Snehové zaťaženie striech na Slovensku: Od tradičnej architektúry po moderné výzvy a kolaudáciu stavieb

Pod pojmom "horské strechy" si mnohí z nás predstavia tatranské strechy, teda v štýle klasickej tatranskej architektúry. Čo je to však klasická tatranská architektúra? Lebo tú, čo poznáme, do Tatier implantoval knieža Hohenlohe na prelome 19. a 20. storočia. Hohenlohe si želal, aby sa prizvaní architekti inšpirovali architektúrou vo švajčiarskych Alpách. Dekoratívne členité stavby mali členité strechy, vežičky, vikiere… Pod horskými strechami si však môžeme predstaviť aj strechy so strmými sklonmi na zrubových chatách a takisto aj na tzv. „áčkach“ (chaty v tvare písmena A), aby sa sneh zo strechy čím skôr zošuchol a nezaťažoval ju. V minulosti sa v snehových oblastiach č. 3 preferovali strmé strechy, teda so sklonom nad 45°.

Tradičný pohľad na horské strechy a jeho opodstatnenie

Z hľadiska zachovania génia loci budú projektanti v horských oblastiach určite preferovať takéto strechy, aj keď napríklad vo Vysokých Tatrách možno vidieť aj stavby slávneho architekta Dušana Jurkoviča z jeho neskoršieho obdobia a takisto ďalších československých funkcionalisticky zameraných architektov, na ktorých použili pomerne plytké (dokonca pultové) strechy. Aj tu však išlo iba o výnimky potvrdzujúce pravidlo, pretože strmé strechy sa v horách po stáročia stavali a také aj horám svedčia.

Odborníci však nie sú v súčasnosti celkom zajedno v tom, či musia mať horské strechy sklon skutočne väčší ako 45°. Je tu tradičný pohľad na vec, že je vhodnejšie, ak je strecha strmšia, aby sa sneh zošuchol a nezaťažoval ju, pretože snehová pokrývka, najmä účinky topiaceho sa a znovu zamŕzajúceho snehu strechu nielen zaťažujú, ale aj devastujú. V minulosti sa v snehových oblastiach č. 3 preferovali strmé strechy, teda so sklonom nad 45°.

Vplyv snehovej pokrývky na strešnú konštrukciu

Sneh je relatívne dobrý izolant a v mieste styku s krytinou (najmä v prípade nezateplených striech) je teplota vyššia ako 0 °C. Takže sneh sa pri styku s krytinou začína topiť a stekajúca voda sa presúva nad strešné presahy, kde však už (najmä v noci) spravidla znovu zamŕza, vytvára ľadové polia a tie zase vplývajú na tvorbu cencúľov. Najmä cyklické zamŕzanie a rozmrazovanie zľadovatenej pokrývky a jej zosuv nadol krytinu devastujú. Stekajúca voda môže vzlínať, zatekať škárami pod krytinu, tam opäť zamŕzať a dvíhať ju. A takisto by mohla zatekať do podstrešia, kde by dokázala napáchať škody. Prevísajúce zľadovatené masy a visiace cencúle zase ohrozujú chodcov.

Výber strešnej krytiny pre horské prostredie

Ak by sa niekto chcel dozvedieť, že niektorá z krytín je na strechy do podhorských oblastí vyslovene preferovaná a iná vyslovene diskvalifikovaná, musíme ho sklamať. Koniec koncov, stačí sa ísť pozrieť na Oravu, Liptov či Spiš, kde stavebníci používajú nielen plech, ale aj škridlu, či už betónovú, alebo pálenú. A takisto bitúmenové krytiny (kanadský šindeľ). Ak sa však stavebník rozhodne v horách pre škridlu, lepšie je siahnuť po nenasiakavej, pretože tá je omnoho odolnejšia voči vyššie spomenutému cyklovaniu teplôt okolo nuly.

Už v projektovej príprave musí byť jasné, aký typ krytiny sa bude klásť s ohľadom na sklon strechy a snehovú oblasť v zmysle normy STN 73 1901 Navrhovanie striech. A ešte si dovoľujeme pripomenúť, že stavebník zodpovedá za všetky škody, ktoré spôsobí sneh padajúci z jeho strechy. Musí teda robiť opatrenia, aby sneh padajúci zo strechy neohrozil zdravie a majetok ľudí.

