Střecha

Střecha

Dnes si již málokdo z nás uvědomí, že spolehlivá střecha byla v dávné minulosti, snad kromě potravy a oděvu, jednou z hlavních starostí člověka o jeho přežití v nepříznivých  obdobích roku. I v současné společnosti zůstává střecha stále významnou součástí našich budov. Oproti vzdálené minulosti však musí zajišťovat nejen dříve dominantní vodotěsnost, ale i požadované tepelně izolační vlastnosti, možnost osazení slunečních kolektorů na ohřev vody, nebo fotovoltaických článků na výrobu energie, musí vyhovovat přísným požárním předpisům a akustickým požadavkům.

S ohledem na zvyšující se energetický standard  se zvyšují i minimální tloušťky tepelných izolací  a to, co stačilo na zateplení před pár lety dnes již nevyhoví. Střecha má významnou plochu ve styku s exteriérem a navíc teplý vzduch stoupá vzhůru. Proto akumulační schopnost většiny lehkých střešních konstrukcí je v poměru k jiným konstrukcím budovy malá. U střech dochází i k největším tepelným ztrátám ze všech obvodových konstrukcí, které jsou závislé na rozdílném tepelném spádu mezi exteriérem a interiérem. U střech je pro pasivní domy hodnota  součinitele prostupu tepla U = 0,08 – 0,12 W/m².K.

 

Šikmé střechy

V souvislosti se zvyšováním nákladů na pořízení staveb se stává aktuální snaha o účelné využití všech prostorů, tedy i podstřešních, a to jak u novostaveb, tak  u objektů již stojících.  Toto řešení je u pasivního domu zároveň i naplněním zásady kompaktnosti (optimální poměr mezi plochou obálky a objemem budovy), která v tomto případě příznivě ovlivňuje energetickou bilanci stavby.

Požadavky na šikmé střechy definuje několik norem, předpisů, pravidel pro navrhování a provádění. V neposlední řadě jsou důležité i předpisy výrobců materiálů a systémů, z nichž některé mohou být  závazné pro garanci poskytovaných záruk.

K zajištění příznivého tepelně vlhkostního mikroklima v interiéru, dlouhodobé funkčnosti konstrukce a hospodárnosti provozu jsou na střešní konstrukce kladeny tepelně vlhkostní požadavky, jejichž náročnost závisí především na parametrech vnitřního a vnějšího prostředí (teplota a relativní vlhkost vzduchu, umístění objektu – lokalita, typ prostředí). Splnění tepelně vlhkostních požadavků zajišťují v konstrukci především stavební izolace. Pokud parametry vnitřního a vnějšího prostředí dosahují extrémních hodnot, je třeba pro splnění tepelně vlhostních požadavků využít i nosnou konstrukci.

Návrh vhodného typu izolace pro daný objekt a způsob její aplikace by měl být znám hned na počátku projektování. Správné technické řešení stavební izolace (tzn. funkčně a ekonomicky) často podstatně změní vzhled stavby nebo její konstrukční řešení.

 

Za nejdůležitější kritéria jsou považovány:

  • součinitel prostupu tepla
  • eliminace tepelných mostů
  • umístění hlavních nosných prvků mimo kondenzační zóny
  • umístění, materiálové řešení, způsob provedení a proveditelnost vzduchotěsných vrstev
  • umístění, materiálové řešení, způsob provedení a proveditelnost vrstev s velkým difuzním odporem
  • umístění, materiálové řešení, způsob provedení a proveditelnost pojistných hydroizolačních vrstev

 

Izolace v krovu

„Klasické“ řešení skladeb šikmých střech s tepelnou izolací umístěnou mezi krokvemi nese určitá rizika. Nejvýraznějším problémem je zajištění vzduchotěsnosti takovéto skladby a s tím související exfiltrace interiérového vzduchu do skladby. Tyto nedostatky obvykle zvyšují nebezpečí zvýšeného vlhkostního namáhání dřevěné konstrukce (zvýšená vlhkost vzduchu a kondenzace vodní páry ve skladbě) a dále zvyšují tepelné ztráty objektu.

Problémem mohou být i nízké povrchové teploty konstrukcí, které umožňují vznik a růst plísní. To společně s rychlým chladnutím prostor znamená významný diskomfort bydlení.

