Rekonstrukce střešního pláště - PLUS střecha

Rekonstrukce střešního pláště s doteplením

Drtivá většina stávajících plochých střech včetně teras nevyhovuje požadavkům platné tepelně technické normy ČSN 73 0540-2:2007 nejen z hlediska požadované hodnoty součinitele prostupu tepla, ale velmi často i z hlediska difuze vodní páry. Závady z poddimenzované tepelné izolace a někdy jen nárůst nákladů za vytápění donutí majitele nebo uživatele objektu uvažovat nejen o rekonstrukci vodotěsné izolace, ale i o doteplení střechy. U jednoplášťových plochých střech existují v podstatě dvě možné varianty rekonstrukce při ponechání stávajícího souvrství střešního pláště: PLUS střecha nebo DUO střecha. Výběr vhodné varianty může ovlivnit nejen možné přitížení nosné konstrukce střešního pláště nebo výška atik, ale i sklon střechy a způsob jejího odvodnění. U dvouplášťových plochých střech je situace složitější, a je popsána v předcházejících dílech seriálu - viz související články.

PLUS střecha

V podstatě se jedná o provedení dodatečné tepelné a vodotěsné izolace na stávající vyspravenou vodotěsnou izolaci, která se tak dostává do polohy parozábrany.

Obr. 12.2 PLUS střecha

Výběr vhodné dodatečné tepelné izolace závisí nejen na jejích tepelně technických parametrech, ale i na její hmotnosti a velmi často i na rovinnosti podkladu. Například v případě nerovného povrchu střechy bude lepší použití tepelné izolace z minerální vlny, která je relativně měkká a lépe se přizpůsobí nerovnému podkladu, než například tuhé desky z pěnového polystyrenu. Samozřejmě, že v takovém případě bude výhodné i při lepené technologii pokládky tepelné izolace její místní dokotvení, pokud to stávající souvrství střešního pláště umožní. Bude-li povrch střechy relativně rovný, s výhodou lze použít dodatečnou tepelnou izolací z pěnového polystyrenu. V řadě případů je možné uvažovat i o zvětšení vyspádování povrchu střechy použitím tepelné izolace ve formě spádových desek (klínů). Výběr vhodné povlakové izolace může také významně ovlivnit možnost jejího mechanického kotvení do některé z vrstev stávajícího střešního pláště, případně i možnost přitížení.

V minulosti byla provedena celá řada plochých střech s použitím tepelné izolace z kompletizovaných dílců z pěnového polystyrenu dodávaných pod názvem POLSID nebo KSD s nakašírovaným asfaltovým pásem, na který se natavily další vrstvy hydroizolačních pásů z oxidovaného asfaltu. Tyto kompletizované dílce se někdy volně ukládaly na spádovou vrstvu ze štěrku. Do takového souvrství střešního pláště nelze použít novou mechanicky kotvenou vodotěsnou izolaci z hydroizolační fólie nebo asfaltového pásu. Odstranění původní vodotěsné izolace znamená ve svých důsledcích totální rekonstrukci střechy. Tyto střechy však nevyhovují požadavkům platné tepelně technické normy. Jedním z možných řešení je nová dodatečná tepelná izolace zpravidla z pěnového polystyrenu nalepená na opravenou stávající vodotěsnou izolaci s novou vodotěsnou izolací z asfaltových pásů (použít lze kašírované dílce z EPS a natavený vrchní asfaltový pás), čili vytvoření tzv. PLUS střechy. I v případě uvedené vodotěsné izolace z asfaltových pásů je nutné zajistit stabilitu střešního pláště proti účinkům sání větru na okrajích a v rozích střechy přitížením například betonovými dlaždicemi - s podmínkou prověření únosnosti nosné konstrukce střechy.

Tepelně technické posouzení PLUS střechy

(autor textu Zbyněk Svoboda)

V tepelně technických posouzeních rekonstrukcí plochých střech hraje obvykle velkou roli hmotnostní vlhkost stávajících skladeb. Vstupní data pro výpočet by proto měla vždy vycházet z výsledků sond a samotný výpočet by měl alespoň orientačně zohlednit počáteční vlhkost jednotlivých vrstev skladby. Existuje řada možností jak zabudovanou vlhkost výpočtově modelovat - od detailních simulačních modelů (např. zahraniční software WUFI či Delphin) po orientační výpočetní modely založené na metodice ČSN EN ISO 13788.

