Pri všetkých strechách je dôležité čo najrýchlejšie odvedenie vody zo strešnej krytiny. Samozrejme, aby to bolo možné, všetky materiály by mali byť kvalitné, správne použité a súčasne dostatočne izolujúce, aby poskytli maximálnu ochranu interiéru budovy. Drevostavby získavajú rok od roku čoraz väčšiu dôležitosť a popularitu v našich krajinách (SK a CZ). Aj u nás boli už realizované prvé projekty plochých striech v drevostavbách na objektoch s väčšou plochou. Avšak určite je dobré pozrieť sa na túto problematiku k našim blízkym západným susedom, kde skúsenosť a neprerušená technická prax, ale hlavne schopnosť poučiť sa z vlastných chýb dali vznik bezproblémovým detailom, ale aj celému technickému konceptu riešenia. Tak mohli vznikať projekty drevostavieb s plochou strechou nielen v oblasti výstavby RD, ale aj v oblasti občianskej výstavby a dokonca priemyslu. Cieľom tohto článku je teda vysvetlenie si pravidiel technickej praxi a spôsobov návrhu pre bezpečnú dvojplášťovú plochú strechu s prevetrávanou medzerou s ohľadom a odporúčaniami na technickú prax a štandardy v krajinách D-A-CH a na základe slovenských pravidiel a STN. Skratka D-A-CH znamená D - Deutschland (Nemecko), A - Austria (Rakúsko), CH - Confœderatio Helvetica (Švajčiarsko).
Drevostavby a ich rastúci podiel na trhu
V susedných západných krajinách s dlhoročnou tradíciou v odbore drevostavieb ako je Rakúsko, bol podiel drevostavieb v občianskej bytovej výstavbe v roku 2018, 23 % (zdroj ProHolz Austria, 2018) a podiel vo výstavbe bytových domov 11 % (zdroj ProHolz Austria, 2018), pričom v posledných rokoch tieto čísla ešte viac rástli. Na neväčšom európskom stavebnom trhu - v Nemecku tvoria drevostavby 20,4 % zo všetkých 129 363 povolených stavieb (20,4 % = 27 554 povolených domov v roku 2021, zdroj: Holzbau Deutschland, 2023). Ale hlavne v hospodársky silných spolkových krajinách tvoril podiel drevostavieb vysoký konkrétne: v roku 2021 až 34,3 % v Bádensku-Württembersku, 25,1 % v Bavorsku a v Hesensku 27,3 % (zdroj: Holzbau Deutschland, 2023). Tento trend jednoznačne potvrdzuje aj to, že drevo je v týchto vyspelých krajinách plnohodnotným stavebným materiálom a tento vzťah k drevu a dreveným materiálom potvrdzuje drevo ako hlavný konštrukčný prvok pri budovaní prakticky akejkoľvek bežnej stavby. Hlavne je spojenie nemeckej systematiky a precíznosti v podobe platných pravidiel pre kvalitné plánovanie a realizáciu drevostavieb (v zmysle noriem DIN a smerníc zväzov a výrobcov).
S ubúdajúcou pracovnou silou narastá význam automatizácie a tvorba detailov vo výrobnom procese - tvorba detailov na výrobnej linke. Dosahuje sa tým naviac minimalizovanie množstva chýb pri montáži systémom „per partes“, tj. po jednotlivých malých častiach. Tým, že výroba prebieha mimo stavby na výrobnej linke, sa redukuje aj riziko atmosférických vplyvov a zanesenie vlhkosti do konštrukcie. Vzhľadom na tieto požiadavky bola v 90. rokoch 20. storočia vynájdená technológia CLT (cross laminated timber), tj. krížom lepeného dreva. CLT materiál upravovaný na moderných CNC obrábacích strojoch a výrobných linkách totiž ponúka veľkú škálu výrobkov a aplikácii pri rôznych detailoch. Technológia CLT sa stále doplňuje o nové časti a komponenty, ktoré pomáhajú vylepšovať jeho akustické a statické vlastnosti (beton), ale ponúka aj úplne nové modality, ktoré sa v konvenčných postupoch nevyužívali.