 

Pro tepelnou izolaci montovanou ze strany interiéru (zdola) lze použít následující materiály:

  • desek z minerálních vláken
  • rohoží z minerálních vláken

 

Zásady při provádění tepelné izolace ze strany interiéru:

  • dbát, aby při montáži tepelné izolace nedošlo k omezení nebo uzavření větrané vzduchové mezery
  • používat tvarově stabilní tepelnou izolaci
  • používat pomocné konstrukce vymezující polohu (horní líc) tepelné izolace, např. bednění nebo lať přibitou k boku krokve
  • zajistit tepelnou izolaci proti vypadnutí, aby mechanicky nenamáhala parozábranu a aby bylo možné ji zkontrolovat před prováděním parotěsné vrstvy
  • nesmí dojít k napínání (vyboulení) pojistné hydroizolace, aby voda , která případně vnikne na pojistnou hydroizolaci, nebyla sváděna ke kontralatím, kde je pojistná hydroizolace proražena upevňovacími prostředky kontralatí
  • desky tepelné izolace z minerálních vláken řezat cca o 2 cm širší, než činí světlá vzdálenost mezi krokvemi (případně vaznicemi) – tepelná izolace se při vkládání mezi krokve mírně stlačí a po usazení se o krokve rozepře

 

Nadkrokevní systémy

Spolehlivě eliminují rizika skladeb šikmých střch s tepelnou izolací mezi krokvemi. Při návrzích skladeb šikmých střech s tepelnou izolací umístěnou nad krokvemi je nutné počítat se specifickými vlastnostmi těchto skladem. Zejména se jedná o odlišný vzhled střechy, který vzniká v důsledku umístění tepelné izolace nad krokve. Na to je důležité pamatovat zejména při rekonstrukcích, kdy dochází k navýšení původní střechy.V případě, že se v ploše vyskytují vikýře a pod. pak dochází k „zapuštění“ těchto konstrukcí do plochy třechy.

 

Výhody systémů jsou následující:

  • nosné konstrukce jsou umístěny na straně interiéru v prostředí s přibližně konstantními parametry, s teplotou a vlhkostí vnitřního vzduchu nepřekračující podmínky pro zajištění dlouhodobé životnosti dřeva
  • spolehlivé provedení vzduchotěsné skladby – v optimálním případě použití materiálů, které jsou navzájem spolehlivě spojitelné a jejichž spoje lze kontrolovat. Pro spolehlivé spojování by měly být práce prováděny na dostatečně tuhém podkladu.Těsnost spojů nesmí být ovlivněna případnými deformacemi konstrukce.
  • v tepelné izolaci jsou minimalizované tepelné mosty

 

Volba typu tepelně izolační vrstvy je závislá na zatížení, které na ni působí. Dále je ovlivněna požadavky na pojistnou hydroizolační vrstvu, pracností provádění a klimatickými podmínkami v době realizace.

 

Pro tepelnou izolaci nad krokvemi lze použít následující materiály:

  • desky z měkkých i tuhých minerálních vláken, případně jejich kombinace, a to podle druhu kotvení

předností desek z minerálních vláken je snadná opracovatelnost bez vzniku velkého množství odpadu

  • desky z pěnového polystyrenu (EPS)

předností desek z EPS v porovnání s tepelnou izolací z minerálních láken je výrazně menší nasákavost, velké rozměry desek, které urychlují montáž, systém se vyznačuje vyšší únosností a je vhodný pro většinu aplikací

  • desky z EPS s nakašírovaným asfaltovým pásem

předností desek je soběžné provádění pojistné hydroizolace a tepelné izolace, technologicky i ekonomicky příznivá varianta pro vytvoření vodotěsného podstřeší bez nutnosti provádět bednění

  • desky PIR na bázi polyisokyanátu s povrchovou úpravou ze sendvičové fólie (papírová deska s oboustranným hliníkovým potahem) adhezně spojené s jádrem desky během vypěňování

lepší tepelně technické parametry (λ = 0,022 W/(m.K) a tím menší potřebná tloušťka tepelné izolace, vysoká pevnost v tlaku

 

Výhody nadkrokevního systému:

  • možnost zachovat dřevěné trámy či obklady v interiéru
  • nadkrokevní systém je možné kdykoliv skombinovat se systémem tepelné izolace mezi a pod krokve
  • díky dostatečné tloušťce izolace  jsou splnitelné i velmi přísné legislativní požadavky
  • izolace nesnižuje obývaný prostor v interiéru
  • nedochází k tepelným mostům způsobeným vlastní konstrukcí (krokvemi, instalacemi, anténou atd.)
  • nadkrokevní systém se může provádět s minimálními zásahy do interiéru