Bezpečnostné opatrenia proti padajúcemu snehu

Takže minimálne nad vchod do budovy a nad priľahlý verejný chodník je potrebné na strechu inštalovať snehové zábrany (lapače), ktoré zamedzujú nekontrolovanému pádu snehovej pokrývky. Predajcovia k jednotlivým typom krytín ponúkajú rôzne háky, tyče alebo iné prvky, ktoré sú schopné zadržiavať snehovú masu na streche. Táto môže vážiť pokojne aj niekoľko ton. Ak by primŕzala a zosúvala sa, mohla by vytrhávať strešnú krytinu.

Topiaci sa sneh zaplavuje žľaby a zvody, kde voda spravidla opätovne zamŕza a devastuje, poškodzuje klampiarske prvky strešného systému. Na trhu je viacero výrobcov, ktorí ponúkajú vyhrievanie žľabov, aby voda z topiaceho sa snehu nezamŕzala v odvodňovacom systéme. Vyhrievanie žľabov je u nás na trhu už viac ako dvadsať rokov, avšak zatiaľ sa nedočkalo masívnejšieho rozšírenia, keďže stavebná verejnosť ho považuje za zbytočný nadštandard. Oboje - ak sú kvalitne zrealizované.

V alpských krajinách (kde sa v minulosti inšpiroval Hohenlohe) môžeme dnes vidieť na novostavbách plytšie strechy s miernejším sklonom, na ktorých však nesmú chýbať zachytávače snehu. Kvalitne zrealizovaný strešný plášť by mal odolať nástrahám snehu a ľadu. Ako to teda riešiť u nás? Jednoznačná odpoveď možno nejestvuje, avšak isto môžeme povedať, že chaty a menšie rekreačné objekty môžu mať pokojne aj naďalej strechy strmšie, so sklonom nad 45°, k súčasným rodinným domom si môžeme dovoliť stavať aj strechy plytšie, so sklonom aj pod 35°. Pripomíname, že v horskom prostredí navyše dvojnásobne platí, že jednoduchá strecha bude rizikám vystavená menej, tvarovo zbytočne komplikovaná a členitá si bude koledovať o možné poruchy.

Statické zaťaženie snehom podľa noriem

Na Slovensku sa pri výstavbe akejkoľvek stavby musí do statických výpočtov zahrnúť predpokladané zaťaženie snehom. Zaťaženie snehom je normovaná hraničná hodnota udávajúca maximálnu hmotnosť, ktorá môže byť na ploche strechy jeden štvorcový meter (v N/m2), aby nebola ohrozená nosnosť strechy. Na Slovensku sa výpočet tejto hodnoty zaťaženia snehom riadi normou STN EN 1991-1-3. To, koľko snehu musí strecha uniesť, závisí od regiónu, polohy a sklonu strechy.

Hrúbka snehovej pokrývky na streche ešte nehovorí nič o jej hmotnosti. Kubický meter sypkého suchého prachového snehu môže vážiť „len“ 40 kg, kým mokrý starý sneh môže pokojne vážiť až 500 kg. Pri výpočte skutočného zaťaženia snehom zohráva úlohu aj sklon strechy. Pretože plošné zaťaženie pôsobí vždy kolmo na základnú plochu a tak sú najmä ploché strechy v únosnosti limitované. V dôsledku extrémnych poveternostných javov, ktoré sa v posledných rokoch vyskytujú čoraz častejšie, sa tiež môže stať, že množstvo snehu, ktoré skutočne napadlo, presiahne očakávania a spôsobí prílišne zaťaženie strechy. V takom prípade bude potrebné strechu manuálne zbaviť snehu. Keďže maximálna hodnota zaťaženia snehom, ktorú musí strecha zniesť, sa vypočítava v závislosti od zóny zaťaženia snehom, nadmorskej výšky, sklonu strechy atď., vzorec je dosť komplikovaný.

