Dvouplášťové střechy I

Zásady pro opravy nebo rekonstrukci větrané dvouplášťové ploché střechy

Rekonstrukce stávající větrané dvouplášťové střechy je vždy technicky a investičně náročná. Většinou lze snadno určit, zda se skutečně jedná o větranou dvouplášťovou střechu. Někdy však bývá překvapením skutečnost, zjištěná až sondami do střechy, že se nejedná o jednoplášťovou plochou střechu s odvětrávacími kanálky napojenými na větrací otvory v atice, ale často o větranou dvouplášťovou střechu.

Při profesionálním návrhu opravy nebo rekonstrukce větrané dvouplášťové ploché střechy je vždy nutné:

• zjistit geometrický tvar střešního pláště, skladbu, tloušťky a stav všech jeho vrstev;
• zjistit velikost a umístění stávajících větracích otvorů nebo větracích komínků;
• prověřit provedení svislé obvodové stěny kolem vzduchové vrstvy střechy;
• zjistit všechny závady střešního pláště včetně závad v místnostech pod střechou;
• provést nezbytné tepelně technické výpočty.

Na základě uvedených zjištění lze navrhnout níže uvedené opravy nebo rekonstrukce jednotlivých částí dvouplášťové střechy, někdy i v jejich kombinaci:

Oprava horního pláště

Pokud se tepelně technickými výpočty prokáže, že funkce i parametry větrané dvouplášťové střechy jsou v pořádku, lze opravit jen vodotěsnou izolaci jejího horního pláště. Na základě svých zkušeností doporučuji u střech, kde nosnou konstrukci horního pláště tvoří dřevěné bednění, vždy odstranit stávající vodotěsnou izolaci až na úroveň bednění a stav bednění zkontrolovat. Téměř vždy se zjistí, že je nutné menší nebo větší část dřevěného bednění vyměnit. Při této příležitosti je nutné tepelně izolovat obvykle neizolované dešťové odpadní potrubí (i jiné trubní prostupy) ve větrané vzduchové vrstvě. U drtivé většiny stávajících střech však jejich tepelně technické parametry nevyhoví současným normovým požadavkům (jejich tepelná izolace je poddimenzována).

Rekonstrukce horního pláště

Pokud tepelně technické výpočty prokáží, že na spodním povrchu horního pláště může docházet ke kondenzaci vodní páry, je nutné zvýšit jeho tepelný odpor a tím zvýšit hodnotu povrchové teploty na jeho spodní straně. Znamená to (u horního pláště s nosnou konstrukcí z dřevěného bednění, opět s odstraněním stávající vodotěsné izolace a kontrolou podkladu) provedení dodatečné tepelné izolace spolu s novou vodotěsnou izolací horního pláště střechy. Tato tepelná izolace horního pláště však prakticky nezpůsobí výrazné snížení součinitele prostupu tepla střešního pláště jako takového. Výsledkem takové rekonstrukce horního pláště tedy nejsou úspory tepla nebo odstranění závad z titulu příliš vysokého součinitele prostupu tepla dolního pláště dvouplášťové střechy, i když z hlediska tepelně izolačních vlastností celého střešního pláště k určitému spolupůsobení větrané vzduchové vrstvy a horního pláště dochází.

Úpravy ve větrané vzduchové vrstvě

Pokud se prokáže, že je nutné zvětšit profi l nebo počet přiváděcích a odváděcích větracích otvorů větrané vzduchové vrstvy, je nutné pokusit se tuto skutečnost realizovat. Ne vždy je to však technicky možné (například v železobetonových atikových panelech). V některých případech může být řešením dodatečné osazení větracích komínků (jsou dodávány i tepelně izolované), nebo dokonce použití ventilačních turbín (například Lomanco nebo Raul). Tato úprava odvětrání vzduchové vrstvy se většinou realizuje s doteplením horního pláště.

