Materiálové řešení skladby střechy s opačným pořadím vrstev

1. Úvod

Koncepce střechy s opačným pořadím vrstev přináší ve srovnání se skladbou s klasickým pořadím vrstev určité výhody. Především se jedná o příznivější difuzní tok skladbou střechy a ochranu hydroizolační vrstvy před teplotním namáháním a možným mechanickým poškozením jak při realizaci, tak při užívání. Materiálové řešení střech s opačným pořadím izolačních vrstev umožňuje spektrum kombinací použitých materiálů a typu stabilizační a provozní vrstvy.

2. Materiálové řešení střech s opačným pořadím vrstev

2.1. Nosná konstrukce

Při volbě nosné konstrukce střech s opačným pořadím vrstev je třeba věnovat pozornost několika požadavkům. Jedná se zpravidla o větší únosnost nosné konstrukce s ohledem na hmotnost navržené stabilizační vrstvy a tepelně-technické vlastnosti nosné konstrukce s ohledem na případné ochlazování srážkovou vodou podtékající pod tepelnou izolaci z extrudovaného polystyrenu. Ochlazování podtékající srážkovou vodou je možné eliminovat vhodnou volbou materiálu nosné konstrukce včetně spádové vrstvy tzn. s vyšší tepelně akumulační schopností. Např. firma Dow doporučuje minimální plošnou hmotnost 150–200 kg/m² pro snížení rizika tepelně-vlhkostních poruch ochlazením nosné konstrukce a minimální tepelný odpor konstrukce pod hydroizolací R = 0,15 m².K/W. Jednoplášťovou inverzní střechu tak nelze realizovat například na trapézovém plechu či dřevěném bednění. Lehkou nosnou konstrukci lze navrhovat pouze ve variantě jednoplášťové kombinované (DUO) střechy s určitým tepelným odporem konstrukce pod hydroizolací. Spád střešní roviny může být tvořen samotnou nosnou konstrukcí nebo spádovou vrstvou na nosné konstrukci. Možné varianty nosné konstrukce jsou např. ŽB deska, ŽB skořepina, trapézový plech, bednění na bázi dřeva atd.

2.2. Povlaková hydroizolace

Materiálové řešení povlakové hydroizolace není prakticky omezeno. Povlaková hydroizolace může být tvořena z asfaltových pásů tzn. oxidovaných, SBS modifikovaných, APP modifikovaných nebo hydroizolační fólie tzn. PVC-P, EPDM, TPO, PO, PIB atd. Při volbě povlakové hydroizolace je důležitým faktorem vzájemná snášenlivost s tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu, aby nedošlo k případné degradaci materiálů. Např. mezi hydroizolační fólií z PVC-P a extrudovaným polystyrenem je třeba vložit separační textilie z důvodu eliminace migrace změkčovadel do extrudovaného polystyrenu. Při volbě materiálového řešení povlakové hydroizolace je vhodné přihlédnout k faktu, že její část vystupující nad střešní rovinu např. atika nemusí být chráněná dalšími vrstvami a tím dochází k rozdílnému namáhání oproti hlavní ploše střechy.

2.3. Tepelná izolace

Tepelná izolace ve střeše s opačným pořadím izolačních vrstev musí odolávat vnějším klimatickým podmínkám a provozu na střeše při zachování základních tepelně technických vlastností. V současné době je k dispozici jediné materiálové řešení v podobě extrudovaného polystyrenu. Extrudovaný polystyren má homogenní uzavřenou buněčnou strukturu a tím nižší tepelnou vodivost, minimální nasákavost a významně vyšší pevnost v tlaku ve srovnání např. s klasickým pěnovým polystyrenem.

Desky extrudovaného polystyrenu se vyrábějí s hladkým povrchem a ve variantách úpravy hrany desky tzn. rovná hrana, polodrážka a pero s drážkou. Doporučuje se používání desek v jedné vrstvě a s úpravou hrany polodrážkou nebo pero s drážkou.

