Vývoj porúch strešných plášťov v priebehu dejín

 1   Úvod

Plochá strecha budov je stavebná konštrukcia nad  chráneným (vnútorným) prostredím, vystavená priamemu pôsobeniu atmosférických vplyvov so sklonom jej vonkajšieho povrchu. Krytiny do 10° (STN 73 1901 z júna 2005). Skladá sa z nosnej  konštrukcie ku ktorej sú spravidla pridané niektoré ďalšie vrstvy v závislosti od funkcie (hydroizolačná – krytina, tepelnoizolačná, parotesná atď.), ktoré tvoria strešný plášť. Vo všeobecnosti platí, že sa stretávame s množstvom rôznych druhov plochých striech, s rôznym riešením ich strešného plášťa, ako aj množstvom rôzneho sortimentu materiálov jeho zrealizovania. Plochú strechu budov zaraďujeme jednoznačne medzi najexponovanejšie časti obalového plášťa realizovaných objektov pozemných stavieb. V súčasnosti je vysoká nekvalita plochých striech, ktorá sa odzrkadľuje v nutných investíciách na odstránenie ich porúch. Poruchy nie sú vo veľkej miere spôsobené náhodnými faktormi, ktoré by vznikli výlučne na základe výroby samotných materiálov vrstiev plochých striech. Samostatnou kategóriou porúch plochých striech je riešenie a realizácia detailov súvisiacich s týmito konštrukciami. Popri týchto dvoch kategóriách veľkú úlohu hrá aj údržba. Údržba – je to činnosť vykonávaná za účelom udržania plochej strechy v požadovanom stave a v čase stanovenom technickými podmienkami.

 

2   Spoľahlivosť plochých striech a ich krytina

Na základe skúmania spoľahlivosti objektov s plochými strechami od roku 1978 je získaný prehľad o stave plochých striech u nás. Východzie a podkladové materiály pre stanovenie spoľahlivosti predstavuje projektová dokumentácia na úrovni vykonávacieho projektu, technická správa, stavebný denník, obhliadka súčasného stavu s urobením sondy plochej strechy. Celkový rozsah chybného stavu plochých striech stanovený na základe diagnostiky na našich objektoch je 92% a rozsah poruchového stavu z tohto počtu je 71%.  Výskyt poruchového stavu plochej strechy v závislosti od doby užívania objektu do 1,5 roka je v rozsahu 63%. Poruchový stav plochých striech pre jednotlivé časti jej konštrukcie je nasledovný:

-       v detaile 84%

-       vo fragmente 16%.

V súčasnosti sa v Slovenskej republike nachádza veľa druhov materiálov pre povlakové krytiny plochých striech. Z celkového množstva plochých striech je s použitím asfaltovaných pásov 90 – 92%. Fóliové povlakové krytiny predstavujú 8 – 10%.  Do roku 1991 predstavovali asfaltované pásy najviac rozšírený druh  povlakových krytinách. Ďalším zaujímavým hraničným rokom v používaní materiálov povlakových krytín je rok 1998, keď pre priemyselné výrobné haly sa začali 100% používať fólie a pre bytové domy 50% fólie a 50% asfaltované pásy. V súčasnosti sa používa v povlakových krytinách materiál fólií v rozsahu 70% a materiál z asfaltovaných pásov 30%. Je to zaujímavý vývoj delenia použitého materiálu pre povlakové krytiny plochých striech. Stavebníctvo na Slovensku v posledných rokoch zaznamenáva  vo všeobecnosti pokles výroby. Ako sa to prejavuje v strechách? Tento pokles v tomto roku predstavuje cca 30% oproti roku 2010. Veľký podiel v súčasnosti na realizácii plochých striech má obnova a rekonštrukcia už zrealizovaných budov. Aj realizačné  firmy v posledných rokoch zmenili ich špecializáciu povlakových krytín. Z celkového  počtu oslovených firiem používa povlakovú krytinu z fólií 66% a z asfaltovaných pásov 34%. Podľa hrúbky asfaltovaného pásu najväčší predaj je pri 4,2 mm, ktorý používame ako vrchný pás (hmotnosť 4,5 kg/m2). Z hľadiska používanej technológie povlakovej krytiny sa jednoznačne používajú dopredu vyrobené pásy tzv. prefabrikáty. Monoliticky realizované tzv. nátermi, povlakové krytiny u nás sú realizované v minimálnom rozsahu a nepredstavujú ani 1% z celkového množstva plochých striech.