Úpravy svislé obvodové stěny

I na svislé obvodové stěně (s větracími otvory) obalující větranou vzduchovou vrstvu, může docházet ke kondenzaci vlhkosti, a je proto nutné ji v případě potřeby tepelně doizolovat. To je však bez rozebrání horního pláště neproveditelné. Bez rozebrání horního pláště lze obvodovou stěnu doizolovat jen zvenku - k tomu dochází vždy při zateplení obvodového pláště budovy. Tepelné mosty však často způsobuje chybějící nebo nedbale položená tepelná izolace dolního pláště v místě napojení na obvodovou stěnu střechy. Tu však je možné doplnit také jen v případě rozebrání horního pláště střechy.

Dodatečná tepelná izolace na spodním povrchu dolního (vnitřního) pláště

Někdy se alternativně uvažuje i o provedení dodatečné tepelné izolace ze strany interiéru - na spodním povrchu stropní konstrukce, která tvoří dolní plášť větrané dvouplášťové střechy. Znamená to například zakotvení dřevěných latí do stropní konstrukce s tím, že mezi ně bude vložena vhodná tepelná izolace, zakrytá například deskami ze sádrokartonu, které budou tvořit nový podhled v místnosti. Mezi tepelnou izolací a podhledem však musí být provedena spolehlivá parozábrana.

Z hlediska tepelné techniky to však není řešení ideální - je závislé na parametrech vnitřního prostředí (na teplotě vzduchu a na relativní vlhkosti vzduchu v interiéru v zimě) a na stávající konstrukci spodního pláště. Může proto být i při řemeslně dobrém provedení zdrojem poruch (zejména kondenzace vlhkosti a následného zatékání kondenzátu). V určitých situacích to však může být i řešení značně rizikové - zvláště pak tehdy, když nelze splnit následující nezbytné podmínky:

• prostředí v interiéru musí být suché s relativní vlhkostí do max. 50 %. V bytových objektech jsou z toho pohledu rizikové kuchyně, koupelny a ostatní místnosti s velkou relativní vlhkostí - například obývací pokoje s velkým množstvím květin;
• parozábrana mezi dodatečnou tepelnou izolací a podhledovými deskami musí být souvislá, kvalitní a spolehlivá. Musí být také parotěsně napojena na obvodové zdivo.;
• parozábrana nesmí být proražena svítidly nebo jakýmikoli rozvody;
• řemeslné provedení musí být velmi pečlivé;
• návrh musí být ověřen tepelně technickým výpočtem.

Úplná rekonstrukce větrané dvouplášťové střechy

V řadě případů se výpočtem prokáže, že je nezbytné snížit součinitel prostupu tepla dolního pláště dvouplášťové střechy, takže proto je nutné stávající tepelnou izolaci dodatečně doplnit nebo vyměnit za kvalitnější. Někdy signalizují i hygienické závady (plísně) v podstřešních místnostech promrzání stropní konstrukce způsobené poddimenzovanou nebo nedbale položenou tepelnou izolací s velkými tepelnými mosty. To však vyžaduje totální rekonstrukci větrané dvouplášťové střechy s rozebráním horního pláště a s následným doplněním tepelné izolace dolního pláště. Tato varianta je variantou technicky, fi nančně i provozně nejnáročnější. V některých případech může být i technicky obtížně realizovatelná, protože horní plášť mohou tvořit velmi těžké železobetonové panely, které obvykle nelze bez těžké mechanizace demontovat, jindy může malá výška vzduchové vrstvy znemožnit doplnění tepelné izolace. Z provozního hlediska (vysoké riziko promáčení rozkryté střechy při dešti) je tato varianta pro užívané objekty prakticky nepoužitelná. Proto lze v některých případech prověřit možnost přeměny původní větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou.

Přeměna větrané dvouplášťové ploché střechy na nevětranou dvouplášťovou střechu

Jednou z možností jak opravit špatně fungující větranou dvouplášťovou plochou střechu s poddimenzovanou tepelnou izolací je její přeměna na nevětranou dvouplášťovou střechu. Z hlediska stavební fyziky se potom taková střecha chová jako střecha jednoplášťová. K úvaze o této přeměně vedou obvykle závady větrané dvouplášťové střechy, například:

• nedostatečná tepelná izolace dolního pláště dvouplášťové střechy;
• kondenzace vlhkosti ve špatně větrané vzduchové vrstvě.

