Kotvené ploché střechy – prevence rizik

Znalost a respektování podstatných rizikových faktorů působících na plochou střechu a její jednotlivé komponenty, přizpůsobení návrhu a realizace kotvené ploché střechy všem důležitým zásadám a poznatkům je zásadní prevencí, chránící stavební dílo před možnými důsledky částečného nebo úplného selhání hydroizolační funkce střešního pláště.

Při realizaci plochých střech je v současnosti nejrozšířenějším způsobem stabilizace střešních vrstev proti účinkům větru technologie kotvení. Kotvení povlakové hydroizolace, případně tepelné izolace se v mnoha případech jeví jako nejefektivnější metoda pro opravu staré zatékající nebo navržení nové ploché střechy. Důvodem je řada výhod, kupříkladu nezávislost volně položené, jen mechanicky upevněné hydroizolace, na dilatačních pohybech původního podkladu, efektivní umožnění odvětrání stávající vlhkosti, zpracování hydroizolačního systému i za zhoršených klimatických podmínek, možnost souběžné aplikace tepelné izolace. U nových plochých střech halových staveb s podkladem z trapézového plechu  patří mechanické kotvení střešní skladby k nejrozšířenějším technologiím , nad jinými způsoby stabilizace výrazně převažuje i při rekonstrukcích panelových budov.

Kotvené hydroizolační systémy – charakteristika
Kotvené hydroizolační systémy tvoří jednak vlastní hydroizolační pás, jehož konstrukce a vlastnosti musí zaručovat vhodnost pro aplikaci metodou kotvení. Druhou, stejně významnou součástí systému jsou kotevní prvky. Ty musí odolávat od prvního dne zabudování do střešního pláště mnohým rizikovým faktorům, které kladou vysoké nároky na jednotlivé kotvy. Jedná se zejména o působení sání větru a korozní zatížení. Konstrukce upevňovacích prvků musí dále umožňovat jejich aplikaci do různých druhů podkladů plochých střech.

Zatížení ploché střechy větrem
Záporný tlak, tedy sání, vyvolané větrem, způsobuje často poruchy i havárie střešních plášťů. Při působení větru vzniká permanentní dynamická zátěž, která rozkmitává střešní skladbu a ve svých silnějších projevech dokáže soudržnost jednotlivých vrstev narušit, utrhnout a destruovat. Při návrhu mechanicky upevněného střešního pláště je tedy třeba vždy tyto okolnosti respektovat a konkrétní projekt ploché střechy vypracovat dle aktuální normy ČSN EN 1991-1-4. Podle normy vypracovaný kotevní plán uvažuje rozměry střechy, její výšku, umístění budovy v terénu a danou větrnou oblast.

Další podstatnou informací pro vypracování kotevního plánu je druh podkladu, do kterého bude kotveno. Také se zohledňuje druh a rozměry (šířka) konkrétní povlakové hydroizolace, ať plastové hydroizolační fólie, nebo asfaltového pásu. Výsledkem je podrobný plán kotvení s přesně vymezenými, větrem odlišně namáhanými segmenty střechy a přesné počty a umístění kotevních prvků v různých částech střechy. Kotevní plán je nejen potřebným materiálem pro zdárné provedení střechy, ale slouží i při kontrole prací a předání hotového díla.

Požadavky na kotevní prvky
V ČSN P 730606 Hydroizolace staveb – Povlakové izolace – Základní ustanovení najdeme zásadní požadavek, aby trvanlivost kotevních systémů povlakových krytin odpovídala předpokládané době funkce krytin.  Jednotlivé kotevní prvky musí být konstruovány s ohledem na velké dynamické zatížení, kterému budou po celou dobu životnosti vystaveny. Jejich konstrukční řešení musí garantovat pevné držení v podkladu, z kterého se nesmí postupně uvolňovat. Musí být také dostatečně pevné a pružné, totéž platí i pro přítlačnou podložku. Přítlačné podložky zajišťují potřebné rozložení přítlačné síly na upevněnou hydroizolaci. Konstrukce kotevního prvku a podložky musí rovněž zaručit, že při použití ve skladbě s relativně pružnou tepelnou izolací nedojde při místním zatížení či nášlapu k perforaci hydroizolace kotevním prvkem.

Korozní zatížení kotevních prvků

Tabulka: Odolnost různých druhů antikorozních úprav

Problém koroze kotevních prvků se netýká pouze jejich kovových součástí, ale korozí a předčasným stárnutím jsou degradovány i plastové části – teleskopické podložky používané při kotvení vrstev s různě tlustou tepelnou izolací. Pokud je použit nekvalitní plast, může vlivem zkřehnutí za nízkých teplot dojít ke ztrátě jeho odolnosti a při dynamickém rázu větru pak kotevní prvek praská. V ten moment je střecha již nekotvena a havaruje.