3. Príklady porúch povlakovej krytiny

Jednou z najdôležitejších vlastností plochej strechy je jej vodotesnosť, ktorú zaisťuje povlaková krytina. Vývoj povlakovej krytiny stále napreduje a postupne vznikali a vznikajú nové materiály. Preto je nutné na prvom mieste pri jej hodnotení zohľadňovať druh látky z ktorej je vyrobená.

 

3.1  Povlaková krytina z asfaltovaných pásov

Tento druh povlakovej krytiny patrí medzi najstaršiu materiálovú základňu. Medzi najčastejšie prejavy porúch patrí:

-       vznik pľuzgierov, či už menších alebo väčších rozmerov, čo môže byť v dôsledku:

-       zlej technológie výroby asfaltovaného pásu,

-       nesprávneho zabudovania do konštrukcie,

-       zlej technológie natavenia asfaltovaného pásu,

-       odlupovanie asfaltovej krycej vrstvy od hliníkovej nosnej vložky, hlavne vtedy, ak je asfaltovaný pás tohto zloženia zabudovaný do konštrukcie ako vrchná vrstva povlakovej krytiny,

-       vznik trhlín v asfaltových krycích vrstvách alebo v celej hrúbke asfaltovaného pásu,

-       čiastočné alebo úplné rozvoľnenie spojov jednotlivých pásov,

-       zlá voľba druhu materiálu na konkrétnu strechu bez rešpektovania rovnosti povrchu, sklonu a zle volenej ochrany,

-       pri zle zvolenom druhu asfaltovanej krytiny je nezanedbateľným problémom stekanie asfaltu, ak je aplikovaný na šikmé plochy,

-       nezanedbateľným problémom je i opadávanie ochranného posypu.

 

 

3.2   Povlaková krytina z fólií

Fóliové izolačné materiály nemajú až takú dlhú tradíciu ako asfaltované pásy, ale väčšina z nich je už niekoľko  rokov úspešne aplikovaná. Podobne ako asfaltované pásy, tak aj fólie prechádzajú vývojovým procesom a po zabudovaní do konštrukcie nastávajú pri nich rôzne poruchy. Medzi najčastejšie patria mechanické nedostatky:

zmrašťovanie hlavne u fólií z mPVC, nedostatočné nadimenzované a prevedené vzájomné spoje tohto materiálu, nesprávna kombinácia materiálov t.j. uloženie povlakovej krytiny na nevhodný materiál, ktorý narúša molekulové štruktúry tohto materiálu a následne dochádza k havárii. Poruchy pri pokládke, nesprávne volený typ kotvy alebo pri lepenom systéme druh lepidla, fólie nie sú odolné voči UV žiareniu a časom na strechách degradujú.  Niektoré však nie sú odolné v celej hrúbke a majú UV stabilnú úpravu len horného povrchu a stáva sa, že práve týmto horným povrchom sú nechtiac, alebo neodborne ukladané na podklad a tým sú vystavené UV žiareniu vrstvou UV nestabilnou a dochádza k štrukturálnym zmenám v materiály a postupnej degradácii.

 

 

3.3   Monolitická (stierková) povlaková krytina

Táto povlaková krytina vzniká aplikáciou (náterom alebo nástrekom) stierkovej hmoty na podklad. Na stavbu sa dodávajú v tekutom stave, natierajú sa štetcami, valčekovaním alebo nástrekom na podklad. Po ich zatuhnutí vznikne kompaktná fólia. Pri nedodržaní technológií spracovania hmoty a kladenia (napr. hustota, pomer jednotlivých materiálov) vznikajú rôzne poruchy. Podklad, na ktorý ukladáme tento materiál, musí byť čistý, bezprašný, odmastený. Pri postupnom nanášaní vrstiev dochádza veľmi často k nerovnomernému naneseniu stierkovej hmoty. Z toho vyplýva premenná hrúbka povlakovej krytiny. Častokrát sa stretávame so zle voleným typom materiálu vzhľadom na podklad. Porušenie vtáctvom je tiež nezanedbateľné. Niektoré typy monolitickej povlakovej krytiny sú obmedzené sklonom podkladu a nevhodne použité stierky vzhľadom na sklon vykazujú veľké množstvo porúch.

 

 

4   Príklady porúch tepelnoizolačnej vrstvy

Pri plochých strechách sa stretávame s rôznymi materiálmi tepelných izolácií. V minulosti to bola škvára a škvárobetón. Potom bol používaný pórobetón a v súčasnosti sa vo veľkej miere používa minerálne vlákno, PUR peny, polystyrén, extrudovaný polystyrén a PUR dosky.