2.4. Separační vrstva

Separační vrstva ve skladbě střechy s opačným pořadím vrstev se může vyskytovat ve dvou úrovních. Mezi povlakovou hydroizolací a tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu, kde např. při použití PVC-P fólie brání případné degradaci materiálů vlivem migrace změkčovadel z PVC-P fólie do extrudovaného polystyrenu. Zároveň plní funkci mechanické ochrany před poškozením povlakové hydroizolace hranou desky tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu především u jednovrstvých hydroizolačních fólií. V této poloze může ovlivnit drenážní schopnost střechy a z dlouhodobého hlediska negativně působit mikrobiologickým zatížením na přilehlé střešní vrstvy. Osobně preferuji skladbu střechy s opačným pořadím izolačních vrstev bez separační textilie mezi povlakovou hydroizolací a tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu za předpokladu vhodné a více odolné povlakové hydroizolace a snášenlivosti použitých materiálů.

Další polohou separační vrstvy je mezi tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu a stabilizační či provozní vrstvou. Hlavní funkcí této vrstvy je ochrana tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu proti působení UV, minimalizace zanášení jemných částic z ovzduší do spár desek tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu a schopnost odvést srážkovou vodu po svém povrchu a tím redukovat protékající množství srážkové vody pod vrstvu tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu.

Separační textilie se používají nenasákavé obvykle z polyesteru nebo z polypropylenu světlé barvy a v plošné hmotnosti obvykle 110–140 g/m² (ve vybraných případech např. drenážně separační textilie s plošnou hmotností do 100 g/m² a separační textilie pro stabilizační či provozní vrstvou s vyšší hmotností až 200 g/m²). Materiálové řešení separační textilie je vázáno na další související požadavky např. odolnost proti prorůstání kořínků, riziko poškození extrudovaného polystyrenu nedopalkem z cigaret atd. separační textilie se kladou volně s přesahem min. 150 mm.

2.5. Stabilizační a provozní vrstva

Tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu je kladena na povlakovou hydroizolaci volně, proto je třeba stabilizovat střešního souvrství proti sání větru a proti případnému rozplavání desek tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu při přívalovém dešti. Stabilizační a provozní vrstva může být řešena:

• Násyp praného říčního kameniva v tloušťce min. 50 mm v obvyklé zrnitosti 16/32 mm. Tloušťka, resp. hmotnost násypu musí být vždy ověřena statickým výpočtem. V okrajových pásmech se obvykle násyp doplňuje betonovými dlaždicemi. V tomto případě musí být tato stabilizační vrstva oddělena od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu separační textilií.
  
  
  
  Obrázek /1/: Schéma inverzní střechy s násypem z praného říčního kameniva
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie, 5 – násyp praného říčního kameniva
   
• Dlažba do štěrkového podsypu v obvyklé zrnitosti 4/8 mm a tloušťky min. 40 mm se spárami vysypanými křemičitým pískem. Dlažba je samonosná středního a velkého formátu. Štěrkový podsyp musí být oddělen od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu separační textilií.
  
  
  
  Obrázek /2/: Schéma inverzní střechy s dlaždicemi do štěrkového podsypu
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie, 5 – štěrkový podsyp, 6 – samonosná dlažba
   
• Dlažba na distančních podložkách. Doporučuje se použít rektifikační podložky pro vyrovnání do požadované roviny a vrstvu tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu v jedné tloušťce. Dlažba je samonosná velkého formátu. Dlažba na podložkách musí být oddělena od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu separační textilií. S ohledem na volné spáry dlažby a riziko poškození extrudovaného polystyrenu nedopalkem z cigaret se doporučuje použití nehořlavé separační textilie ze skelných vláken.
  
  
  
  Obrázek /3/: Schéma inverzní střechy s dlaždicemi na distančních podložkách
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie, 5 – distanční podložky, 6 – samonosná dlažba
   
• Keramická dlažba na betonové mazanině. Keramická dlažba je mrazuvzdorná lepená do flexibilního mrazuvzdorného lepicího tmelu. Betonová mazanina tloušťky min. 50 mm musí být vyztužena a oddělena od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu drenážní vrstvou. Drenážní vrstvu může tvořit stěrkový podsyp v obvyklé zrnitosti 4/8 mm a tloušťky min. 30 mm oddělený separační textilií nebo profilovaná nopová fólie s nakašírovanou separační textilií. Drenážní vrstva musí být propojena s vnějším prostředím a odvodněna. Tato varianta je dost diskutabilní s ohledem na možné hromadění vlhkosti v betonové mazanině a následné poruchy přilehlých vrstev. S ohledem na toto riziko lze pod keramickou dlažbu aplikovat vrstvu hydroizolační stěrky vyztužené skleněnou výztužnou síťovinou, která bude odvodněna přes okapní profil.
  
