemovú hmotnosť vždy ukotviť na podklad. Pracovné kotvenie nemožno vynechať. Odporúčaný minimálny počet kotiev je 3 ks/m 2. Kotvenie na okrajoch, v rohoch a v ploche je dané statickým výpočtom. Na podklad na báze asfaltovaného pásu možno tepelnú izoláciu na báze EPS lepiť polyuretánovým lepidlom, pomocou asfaltových lepidiel za studena alebo do horúceho asfaltu. V prípade lepenia zahorúca treba dávať pozor na priamy styk EPS s asfaltom. Cez asfaltovaný pás možno kotviť do železobetónovej monolitickej konštrukcie alebo trapézového plechu za predpokladu, že sa dosiahla a preverila výťažnou skúškou únosnosť podkladovej vrstvy (1 000 N). Ďalším variantom je ukladanie dosiek na asfaltovaný pás so samolepiacou vrstvou.na podkladovú vrstvu tvorenú polymérnou fóliou nie je možné tepelnoizolačné dosky na báze EPS lepiť. Tepelnoizolačné dosky sa musia od podkladu na báze mpvc oddeliť napríklad vrstvou geotextílie. Možnou technológiou stabilizácie tak ostáva mechanické kotvenie alebo voľné zaťaženie pomocou hydroizolácie. Tepelná izolácia na báze minerálnej vlny Tento typ tepelnej izolácie sa používa v strechách s klasickým poradím vrstiev. Tepelnú izoláciu na báze minerálnej vlny možno pokladať v jednej vrstve vďaka jej rozmerovej stálosti a objemovej hmotnosti. Jej objemová hmotnosť by sa mala v prípade plochej strechy pohybovať v rozpätí od 115 do 200 kg/m2. Pokiaľ bude každá tepelnoizolačná doska ukotvená cez hydroizoláciu, pracovné kotvenie nie je nutné, iba sa odporúča. Ak je podkladová vrstva na báze asfaltovaných pásov, možno tepelnú izoláciu lepiť polyuretánovým lepidlom, pomocou asfaltových lepidiel za studena alebo do horúceho asfaltu. Povrch asfaltovaného pásu sa odporúča oživiť penetračným asfaltovým lakom. Cez asfaltovaný pás možno kotviť do monolitickej konštrukcie alebo trapézového plechu za predpokladu, že podkladová vrstva sa preverila výťažnou skúškou a má dostatočnú únosnosť (1 000 N). Počet kotviacich prvkov pracovného kotvenia je 1 až 2 kusy na dosku. Samolepiace pásy alebo pásy so samolepiacimi pruhmi možno použiť iba v prípade, že to ich výrobca povoľuje. Na podkladovú vrstvu na báze polymérnej fólie tepelnú izoláciu nemožno lepiť. Možnou technológiou tak ostáva mechanické kotvenie alebo voľné zaťaženie hydroizolácie. Na podklady z oceľového trapézového plechu, OSB dosiek alebo cementotrieskových dosiek možno tepelnú izoláciu lepiť polyuretánovým lepidlom. 22
Tepelná izolácia na báze materiálu PIR Tepelnoizolačné dosky na báze tvrdenej polyizokyanurátovej peny PIR sa používajú v strešnej skladbe s klasickým poradím vrstiev. Jednotlivé tepelnoizolačné dosky sa musia vzhľadom na ich malú objemovú hmotnosť vždy pracovne kotviť. Pracovné kotvenie nemožno vynechať. Na podklad na báze asfaltovaného pásu možno tepelnoizolačné dosky s nakašírovnou vrstvou skleného rúna lepiť polyuretánovým lepidlom alebo ich ukladať do horúceho oxidovaného asfaltu. Ak podkladovú vrstvu tvoria asfaltované pásy s horákom aktivovateľnými pruhmi, tepelnoizolačné dosky možno ukladať hneď po aktivovaní pruhov horákom. Ďalším variantom je ukladanie dosiek na asfaltovaný pás so samolepiacou vrstvou. V prípade podkladovej vrstvy tvorenej polymérnou fóliou sa v závislosti od plochy tepelnoizolačných dosiek navrhuje počet kotiev, ktorý sa líši v závislosti od dodávateľa. Na rozdiel od tepelnoizolačných dosiek na báze EPS nie je tepelnoizolačné dosky na báze PIR od podkladu nutné oddeliť. 3.1 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, nezateplené Obrázok 3.01 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha nezateplená na žb doske bez spádovej vrstvy, a - vlastná skladba, b detail vzájomného spojenie hydroizolačných pásov z mpvc fólie Obrázok 3.02 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha nezateplená na žb doske so spádovou vrstvou 23
Obrázok 3.03 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha nezateplená na trapézovom plechu Obrázok 3.04 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha nezateplená na drevenej nosnej k-cii Obrázok 3.05 Jednoplášťová pochôdzna plochá strecha nezateplená, s dlažbou na terčoch Obrázok 3.06 Jednoplášťová účelová plochá strecha nezateplená, zelená, vegetačná 24
3.2 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, s tepelnou izoláciou Základnú skladbu novonavrhovanej plochej jednoplášťovej strechy tvorí : nosná konštrukcia, parozábrana, tepelnoizolačná vrstva a hydroizolačná vrstva, súvrstvie = krytina. Ostatné vrstvy majú za úlohu zabezpečiť napr. spád, oddelenie jednotlivých materiálov v závislosti na vlastnostiach použitého materiálu a jeho konštrukčnom usporiadaní v skladbe strechy, a iné doplnkové funkcie. Tejto skladbe sa hovorí klasická alebo aj skladba s priamym poradím vrstiev. Obrázok 3.07 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými klinmi, hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, mechanicky kotvená skladba, pod PVC fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, z dôvodu chemickej nekompaktibility materiálov Obrázok 3.08 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha zateplená na žb doske 25