Aby sa predišlo pádu lavín zo strechy - t.j. Snehové rozrážače sú formou zachytávača snehu, ktorý zabraňuje skĺznutiu snehových hmôt zo strechy. V závislosti od snehovej oblasti je potrebné dodržiavať montážny návod s ohľadom na počet kusov a zarovnanie.

Príklady z praxe: Problémy so snehom na strechách a ich riešenia

Sneh môže narobiť nielen radosť, ale aj problémy. Vytrvalé sneženie spôsobuje dopravný chaos na cestách najmä na strednom Slovensku. Na niektorých miestach husto sneží a nie všetky cesty sú zjazdné. Na Orave sa stalo niekoľko dopravných nehôd. Slovenský hydrometeorologický ústav preto vydáva výstrahy pred tvorbou snehových závejov a jazykov.

Problematike snehu na šikmých strechách sa nevenuje dostatočná pozornosť ani napriek tomu, že ide v našich klimatických podmienkach o aktuálnu tému. V súčasnosti dochádza vo väčšine prípadov ku kolapsu nosného systému striech, a to z dôvodu nadmerného zaťaženia hlavne snehom alebo pre zlý návrh prvkov nosného systému. Ďalším problémom sú ľadové valy a cencúle tvoriace sa pri odkvape strechy. Pri teplotných zmenách cez deň a v noci sa v dôsledku objemových zmien ľadu poškodzuje strešný plášť a odvodňovací systém strechy.

Najčastejšie sa vyskytujúcim problémom, ktorý súvisí so snehom na strechách, je padajúci sneh zo strechy. Pohybujúci sa sneh na streche dokáže strhnúť a poškodiť strešné prvky vystupujúce nad rovinu strechy, ako sú napríklad vetráky, strešné okná, dokonca aj snehové zachytávače. Zároveň ohrozuje majetok nachádzajúci sa pod odkvapom a takisto aj ľudské zdravie a životy. Zdrojom problémov súvisiacich so snehom na streche je mnohokrát chybné projektové riešenie. Projektanti nerešpektujú zásady navrhovania striech z hľadiska výskytu snehu na streche a neberú do úvahy všetky faktory ovplyvňujúce správanie snehu na streche.

Kaviareň Kultúrneho domu Andreja Hlinku v Ružomberku

Ako prvý príklad nevhodného riešenia možno uviesť zastrešenie hotelovej časti Kultúrneho domu Andreja Hlinku v Ružomberku. Šikmá strecha pozostáva zo štyrikrát lomených plôch a je odvodnená nadrímsovým žľabom. Ako strešná krytina je použitý medený plech spájaný na stojatú drážku. Na posudzovanej streche sa z hľadiska snehovej a ľadovcovej bezpečnosti vyskytuje množstvo nedostatkov, ktoré znižujú jej spoľahlivosť. Tieto chyby sa týkajú skladby strešného plášťa, jeho odvodnenia a riešenia snehových zachytávačov. Riešenie geometrie tvaru strechy z hľadiska odvodu zrážkovej vody a správania snehovej vrstvy na jej povrchu je nevyhovujúce. Pohyb snehu po streche nastáva pri jeho topení vplyvom vonkajšej klímy, keď dochádza k vytváraniu klznej plochy medzi povrchom strechy a spodnej vrstvy snehovej pokrývky. Na analyzovanej streche topenie snehu spôsobuje aj teplo prestupujúce cez strešný plášť z interiéru budovy, čo je zapríčinené tým, že strešný plášť nie je odvetraný. K vytváraniu klznej plochy medzi snehovou vrstvou a strešnou krytinou veľmi výrazne prispieva aj stekajúca voda z vyhrievaných žľabov okolo transparentnej strechy átria. V zimnom období nastáva cyklus topenia snehu cez deň a jeho následného mrznutia v noci. Výsledkom tohto javu je tvorba ľadových valov a cencúľov pri odkvape, ktoré existujúce lopatkové snehové zachytávače nie sú schopné zadržať. Keďže sa budova Kultúrneho domu nachádza na mieste s pohybom osôb, je nutné, aby sa sneh a ľad na streche zadržiaval.