 

 

4.1   Pórobetón

Pórobetón je veľmi rozšírený a používaný v konštrukciách striech. V minulosti sa používal maloformátový a veľkoformátový. V 70-tych rokoch sa maloformátový používal v konštrukciách jednoplášťových striech s vetracími kanálikmi. Po zabudovaní do strešného plášťa mal pórobetón problémy s vlhkosťou a kondenzáciou. V mnohých prípadoch bol do vrstiev strešného plášťa zabudovaný s určitou vlhkosťou, s ktorou sa pri výpočte nepredpokladalo. To malo za následok zvyšovanie súčiniteľa tepelnej vodivosti λ a tým aj vznik kondenzácie práve v pórobetóne. Postupom času sa prešlo na veľkoformátové pórobetónové panely. Okrem vlhkosti a kondenzácie nastali problémy objemových zmien z teplotného zaťaženia a dotvárania pórobetónu.

 

4.2   Minerálne vlákna

Najväčšou poruchou tohto materiálu je zabudovanie do konštrukcie vo vlhkom stave. Najčastejšie sa vlhkosť získava už počas nedôslednej realizácie pri nepriaznivej vonkajšej klíme ( vystavený pôsobeniu dažďa). Ďalším nedostatkom je ich použitie do jednoplášťových plochých striech v nevhodných objemových hmotnostiach. Tento tepelnoizolačný materiál musí zohľadňovať typ konštrukcie. Rozhodujúce je, či ide o jednoplášťovú účelovú plochú strechu alebo o strechu bez ďalšieho využitia, dvojplášťovú plochú strechu. Musí sa zohľadňovať jeho zaťaženie už počas realizácie, čiže organizácia a spôsob realizácie. Nedostatkom je aj nedostatočné (nerovnomerné) prilepenie povlakovej krytiny k podkladu, čiže k minerálnemu vláknu realizované pri plnoplošnom lepení povlakovej krytiny na tepelnú izoláciu z minerálnych vlákien.

 

4.3   Penový polystyrén

Tento tepelnoizolačný materiál sa začal používať v 80-tych rokoch, no v 90-tych rokoch nastal ústup. V súčasnosti sa opäť vraciame k jeho používaniu. Tento materiál vykazuje veľké množstvo porúch. Typickou poruchou takýchto konštrukcií striech je zvlnenie povlakovej krytiny. Zvlnenie sa objavuje takmer pravidelne nad stykmi polystyrénových dosiek. Na základe rozdielnych teplôt, ktoré priamo pôsobia na dosky z penového polystyrénu v jednoplášťovej plochej streche nastáva deformácia, ktorá sa prejaví vo forme:

a)predĺženia alebo skrátenia,

b)zakrivenia – v lete prevýšenie stredu dosky, v zime prevýšenie koncov.

 

 

4.4   Polyuretánová pena

S plochými strechami realizovanými pomocou striekanej PUR peny priamo na stavbe sa stretávame v našom stavebníctve od konca 80-tych rokov minulého storočia. Takéto typy konštrukcií zaraďujeme medzi novodobé a môžeme na úvod konštatovať, že prinášajú so sebou veľké množstvo porúch. Najrozšírenejšou poruchou takéhoto typu striech je ich korózia. Nevýhodou PUR peny je, že nie je odolná proti UV žiareniu. Túto nevýhodu musíme riešiť ochrannou vrstvou, ktorá odoláva UV žiareniu. Ďalšou typickou poruchou, s ktorou sa stretávame je odlupovanie jednotlivých vrstiev tepelného izolantu. Z nevysvetliteľných príčin poruchy zapríčiňuje vtáctvo , ktoré narúša celistvosť povrchu. Takto vytvorený strešný plášť musí byť realizovaný na staticky ustálenej nosnej konštrukcii. Nesplnenie tejto požiadavky zapríčiňuje vznik trhlín, ktoré sa prejavujú v celej hrúbke strešného plášťa.