Obrázok 3.09 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, hydroizolačná vrstva z podkladnej (hladkej ) a vrchnej (s posypom) asfaltovanej lepenky hr. 2x 4,0 mm (spolu hydroizolačné súvrstvie), skladba lepená (natavená), spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými klinmi z EPS-S Obrázok 3.10 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák MW, hydroizolačná vrstva z podkladnej (hladkej ) a vrchnej (s posypom) asfaltovanej lepenky hr. 2x 4,0 mm (spolu hydroizolačné súvrstvie), skladba mechanicky kotvená a lepená (natavená), spádová vrstva vytvorená spádom nosnej konštrukcie 26
Obr. 3.11 Bezúčelová, nepochôdzna plochá strecha s tradičným poradím vrstiev, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 6 vrchný natavený SBS pás, 5 podkladný samolepiaci SBS pás, 4 tepelnoizolačná vrstva, olystyrén EPS 100 S, 3 parozábrana obojstranne samolepiaci pás s hliníkovou nosnou vložkou, 2 asfaltový penetračný náter, 1 nosná vrstva, železobetónová konštrukcia v spáde Obrázok 3.12 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na trapézovom plechu ako nosnej konštrukcii, s parozábranou, tepelná izolácia z dosák MW a EPS-S, hydroizolačná vrstva z fólie z mpvc hr. 1,2-2,0 mm, pod PVC fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, z dôvodu chemickej nekompaktibility materiálov, skladba mechanicky kotvená, spád vytvorený nosnou konštrukciou, trapézovým plechom Obrázok 3.13 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha zateplená na nosnej k-cii z trapézového plechu 27
Obr. 3.14 Bezúčelová plochá strecha s tradičným poradím vrstiev - jednovrstvový mechanicky kotvený hydroizolačný systém, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 4 vrchný SBS pás mechanicky kotvený v presahoch, 3 tepelná izolácia, polystyrén EPS / minerálna vata / PUR panel, 2 parozábrana obojstranne samolepiaci pás s hliníkovou nosnou vložkou, 1 nosná vrstva, trapézový plech v spáde Obrázok 3.15 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na trapézovom plechu ako nosnej konštrukcii, s parozábranou, tepelná izolácia z dosák MW, hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, skladba mechanicky kotvená, spád vytvorený nosnou konštrukciou, trapézovým plechom 28
Obrázok 3.16 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na trapézovom plechu ako nosnej konštrukcii, s parozábranou, tepelná izolácia z dosák MW, tepelná izolácia z dosák MW, hydroizolačná vrstva z podkladnej (hladkej ) a vrchnej (s posypom) asfaltovanej lepenky hr. 2x 4,0 mm (spolu hydroizolačné súvrstvie), skladba mechanicky kotvená a lepená (natavená), spád vytvorený nosnou konštrukciou, trapézovým plechom Obrázok 3.17 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na trapézovom plechu ako nosnej konštrukcii, s parozábranou, tepelná izolácia kombinovaná z dosák MW a PIR (príp. PUR), hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, skladba mechanicky kotvená, spád vytvorený nosnou konštrukciou, trapézovým plechom 29
Obrázok 3.18 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na drevenom debnení ako nosnej konštrukcii, s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, pod PVC fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, z dôvodu chemickej nekompaktibility materiálov, skladba mechanicky kotvená, spád vytvorený nosnou konštrukciou Obrázok 3.19 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha zateplená na drevenej nosnej k-cii Obrázok 3.20 Namáhanie mechanické a teplotné a priebeh povrchových teplôt v lete a v zime na zateplenej jednoplášťovej plochej streche 30
3.3 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, priťažené, s tepelnou izoláciou Strecha priťažená, skladba klasická, s tepelnou izoláciou Obrázok 3.21 Jednoplášťová nepochôdzna plochá strecha na nosnej žb konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými klinmi z EPS, hydroizolačná vrstva z fólie z mpvc hr. 1,2-2,0 mm, pod PVC fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, z dôvodu chemickej nekompaktibility materiálov, skladba priťažená násypom kameniva min. hr. 50 mm ako ochranná vrstva hydroizolácie pred UV žiarením, oddelený separačnou vrstvou od mpvc fólie Obrázok 3.22 Porovnanie skladby priťaženej klasickej (warm roof) a inverznej (inverted roof) strechy Obrázok 3.23 Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, priťažená štrkom s klasickým poradím vrstiev 31