Boli použité snehové zachytávače rúrkového systému s priemerom rúrky 32 mm. Rúrka je pripevnená pomocou dvoch špeciálne upravených prírub k stojatej drážke hladkej plechovej krytiny, ktorá je z medeného plechu. Príruby a rúrky sú takisto z medi. Umiestnenie snehových zachytávačov vidieť na obrázku. Príruby sú upevnené na každej stojatej drážke.

Katedrála sv. Šebastiána v Bratislave

Ako druhý príklad nevhodného riešenia možno uviesť strešnú konštrukciu Katedrály sv. Šebastiána v Bratislave. Ide o strechu s veľmi zložitou geometriou. Tvoria ju viaceré rovinné plochy s rôznym sklonom. Ako krytina sa použil plech na báze titánzinku spájaný na stojatú drážku. Celá plocha strechy je odvodnená do dvoch chrličov s priemerom približne 500 mm.

Analyzovaná strecha je z hľadiska problematiky snehu na streche navrhnutá nedostatočne. Hlavným problémom v zimnom období je absencia snehových zachytávačov a odvodnenie riešené len dvoma chrličmi na celú plochu strechy. Topiaci a zosúvajúci sa sneh sa odvádza k chrličom. Pri väčšom množstve snehu na streche dochádza k ich upchatiu. To bráni odvodneniu strechy. Na základe týchto skutočností je nutné zosúvaniu snehu zo strechy do žľabu a následne do chrliča zabrániť. Na tento účel sa navrhli snehové zachytávače z rúrkového systému s priemerom rúrok 32 mm. Snehové zachytávače sa majú kotviť pomocou dvoch špeciálnych prírub k stojatej drážke hladkej plechovej krytiny. Snehové zachytávače a aj príruby budú z titánzinku, aby korešpondovali s materiálovou bázou strešnej krytiny. Použije sa dvojrúrkový systém, ktorý sa má umiestniť na každej časti roviny strechy pri zmene sklonu.

Analýza pohybu snehu na strechách

Opísať pohyb snehu po streche a mimo nej nie je jednoduché, keďže sneh počas výskytu na streche prechádza množstvom zmien. Pohyb snehu po streche ovplyvňuje aj materiál použitej strešnej krytiny. Na opis pohybu snehu po streche možno použiť analýzu rovnováhy a pohybu snehovej masy na konštrukcii strechy, ktorá vychádza zo základných rovníc mechaniky pohybu snehovej masy na rovine strechy. Do úvahy sa berie trenie medzi snehovou vrstvou a strešnou plochou. Podľa Coulombovho a Morinsovho zákona sa predpokladá trenie úmerné normálovému tlaku snehu na kontaktnú plochu krytiny, ktoré nezávisí ani od veľkosti kontaktnej plochy ani od rýchlosti snehovej masy. Závisí len od typu kontaktných plôch. Pohyb snehovej masy za zónou strešnej plochy opisuje Newtonova pohybová rovnica a Newtonov gravitačný zákon. Vstupné veličiny sú zobrazené na obrázku.

Tieto všetky veličiny možno vypočítať pre šikmé strechy, ktorých geometriu určuje rovnica priamky y (x) = (a/b) . x), kde a je polovica rozpätia a b je vzopätie strechy. Uvedené veličiny možno vypočítať aj v prípade strechy charakterizovanej rovnicou krivky. Pri pohybe snehu po streche je dôležité stanoviť, kedy sa sneh po krytine začne pohybovať. Pohyb snehu po streche ovplyvňujú aj jeho vlastné fyzikálne vlastnosti.

Uvedená analýza pohybu snehu sa použila na vyhodnotenie výsledkov troch budov s rôznymi výškami. S výškou odkvapu 5, 10 a 15 m. Menil sa sklon strechy (od 5° do 85°). Vo výpočte sa použili tri rozličné súčinitele trenia medzi snehovou pokrývkou a strešnou krytinou. A to súčinitele k1 = 0,09, k2 = 0,36, a k3 = 0,7. Plocha strechy, a tým aj objem snehu na streche boli rovnaké. Sklon strechy sa menil zmenou vzopätia b a rozpätia strechy a. Rátalo sa s hrúbkou snehovej vrstvy h = 0,3 m. Dĺžka strechy L sa rovnala 9,19 m. Vychádzalo sa z predpokladu, že sneh sa bude zo strechy šmýkať vo forme pásu so šírkou l = 2,5 m. Vo výpočte sa brala do úvahy hustota snehu ρs = 200 kg/m3. Vyhodnocovala sa vzdialenosť, do akej sneh pri rôznych sklonoch a rôznych výškach dopadne.

