Vliv pojistné hydroizolace na vlhkostní režim dřevěné střešní konstrukce
Šikmé střechy plní v dnešní době nejen funkci ochrany před deštěm. Využití podkrovních prostor k obytným účelům z nich udělalo obvodové pláště, které musí odolávat vlhkostním vlivům, jak z exteriéru, tak z interiéru. Často diskutovaným problémem je skladba konstrukce a použité materiály. Tyto dva faktory výrazně ovlivňují tepelně vlhkostní režim v konstrukci a tím i kvalitu vnitřního mikroklimatu.
1. Úvod
Střešní pláště u šikmých střech zaznamenaly v posledních letech značných konstrukčních změn, které vznikly na základě nových tepelně technických požadavků, zvýšenou kapacitou výstavby podkrovních místností k bytovým účelů a rozšíření sortimentu stavebních materiálů na trhu. Hlavní nosný prvek šikmé střechy - krokev - slouží jako rošt pro zateplovaní systém střechy a tím je vystavován tepelně vlhkostnímu namáhání, které u půdních prostor, kde krokev sloužila pouze jako nosná konstrukce střechy bylo naprosto odlišné. K zajištění bezporuchovosti střechy se střešní plášť skládá z mnoha vrstev s různou propustností vodní páry. Pojistná hydroizolace je vrstvou, která nejvíce ovlivňuje vlhkostní stav krokví zabudovaných v zateplené šikmé střešní konstrukci.
2. Vlhkost zabudovaných dřevěných krokví
Výskyt plísní u dřevěných krokví zabudovaných ve dvouplášťových střešních konstrukcích nastartoval experiment zabývající se vlhkostí zabudovaných krokví v závislosti na skladbě střešního pláště. Pro experimentální ověření funkčních vlhkosti dřevěných krokví u šikmé střešní konstrukce bylo provedeno měření na několika místech střechy. Tato místa se odlišovala skladbou konstrukce, způsobem odvětrání apod. Dále bylo provedeno měření teplot a relativních vlhkostí v interiéru a exteriéru.
3. Popis objektu
- nástavba na stávající kamenný objekt je vyzděna z cihelných bloků Porotherm 400 (štíty + nadezdívky do výše 750 mm)
- zastřešení - sedlová střecha - sklon 40° - větraná dvouplášťová a tříplášťová konstrukce
- nosná část střešní konstrukce je tvořena dřevěnými prvky - vaznice, hambalky
- 2/3 plochy nástavby objektu tvoří zateplené podkrovní místnosti a 1/3 nezateplený půdní prostor
- podhledová konstrukce - heraklitové desky + stěrková omítka s výztužnou sítí
- konstrukční řešení vstupního otvoru - síťka
- konstrukční řešení výstupního otvoru - hřebenový pás
4. Konstrukční řešení střechy
- zastřešení - sedlová střecha - sklon 40° - větraná dvouplášťová a tříplášťová konstrukce
- nosná část střešní konstrukce je tvořena dřevěnými prvky - vaznice, hambalky
- 2/3 plochy nástavby objektu tvoří zateplené podkrovní místnosti a 1/3 nezateplený půdní prostor
- podhledová konstrukce - heraklitové desky + stěrková omítka s výztužnou sítí
5. Přístrojové vybavení
- vlhkoměr 44 CRO - Test 6500 se sondou pro měření vlhkosti dřevěných prvků
6. Rozmístění měření v objektu
Experiment E2 - 1
- dětský pokoj - jižní část objektu
- tříplášťová střešní konstrukce
Experiment E2 - 3
E2 - 3a : střešní konstrukce - nezateplená
- půdní prostor - západní část objektu
- dvouplášťová střešní konstrukce
E2 - 3b : střešní konstrukce - zateplená
- ložnice - severní část objektu
- dvouplášťová střešní konstrukce
7. Skladby a tepelně technické posouzení sledovaných konstrukcí
Experiment E2 - 1
tepelně technické posouzení - výpočtové hodnoty dle ČSN 73 0540-4
- tepelný odpor konstrukce R = 4,132 m2K/W
- výpočet kondenzace vodní páry v dutinách tříplášťové konstrukce není v ČSN 73 0540-4 definován
skladba střešní konstrukce
- stěrková omítka
- heraklit tl. 50 mm
- tepelná izolace Rockwool tl. 140 mm
- otevřená vzduchová dutina tl. 20 mm (výška vstupního otvoru = výška vzduchové mezery)
- pojistná izolace JUTAFOL
- kontralatě 30 x 50 mm +otevřená vzduchová dutina tl. 30 mm (výška vstupního otvoru = výška vzduchové mezery)
- laťování 30 x 50 mm
- betonové střešní tašky KM BETA
E2 - 3a - střešní konstrukce - nezateplená
tepelně technické posouzení - výpočtové hodnoty dle ČSN 73 0540-4
- nedochází ke kondenzaci vodní páry v dutině ani ke kondenzaci na vnitřním povrchu vnějšího pláště
skladba střešní konstrukce
- otevřená vzduchová dutina = půdní prostor
- laťování 30 x 50 mm
- betonové střešní tašky KM BETA
E2 - 3b - zateplená část
tepelně technické posouzení - výpočtové hodnoty dle ČSN 73 0540-4
- tepelný odpor konstrukce R = 4,132 m2K/W
- nedochází ke kondenzaci vodní páry v dutině ani ke kondenzaci na vnitřním povrchu vnějšího pláště
skladba střešní konstrukce
- stěrková omítka
- heraklit tl. 50 mm
- tepelná izolace Rockwool tl. 140 mm
- otevřená vzduchová dutina tl. 50 mm (výška vstupního otvoru = výška vzduchové mezery)
- betonové střešní tašky KM BETA
8. Výsledky měření
Vliv skladby konstrukce a způsobu odvětrání na změny vlhkosti dřevěných krokví je znázorněn na obr. č. 1. Hmotnostní vlhkost dřevěných krokví byla měřena v místě otevřené vzduchové dutiny.