Strecha priťažená, skladba s opačným poradím vrstiev, tzv. inverzná, s tepelnou izoláciou Špeciálnym druhom jednoplášťovej strechy je strecha obrátená, čiže inverzná. Pri jej konštrukcii sa vymení poradie vrstiev tepelnej izolácie a hydroizolácie. Aby táto strecha bezproblémovo plnila svoju funkciu, musí byť použitá nenasiakavá tepelnoizolačná vrstva. Inverzná skladba je špecifickou skladbou strechy, kde vhodná tepelná izolácia je nad hydroizoláciou, čím sa zabezpečuje ochrana hydroizolácie. Obrázok 3.24 Zaťaženie mechanické a teplotné priťaženej klasickej (warm roof with gravel) a inverznej (inverted flat roof) jednoplášťovej plochej strechy Obrázok 3.25 Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, priťažená, s opačným poradím vrstiev Obrázok 3.26 Jednoplášťová plochá strecha zateplená na nosnej k-cii z trapézového plechu, priťažená, s opačným poradím vrstiev 32
Obrázok 3.27 Jednoplášťová plochá strecha zateplená na drevenej nosnej k-cii, priťažená, s opačným poradím vrstiev Obrázok 3.28 Priebeh teplôt v lete a zime u klasickej priťaženej (warm roof with gravel) a inverznej (inverted flat roof) jednoplášťovej plochej strechy Výhody: + hydroizolácia je chránená pred vplyvom UV žiarenia a teplotnými zmenami, + lepšie je chránená pred mechanickým poškodením počas prevádzky (je nižšie v skladbe), + skladba má prirodzené radenie, smerom von s klesajúcim difúznym odporom (odpor vodným parám) + skladba nevyžaduje použitie parozábrany. Nevýhody: - jediná použiteľná tepelná izolácia do inverzných striech je XPS (extrudovaný polystyrén), ktorý je nenasiakavý a má tak vyššiu cenu, - s rastúcou hrúbkou XPS rastie aj tepelná vodivosť (zhoršujú sa tepelnoizolačné vlastnosti materiálu), - je náročná na správny návrh (správne hrúbky XPS a ich radenie, dostatočný tepelný odpor pod hydroizoláciou, zohľadnenie pretekania studenej vody tepelnou izoláciou), - sú potrebné väčšie hrúbky izolácie (aj dôvodu pretekania chladnej vody a tým znižovanie účinnosti tepelnej izolácie), - v prípade poruchy (zatekania) veľmi náročná demontáž a diagnostika problému, - náročná na pracovnú disciplínu najmä pri zakrývaní hydroizolácie a príprave podkladu (nerovnosti na betóne) a aj po oprave poruchy, - potrebné dbať na dokonalé uloženie tepelnej izolácie, aby sa čo najviac zamedzilo vplyvu pretekania studenej vody tepelnou izoláciou a ochladzovania stropnej konštrukcie (prípadne tepelná izolácia s poldrážkou), - zvýšené požiadavky na únosnosť stropnej konštrukcie, - nutnosť zvyčajne väčšieho priťaženia voči účinkom vetra a vztlaku vody (pri prívalových dažďoch a upchatí vpustov). 33
Obr. 3.29 Bezúčelová plochá strecha s obráteným poradím vrstiev, tzv. inverzná, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 8 záťažová vrstva, štrk frakcie 16-32 mm, 7 ochranná geotextília 300 g, 6 tepelná izolácia, polystyrén XPS, 5 ochranná geotextília 200 g, 4 vrchný natavený SBS pás, 3 podkladný natavený SBS pás, 2 asfaltový penetračný náter, 1 nosná vrstva, železobetónová konštrukcia v spáde Strecha priťažená, skladba klasická v kombinácii s opačným poradím vrstiev, tzv. Duo Obr. 3.30 Skladba 7 záťažová vrstva, štrk frakcie 16-32 mm, 6 ochranná geotextília 300 g, 5 tepelná izolácia, polystyrén XPS, 4 hydroizolačné súvrstvie, vrchný a podkladný asfaltovaný SBS pás, 3 ochranná geotextília 200 g, 2 tepelná izolácia, polystyrén XPS, 1 nosná vrstva, železobetónová konštrukcia Strecha priťažená, s obráteným poradím vrstiev na klasickej skladbe, tzv. Plus, skladba určená pre sanáciu jestvujúcich striech Obr. 3.31 Skladba 8 záťažová vrstva, štrk frakcie 16-32 mm, 7 ochranná geotextília 300 g, 6 tepelná izolácia, polystyrén XPS, 4 hydroizolačné súvrstvie jestvujúce, vrchný a podkladný asfaltovaný SBS pás, 3 tepelná izolácia, polystyrén EPS 2 parozábrana, 1 nosná vrstva, železobetónová konštrukcia 34
3.4 Ploché strechy nepochôdzne, jednoplášťové, určené pre sanáciu s tepelnou izoláciou Obr. 3.32 Jednoplášťová mechanicky kotvená plochá strecha, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 5 vrchný natavený SBS pás, 4 podkladný mechanicky kotvený asfaltový pás, 3 tepelná izolácia (EPS / minerálna vata / PIR), 2 pôvodná asfaltová krytina, 1 podklad nosná konštrukcia Obr. 3.33 Jednoplášťová lepená plochá strecha, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 6 vrchný samolepiaci SBS pás, 5 spodný samolepiaci pás, 4 tepelná izolácia EPS 100 S lepená k podkladu lepidlom, 3 asfaltové lepidlo, 2 pôvodná asfaltová krytina, 1 podklad nosná konštrukcia Obr. 3.34 Jednoplášťová mechanicky kotvená plochá strecha s využitím sanačných panelov, pokládka hydroizolácie a tepelnoizolačnej vrstvy v jednom kroku, 4 vrchný natavený SBS pás, tepelnoizolačný a hydroizolačný 3 panel, kašírovaný modifikovaným asfaltovým pásom hrúbky 3 mm, mechanicky kotvený k podkladu, 2 pôvodná asfaltová krytina, 1 podklad nosná konštrukcia Obr. 3.35 Jednoplášťová lepená plochá strecha s využitím sanačných panelov, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 5 vrchný samolepiaci SBS pás, 4 tepelnoizolačný a hydroizolačný panel kašírovaný modifikovaným asfaltovým pásom hrúbky 3 mm, 3 lepidlo, 2 pôvodná asfaltová krytina, 1 podklad nosná konštrukcia 35