Důvodem přeměny větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou bývá i dodatečné zateplení obvodového pláště budovy, kdy nová tepelná izolace obvodového pláště zakryje větrací otvory vzduchové vrstvy větrané dvouplášťové střechy a tím zcela vyloučí její provětrávání. Vhodnou úpravou lze zajistit alespoň expanzní funkci původních větracích otvorů vzduchové vrstvy dvouplášťové střechy. Snad nejhorším případem je zaslepení větracích otvorů původní větrané dvouplášťové střechy novou tepelnou izolací obvodového pláště bez zateplení jejího horního pláště - problémy s kondenzátem zatékajícím do tepelné izolace a následně do interiéru objektu bývají v takovém případě častou a zbytečnou závadou. V rámci přípravy dodatečného zateplení obvodového pláště budovy s větranou dvouplášťovou plochou střechou by se právě proto měla v předstihu provést rekonstrukce tohoto střešního pláště. V novém zatepleném obvodovém plášti je také samozřejmě možné provést větrací otvory propojené s původními větracími otvory dvouplášťové střechy.

Při přeměně větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou jde zdánlivě o relativně jednoduchou úpravu: zaslepí se větrací otvory ve vzduchové vrstvě a horní plášť původní větrané dvouplášťové střechy se opatří dodatečnou tepelnou izolací a novou vodotěsnou izolací. Z hlediska stavební fyziky však není přeměna větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou tak jednoduchou záležitostí a může být ve svých důsledcích příčinou závažných stavebních a následně i hygienických závad. Vždy je proto nutné znát skladbu a stav střešního pláště původní větrané dvouplášťové střechy včetně geometrického průběhu vzduchové vrstvy, dodržet níže uvedené podmínky přeměny a nakonec si ověřit návrh rekonstrukce tepelně technickými výpočty. Pokud to stav stávající vodotěsné izolace horního pláště umožní, lze tuto vodotěsnou izolaci ponechat a využít ji při přeměně větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou. Stav vodotěsné izolace je obvykle možné snadno prověřit sondami a její ponechání ušetří nezanedbatelné fi nanční prostředky. Tato původní vodotěsná izolace se při správném návrhu přeměny větrané dvouplášťové střechy na střechu nevětranou a po provedení dodatečné tepelné izolace horního pláště dostane do pozice parozábrany.

Poměrně velká větraná vzduchová vrstva původní větrané dvouplášťové ploché střechy se však po uzavření větracích otvorů stává také tepelnou izolací s daleko většími riziky vyplývajícími z možné kondenzace vlhkosti v takto vytvořené nevětrané dvouplášťové střeše. Uzavřená vzduchová vrstva se totiž chová i jako expanzní vrstva. Proto se někdy s ohledem na stav a zejména vlhkostní poměry stávajícího střešního pláště doporučuje všechny větrací otvory neuzavírat úplně a vzduchovou vrstvu tak napojit na vnější ovzduší. Do některých původních větracích otvorů je možné například osadit "expanzní trubičku" nebo v případě dodatečné tepelné izolace obvodového pláště zajistit jejich vhodnou úpravou expanzní funkci. Tím se docílí vyrovnání případného přetlaku vodní páry z takto netěsně uzavřené vzduchové vrstvy. Proto je nutné nejen tepelně doizolovat horní plášť původní větrané dvouplášťové střechy, ale zpravidla tuto novou tepelnou izolaci i předimenzovat na více než 1,5 násobek tepelného odporu původní tepelné izolace (v závislosti na skladbě stávajícího střešního pláště a zejména na tepelně technických parametrech jeho původní tepelné izolace někdy i více). Následně je třeba si tepelně technickým výpočtem ověřit, zda:

• nedochází ke kondenzaci vlhkosti na spodním povrchu horního pláště původní větrané dvouplášťové střechy;
• celoroční množství zkondenzované vodní páry je menší než připouští norma ČSN 73 0540-2:2007;
• zkondenzované vodní páry se v průběhu roku mohou odpařit (tedy, že celoroční bilance vlhkosti je kladná).