Sneh sa začal šmýkať pri súčiniteli trenia k1 = 0,09 (sklon strechy 5°), k2 = 0,36 (sklon strechy 20°) a k3 = 0,7 (sklon strechy 35°). Najmenšia vzdialenosť dopadu snehovej masy bola pri najmenšom súčiniteli trenia, zaujímavé však bolo pozorovať, pri akých sklonoch strechy bola táto vzdialenosť najväčšia. V prípade strechy s výškou odkvapu H = 15 m a súčiniteli trenia k1 = 0,09 bola vzdialenosť dopadu snehu najväčšia pri sklone strechy približne 55°. Podobne to bolo aj pri súčiniteli trenia k2 = 0,36. Pri k3 = 0,7 bola maximálna vzdialenosť dopadu snehu pri sklone strechy približne 60°. Maximálne vzdialenosti dopadu snehu pre rôzne súčinitele trenia sa pohybovali od 7 do 9 m. Na porovnanie: vzdialenosť dopadu snehu zo strechy s výškou odkvapu H = 5 m - pri súčiniteli trenia k1 = 0,09 bola vzdialenosť dopadu snehu najväčšia pri sklone strechy približne 60°. Podobne to bolo aj pri súčiniteli trenia k2 = 0,36. Možno konštatovať, že vzdialenosť dopadu snehovej masy sa so zvyšujúcou výškou odkvapovej hrany zväčšuje, ale uhol, pri ktorom táto vzdialenosť dosahuje maximum, sa zmenšuje. Podobne sa dajú podľa tohto modelu porovnávať aj ostatné parametre - či už čas dopadu, alebo rýchlosť pri dopade. Pohyb snehu na streche, ale aj pri páde z nej ovplyvňujú rozličné fyzikálne parametre. Medzi najvýznamnejšie patrí typ snehu a súčiniteľ trenia medzi snehovou pokrývkou a materiálom strešnej krytiny. Významnými parametrami sú aj sklon strechy a výška odkvapovej hrany strechy.

Kolaudácia stavieb na Slovensku a jej súvis s horskými strechami

Kolaudácia je činnosť príslušného stavebného úradu smerujúca k vydaniu rozhodnutia o užívaní stavby. Žiadosť o vydanie kolaudačného rozhodnutia sa podáva na stavebnom úrade - príslušné oddelenie mestského úradu. Náležitosti prikladané k žiadosti o vydanie kolaudačného rozhodnutia zahŕňajú široké spektrum dokumentácie, ktorá má preukázať súlad stavby s projektom, platnou legislatívou a bezpečnostnými normami. Medzi kľúčové dokumenty patria:

• Projekt skutočného vyhotovenia stavby
• Zameranie skutočného osadenia objektu
• Stavebný denník
• Revízne správy o odskúšaní a bezchybnosti inštalácií (elektroinštalácie, plynové zariadenia, bleskozvody, rozvádzače, vodovodné potrubia, kanalizácia, vykurovacie systémy, bazénová technológia, vzduchotechnika, výťahy)
• Doklady o vodotesnosti (žumpa)
• Stavebné povolenie - právoplatné
• Projekt PO - overený hasičmi
• Odovzdávací a preberací protokol od dodávateľa
• Výpis z Obchodného registra dodávateľa
• Záznam o prevzatí stavby do digitálnej mapy
• Zameranie stavby aj s prípojkami IS (inžinierskych sietí)
• Geometrický plán zavkladovaný do katastra
• Odborné prehliadky a skúšky elektro zariadení, elektrickej inštalácie, bleskozvodu, rozvádzačov, plynového zariadenia, vodivého prepojenia plynomera, vnútornej kanalizácie, tlakovej skúšky vodovodného potrubia, vykurovacej skúšky, tlakovej skúšky ústredného kúrenia.
• V prípade prípojky aj iskrová skúška.
• Protokol o vnútornej kanalizácii
• Protokol o tlakovej skúške vodovodného potrubia
• Protokol o vykurovacej skúške
• Protokol o vykonaní tlakovej skúšky UK
• Bazénová technológia, Sauna
• Funkčná skúška vzduchotechniky
• Výťah - kniha výťahu a prvá úradná skúška
• Certifikáty - úplne od všetkých zabudovaných materiálov
• Zmluva s OLO (Odvoz a likvidácia odpadu)
• Potvrdenia o odovzdaní stavebného odpadu.

