Vývoj prevádzkových – účelových striešných plášťov v priebehu dejín
Anotácia
V príspevku je venovaná pozornosť historickému vývoju a aktuálnym vybraným problémom vrstiev strešných plášťov prevádzkových – účelových plochých striech. Po stručnom dejinnom vývoji je prezentované delenie týchto plochých striech. Následne sú uvedené skladby terás, pojazdných plochých striech a vegetačných striech. Pri návrhu skladby prevádzkových – účelových plochých striech by sa mali dodržiavať určité zásady, ktoré sú samostatné spracované.
1 Úvod
Prevádzková – účelová plochá strecha je strecha, ktorá je určená na trvalé využívanie (napr. na rekreáciu, šport, parkovanie, pestovanie rastlín atď.) Jej nosná konštrukcia, skladba vrstiev strešného plášťa a úprava doplňujúceho súvrstvia musí zodpovedať predpokladanému druhu prevádzky. Vo všeobecnosti platí, že sa stretávame s množstvom rôznych druhov prevádzkových – účelových plochých striech, s rôznym riešením ich strešného plášťa, ako aj množstvom rôzneho sortimentu materiálov jeho zrealizovania. Takúto plochú strechu budov zaraďujeme jednoznačne medzi najexponovanejšie časti obalového plášťa realizovaných objektov pozemných stavieb. Návrh, či realizácia prevádzkovej – účelovej plochej strechy je veľmi náročná, vyžadujúca nielen veľké teoretické znalosti, praktické vedomosti, ale aj veľkú dávku „citu“. Žiaľ, vo veľa prípadoch možno len konštatovať, že už v projektovej príprave v oblasti takýchto striech sú chyby a často dosť zásadného charakteru. Veľkú pozornosť treba pri týchto plochých strechách venovať okrem technického riešenia aj jej estetike. Existujú rozličné možnosti estetického stvárnenia prevádzkovej – účelovej plochej strechy, závisí len od vlastnej intuície, pre aký druh úpravy sa pri zvolenom výbere materiálov rozhodne.
2 Historický vývoj
Prevádzkové – účelové ploché strechy nie sú výdobytkom dnešnej modernej doby a nie sú ani vynálezom povojnovej doby „preplnenej“ industrializáciou. Ich vznik a genéza siahajú do oveľa dávnejších dôb. Plochá strecha má oveľa staršiu históriu, než sa mnohokrát predpokladá. Rozpadom prvotnopospolnej spoločnosti (4.tisícročie pred n. l.) – starovek a vznikom prvých triednych spoločnosti dochádza k rozdeleniu stavieb na užitočné a zvláštne. Vývoj zvláštneho staviteľstva a architektúry v staroveku je pestrou prehliadkou stavebných konštrukcií a architektonických tvarov. Tento vývoj sa odohráva na veľkom území, predovšetkým je to oblasť Blízkeho východu t. j. severovýchodná Afrika, Arábia, Malá a stredná Ázia, oblasť Egejského mora, Kréta, Grécko, Etruskovia a Rimania, oblasť Ďalekého východu India a Čína i predkolumbovská Amerika. Aj v Európe majú ploché strechy starú tradíciu. V Grécku do 7. až 6 storočia pred n. l. boli chrámy kryté plochými strechami z guľatiny, na ktorej bola ubitá hlina. Architektúru antického Ríma charakterizujú vily s terasami na streche, ktoré odzrkadľujú dôsledky životných princípov rímskej vládnucej triedy. V ostatných európskych krajinách sa používali výhradne šikmé strechy, hlavne z klimatických dôvodov. Až obdobie renesancie potláča šikmú strechu a začína sa používať atika, ktorá z pohľadu zvonku neumožňuje identifikovať druh zastrešenia. Obdobie baroka potláča uplatňovanie plochých striech. V našej architektúre sa s plochou strechou stretávame zhruba v období 15. a 16. storočia.