 

 

5   Biologické faktory

Medzi biologické faktory, ktoré sú príčinou vzniku porúch plochých striech zaraďujeme okrem iného mikroorganizmy, riasy a korene vegetácie. Všetky povrchy na vonkajšom vzduchu sú vždy nosičmi mikroorganizmu. Mikrobiologická degradácia prebieha u asfaltovaných pásov, pretože obsiahnuté ropné živice tvoria vhodnú živnú pôdu pre mikroorganizmy. Baktérie sa na nich rýchle rozmnožujú a niektoré druhy sú schopné asfalty napadnúť a degradovať ich. Dôsledkom ich pôsobenia je rýchla zmena štruktúry asfaltu spôsobená úbytkom hmotnosti asfaltových živíc. Rýchlosť degradácie závisí na konkrétnych podmienkach a na špecifickej hmotnosti materiálu. Na šírenie mikróbov má z klimatických faktorov zásadný vplyv teplota a vlhkosť. Na základe skúšok v laboratóriách sa zistilo, že pokiaľ sa nové stavebné materiály kontaktne položia na jestvujúce zdegradované súvrstvia, resp. na jeho povlakovú krytinu z asfaltovaných pásov obsahujúci mikroorganizmy a veľkú vlhkosť je možné predpokladať, že mikroorganizmy budú expandovať do nových materiálov a tým prispievať k ich degradácii. Obsah vlhkosti v materiáloch v jestvujúcej povlakovej krytiny má zásadný vplyv na masívny výskyt mikroorganizmov a na ich množenie. Skutočne zistené hmotnostné vlhkosti povlakovej krytiny z asfaltovaných pásov na základe dlhoročných sledovaní je min. 0,248% a max. 50,346%.

 

 

6   Záver

Pri riešení problematiky návrhu plochej strechy sú rozhodujúce degradačné faktory ovplyvňujúce životnosť a spoľahlivosť vrstiev strešného plášťa, vlastnosti jednotlivých materiálov vrstiev strešného plášťa, vlastnosti jednotlivých  materiálov použitých na vrstvy strešného plášťa, dôležité z hľadiska ich degradácie a fyzikálne deje, spôsobujúce degradáciu vrstiev strešného plášťa. K bližšiemu poznanie fyzikálnych dejov v samotných vrstvách strešného plášťa je nevyhnutné skúmať ich v podmienkach systému budovy a prostredia, popísať jednotlivé systémové väzby a zohľadniť maximum vplyvov.

Kvalita plochých striech (chyby a poruchy) uvedená v príspevku je na základe mojich získaných poznatkov z vyžiadaných obhliadok a diagnostík za obdobie viac ako 35 rokov.  Problematika zastrešenia budov plochými strechami je jedna z najťažších častí teórie i praxe navrhovania, realizácie, údržby a obnovy pozemných stavieb. Spoľahlivo fungujúca plochá strecha podmieňuje trvanlivosť  i funkčné využitie celej budovy. Tak sa  v minulosti na ploché strechy budov pozeralo a venovala sa jej náležitá pozornosť.

 

 

Literatúra

[1]          HANZALOVÁ, L. – ŠILAROVÁ, Š. a kol.: Ploché strechy. Praha, ČKAIT, 2005. ISBN 80-86769-71-2

[2]          KUTNAR, Z.: Súbor článkov o plochých strechách. Praha, ČSUTS, 1982. č.p. 60-72-82 – (2322)

[3]          NOVOTNÝ, M. a kol.: Hydroizolácie plochých striech. Praha, Grada Publishing, 2014. ISBN 978-80-247-5002-6

[4]          OLÁH,J. a kol.: Poruchy strešných plášťov a ich optimálne opravy. Bratislava, EUROSTAV, 2006. ISBN 80-89228-02-K

[5]          OLÁH, J.: Vybrané problémy zhotovovania striech ovplyvňujúce ich kvalitu a životnosť. In: 18.konferencia teória a konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava, BB PRINT s.r.o., 2011, ISBN 978-80-970595-4

[6]          OLÁH, J.: Súbor expertíznych posudkov striech. Bratislava, SvF STU 1978 – 2016

[7]          Záverečná správa projektu MŠVVaŠ SR: Príspevok k riešeniu vybraných problémov striech budov. Komisia VEGA číslo projektu 1/0710/13. Bratislava, SvF STU 2017

[8]          Zborník zo sympózia STRECHY 2015. Bratislava, SvF STU a CSS, 2015. ISBN 978-80-89728-05-3              

[9]          Zborník zo sympózia STRECHY 2016. Bratislava, SvF STU a CSS, 2016. ISBN 978-80-89728-07-7  

Článek má souvislost s akcí Izolace 2017 (09.02.2017).

Fotogalerie k článku

Anotace

Česky

V príspevku je venovaná pozornosť aktuálnym vybraným problémom vrstiev strešného plášťa plochých striech budov, ktoré ovplyvňujú ich kvalitu a životnosť. Na základe dlhoročného skúmania spoľahlivosti plochých striech je získaný prehľad o ich stave v SR, ktorého výsledky sú uvedené v príspevku. Je poukázané na poruchy povlakovej krytiny, tepelnoizolačnej vrstvy a biologické.