3.5 Ploché strechy pochôdzne / pojazdné, jednoplášťové Skladba účelových plochých striech, nazývaných tiež pochôdzne, musí zodpovedať predpokladanému využitiu. Vzhľadom k predpokladanému veľkému zaťaženiu strešného súvrstvia takýchto striech, ktoré vzniká prevádzkou (terasy, parkovisko, športové zariadenie) nemožno u týchto typov striech využiť ako tepelné izolácie výrobky napr. z minerálnej vlny, vhodnejšie je riešenie tepelnej izolácie pomocou tepelne izolačných dosiek z extrudovaného polystyrénu XPS. Tepelne izolačné dosky XPSrôznych obchodných názvov, napr. Styrodur 3035CS, sú jedným z najvýhodnejších materiálov pre skladby plochých pochôdznych striech. Ich výhodou je vysoká pevnosť a takmer nulová nasiakavosť. Je možné ich použiť do všetkých typov skladieb plochých striech, tzn. do striech s klasickým, obráteným a kombinovaným poradím vrstiev. Konečná úprava pre daný účel sa robí vždy na dokončený strešný plášť. Pochúdzne súvrstvie musí byť klzne oddelené od strešného plášťa prostredníctvom vhodných separačných vrstiev a vždy je nutné zaistiť spoľahlivý odvod vody z tohto súvrstvia pomocou vhodne umiestnených filtračných a drenážnych vrstiev. Pochôdznou úpravou môžu byť : terasy, pojazdné strechy prípadne zelené strechy. Pri tvorbe pochôdznej (príp. pojazdnej) úpravy je z dôvodu vysokých nárokov na pevnosť podkladných vrstiev potrebné, nutné, použiť ako tepelné izolácie pevnejší materiál, napr. dosky XPS alebo dosky z penového skla. Obecne možno požadovať takéto vrstvy pre : Strešné terasy 1. pochôdzna vrstva dlažba z vymývaného betónu, alebo keramická dlažba uložená do mrazuvzdorného tmelu 2. podkladná vrstva vystužená betónová mazanina min hr. 50mm 3. terasová drenáž s filtračnou tkaninou 4. tepelnoizolačná vrstva extrudovaný polystyrén (podľa výpočtu) 5. hydroizolačná vrstva 6. spádová vrstva ľahčený polystyrénbetón al. penobetón (objemová hmotnosť cca 480 kg/m3 ) 7. nosná vrstva - železobetónová stropná doska Obrázok 3.36a Jednoplášťová pochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými klinmi, hydroizolačná vrstva z asfaltovaných pásov, skladba priťažená, nad hydroizoláciou separačná vrstva z netkanej textílie, ako pochôdzna vrstva použitá dlažba na podložkách 36
Obrázok 3.37b Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, s opačným poradím vrstiev, pochôdzna s dlažbou na terčíkoch Obrázok 3.38a Jednoplášťová pochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia kombinovaná z dosák EPS-S a PIR (príp. PUR), spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými doskami, hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, nad mpvc fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, skladba priťažená, ako pochôdzna vrstva použitá dlažba na podložkách Obrázok 3.38b Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, klasická, pochôdzna s dlažbou na terčíkoch 37
Obrázok 3.39a Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, klasická, pochôdzna s dlažbou v štrkovom lôžku Obrázok 3.39b Jednoplášťová plochá strecha zateplená na žb doske, s opačným poradím vrstiev, pochôdzna s dlažbou v štrkovom lôžku Obrázok 3.40 Jednoplášťová pochôdzna plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S, spádová vrstva riešená tepelnoizolačnými doskami, hydroizolačná vrstva z fólie z mäkčeného PVC hr. 1,2-2,0 mm, nad mpvc fóliou separačná vrstva z netkanej textílie, geotextília, skladba priťažená, ako pochôdzna vrstva použitá dlažba v lepidle na podkladnej betónovej vrstve 38
Obr. 3.41 Účelová plochá strecha s tradičným poradím vrstiev s pochôdznymi vrstvami strešných terás, hydroizolačné súvrstvie z asfaltovaných pásov 9a dlažba do štrkového lôžka / 9b palubovka na drevenom rošte, 8a štrkové lôžko / 8b drevený rošt, 7a drenážny geokompozit / 7b netkaná geotextília 200 g, 6 vrchný natavený SBS pás, 5 podkladný samolepiaci SBS pás, 4 tepelná izolácia, polystyrén EPS 150 S, 3 parozábrana asfaltový pás s hliníkovou nosnou vložkou, 2 asfaltový penetračný náter, 1 železobetónová konštrukcia v spáde Vegetačné strechy 1. vegetačná vrstva hrúbka zeminy v závislosti od vzrastu zelene, resp. druhu porastu 2. filtračná a separačná vrstva geotextília 3. drenážna vrstva hr : 25mm, alebo vrstva kameniva frakcia 4-8 mm 4. tepelnoizolačná vrstva extrudovaný polystyrén podľa tepelno - technického výpočtu 5. hydroizolačná vrstva 6. spádová vrstva ľahčený betón polystyrénbetón, penobetón, 7. nosná vrstva železobetónová stropná doska Obrázok 3.42 Ilustračná skladba vegetačnej plochej strechy s extenzívnou zeleňou 39