 

Nevýhody nadkrokevního systému:

  • vyšší cena
  • problematické řešení střechy (bodové tepelné mosty)

 

Ploché střechy

K návrhu konstrukčního řešení (uspořádání vrstev, jejich dimenze a materiálové řešení, řešení konstrukčních detailů) je třeba od počátku přistupovat komplexně se zohledněním  požadavků obecně závazných předpis, požadavku na proveditelnost,  hospodárnost a zamýšlenou funkci střechy s jedním nebo více z níže uvedených provozů:

  • kontrola a údržba střechy včetně čištění spadu, popř. údržby zeleně
  • kontrola, údržba a výměna zařízení na střeše včetně zařízení pro využití sluneční energie
  • využití terasy
  • využití střešní zahrady
  • pojezd a parkování vozidel
  • speciálnívyužití teras (sportoviště, bazén)

 

Možnosti řešení:

Konstrukce střechy spádovaná (tepelná izolace rovná)

  • lehké střešní konstrukce (I-nosníky, sbíjené vazníky)
  • monollitická stropní deska (tvoří podklad i spády)

 

Konstrukce střechy rovinná (spádování na nosné vrstvě, v tepelné izolaci, nad izolací)

  • lehká střešní konstrukce
  • monolitická střešní deska (tvoří podklad)

 

Z hlediska úspory energie a tepelné ochrany je nutné skladbu střechy a detaily  vždy navrhnout tak, aby bylo dosaženo požadovaného stavu vnitřního prostředí a současně příznivého  tepelně-vlhkostního režimu střechy, při daných parametrech vnitřního a vnějšího prostředí, v souladu s ustanovenímu platných technických norem a energetických standardů, především:

  • hodnoty součinitele prostupu tepla
  • teploty vnitřního povrchu a teplotního faktoru konstrukce
  • šíření vlhkosti v konstrukci
  • zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce

roční bilance kondenzace a vypařování vody uvnitř konstrukce

 

Zelené střechy

Vegetační střechy jsou známy již z dávné historie. Nejznámnějším příkladem jsou „Visuté zahrady královny Semiramis, vystavěné v Babyloně v roce 605 až 562 pře n.l. Jednalo se o vrchol umění a stavebnictví a proto se také zařadily mezi 7 divů světa.

Je prokázané, že rostlinné polštáře na střechách zlepšují akustické a tepelně technické paramatry stavby nebo konstrukcí. Nezanedbatelnou předností vegetačních souvrství je i jejich schopnost zpomalit nebo zadržet odtok dešťových srážek. Tato retenční schopnost může mít pro investory ekonomický přínos v podobě nižších plateb stočného za dešťovou vodu, odváděnou ze staveb a pozemku do veřejné kanalizační sítě.

 

Hlavními přirozenými vlastnostmi vegetačních střech jsou:

 

  • Regulace teploty

Vegetace a substrát na rozdíl od běžné povlakové nebo skládané střešní krytiny nepřeměňují sluneční záření pouze na teplo, ale až 90% této sluneční energie absorbují a přeměňují na energii nutnou pro odpařování vody a fotosyntézu.

  • Regulace vlhkosti

Při velmi suchých dnech rostliny vypařují zvýšené množství vody a tím zvyšují relativní vlhkost vzduchu v okolí vegetace.

  • Čištění vzduchu

Přírodní vegetace spotřebovává kysličník uhličitý ze vzduchu a produkuje kyslík.

  • Ochrana střechy

UV záření, kroupy, déšť, vítr ale také mechanické namáhání z provozu, údržby, mají negativní dopad na trvanlivost a funkčnost všech materiálů a proto může být z tohoto pohledu chráněná poloha hydroizolační vrstvy pod vegetační skladbou velmi výhodná.

  • Tepelná izolace

Jak samotný substrát, tak i vegetace rostoucí na jeho povrchu přispívají ke zlepšení tepelně izolačních parametrů střechy, a to především ve smyslu snížení kolísání teploty materiálů ve skladbě střechy a zvýšení tepelné stability interiéru v chladném nebo teplém období roku.