Typy plochých striech a ich konštrukčné riešenia
Nedeliteľnou súčasťou dnešných štandardných moderných drevostavieb, ale aj tých modulových, je architektonicky populárna plochá strecha. Pri súčasných moderných drevostavbách je najviac používaný typ strechy, ktorý je navrhnutý s ohľadom na difúzne otvorenú konštrukciu s prevetrávanou medzerou. Tento typ konštrukcie predstavuje väčšiu bezpečnosť pri výskyte kondenzátu, ale aj vniknutej vlhkosti v dôsledku netesnosti obálky budovy. Vďaka svojej difúznej otvorenosti dochádza k lepšiemu a rýchlejšiemu vysychaniu v letných periódach. Behom dekád používania tejto konštrukcie došlo k osvedčeniu skladby tejto skladby a dostalo túto konštrukciu do normy DIN 4108 časť 3 (2018) a DIN 68800 48 časť 2 (2022), (DIN 4108 časť 3 zodpovedá našej STN 730540 časť 2). DIN 4108 časť 3 túto konštrukciu označuje ako „nachweisfreie Konstruktion“ tj. konštrukcia nevyžadujúca dodatočné výpočty preukazujúce jej funkčnosť z hľadiska šírenia vlhkosti.
Pre bezpečné fungovanie konštrukcie plochej strechy s prevetrávanou separátnou medzerou je dôležitá úplne funkčná prevetrávaná medzera. Norma ČSN 731901 časť 2 a pravidla CSS definujú úplne správne jej minimálnu bezpečnú výšku, ale nehovorí sa o jej tvare a podobe nasávacieho a výpustného otvoru. Ďalej ale definuje minimálnu plochu privetrávacích otvorov. Tu by mal byť ale zohľadnený faktor redukcie a tvaru prevetrávanej mriežky. Nemecká norma DIN 68800 časť 2 (2022) pripúšťa maximálnu dĺžku prevetrávanej medzery 15 metrov a vstupný a výpustný otvor musí byť umiestnený viditeľne oproti sebe. Naviac, aby bola zaručená funkčná termika, musí byť minimálny sklon plochej strechy ≥ 3°. Pri návrhu takejto konštrukcie plochej strechy by mal byť zohľadnený prevládajúci smer vetru, tj. na náveternej strane by mali byť umiestnené nasávacie otvory.
Najznámejšie prevedenie konštrukcie plochej strechy s nosnou konštrukciou z dreva s prevetrávanou medzerou je varianta s rámovou nosnou konštrukciou. Kedy na interiérovej strane je umiestnená parobrzda (parozábrana) Sd ≥ 2 m podľa DIN 4108 časť 3 a DIN 68800 časť 2), potom nosná trámová konštrukcia (KVH) vyplnená difúzne otvorenou tepelnou izoláciou (minerálna vlna, drevovláknitá fúkaná tepelná izolácia, celulóza atď.). Nad nosnou konštrukciou je umiestnené drevené doskové debnenie z dreva zo šírkou max b = 160 mm, zakryté difúzne otvorenou poistnou strešnou hydroizoláciou určenou pre vodotesné podstrešie podľa pravidiel ZVDH triedy 1 (dľa ÖN B 4119 - kedy jednotlivé presahy sú vodotesne spojené teplovzdušným zváraním popr. inou technikou stanovenou výrobcom, iným prostriedkom. Normou ÖN B 4119 je stanovená minimálna šírka zvaru teplovzdušnou technológiou na min. šírku 40 mm a pokiaď sa jedná o robotické zváranie, tak je minimálna šírka 20 mm. Podľa pravidiel ZVDH tu platí prevedenie spojov a napojenie poistnej strešnej hydroizolácie tak ako pro triedu 1 (ZVDH), tj. vodotesné podstrešie, a musí byť difúzne otvorená a jej Sd musí byť ≤ 0,3 m. Prevedenie prevetrávanej medzery, tj. jej dimenzia, navrhnuté v zmysle DIN 68800 (max. dĺžka 15 m, min. výška 50 mm), alebo podľa pravidiel ZVDH. V zmysle pravidiel CSS a ČSN 731901 časť 2 je min. výška prevetrávanej medzery 100 mm).