Zelené strechy (nazývané aj vegetačné) sú v súčasnosti veľmi častou a používanou variantou plochých (ale aj šikmých) striech. Ich dôležitou výhodou je výrazný estetický dojem voči okolitej zástavbe, ale technický prínos týchto striech. Vegetačné súvrstvie priaznivo pôsobí na mikroklímu okolo budovy a veľmi účinne chráni hydroizolačnú vrstvu pred teplotnými výkyvmi v priebehu dňa. Vegetačné súvrstvie, ktoré sa skladá z viacerých vrstiev sa inštaluje na akýkoľvek dokončený funkčný strešný plášť (s klasickým, obráteným alebo kombinovaným poradím vrstiev), pokiaľ nosná konštrukcia znesie dodatočné zaťaženie tohto súvrstvia. Tepelná izolácia z minerálnej vlny je použiteľná v týchto strechách ako samostatná tepelná izolácia výlučne pri skladbách s klasickým poradím vrstiev, kedy je umiestnená pod hydroizolačnou vrstvou. Obrázok 3.43 Jednoplášťová vegetačná plochá strecha, s extenzívnou zeleňou, na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák EPS-S a XPS, hydroizolačná vrstva z mpvc fólie, drenážna a hydroakumulačná vrstva z nopovej fólie, separačná a filtračná vrstva z netkanej textílie a zemný substrát 80-100 mm pre extenzívnu výsadbu Obrázok 3.44 Jednoduchá skladba jednoplášťovej vegetačnej plochej strechy s obráteným poradím vrstiev 40
Obr. 3.45 Účelová plochá strecha s tradičným poradím vrstiev s vrstvami strešných záhrad sklon do 5%, extenzívna vegetácia 10 extenzívna vegetácia, 9 vrstva pôdneho substrátu pre extenzívne strechy, 8 nestlačiteľný drenážny geokompozit, 7 hydroakumulačná a drenážna vrstva, nopová fólia 20 mm, 6 asfaltový pás odolný proti prerastaniu koreňov, 5 podkladný samolepiaci SBS pás, 4 tepelná izolácia, polystyrén EPS 150 S, 3 parozábrana, asfaltový pás s hliníkovou nosnou vložkou, 2 asfaltový penetračný náter, 1 železobetónová konštrukcia v spáde Extenzívna zelená strecha 1 - vegetačná vrstva, 2 - vrstva na výsadbu vegetácie, substrát 80-100 mm, 3 - filtračná vrstva, geotextília 1 mm, 4 - akumulačno-drenážna vrstva, nopová fólia 25 mm, 5 - ochranná vrstva, geotextília 330g/m2, 6 - hydroizolačná vrstva, mpvc fólia 1,5 mm, 7 - separačná vrstva, geotextília 300 g/m2, 2,5 mm, 8+9 - tepelnoizolačná vrstva EPS 200 S Stabil 2x100 mm podľa výpočtu, 10 - parozábrana, asfaltovaná lepenka + penetrácia, 5 mm, 11 - spádová vrstva, min sklon 1,75%, 12 - nosná stropná konštrukcia, 13 - interiérová povrchová úprava Obrázok 3.46 Skladba jednoplášťovej vegetačnej plochej strechy s extenzívnou zeleňou 41
Strešné parkoviská 1. pojazdná vrstva vystužená betónová doska hrúbka podľa statického výpočtu 2. separačná vrstva asfaltový pás, typ R na sucho natavený v spojoch, alebo PE fólia 3. drenážna a ochranná vrstva riečne vymývané kamenivo frakcie 4-8mm, hr:30-50 mm 4. separačná a filtračná vrstva geotextília 5. tepelnoizolačná vrstva extrudovaný polystyrén FLOORMATE 500 6. hydroizolačná vrstva 7. spádová vrstva 8. nosná vrstva železobetónová stropná doska Obrázok 3.47 Jednoplášťová pojazdná plochá strecha na žb strope ako nosnej konštrukcii s parozábranou, tepelná izolácia z dosák penového skla, hydroizolačná vrstva z asfaltovaných pásov, ako pojazdná vrstva použitá vrstva cestného betónu na podkladnej betónovej vrstve Obrázok 3.48 Príklady konštrukcie pochôdznej / pojazdnej strechy s rôznou konštrukciou vozovky 42
3.6 Ploché strechy dvojplášťové Dvojplášťovej streche sa hovorí aj studená strecha a zložená je z horného a dolného plášťa, medzi ktorými sa nachádza odvetrávaná vzduchová vrstva. Jej úlohou je zabrániť kondenzácii pár produkovaných chráneným prostredím pod strechou a v lete zabrániť prehriatiu vzduchu, ktorý zapríčiňuje následné prehrievanie strechy. U dvojplášťových striech k základným požiadavkám patrí správne a dostatočné vetranie vzduchovej medzery, obzvlášť jej napojenie na vonkajšie ovzdušie. Návrh musí zaistiť plynulé a stále vetranie medzistrešného priestoru tak, aby bola odvedená akákoľvek vodná para, ktorá sa do priestoru dostala, skôr než dôjde k jej kondenzácii. Výpočet veľkostí privádzacích a odvádzacích otvorov (rieši norma STN 73 1901) je ovplyvnený veľkosťou strechy, materiálovým riešením horného plášťa, tvarom a rozmiestnením vetracích otvorov, okolitou zástavbou a pod. Obrázok 3.49 Riešenie skladby strechy dvojplášťovej a -hydroizolácia z asfaltovaných lepeniek, b hydroizolácia s ochranným štrkovým násypom, c - hydroizolácia z mpvc fólie Horný plášť dvojplášťovej strechy je možné / potrebné riešiť v zmysle riešenia jednoplášťových striech, pričom nosná konštrukcia môže mať nosnú konštrukciu riešenú žb doskou, trapézovým plechom na nosnej konštrukcii alebo dreveným debnením na nosnej konštrukcii. Tepelnoizolačnú vrstvu riešime v súlade s kap. 2.2.2, zvyčajne na hornom povrchu spodného plášťa. Samohodnotiace otázky 1. Nakreslite skladbu jednoplášťovej nepochôdznej strechy na nosnom trapézovom plechu. 2. Nakreslite skladbu extenzívnej vegetačnej strechy a popíšte jednotlivé vrstvy. Záver V tejto kapitole je uvedené podrobné rozdelenie plochých striech s materiálovým riešením všetkých vrstiev, reálne skladby plochých striech. V nasledujúca kapitola rieši kotvenie stabilizáciu týchto vrstiev. Študijná literatúra [1] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. [2] STN 73 1901:2005-06 Navrhovanie striech. Základné ustanovenia. Designing of roofs. Basic provisions. SÚTN 2005, Bratislava. 43