  
  
  Obrázek /4/: Schéma inverzní střechy s keramickou dlažbou na betonové mazanině
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie, 5 – profilovaná nopová fólie, 6 – separační textilie, 7 – vyztužená betonová mazanina, 8 – mrazuvzdorná keramická dlažba do flexibilního mrazuvzdorného lepicího tmelu
   
• Vegetační souvrství intenzivní nebo extenzivní. Tloušťka střešního substrátu je závislá na zvolenému druhu vegetace. U extenzivní vegetace je tloušťka střešního substrátu cca 50 až 200 mm nebo lze použít místo střešního substrátu tzv. hydrofilní minerální vlnu obvyklé tloušťky 50 - 100 mm (nejvýznamnější výhodou oproti střešnímu substrátu je nižší hmotnost). U intenzivní vegetace je tloušťka střešního substrátu od cca 200 mm až do tloušťky cca 1000 mm v závislosti na zvoleném druhu vegetace. Drenážní a hydroakumulační vrstva je tvořena obvykle profilovanou nopovou fólií, násypem praného říčního kameniva nebo tvarovkami z pěnového polystyrenu. Tato vrstva musí být oddělena, od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu a vegetačního souvrství, separační (filtrační) textílií s odolností proti prorůstání kořínků.
  
  
  
  Obrázek /5/: Schéma inverzní střechy s vegetační vrstvou (intenzivní nebo extenzivní)
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie, 5 – profilovaná nopová fólie, 6 – separační (filtrační) textilie, 7 – střešní substrát, 8 – vegetace
   
• Monolitická ŽB deska se používá jako provozní vrstva s vyšší únosnost např. parkoviště. Monolitická ŽB deska musí být vyztužená a dilatovaná, tloušťky min. 120 mm s vhodnou povrchovou úpravou a musí být oddělena od vrstvy tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu (vyšší únosnost v tlaku až 700 kPa) separační textilií plošné hmotnosti 200 g/m² a PE fólií.
  
  
  
  Obrázek /6/: Schéma inverzní střechy s monolitickou ŽB deskou
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – povlaková hydroizolace, 3 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, 4 – separační textilie a PE fólie, 5 – monolitická ŽB deska
   
• Desky extrudovaného polystyrenu s plastbetonem (výrobce Dow). Tento výrobek se skládá z tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu a integrované vrstvy z plastické modifikované malty (dále plastbeton) na vrchní straně desky o tloušťce cca 10 mm. Plastbeton chrání desky tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu proti působení UV a mechanickým poškozením. Plošná hmotnost desky je cca 25 kg/m². Desky extrudovaného polystyrenu s plastbetonem je možné použít i svisle např. zateplení a ochranu vnitřního líce atiky střechy.
  
  
  
  Obrázek /7/: Schéma kombinované (DUO) střechy se systémovými dílci s plastbetonem
  Legenda materiálů: 1 – nosná konstrukce, 2 – parozábrana, 3 – tepelná izolace, 4 – povlaková hydroizolace, 5 – tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu s plastbetonem
   

2.6. Shrnutí

Střechy s opačným pořadím vrstev je možné realizovat v mnoha materiálových řešeních s výjimkou tepelné izolace. Vždy je třeba přihlédnou ke konkrétním okrajovým podmínkám pro zabudování materiálu do konstrukce. Z přehledu jsou patrné základní principy a funkce vrstev ve střeše s opačným pořadím izolačních vrstev a lze konstatovat určitá pravidla či doporučení.

Literatura

• Dow-Chemicals – technická dokumentace, Tepelná izolace obrácených plochých střech s výrobky ROOFMATE, FLOORMATE
• MISAR, I.: Stavebně fyzikální chování střešních plášťů s obráceným pořadím izolačních vrstev (Plochá střecha), Slovenská technická univerzita v Bratislave, Stavebná fakulta, Katedra konštrukcií pozemních staveb, Dizertačná práca 2010
• Chaloupka, K., Svoboda, Z., Ploché střechy – praktický průvodce, Grada Publishing 2009
• Hanzalová, L., Šilarová, Š.: Konstrukce pozemních staveb 40 – Zastřešení. Praha, ČVUT 2002
• Štajer, S., Systémový návrh a realizace inverzních plochých střech s drenážně separační fólií