Obr. č.1 - vlhkost dřevěných krokví v závislosti na čase
9. Experimentální měření u rekonstruovaného objektu
U šikmé střechy neproběhla výměna střešní krytiny, ale pouze zateplení z interiérové strany tzn. do krokví nebyla vnesena během výměny střešní krytiny event. montáže a uskladnění dřeva vnesena počáteční vlhkost a nebyla použita pojistná hydroizolační fólie.
Skladba konstrukce:
- sádrokarton 12,5 mm
- pojistná hydroizolace
- tepelná izolace izolace tl. 16 cm
- laťování
- keramická střešní krytina
10. Experimentální měření
Pro možnost sledování chování dvouplášťových konstrukcí byla od sebe jednotlivá pole vzduchotěsně oddělena a jedno pole mělo uzavřenou vzduchovou dutinu a druhé bylo větráno dle ČSN 73 05 40 viz. obr.č.2.
Obr. č. 2 - Část určená pro experimentální výzkum
11. Měření vlhkosti dřevěných krokví
Měření vlhkosti dřevěných krokví bylo provedeno ve dvou místech (K1, K2) viz obr.č.3 a ve 4 časových intervalech. Hodnoty označené H(D) jsou hodnoty vlhkosti horní části krokve - u exteriéru (dolní části krokve - u interiéru).
Obr. č. 3 Schéma - místa měření vlhkosti dřevěných krokví
| hmotnostní vlhkost dřevěných krokví v % | ||||
|---|---|---|---|---|
| krokev K1 | krokev K2 | |||
| H1 | D1 | H2 | D2 | |
| listopad | 13 | 13 | 12 | 13 |
| leden | 14 | 13 | 13 | 13 |
| únor | 13 | 13 | 13 | 13 |
| březen | 12 | 13 | 13 | 13 |
Výsledky měření vlhkosti dřevěných krokví
Výsledky měření vlhkosti dřevěných krokví
Posuzované skladby střešních konstrukcí demonstrují chování dřevěných prvků zabudovaných do střešních konstrukcí, které jsou vystaveny odlišným fyzikálním procesům. V případě experimentu E2 - 3a jsou krokve vystaveny po celé své výšce stejným teplotám na rozdíl od měření E2 - 1 a E2 - 3b, kde se teplota spodního líce krokve blíží teplotě v interiéru a na horním líci teplotě exteriéru. Výsledky měření potvrdily teoretické závěry, které na základě faktu, že difúzní tok vodní páry vrstvou se uskutečňuje ve směru teplotního spádu a naopak tok kapalné vlhkosti jde proti směru teplotního spádu, konstatovaly, že dřevěné konstrukce uzavřené v zateplené šikmé střešní konstrukci jsou vystaveny mnohem delšímu vysychání, než dřevěné konstrukce střech s půdním prostorem.
Poměrná hmotnostní vlhkost příslušející bodu nasycení vláken je 20%, tzn., že pro hodnoty nižší než 20% je dřevo ve vlhkostní rovnováze s okolním vzduchem, v opačném případě dřevo vždy obsahuje nadměrnou vlhkost vnesenou intenzivní kondenzací, poruchami střešní krytiny apod. Zvýšení hmotnostní vlhkosti dřevěných krokví v experimentu E2 - 1 nad 20% je pravděpodobně způsobeno kondenzací na spodním líci difúzní fólie, a to zejména díky nesprávnému provedení ventilačních a parotěsnících vrstev této skladby.
Z experimentálního měření na konstrukci, kde nebyla sundána krytina a nebyla použita pojistná hydroizolace, je zřejmé, že pokud do krokví není vnesena počáteční nadměrná vlhkost je v případě větrané i nevětrané konstrukce vlhkost dřevěných krokví ustálená, tzn. její životnost není ohrožována.
Literatura
[1] ČSN 73 0540-4 - Tepelná ochrana budov. Část 4: Výpočtové metody pro navrhování a ověřování
[2] BEDNÁŘOVÁ, P. Tepelně vlhkostní režim dvouplášťových konstrukcí, disertační práce, ČVUT Praha, 2002
[3] ŠILAROVÁ,Š.: Střešní pláště navrhované podle závazných kriterií.
STAVEBNÍ INFOZPRAVODAJ č. 1/ 2007, str.8-11. Ročník 7, MK ČR E 11138. Za podpory MSM 6840770001.
[4] HYNKOVÁ, A. Problémy jedno a dvouplášťových střech v systému zateplení obvodového pláště, Littera skripta, VŠTE , České Budějovice, 2008.
Sloping roofs meet today not only the function of protection from the rain. Use attic space for residential purposes made them cladding, which must withstand moisture influences from both the exterior and the interior. Frequently discussed issue is the composition of construction and materials used. These two factors strongly affect the hygrothermal regime in construction and thus the quality of the internal microclimate.