4. Stabilizácia vrstiev strešného plášťa Všetky rozhodujúce vrstvy plochej strechy treba upevniť k podkladu z niekoľkých dôvodov. Jedným z nich je nerovnosť podkladu, to platí predovšetkým pri sanácii striech a tepelnej izolácii na báze EPS a PIR, keď nie je dostatočne rovný podklad, prípadne na streche kde vznikajú miesta, na ktorých sa zhromažďuje voda. V týchto miestach môže dochádzať k rýchlejšiemu starnutiu hydroizolačných materiálov. Ďalším dôvodom sú účinky vetra. Z dôvodu dynamických účinkov sania vetra (vertikálne sily) môže dochádzať k posunu, nadvihnutiu jednotlivých vrstiev. V prípade ľahkých konštrukcií môže zas dôjsť k rozkmitaniu konštrukcie a pôsobením horizontálnych síl k posunu konštrukcie. Skladbu plochej strechy možno zabezpečiť voči takýmto účinkom týmito spôsobmi : mechanickým kotvením (pomocou tanierových rozperných kotiev) lepením (plošným, lepidlami a natavením) (voľným) priťažením (štrkovým násypom, dlaždicami, vegetačným substrátom a pod. ). Pri sklone strechy nad 3 môže nastať posun tepelnoizolačných dosiek vplyvom gravitácie. V dôsledku zmenšenia hrúbky tepelnej izolácie môžu v konštrukcii následne vznikať tepelné mosty. Pokiaľ nie je tepelná izolácia uložená na väzbu, môžu sa vytvoriť aj miesta úplne bez tepelnej izolácie. Posun tepelnoizolačných dosiek môže spôsobiť aj uvoľnenie kotiev, čím dochádza k následnému poškodeniu vrchnej vrstvy, hydroizolačných pásov v mieste atiky a v ploche strechy. Tepelnoizolačné dosky sa môžu posúvať aj vplyvom objemových zmien pri vyšších teplotách. Objemové zmeny sa týkajú predovšetkým tepelnej izolácie na báze EPS, v prípade ktorej je lineárny koeficient tepelnej rozťažnosti na úrovni 5 až 7. 105 K teda 0,05 až 0,07 mm/1k, čo pri teplotnom rozdiele 50 C predstavuje 2,5 až 3,5 mm/m. Každý zo spôsobov stabilizácie vrstiev má svoje obmedzenia, najmä priťaženie má zásadný vplyv na statiku budovy, čo nie je vždy možné. 4.1 Systém mechanicky kotvený Mechanickým kotvením plochej strechy sa rozumie pripevnenie navrhovaného / nového strešného súvrstvia pomocou mechanických kotiev k podkladu. Strešným súvrstvím sa rozumie : parotesná vrstva, tepelná izolácia, v prípade EPS-S aj separačná vrstva, a hydroizolačná vrstva. Kotví sa vždy do nosného podkladu, žb doska, trapézový plech, drevo, ktorý je potrebné vždy overiť odtrhovou skúškou realizovanou na stavbe. Skúška sa realizuje vždy, najmä však ak je podklad neznámy, napr. u rekonštrukcií, u pôvodnej konštrukcii strechy pri dodatočnom zatepľovaní, kde vždy existujú pochybnosti o vhodnosti podkladu, ktorá sa realizuje podľa pokynov pre technické schválenie ETAG 006. Obrázok 4.01a Príklady mechanicky kotvených skladieb strešného plášťa Pri výbere kotevného prvku je zásadným ukazovateľom podklad, do ktorého sa má kotviť. Najbežnejšie podklady sú : železobetón a trapézový plech, menej často pórobetón, drevo (vrátane OSB dosák), preglejky a pod.. Pri rekonštrukciách striech sú to rôzne materiály, ktoré plnia funkciu tepelnoizolačnej alebo spádovej vrstvy. V týchto prípadoch je mechanické kotvenie možné, ak je objemová hmotnosť tejto vrstvy minimálne 1000 kg/m 3. 44
V prípade montáže strešného súvrstvia s tepelnou izoláciou je najrozšírenejší spôsob kotvenia pomocou plastovej teleskopickej podložky a skrutky. Pokiaľ sa jedná len o inštaláciu novej hydroizolačnej vrstvy, tak sa najčastejšie používa kovová podložka a skrutka. Obrázok 4.01b Príklady mechanicky kotvených skladieb strešného plášťa Mechanicky kotvené skladby sú upredňostňované pred ostatnými (pri kotvení sa dá súčasne diagnostikovať podklad (pri vŕtaní =aplikovaní kotiev) je cítiť zatečené miesto, pluzgier na streche, prípadne zatečená voda skrutka sa pretočí, ide ľahšie, vycvrkne z diery voda,...) a tak je prehľad o tom v akom stave je pôvodná skladba. Výhody riešenia : - - ľahký systém, vhodný pre strechy, ktoré neunesú dodatočnú záťaž a nosná konštrukcia strechy je vhodná pre mechanické kotvenie, hydroizolácia sa mechanicky ukotví do podkladu pomocou podložiek a skrutiek, prípadne teleskopmi v spojoch, možnosť odvetrania vlhkosti z pôvodnej strešnej skladby vďaka voľnému položeniu povlakovej krytiny, charakteristické vlastnosti systému sú: prispôsobivosť aj neobvyklým tvarom striech vysoká odolnosť proti saniu vetra nízke materiálové náklady, nízka hmotnosť, rýchla a efektívna realizácia pred výberom tohto systému by mal projektant posúdiť sklon striech a určiť, či nosná konštrukcia strechy má dostatočnú odolnosť proti vytrhnutiu kotveného systému odtrhovou skúškou. Obrázok 4.02 Príklad kotiev pre mechanické kotvenie strešného plášťa 45