Nosná spádová konštrukcia z dreva (GK0) s prevetrávanou medzerou do dĺžky max. 15 metrov je tiež osvedčeným riešením. V našom blízkom zahraničí je táto konštrukcia takisto často využívaná a ako príklad môže slúžiť ocenená budova komunitného centra v mestečku St. Gerold v Rakúsku (spolková krajina Vorarlberg) na obr. č. 6 (U = 0,119 W/m2K, plocha konštrukcie 773 m2), ktorá je umiestnená v alpskom teréne v nadmorskej výške 887 m n.m., tj. snehové zaťaženie 4,81 kN/m2 podľa ÖN B EN 1991-1-3 (Dlubal.com). Táto stavba bola postavená v roku 2009 a slúži bezpečne aj v týchto extrémnych alpských podmienkach doteraz.
Ochrana CLT panelov a poistná hydroizolácia
V predchádzajúcich kapitolách bola zmienená aj informácia o narastajúcich počtoch projektov z CLT, kde je z veľkej miery kladená požiadavka na rýchlosť a vysoký stupeň prefabrikácie. Panely CLT musia byť chránené nielen počas svojej životnosti, ale už aj počas fázy výstavby. Ako vhodný prvok pre efektívnu ochranu CLT panelov počas fázy výstavby vyvinula firma SIGA Cover AG produkt Wetguard 200 SA, jedná sa o celoplošne lepivú parobrzdu s hodnotou Sd = 3,5 m, ktorá vďaka svojej robustnosti a spoľahlivej hydroizolačnej funkcii chráni stavbu proti atmosférickým vplyvom počasia. SIGA Wetguard vďaka svojej výbornej UV stabilite dokáže chrániť stavbu až 3 mesiace proti atmosférickým vplyvom a zároveň môže slúžiť ako efektívna vzduchotesná rovina v konštrukciách drevostavieb. Stavebno-konštrukčnú ochranu v podobe celoplošne lepivej parobrzdy SIGA Wetguard možno aplikovať priamo na stavbe, alebo taktiež priamo vo výrobe, kedy je zaistená ochrana už aj počas transportu, skladovania na stavbe, ale hlavne pri finálnej montáži a priebehu stavebných prác. Vďaka svojej skladbe je zabránené kapilárnemu efektu v prípade prieniku vody do ochrannej hornej vrstvy, nakoľko je impregnovaná kvalitným lepidlom.
Tak ako pri CLT paneloch, tj. masívnych drevostavbách, je požiadavkom pri poistnej strešnej hydroizolácii, aby došlo k jej aplikácii v čo najrýchlejšom čase a bola by tým zároveň najlepšie chránená nosná konštrukcia z dreva a aj tepelná izolácia. Pre strechy s nízkym sklonom a aj ploché strechy (sklon strešnej roviny ≥ 3°) je odpoveďou na tieto požiadavky výroba „prefabrikovanej“ poistnej strešnej hydroizolácie na mieru a podľa požiadaviek projektu. Pre šikmé strechy s požiadavkou dažďu odolného podstrešia a vodotesného podstrešia a plochej strechy zo separátnou prevetrávanou medzerou špeciálne v alpských podmienkach firma SIGA Cover AG otestovala a odporúča produkt SIGA Majcoat 350 - trojvrstvová poistná strešná hydroizolácia tvorená vysoko pevnou špeciálnou polyesterovou textíliou s obojstrannou polyuretánovou difúzne otvorenou vrstvou, ktorá chráni funkčnú vrstvu a umožňuje teplovzdušné zváranie. Prefabrikácia podľa projektov zákazníka zaručuje vysokú kvalitu zvaru podľa požiadaviek noriem a pre zákazníka tak šetrí čas a znižuje riziko zatečenia do konštrukcie počas fázy vytvárania spojov. Hotový produkt je teda možné dodať na stavbu a bezpečne aplikovať. Konštrukcia plochej strechy z dreva zo separátnou prevetrávanou medzerou s nosným CLT a konfekčne vyrobená poistná strešná hydroizolácia s roboticky zváranými spojmi ponúka aplikáciu v čo najrýchlejšom čase, a tým aj najefektívnejšiu ochranu nosnej konštrukcie z dreva a tepelnej izolácie. Pre ďalšie hodnotenie tejto konštrukcie podľa numerickej simulácie podľa DIN EN 15026 bola vybraná resp. navrhnutá táto konštrukcia viď obr. Drevené debnenie, hr.