  • Estetický a psychologický účinek

Je prokázáno, že vegetace působí příznivě na lidské myšlení a přirozenou pohodu při pobytu v její blízkosti

  • Retenční schopnost

Schopnost substrátu a vegetace zadržet část srážek dopadnutých na plochu střechy.

 

Obecná hlediska navrhování

Téměř všechny střešní konstrukce  je možné do jisté míry ozelenit. Některé konstrukce jsou vhodnější, jiné méně vhodné. U každé střešní konstrukce, kde je záměr vybudování vegetace, je nutné dbát na její skladbu a konstrukční vlastnosti.

Skladba izolačních vrstev se řídí požadavky platných předpisů a norem pro tepelnou ochranu budov, navrhování střech a hydroizolací staveb. Volba skladby nad hydroizlační vrstvou se volí zejména s ohledem na druh zeleně pěstované na střeše a s ohledem na sklon střechy.

 

Volba skladby střechy:

  • návrh skladby střechy, která umožní při definované údržbě růst zvolených druhů rostlin
  • zajištění vrstev střech (zejména substrátu) proti sesuvu
  • zamezení splavování substrátu s povrchu
  • zamezení vyplavování substrátu  a případných dalších sypkých vrstev do drenážní vrstvy a dále do vnitřních odvodňovacích prvků
  • odvedení přebytečné vody nezachycené hydroakumulační vrstvou na nízkých sklonech střechy, zejména na plochých střechách
  • zajištění maximální možné akumulace vody a potlačení drenážní funkce na vysokých sklonech střechy (cca od 25°)

 

Hydroizolační vrstva

Hydroizolační vrstva se navrhuje podle předpokládaného hydrofyzikálního namáhání.Ve vegetačních střechách musí hydroizolační vrstva odolávat prorůstání kořenů (pokud není proti tomuto namáhání zvláštním způsobem chráněna). Odolnost materiálů a spojů hydroizolační vrstvy proti prorůstání kořenů se prokazuje testem podle předpisu nebo podle normy. Z důvodu další stavební výroby a kvůli dopravě dalšího stavebního materiálu na dokončené izolaci je třeba tuto vrstvu účinným způsobem chránit (modifikované asfaltové pásy, PVC fólie).

 

Hydroakumulační vrstva

Hydroakumulační vrstva ve vegetačních střechách zajišťuje minimální množství vody pro růst rostlin a omezuje průtok dešťové odpadní vody při intenzivních srážkách. Význam hydroakumulační vrstvy se zvětšuje se snižující se tloušťkou substrátu a se zvyšujícím se sklonem střechy.

Výrobky používané pro hydroakumulační vrstvy s sebou nosí obvykle i drenážní funkci.

 

Drenážní vrstva

Drenážní vrstva umožňuje vytvořením volného prostoru nebo spojených dutin volný průtok dešťové vody k odvodňovacím prvkům. Drenážní vrstva má význam zejména na střechách s malým sklonem. Naopak na šikmých střechách se drenážní funkce co nejvíce potlačuje. Důvodem je co největší snaha o omezení odtoku vody vlivem gravitace a o zajištění co nejúčinnější akumulace vody nutné pro růst rostlin v substrátu.

 

Filtrační vrstva

Filtrační vrstva zamezuje vyplavování jemných částic ze substrátu do drenážní vrstvy. Zamezuje tak zanášení drenážní vrstvy, omezování kapacity odvodňovacích prvků a úbytku sypkých vrstev.

Pro filtrační vrstvy se používají obvykle netkané syntetické textilie nižších plošných hmotností (200-300 g/m²). Filtrační textilie nesmí omezovat růst kořenů. To má význam zejména u suchomilných rostlin.

Veškeré vrstvy vegetační střechy, které mají po celou dobu užívání konstrukce plnit svou funkci, musí být trvale edolné vůči biologickým vlivům.

 

Vegetační substrát

Vegetační substrát je základem pro růst rostlin. Je zásobárnou vody a živin nezbytných pro jejich růst. Pro každou vegetační střechu by jeho složení a tloušťka měly být navrženy odborníkem. Složení a tloušťka substrátu jsou základními parametry závisejícími na mnoha dalších faktorech, jakými jsou zejména druh rostlin, četnost a intenzita zálivky. Každý substrát by měl splňovat některé parametry, jakými jsou např. nulový obsah nežádoucích semen a částí rostlin – zejména kořenů, které by byly schopné regenerace.