Mechanické kotvenie sa realizuje pomocou kotiev v súlade s pokynmi dodávateľa kotiev, v závislosti od materiálu, do ktorého sa kotví a v závislosti od typu tepelnej izolácie. Kotvenie na krajoch, v rohoch a na ploche vychádza zo statického výpočtu! Počet a rozmiestnenie kotiev je záležitosťou statického výpočtu podľa tzv. Eurokódov, a závisí na výške budovy, tvare strechy, hodnote zaťaženia vetrom a polohe kotvy na streche (na okrajoch a v rohoch strechy je potrebný dvakrát resp. trikrát väčší počet kotiev než v strednej časti strechy z dôvodu vyššieho zaťaženia veterným vztlakom). Pri nesprávnej voľbe typu kotevných prvkov a ich počtu môže dôjsť k vytrhnutiu kotevných prvkov z podkladu a tým k strate stability plášťa voči veternému vztlaku. To môže viesť až k totálnej deštrukcii strešného plášťa. Obrázok 4.03 Rozdelenie plochej strechy z hľadiska pôsobenia vetra, A vnútorná oblasť, B okrajová oblasť, C rohová oblasť Obrázok 4.04 Empirický návrh kotviacich prvkov Obrázok 4.05 Príklad pracovného kotvenia tepelnej izolácie strešného plášťa Obrázok 4.06a-b Príklad aplikácie kotiev mechanického kotvenia strešného plášťa 46
Obrázok 4.06c-d Príklad aplikácie kotiev mechanického kotvenia strešného plášťa 4.2 Systém lepený Ide o stabilizáciu hlavne hydroizolácie, resp. aj ostatných vrstev lepením. Hydroizolačná a ostatné vrstvy môžu byť k podkladu kotvené : celoplošne (natavovaním, lepením, samolepiacou vrstvou) čiastočne (bodovým natavením, nalepením v pruhoch alebo v bodoch, mechanickým kotvením) Lepenie sa realizuje pomocou špeciálne upravených pásov so samolepiacimi pruhmi na povrchu pásu alebo s celým samolepiacim pásom. Rovnako možno použiť lepidlá na báze polyuretánu, asfaltu za studena alebo do horúceho oxidovaného asfaltu. Lepenie do samotnej hmoty podkladového asfaltovaného hydroizolačného pásu nie je vhodné z dôvodu menšej adhézie asfaltovej hmoty pásu. Obrázok 4.07 Príklad aplikácie lepenia vrstiev strešného plášťa 47
Použitie : - spôsob s vynikajúcou konštrukčnou prispôsobivosťou, - vhodný pre profilované strechy, strechy s nepravidelným tvarom a pre všetky strechy s obmedzenou nosnosťou za predpokladu, že podklad je zlučiteľný s používanými lepidlami, Výhody riešenia : použiteľnosť na akomkoľvek sklone strechy použiteľnosť u neobvykle členených strechách nízka hmotnosť vysoká odolnosť voči saniu vetra estetický vzhľad Patria sem aj tradičné spôsoby lepenia ako je celoplošné alebo čiastočné natavovanie vrstev. 4.3 Systém natavený Spôsob kotvenia hydroizolačnej vrstvy k podkladu znamená jednu z dôležitých vlastností z ktorej vyplýva funkčnosť celého systému. Je nutné pozorne zvážiť skutočnosť, že existuje blízky vzťah medzi hydroizolačnou vrstvou a ostatnými vrstvami, ktoré sa vyznačujú inými vlastnosťami a rozdielnym správaním sa v konštrukcii. Na základe tejto skutočnosti vznikajú rozdielne dĺžkové zmeny a deformácie medzi vrstvami. Tieto deformácie môžu byť prenesené čiastočne, alebo úplne do hydroizolačnej vrstvy. Pre návrh hydroizolačnej vodonepriepustnej vrstvy / súvrstvia, pre voľbu vhodného materiálu a jeho aplikáciu je rozhodujúce predpokladané mechanické zaťaženie tejto vrstvy, ktoré môže byť namáhané len takým spôsobom a to do takej miery, aby sa vrstva a použité materiály nepoškodili. Jedným zo spôsobov stabilizácie vrstiev je natavovanie. Natavovanie predstavuje rozohriatie krycej vrstvy napr. asfaltového pásu, do tekutého stavu a spojenie vrstiev. Plameňom horáka alebo natavovacieho prístroja sa zahreje krycia vrstva natavovaného kotúča a súčasne sa podľa potreby zahreje aj podklad. U natavovaného kotúča sa musí celkom roztaviť spodná fólia. Pri natavovaní sa nesmie porušiť nosná vložka natavovaného pásu prepálením. Odolné sú vložky zo sklenených vlákien, menej sú odolné vložky z polyesterových vlákien. Obrázok 4.08a Postup celoplošného natavovania vrstiev strešného plášťa s prekrývaním Obrázok 4.08b Príklady celoplošného natavovania vrstiev strešného plášťa 48
Obrázok 4.08c Príklady celoplošného natavovania vrstiev strešného plášťa Sem možno zaradiť aj riešenie použitím samolepiacich hydroizolačných asfaltových pásov, ktoré predstavujú inovatívny koncept hydroizolačnej povlakovej krytiny novej generácie. Prevratný koncept výroby umožňujúci nanášať na spodnú a vrchnú stranu nosnej vložky dve rozdielne modifikované asfaltové zmesi so špecifickými vlastnosťami. Samolepiace pásy umožňujú jednoduchú a rýchlu aplikáciu, čo významne skracuje čas pokládky krytiny, možno aplikovať na rôzne podklady, pričom nevznikajú žiadne výpary, zápach a pod., výhodou môže byť čistá realizácia a opracovanie detailov. Obrázok 4.09 Príklad samolepiaceho hydroizolačného strešného pásu 4.4 Systém priťažený Systém priťažený sa využíva, ak to statický systém budovy umožňuje, u klasickej skladby strešného plášťa, tak aj u inverznej strechy. V podstate ide o stabilizáciu hlavne hydroizolačnej vrstvy. Stabilizácia zaťažením tepelnej izolácie sa používa v prípade striech s opačným poradím vrstiev, teda inverznej strechy, keď sa tepelnoizolačná vrstva nachádza nad hydroizolačnou vrstvou. Ide o riešenie charakterizované ako hospodárny systém, ktorý je vhodný pre širokú škálu budov, kde hlavne hydroizolácia je prichytená k podkladu nasledujúcimi materiálmi: štrkom z oválneho, hladkého riečneho kameniva bez ostrých hrán, frakcia 16-32 mm betónovými dlaždicami (minimálna hrúbka 50mm) s hladeným povrchom, zeminou (vegetačné strechy). 49