Vyššie popísaná skladba bola už v roku 2014 uvedená aj v publikácii TU vo Štýrskom Hradci (TU Graz) „Timber in town“ [7], zaoberajúcej sa konštrukciami masívnych drevostavieb, ako budúci systém pre efektívnu bytovú a rezidenčnú výstavbu. V tejto publikácii bola uverejnená podobná skladba ako na obr. Aj keď DIN 4108-3 a DIN 68800 hodnotí túto skladbu ako difúzne otvorenú a skladba spadá do tzv. bezpečných konštrukcií „nachweisfreie Konstruktionen“, bola táto konštrukcia zhodnotená podľa EN 15026 programom WUFI pre časové obdobie 6 rokov, a to aj pre variantu s vyššou vlhkosťou panelov CLT kryté produktom SIGA Wetguard 200 SA, to všetko je definované okrajovými podmienkami typu: plochá strecha z panelu CLT; FV panely (80 % plochy plochej strechy), sklon 3°, orientácia sever, klíma Holzkirchen, DE (680 m n.m.), EN ISO 13788, stanovená netesnosť obálky budovy resp.
Rizikové skladby plochej strechy a ich dôsledky
Konštrukcie plochej strechy sa vďaka nepodareným developerským projektom vyskytujú bohužiaľ v tej najrizikovejšej skladbe, tj. s rámovou konštrukciou bez spádovej tepelnej izolácie nad rámovou konštrukciou. Tento negatívny vývoj spôsobuje negatívnu odozvu u laickej aj odbornej verejnosti, pretože tieto konštrukcie a ich poruchy poškodili meno celej skupine plochých striech z dreva a v drevostavbách. Preto je nutné poukázať na príklady dobrej praxe na západ od našich hraníc, kde sa tieto konštrukcie vyskytujú bežne a bez akýchkoľvek problémov. V tomto článku bola okrajovo spomenutá konštrukcia síce nie tak populárna, ale zato bezpečná. Chceli sme týmto podporiť tieto konštrukcie na slovenských stavbách za predpokladu, že budú v budúcnosti implementované všetky praktické odporúčania podľa štandardov krajín D-A-CH. A takisto pokiaľ bude v budúcnosti spojená technológia CLT s prefabrikovanou poistnou strešnou hydroizoláciou, tak aj napriek malej nevýhode v podobe väčšej robustnosti tejto konštrukcie, a teda aj ceny, môže byť v budúcnosti zaujímavá vzhľadom na minimalistické trendy v modernej architektúre.
Dôvodom, prečo si túto skladbu stavebníci vyberajú, je podľa nášho názoru jej jednoduchá realizácia a teda úspora ako časová tak aj finančná. Často taktiež býva nešťastná požiadavka investora využiť pre tepelnú izoláciu priestor medzi stropnými trámami, ktorý by inak zostal nevyužitý. Bohužiaľ sa však s touto skladbou stretávame čím ďalej, tým častejšie aj v projektových dokumentáciách, a to nielen pri drevostavbách, ale aj pri klasických murovaných objektoch, kde môže hrať úlohu tlak investora na zníženie ceny stavby.
Riziká skladby: Riziká tejto skladby spočívajú v dvoch hlavných bodoch:
- Nekomfortná realizácia parozábrany: Z fólie ľahkého typu nad hlavou bez pevného podkladu, ktorá je náchylná na nekvalitné opracovanie detailov, prestupov, ale aj presahov v ploche. Naviac pri montáži SDK podhľadu väčšinou dochádza k perforácii parozábrany kotevnými prvkami a k jej znehodnoteniu.
- Nevhodné umiestnenie drevených prvkov: V oblastiach skladby, kde dochádza ku kondenzácii - typicky OSB doska pod hydroizolačnou fóliou, OSB doska medzi hlavnou tepelnou izoláciou z minerálnych vlákien a spádovou vrstvou z EPS. Kondenzácia na týchto prvkoch potom spôsobuje ich biologické napadnutie a postupnú degradáciu.