V rokoch 1920 až 1930 nastáva búrlivá polemika o vhodnosti plochých striech. Poprední odborníci konfrontujú formou ankiet a publikácií svoje názory. Všetci sa nakoniec vyslovujú za používanie plochých striech. Od tohto obdobia sa definitívne traduje víťazstvo plochých striech. Plochá strecha sa stáva neodmysliteľným prvkom súčasnej modernej architektúry. Medzi prvých priekopníkov a proklamátorov používania plochých striech v modernej architektúre patrí Le Corbusier.
3 Delenie
Prevádzkovo – účelové ploché strechy delíme podľa:
1. druhu trvalého využívania na:
■ terasy (dlažba ukladaná na mokro, alebo na sucho),
■ vegetačné (rastliny intenzívne, extenzívne),
■ parkoviská áut (z liatych vrstiev, z tvarovaných výrobkov),
■ športovanie (povrch z liatych vrstiev alebo z tvarovaných výrobkov),
■ technické zariadenie (klimatizácia, vzduchotechnika, kolektory),
■ aeroporty,
■ kombinované.
2. zostavy strešného plášťa na:
■ jednoplášťové (klasické, s parozábranou, s opačným poradím vrstiev atď.),
■ dvojplášťové (s vetranou vzduchovou vrstvou, klíma atď.),
■ viacplášťové.
3. priestoru umiestneného pod strechou na:
■ strechy nad vykurovaným priestorom,
■ strechy nad nevykurovaným priestorom.
4 Skladby strešných plášťov
Skladba strešných plášťov prevádzkovo – účelových plochých striech musí rešpektovať druh trvalého využívania.
4.1 Terasa
Pri účelových plochých strechách patrilo ukladanie dlažby do maltového lôžka medzi najrozšírenejšie povrchové úpravy. Pri tomto spôsobe, ktorému hovoríme „na mokro“, musíme zabezpečiť dilatáciu betónovej mazaniny a odvodnenie hydroizolačného systému. Dilatácia dlažby s betónovou mazaninou musí byť menšia alebo sa rovnať maximálne 1 500 mm. Od ukončenia strechy alebo stenovej nadmurovky má byť prvá dilatačná škára približne 250 mm. Betónová mazanina je od hydroizolačného systému (povlakovej krytiny) oddelená dilatačnou vrstvou. Ako dlažba sa najčastejšie používajú keramické dlaždice. Ďalšou možnosťou ukladania dlažby je na terče , alebo do kamennej drte. Takejto technológii ukladania dlažby hovoríme ukladanie „na sucho“. Dlažby na podložkách alebo do kamennej drte patria u nás medzi málo používané novinky. Dlažobné platne minimálnych rozmerov 400×400 mm hr. 50 mm s maximálnou šírkou škár 5 mm sa ukladajú na plastické podložky, alebo do kamennej drviny. Finálna úprava terás vo forme liatych vrstiev sa v súčasnosti už málo realizuje.
Príklad skladby terasy pri dlažbe ukladanej na mokro:
– nášľapná vrstva podlahy – betónová dlažba do cementového lepidla (musí byť dilatovaná)
– nosná vrstva podlahy – betónová mazanina (musí byť dilatovaná)
– drenážna vrstva – profilovaná fólia s filtračnou vrstvou
– hydroizolácia – povlaková krytina – asfaltované pásy, fóliové pásy
– expanzná vrstva (oddeľuje tepelnú izoláciu od hydroizolácie – dilatácia)
– tepelnoizolačná vrstva – (nenasiakavá) – polystyrén, polyuretán
– parozábrana – (poistná hydroizolácia)
– vyrovnávacia a spádová vrstva – ľahčený betón
– nosná konštrukcia – železobetón, keramický strop, oceľový strop.