Kondenzace vlhkosti ve střešním plášti by se tedy měla přesunout mimo vzduchovou vrstvu, ale zároveň by se neměla přesunout do takové původní vrstvy střešního pláště, jejíž materiál by mohla poškodit. Často bývá diskutováno, zda podmínkou pro přeměnu větrané dvouplášťové ploché střechy na střechu nevětranou má či nemá být existence parozábrany pod stávající tepelnou izolací dolního pláště větrané dvouplášťové střechy. Skutečností je, že existence spolehlivě realizované parozábrany vytvořené alespoň z klasického asfaltového pásu vždy výrazně pozitivně ovlivní celoroční bilanci vlhkosti rekonstruovaného střešního pláště s nižší tloušťkou dodatečné tepelné izolace horního pláště, zatímco chybějící parozábrana zpravidla vyvolá nutnost použití výrazně větší tloušťky dodatečné tepelné izolace horního pláště. Na druhou stranu je nutno připomenout, že kvalita a spolehlivost parozábrany realizované v minulosti v prostorách dvouplášťové střechy s velkým množstvím prostupů touto parozábranou (vytvořených náběhovými klíny nebo sloupky pro nosnou konstrukci horního pláště) bývá často problematická. Ne vždy je proto možné zahrnout ji do tepelně technického výpočtu v plné hodnotě. Z hlediska stavební fyziky se tak zdá bezpečnější parozábranu v tepelně technických výpočtech zanedbat a to i za cenu předimenzování dodatečné tepelné izolace horního pláště.

Na tloušťku nové tepelné izolace horního pláště může mít pozitivní vliv i výběr nové vhodné povlakové izolace. Někdy lze s výhodou použít například hydroizolační fólii s nízkou hodnotou faktoru difuzního odporu. Vhodnost použití konkrétního materiálového provedení nové vodotěsné izolace vždy závisí i na skladbě stávající dvouplášťové střechy a je vždy nutné ověřit ji tepelně technickým výpočtem.

Pokud se jedná o již zmíněnou a často diskutovanou expanzní funkci vzduchové vrstvy ne zcela utěsněné "expanzní trubičkou" umístěnou do některých větracích otvorů lze uvést, že:

• Pokud tepelně technický výpočet prokáže při započtení utěsněné vzduchové vrstvy velmi spolehlivé výsledky kondenzace (tzn. že množství zkondenzované vodní páry je velmi malé a celoroční bilance vlhkosti je výrazně kladná), je možné větrací otvory v původní větrané vzduchové vrstvě bezpečně zcela uzavřít. V takovém případě bude střecha z hlediska stavební fyziky fungovat jako jednoplášťová a dodatečná tepelná izolace horního pláště se ve výsledných izolačních vlastnostech střechy projeví svou plnou hodnotou.
• Pokud však tepelně technický výpočet prokáže při započtení utěsněné vzduchové vrstvy problematické výsledky šíření vodní páry (např. množství kondenzátu vyjde mezi přípustným limitem pro jednoplášťové a dvouplášťové střechy podle ČSN 730540-2:2007), je možno uvažovat o částečném napojení vzduchové vrstvy na vnější ovzduší například pomocí "expanzních trubiček". V tom případě však bude skutečný účinek dodatečné tepelné izolace horního pláště menší.