Skutočnosť, že sa varianty tejto skladby vyskytujú aj v projektových dokumentáciách je zarážajúca. Pri optimistickom zadaní hodnôt faktora difúzneho odporu parozábrany, kde projektant nezohľadní perforácie napr. kotevnými prvkami SDK podhľadu a samotnú kvalitu realizácie, môže dôjsť k mylnému záveru, že skladba síce výpočtovo vyhovie požiadavkám na maximálne ročné množstvo skondenzovanej vodnej pary v konštrukcii, aj na aktívnu ročnú bilanciu skondenzovanej a vyparenej vodnej pary, reálne chovanie parozábrany v skladbe však môže byť iné. Väčšou chybou je však nevyhodnotenie rizika ohrozenia drevených prvkov v konštrukcii kondenzáciou. Hmotnostná vlhkosť dreva alebo materiálu na báze dreva by nemala presiahnuť hodnotu 18%. Pri prekročení tejto hranice hrozí riziko biologického napadnutia týchto prvkov, ich následná degradácia až strata mechanických vlastností. To, že so skladbou nie je niečo v poriadku zistí najčastejšie až majiteľ, keď sa pri pravidelnej kontrolnej obhliadke strechy prepadne pod zhnitou OSB doskou. V týchto prípadoch nasleduje požiadavka na opravu strechy. Okrem zdegradovaných OSB dosiek však môžu byť biologicky napadnuté aj priľahlé nosné drevené trámy, čo prináša riziko statických porúch, obzvlášť pri plochých strechách s priťažovacou vrstvou z kameniva. Vlhkosťou môže byť poškodená aj tepelná izolácia z minerálnych vlákien. Vlhká tepelná izolácia má horšie tepelnoizolačné vlastnosti ako suchá a pri jej nasýtení a prípadnom odkvapkávaní vody hrozia hygienické poruchy na SDK podhľade v podobe vlhkostných máp a plesní. Oprava takejto skladby potom nie je lacnou záležitosťou. Rekonštrukcia totiž neznamená len výmenu zhnitých OSB dosiek za nové, je potrebné zmeniť celú koncepciu skladby, aby sa v budúcnosti poruchy neopakovali.
Riešenia pre bezpečnú drevenú plochú strechu
V prípade požiadavky investora na zachovanie drevenej nosnej konštrukcie, tak najbezpečnejším a výpočtovo overeným riešením je použitie jednoplášťovej skladby DEKROOF 07A - SK s tepelnou izoláciou nad drevenou nosnou konštrukciou. V tejto skladbe je uplatnený princíp konštrukčnej ochrany drevených prvkov, kedy sú tieto prvky umiestnené v interiéri, teda v oblasti bez rizika kondenzácie a prípadne následnej biologickej degradácie drevených konštrukcií. Ako parozábrana je v skladbe navrhnutý samolepiaci asfaltovaný pás GLASTEK 30 STICKER PLUS, ktorý sa kladie na celoplošné debnenie. Výhodou tohto riešenia je pokládka parozábrany a opracovanie presahov a prestupov zvrchu na pevnom podklade, samolepiaca úprava pásu umožňuje pokládku bez použitia plameňa. V porovnaní s nepohodlnou realizáciou parozábrany z ľahkých fólií zdola nad hlavou, prináša riešenie s asfaltovaným pásom na pevnom podklade nižšie riziko vzniku nedokonalostí a nevhodne opracovaných detailov. Na takto pripravený podklad sa potom kladú tepelnoizolačné dosky napr. z EPS, separačná vrstva z geotextílie FILTEK a hydroizolačná fólia z PVC-P napr. fólie ALKORPLAN. Umiestnenie tepelnej izolácie nad nosnou konštrukciou okrem konštrukčnej ochrany drevených prvkov prináša súvislú vrstvu tepelnej izolácie, čo znamená elimináciu tepelných mostov a menšiu hrúbku tepelnej izolácie, oproti riešeniu s tepelnou izoláciou medzi trámami. Prípadný SDK podhľad sa môže kotviť do drevených trámov a nedochádza k perforácii parozábrany ako pri štandardnom riešení s parozábranou z ľahkých fólií, realizovanou zo spodnej strany. V prípade, že drevené nosné trámy nie sú poškodené a je možné ich zachovať, nemusí dôjsť k zásahu do konštrukcie z interiéru, tzn. k odstráneniu SDK podhľadu s pôvodnou parozábranou, ktorá je do drevenej nosnej konštrukcie kotvená. Okrem hydroizolačnej fólie odporúčame odstrániť aj zhnité OSB dosky a pôvodnú tepelnú izoláciu z minerálnych vlákien. Následný postup spočíva v realizácii nového celoplošného debnenia na pôvodné nosné trámy, parozábrany GLASTEK 30 STICKER PLUS, tepelnej izolácie napr. z EPS, separačnej vrstvy FILTEK a hydroizolačnej fólie ALKORPLAN. Potreba odstránenia tepelnej izolácie medzi a pod nosnými trámami nezávisí len od jej vlhkostného stavu. Rozhodnutie o ponechaní pôvodnej tepelnej izolácie by sa malo opierať o tepelnotechnické posúdenie novej skladby. Jej ponechanie pod novou parozábranou by totiž mohlo priniesť ďalšie problémy s kondenzáciou v skladbe.