- odporúča sa použitie ochrannej rohože na ochranu hydroizolácie, - ideálne riešenie pre strechy s pravidelnou premávkou alebo pre strechy v drsných klimatických podmienkach. Štrková vrstva prípadne dlažba alebo zemina znižuje tepelné namáhanie hydroizolácie, priaznivo ovplyvňuje životnosť hydroizolácie, zvyšuje ale požiadavky na únosnosť stropnej konštrukcie. Obrázok 4.10a-d Príklady priťaženého strešného systému, a dlažbou pre klasickú skladbu, b, c štrkom u strechy s obráteným poradím vrstiev, tzv. inverznej strechy, d zeminou vegetačnej strechy - Pred návrhom takéhoto riešenia je nutné : overiť únosnosť nosnej konštrukcie strechy vziať do úvahy aj sklon strešného plášťa vypočítať priťaženia podľa zaťaženia vetrom Obrázok 4.11 Strecha klasickej / inverznej skladby priťažená sypaným štrkom 50
Obrázok 4.12 Príklad poruchy stabilizácie vrstiev strešného plášťa s dožitím materiálov Samohodnotiace otázky 1. Uveďte možné spôsoby stabilizácie vrstiev strešného plášťa plochej strechy. 2. Nakreslite rozdelenie oblastí plochej strechy z hľadiska pôsobenia vetra pre návrh kotiev. Záver V tejto kapitole sú podrobne uvedené spôsoby a zásady stabilizácie materiálových vrstiev plochých striech. V nasledujúca kapitola rieši spôsoby a zásady odvodnenia plochých striech. Študijná literatúra [1] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. [2] Neumann, D. a kol. : Frick/Knoll, Stavebné konštrukcie II., Jaga Bratislava 2006. [3] Mikuláš, M., Hirčko, J.: Konštrukcie pozemných stavieb - strechy, Alfa Bratislava 1985. [4] Kutnar, Z.: Šikmé strechy. Ploché strechy. Dektrade Praha 2007. 51
5. Odvodnenie plochých striech Ploché strechy sa navrhujú s minimálnym sklonom 1 stupeň = 1,75% (zaokrúhlene 2%, čo je prevýšenie 20 mm na 1 meter dĺžky) a to spravidla s vnútorným dažďovými vpustmi. Odvádzanie vody žľabmi umiestnenými na okrajoch strechy je vhodné použiť pri šikmých strechách s malým sklonom. Vlastný sklon strešných plôch môže byť vytvorený dvomi metódami: A - spádovaním rovín strešného plášťa s rôznym sklonom výška strešného plášťa v mieste atiky je po celom obvode strechy rovnaká jednoduché napojenie hydroizolácie na atiku (väčšinou riešené monolitickou spádovou vrstvou), B - spádovaním rovín strešného plášťa s rovnakým sklonom výška strešného plášťa v mieste atiky nie je po obvode strechy rovnaká, je rôzna!; toto riešenie je výhodnejšie pri jednoduchších pôdorysoch a pri použití predpripravených spádových klinoch jednoduchosť vyhotovenia; pri zložitejších tvaroch striech môže dôjsť ku komplikáciám pri napájaní hydroizolácie na atiku. S navrhnutým sklonom strechy súvisí spôsob odvodnenia, ktoré sa pri jednoplášťových strechách robí väčšinou dovnútra dispozície prostredníctvom bodových vtokov, pričom každá plocha by mala byť osadená minimálne dvomi vtokmi (pre zaistenie funkčnosti pri upchatí jedného z vtokov napr. nečistotami). Napojenie týchto vtokov na skladbu strešného plášťa, najmä na hlavnú hydroizolačnú vrstvu (prípadne aj na poistnú hydroizolačnú vrstvu), je jedným z kritických miest riešenia strechy, a je preto treba mu venovať maximálnu pozornosť (viď. Detaily). Dvojplášťové strechy sa odvodňujú tiež dovnútra dispozície prostredníctvom medzistrešných žľabov, ale oproti jednoplášťovým strechám sa môžu s výhodou odvodňovať i mimo dispozície objektu zaatikovými alebo pododkvapnými žľabmi. Obrázok 5.01 Riešenie odvodnenia strešných plôch, 1,2 do vnútorných vpustov, 3 - do stredového žľabu, 4 do zaatikového žľabu, 5 na okraje strechy Obrázok 5.02 Pohľad na typický bytový dom (sústava P 1.14) a jeho plochú takmer bezspádovú strechu 52
Odvodňovaná plocha strechy: 368 m², špecifikácia: strechy ostatné súčiniteľ bezpečnosti: odvodnenie plochých striech bežných budov navrhovaný priemer odpadového potrubia a strešného vpustu: DN 100, odtok dažďových vôd Q = 11.04 l/s Pre odvodnenie tejto plochej strechy zadaných parametrov je nutné realizovať osadenie 2 ks strešného vpustu / strešných vpustov o minimálnom priemere DN 100. Obrázok 5.03 Príklad a nevhodného, b - vhodného riešenia odvodnenia plochej strechy bytového domu z obr. 5.02 s funkčnou zastupiteľnosťou dažďových vpustov, obe riešenia majú v mieste atiky rovnakú výšku strešného plášťa, strešné plochy majú rôzny sklon, najdlhšia má sklon aspoň 2% 53