Problematika přeměny větrané dvouplášťové ploché střechy na nevětranou dvouplášťovou střechu byla jedním z témat rozebíraných na kongresu STŘECHY 2003 - PLOCHÉ STŘECHY, konaném 4. prosince 2003 v Praze. Výsledky z tohoto jednání jsou zapracovány v níže uvedených zásadách:

Zásady přeměny větrané dvouplášťové ploché střechy na nevětranou dvouplášťovou střechu

1. V místnostech pod střechou by měly být v zimě jen běžné hodnoty vnitřní teploty a nízká relativní vlhkost vzduchu φ (tzn. teplota vzduchu v interiéru kolem +21° C a relativní vlhkost vzduchu φ zpravidla pod 50 %). Přeměna větraných dvouplášťových střech nad vlhkými provozy je riziková.
   
   
2. Dolní plášť dvouplášťové střechy musí být spolehlivě vzduchotěsný a nesmí být "difuzně otevřený", jako je tomu například u dolního pláště z prken nebo ze sádrokartonu, a to i když by byla provedena parozábrana (jejíž difuzní těsnost je u těchto dolních plášťů často velmi problematická).
   
   
3. Nosnou konstrukci horního pláště nesmí tvořit dřevěné bednění (viz doplňující poznámka a).
   
   
4. Je nutné provést pečlivý průzkum střešního pláště včetně nezbytných sond až do prostoru dolního pláště dvouplášťové střechy. Pro posouzení a návrh rekonstrukce je nutné znát nejen skladbu celého střešního pláště včetně materiálového provedení stávající tepelné izolace, její tloušťky a vlhkosti, ale i geometrický průběh vzduchové vrstvy, stav a provedení obvodové atiky. Je nutné prověřit i provedení stávající tepelné izolace v místech napojení na svislou obvodovou stěnu dvouplášťové střechy.
   
   
5. Jednotlivé vrstvy původního střešního pláště by měly být relativně suché, nesmí být mokré (viz doplňující poznámka b).
   
   
6. Je zpravidla nutné uzavřít všechny větrací otvory dvouplášťové střechy (viz doplňující poznámka c).
   
   
7. Je nezbytně nutné zateplit horní plášť původní větrané dvouplášťové střechy. Tloušťku dodatečné tepelné izolace horního pláště je vždy nutné určit tepelně technickým výpočtem. Závislost tloušťky nové tepelné izolace horního pláště na tloušťce tepelné izolace dolního pláště není lineární.
   
   
8. Odpadní dešťové potrubí, stejně jako ostatní trubní prostupy střešním pláštěm, musí být v prostoru vzduchové vrstvy tepelně izolovány, jinak hrozí riziko kondenzace vlhkosti na jejich povrchu.
   
   
9. Tepelně technickým výpočtem musí být ověřeno nejen dodržení požadované hodnoty součinitele prostupu tepla U, ale zejména dodržení normových požadavků na množství zkondenzované vodní páry a na celoroční bilanci vlhkosti.
   
   
10. S případnou původní parozábranou pod tepelnou izolací dolního pláště se s ohledem na její často problematické provedení a kvalitu doporučuje v tepelně technickém výpočtu nepočítat.
    
    
11. Do tepelně technického výpočtu je nutné správně zahrnout tepelně technické parametry uzavřené vzduchové vrstvy. Pro tepelný odpor lze použít hodnoty z ČSN EN ISO 6946. Pro faktor difuzního odporu μ je možné použít ustanovení ČSN EN ISO 13788, které předpokládá, že vzduchová vrstva libovolné tloušťky má ekvivalentní difuzní tloušťku s_d = 0,01 m. Z této hodnoty lze faktor difuzního odporu pro konkrétní tloušťku vzduchové vrstvy snadno spočítat (ze vztahu s_d = μ . d)
    
    
12. Ve vzduchové vrstvě, zejména na spodním líci horního pláště a na vnitřním povrchu atiky nesmí kondenzovat voda.
    
    
13. Pokud je riziko povrchové kondenzace na vnitřním povrchu obvodové stěny vzduchové vrstvy, je nutné tuto obvodovou stěnu tepelně doizolovat - obvykle zvenku.