Kolaudačné konanie a zápis do katastra

Stavebný úrad po obdržaní žiadosti o vydanie kolaudačného rozhodnutia spolu so všetkými vymenovanými prílohami začne kolaudačné konanie. Investor dostane oznámenie o začatí kolaudačného konania s dátumom uskutočnenia ústneho konania spojeného s miestnym zisťovaním priamo na stavbe. Stavebný úrad tu overí, či v žiadosti predložené dokumenty zodpovedajú skutočnosti. Ústne konanie je poslednou príležitosťou pre všetkých účastníkov stavebného konania vyjadriť svoje pripomienky a stanoviská ku stavbe. Pokiaľ sú všetky overené skutočnosti pravdivé a účastníci konania nevyjadrili ďalšie pripomienky, stavebný úrad vydá v zákonnej lehote kolaudačné rozhodnutie, v ktorom povolí užívanie stavby na ten účel, na ktorý bola postavená. V rozhodnutí uvedie stavebný úrad podmienky, za ktorých povoľuje užívanie stavby.

Úrad geodézie, kartografie a katastra SR (ďalej len „ÚGKK SR") od 1. októbra 2019 zaviedol nové postupy týkajúce sa zápisu údajov o stavbách do informačného systému. V zmysle § 20a ods. 2 a 3 zákona NR SR č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii, v spojení s § 9a vyhlášky Úradu geodézie, kartografie a katastra Slovenskej republiky č. 300/2009 Z. z., majú obce a mestá, súčasne s vydaním kolaudačného rozhodnutia o užívaní rodinného domu alebo o užívaní bytu v bytovom dome alebo o užívaní bytového domu, zapisovať údaje o rodinných domoch, bytových domoch a bytoch v bytových domoch do informačného systému geodézie, kartografie a katastra obce.

Pre stavby, na ktoré bolo vydané kolaudačné rozhodnutie v období od 1. januára 2014 do 30. septembra 2019, je obec povinná zapísať príslušné údaje do informačného systému geodézie, kartografie a katastra do 30. septembra 2020. V súvislosti s týmito legislatívnymi zmenami bol ÚGKK SR poverený zabezpečiť aplikáciu „Zoznam stavieb“ pre zber a aktualizáciu týchto údajov.

Zhodnotenie a záver

Problematika snehu na strechách, najmä v horských a podhorských oblastiach Slovenska, si vyžaduje zodpovedný prístup pri návrhu, výstavbe aj údržbe. Tradičné riešenia so strmými strešnými sklonmi majú svoje opodstatnenie v odvodení snehu, avšak moderné architektonické trendy a technologické možnosti umožňujú aj realizáciu plynulejších striech, ktoré si však vyžadujú dôsledné zváženie snehového zaťaženia a implementáciu adekvátnych bezpečnostných prvkov, ako sú snehové zachytávače. Dôležitosť správneho projektového riešenia, výberu vhodnej krytiny a dodržiavania platných noriem (napr. STN EN 1991-1-3 pre zaťaženie snehom) je kľúčová pre zabezpečenie dlhodobej funkčnosti a bezpečnosti strešných konštrukcií. Zanedbanie týchto aspektov môže viesť k vážnym škodám na majetku a ohrozeniu zdravia osôb. Kolaudačné konanie potom slúži ako záverečná kontrola, ktorá má potvrdiť, že stavba spĺňa všetky technické a bezpečnostné požiadavky, vrátane tých súvisiacich so správaním snehu na streche.

tags: #snehove #kolaudacia #na #slovensku