Pri rekonštrukcii plochej strechy podľa princípu skladby DEKROOF 07A - SK je nutné upozorniť na fakt, že pri vyššie opísanom postupe dôjde k navýšeniu celkovej hrúbky skladby a plochá strecha musí mať dostatočne vysokú atiku, prípadne je potrebné jej navýšenie. Ako bolo spomenuté, správna oprava týchto nevhodne navrhnutých skladieb nie je spravidla lacná. Preto býva veľakrát riešená iba pridaním odvetrávacích komínikov, prípadne výmenou zhnitých OSB dosiek za nové a pokládkou hydroizolačnej PVC-P fólie s odvetrávacími komínikmi. Toto riešenie však neprináša požadovaný efekt. Okrem faktu, že pre takéto "odvetranie" skladby väčšinou chýbajú nasávacie otvory aj dostatočne vysoká vzduchová medzera, nebude pri plochej streche s minimálnym sklonom dochádzať k potrebnému komínovému efektu, vďaka ktorému by mohlo dochádzať k odvetraniu vznikajúcej vlhkosti.
Na záver by sme chceli upozorniť, že pri nahradení hydroizolačnej PVC-P fólie za FPO/TPO fóliu, napr. z dôvodov očakávanej dlhšej životnosti hydroizolácie, musí dôjsť taktiež k úprave navrhovanej parozábrany. Faktor difúzneho odporu FPO/TPO fólií μ je cca 10x vyšší ako pri PVC-P fólii, z tohto dôvodu musí mať aj navrhnutá parozábrana vyšší faktor difúzneho odporu ako pri štandardnej skladbe s PVC-P fóliou. Pre tieto prípady je možné použiť napr. samolepiaci asfaltovaný pás s vložkou z hliníkovej fólie TOPDEK AL BARRIER.
Pre bezchybný návrh skladby plochej strechy ako aj iných konštrukcií odporúčame použiť STAVEBNÚ KNIŽNICU DEK. Obsahuje databázu overených skladieb, konštrukčných detailov, ale aj ďalšie užitočné informácie. Je dostupná bezplatne na stránke www.dekpartner.sk. Obzvlášť pri skladbách jednoplášťových plochých striech s nosnou konštrukciou z dreva alebo z materiálu na báze dreva by mal projektant vykonať posúdenie šírenia vodnej pary v konštrukcii a vyhodnotiť riziko ohrozenia drevených prvkov v skladbe kondenzáciou. K tomu je možné využiť program DEKSOFT - TEPELNÁ TECHNIKA 1D, ktorý je pre registrovaných partnerov v programe DEKPARTNER k dispozícii zdarma. Pre konzultáciu k skladbám je možné osloviť technikov na pobočkách Stavebnín DEK.
Blog na inardex.sk vznikol ako moje hľadanie ideálnych rodinných domov. Som architekt, stále nespokojný s bežným štandardom. Spolu s kolegami sa špecializujeme na projekty rodinných domov s čo najnižšou spotrebou energie. Ale hlavne príjemnými na užívanie. Naše skúsenosti netajíme a píšeme sem.