Doplňující poznámky:

1. Přeměna větrané dvouplášťové střechy s nosnou konstrukcí horního pláště z dřevěného bednění na nevětranou dvouplášťovou střechu se nepřipouští s ohledem na výrazné riziko destrukce dřevěného bednění, které by tak bylo umístěno v nevětrané, vlhké a relativně teplé vzduchové vrstvě (zejména pokud již původní střecha vykazuje závady a její tepelná izolace je provlhlá). Bude-li požadováno zateplení takové větrané dvouplášťové střechy, doporučuje se její úplná rekonstrukce spočívající v odstranění stávající vodotěsné izolace, postupné demontáži bednění, doplnění tepelné izolace dolního pláště, kontrole a případném zvětšení větracích otvorů a nakonec zpětné montáži bednění včetně nové vodotěsné izolace. Před pokládkou tepelné izolace a zpětnou montáží bednění je nutné prověřit původní dřevěnou nosnou konstrukci horního pláště (hniloba, mikroorganismy) a nahradit poškozené prvky.
   
   
2. Bude-li zjištěna vlhkost v souvrství dolního pláště větrané dvouplášťové střechy, doporučuje se při přeměně na nevětranou dvouplášťovou střechu doizolovat jen její horní plášť a ponechat funkční větranou vzduchovou vrstvu (větrací otvory dočasně neuzavírat). Po zateplení horního pláště s novou spolehlivou vodotěsnou izolací dochází většinou velmi rychle k postupnému vysychání zateklé vlhkosti z prostoru souvrství dolního pláště větranou vzduchovou vrstvou. Po vyschnutí této vlhkosti (obvykle za jeden až dva roky) se doizoluje atika a původní větrací otvory se uzavřou - původní větraná dvouplášťová střecha se tedy převede na střechu nevětranou až dodatečně.
   
   
3. V případě zavlhlého souvrství dolního pláště je také možné částečné napojení vzduchové vrstvy na vnější ovzduší pomocí "expanzní trubičky". V tomto případě lze využít ustanovení ČSN EN ISO 6946 v čl. 5.3.1, kde se uvádí, že vzduchová vrstva, která je s vnějším prostředím spojena malými otvory, může být také považována za nevětranou vzduchovou vrstvu, jestliže uspořádání těchto otvorů neumožní zřetelné proudění ve vzduchové vrstvě a tyto otvory nepřesahují 500 mm² na každý m² plochy povrchu pro vodorovné vzduchové vrstvy. Jestliže jsou však tyto otvory ve velikosti 500 mm² až 1500 mm² včetně na každý m² plochy povrchu vzduchové vrstvy, potom je možné ve smyslu výše citované normy tuto vzduchovou vrstvu považovat za "slabě větranou" s tím, že její výpočtový tepelný odpor je roven jedné polovině hodnoty tepelného odporu uvedené v tabulce č. 2 této normy. Jestliže však tepelný odpor části konstrukce mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím převýší 0,15 m².K/W, musí se použít hodnota 0,15 m².K/W. (V připravované revizi ČSN EN ISO 6946 se tento přístup mírně změní. Součinitel prostupu tepla konstrukce se slabě větranou vrstvou se bude počítat jako vážený průměr ze součinitelů prostupu tepla pro konstrukci s nevětranou vrstvou a pro konstrukci se silně větranou vrstvou, přičemž mírou váhy v průměru bude plocha větracích otvorů. Zmíněná změna začne platit pravděpodobně během roku 2009.)
   
   

Prostá přeměna větrané dvouplášťové ploché střechy na střechu nevětranou bez zateplení jejího horního pláště je však vždy ve svých důsledcích velmi riziková. Jak vyplývá z výše uvedených podmínek, nelze bez průzkumu na stavbě a bez odborného posouzení realizovat dlouhodobě spolehlivou přeměnu stávající větrané dvouplášťové ploché střechy na nevětranou dvouplášťovou střechu. Proto také ne každou větranou dvouplášťovou střechu lze tímto způsobem vždy spolehlivě zrekonstruovat.