Systémová nabídka kotvení a prevence chybné montáže
Kvalitní kotevní prvky je potřebné také správně aplikovat. Proto je ke kotevním prvkům dodáváno bohaté příslušenství pro zjednodušení a zefektivnění  jejich  montáže. Jedná se zejména o montážní přístroje a poloautomaty, které usazují kotevní prvky v jedné rovině a nedovolí tak jejich nedotažení nebo přetažení, které by deformovalo upevňovanou hydroizolaci s rizikem špatného svaření přesahů. Také se jedná o speciální nástroje pro předvrtávání do betonu, kdy je vzhledem k tloušťce tepelných izolantů použití běžných vrtáků do betonu nemožné.

Tahové zkoušky kotevních prvků
K určení vhodnosti podkladu pro uvažované použití mechanicky upevněné střešní skladby je nutné provést tahové zkoušky kotevních prvků. Platí to zejména u oprav střech, ale i u střech nově budovaných s podkladem z různých druhů betonu. Pouze tahová zkouška, provedená pomocí profesionálního přístroje, určí únosnost podkladu a vhodný druh kotevních prvků a také hodnoty, potřebné pro výpočet četnosti kotevních prvků.

Možnosti použití kotevních prvků
V současnosti lze použít kotevní prvky prakticky do všech druhů kompaktních podkladů, se kterými se můžeme na plochých střechách setkat (s výhradou nutnosti výše popsaných tahových zkoušek u rizikových podkladů). Kotevní prvky jsou vyráběny pro použití do trapézových plechů, dřeva, betonů klasických a lehčených, tenkostěnných betonových prefabrikátů. Kotvit lze i do cementotřískových desek, heraklitu, hliníkových plechů – vše za předpokladu provedení tahových zkoušek.

Příčiny poruch a havárií kotvených střech
Pokud dochází k poruchám a haváriím kotvených střech vlivem větru, je to většinou zapříčiněno podceněním důležitých faktorů a neznalostí problematiky. Mezi časté příčiny selhání střech patří:

• Chybná specifikace kotevních prvků vzhledem k druhu podkladu a tloušťkám upevňovaných vrstev
• Neprovedení tahových zkoušek
• Použití nevhodných kotev vzhledem k parametrům podkladu nebo kotev, které na plochou střechu nepatří, například časté používání fasádních hmoždinek
• Chybné umístění kotev v přesahu upevňované hydroizolace příliš u kraje pásu vede k vytržení materiálu v místě kotvení a havárii
• Malý počet kotev
• Nerespektování odlišných zón střechy větrem různě zatěžovaných
• Montážní chyby
• Nedostatečné kotvení detailů – lišt, atik, světlíků

Podceníme-li již výše jmenované zásady, může v důsledku nesprávné aplikace nebo nevhodných kotevních prvků docházet k haváriím. Nekvalitní kotevní prvky se mohou uvolňovat z podkladu, perforovat upevněnou hydroizolaci. Prvky vyrobené z nekvalitních materiálů, případně prvky s chybnou konstrukcí, se mohou vlivem velkých dynamických sil deformovat, později selhat. Nedostatečně antikorozně ošetřené prvky podléhají brzy korozi. Častou příčinou havárií je i podcenění únosnosti podkladu v důsledku neprovedení výtažných zkoušek a chybná kalkulace počtu kotevních prvků.
Zastavme se na závěr tohoto článku podrobněji u jedné ze zásadních příčin havárií kotvených střech.

Nesprávné kotvení střešních detailů

V poslední době je možné pozorovat na havarovaných střechách jako jednu z hlavních příčin selhání kotveného střešního pláště neukotvení nebo nesprávné upevnění střešních detailů – atikových plechů, koutových a přítlačných lišt, komínků, světlíků a podobně.

Jedná se o střechy, na kterých bylo zcela podceněno kotvení v různých ohledech, ale častější jsou případy havárií plochých střech, kde kotvení vrstev v hlavní ploše střechy bylo provedeno správně. Ale z neznalosti nebo z pochybného úmyslu šetřit na nepravém místě jsou na takových střechách důležité detaily ukotveny již nedostatečně a neodpovídajícími kotvami. Přitom každý chybně ukotvený detail může být a také je často primární příčinou selhání celého střešního pláště. Permanentní dynamická zátěž střechy, vyvolaná sáním větru, se začasté projeví právě u nesprávně upevněného detailu, dojde k podfouknutí a deformaci střešní skladby v daném místě a následně k lavinovitému selhání celého střešního pláště ploché střechy. Je proto krajně nezodpovědné kotvit střešní detaily např. jen několika kusy natloukacích hmoždinek pochybné dimenze a kvality. Pro správné upevnění detailů existuje řada kvalitních výrobků.

Závěr
Při provádění kotvených střech je potřebná nejen znalost norem a předpisů. Řadu z  předpokladů pro kvalitní kotvené střechy přinesl i tento článek. Dvacetiletá zkušenost autora v oblasti kotvených střech a jejich poruch přináší poznání, že stejně důležité jako uvedené informace je také neustálé vzdělávání se v této činnosti, pečlivost při provádění prováděných prací a hlavně soustavná kontrola stavbyvedoucích a nezávislých technických dozorů.