Podobný jednoduchý model vlivu počáteční vlhkosti je zabudován i do programu Teplo, který bude použit pro hodnocení modelového návrhu rekonstrukce střechy bazénové haly z počátku 70. let minulého století. Její stávající skladba byla sondami zjištěna takto (shora):

• modifikovaný asfaltový pás tl. 4 mm (novodobá oprava);
• původní oxidované asfaltové pásy celk. tl. 12 mm;
• heraklit tl. 10 mm;
• pěnový polystyren tl. 35 mm;
• degradovaná asfaltová lepenka tl. 1 mm;
• beton tl. 10-50 mm;
• trapézové plechy tl. 3 mm (tato atypická tloušťka byla v této konkrétní skladbě skutečně zjištěna).

Obr. 12.3 Zadání návrhu rekonstrukce s vlivem počáteční vlhkosti

Heraklit byl prakticky rozpadlý a jeho hmotnostní vlhkost činila zhruba 60 %. Hmotnostní vlhkost polystyrenu mírně přesahovala 40 %. Lepenka, která měla ve skladbě zřejmě plnit jakousi funkci parozábrany, byla rovněž zcela degradovaná. Celkový obsah vody ve střešní konstrukci kolísal kolem 2,5 kg/m².

Investor požadoval snížení součinitele prostupu tepla konstrukce a zajištění její vodotěsnosti. Jím preferovaná varianta spočívala v přidání desek z minerální vlny o celkové tl. 280 mm a v provedení nové hydroizolace z modifi kovaných asfaltových pásů. Na obrázku 12.3 je vidět zadání jednotlivých vrstev konstrukce včetně počáteční zabudované vlhkosti 2,5 kg/m² v heraklitu a pěnovém polystyrenu. Okrajové podmínky, které odpovídají lokalitě Opava a dnes běžnému provozu bazénů pro dospělé s klimatizací, ukazuje obrázek 12.4. Na stejném obrázku je vidět i zadání délky trvání modelového výpočtu (10 let) a počátečního měsíce výpočtu (tj. měsíce, kdy bude rekonstrukce dokončena - v tomto případě jde o září).

Výsledky výpočtu součinitele prostupu tepla (U = 0,14 W/(m².K)) a nejnižšího teplotního faktoru (f_Rsi = 0,966) byly pozitivní - v obou případech se podařilo požadavky ČSN 730540-2 splnit, a to i při uvažování tlumeného vytápění s poklesem výsledné teploty do 5 °C. Požadavek na teplotní faktor byl nicméně ověřován jen v ploše konstrukce a nikoli ve všech místech tepelných mostů a vazeb, což by bylo ještě nutné doplnit.

Obr. 12.4 Okrajové podmínky pro výpočet a délka výpočtu

Nejprve však bylo hodnoceno dlouhodobé vlhkostní chování rekonstruované střechy, které se pak také nakonec ukázalo být hlavní překážkou realizace. Obrázek 12.5 názorně ukazuje, proč tomu tak bylo. Je na něm vidět vypočtený průběh změn obsahu vlhkosti v konstrukci během 10 let od dokončení navrhované rekonstrukce. Z výsledků je zřejmé, že celkový obsah vlhkosti prvních osm let klesá z výchozích 2,5 kg/m² na zhruba 0,3 kg/m². Poté se ovšem začíná množství kondenzátu v konstrukci opět zvyšovat o zhruba 0,02 kg/m² za rok. Z výsledků také vyplývá, že vysychání původně vlhkých vrstev je spojeno se zvlhčováním nové tepelné izolace. V principu se tak část naakumulované vlhkosti z konstrukce zcela odpaří a část se pouze přesune z heraklitu a pěnového polystyrenu do desek z minerální vlny. Účinnost nové tepelné izolace se tím samozřejmě snižuje.

Obr. 12.5 Změny obsahu vlhkosti ve střeše během desíti let po rekonstrukci

Navrhovaná rekonstrukce je tedy problematická. Na jednu stranu se po jejím provedení většina naakumulované vlhkosti odpaří, na druhou stranu se neodpařený zbytek přesune do nové tepelné izolace a tam vytvoří základ pro další hromadění kondenzátu. Navržená rekonstrukce je proto v dlouhodobém horizontu nevhodná.