4.2 Vegetačná
Vegetačná účelová – prevádzková plochá strecha (strešná záhrada) esteticky dotvára objekty a slúži na aktívne využívanie osobami. Hlavný hydroizolačný systém (povlaková krytina) vegetačnej plochej strechy musí byť odolný proti prerastaniu koreňov. Ak nemá túto vlastnosť, musí byť chránená samostatnou vrstvou, určenou touto funkciou. Skladba účelovej plochej strechy musí odzrkadľovať druh rastlín, ktoré budú umiestnené na streche. Rozlišuje sa extenzívna a intenzívna zeleň. Pri tejto konštrukcii strechy sa musí zamedziť pevnému spojeniu mechanickej ochrany s hydroizolačnou vrstvou. Systém odvodnenia musí rešpektovať prítok vody z obvodovej steny nadstrešných podlaží. Odvod vody je najlepšie realizovať drenážnymi kanálmi. Z hľadiska požiarnej ochrany sa odporúča deliť vegetačnú strechu každých 40 m protipožiarnou strechou (výška min. 300 mm nad úrovňou zemného substrátu), alebo jeden meter širokým pásom štrku (dlažby). Okolo strešných svetlíkov, okrajov vyššej zástavby s okennými otvormi, atík, prestupov potrubia, vysokej steny a pod. sa odporúča vytvárať pás zo štrku alebo dlažby široký min. 500 mm. Na účelovej vegetačnej streche musí byť zavlažovacie zariadenie. Výhodné je zavlažovanie umelým dažďom alebo podpovrchové zavlažovanie. Na takýchto strechách je veľmi efektné intímne večerné osvetlenie, preto nesmieme zabudnúť ani na prívod elektrickej energie. Tiaž vegetačného súvrstvia pri extenzívnej vegetácii v suchom stave sa pohybuje od 60 do 150 kg/m2, kým v mokrom stave sa pohybuje od 150 do 200 kg/m2. Tiaž vegetačného súvrstvia pri intenzívnej vegetácii v suchom stave sa pohybuje od 1520 do 1 4000 kg/m2, kým v mokrom stave sa pohybuje od 200 do 1 500 kg/m2. Zaťaženie od vegetačnej úpravy sa musí udávať pri plnom nasýtení vodou. Pri extenzívnej vegetačnej úprave môžeme vychádzať z toho, že na celej ploche sa bude nachádzať pravidelná hrúbka substrátu. Pri intenzívnej vegetačnej úprave je to spravidla odlišné. Neuvažuje sa s vytvorením rovnomerne hrubej vrstvy substrátu po celej plochej strechy.
Príklad skladby vegetačnej plochej strechy s intenzívnou zeleňou:
– zemný substrát
– pletivo ( zaisťuje stabilitu vegetácie a obmedzuje prerastanie koreňov)
– filtračná vrstva
– drenážna vrstva
– separačná vrstva – geotextília
– ochrana proti prerastaniu koreňov
– hydroizolácia – povlaková krytina – asfaltované pásy, fóliové pásy
– expanzná vrstva (oddeľuje tepelnú izoláciu od hydroizolácie – dilatácia)
– tepelnoizolačná vrstva – polystyrén, polyuretán, penové sklo
– parozábrana (poistná hydroizolácia)
– vyrovnávacia a spádová vrstva – ľahčený betón
– nosná konštrukcia – železobetón.
4.3 Parkovisko
V mnohých prípadoch riešime parkovacie státia pre vozidlá 1. skupiny (osobné automobily, dodávkové automobily a jednostupňové vozidlá) na plochej streche. Parkovacie státia pre vozidlá tejto skupiny sa môžu umiestňovať vo všetkých oblastiach mesta. Prejazd áut na účelovej plochej streche pôsobí na skladbu súvrstvia koncentrovaným zvislým zaťažením prostredníctvom kolies vozidiel a účinkami akceleračných a brzdných síl (šmykové sily). Pri návrhu skladby strechy určenej pre parkovanie áut je zvlášť treba venovať pozornosť vzájomnému pôsobeniu jednotlivých vrstiev strešného plášťa a pôsobeniu medzi hydroizolačnými vrstvami a stavebnými časťami objektu. Ústredný význam pozornosti spočíva v dôslednom odvodnení parkovacích plôch. Nedostatočné odvodnenie vedie k vzniku kaluží a v zime tvorba ľadu v takýchto partiách vytvára nebezpečenstvo pre autoprevádzku a tiež pre užívateľov áut pri nastupovaní a vystupovaní. Dostatočné odvodnenie parkovacích plôch zabezpečujeme sklonom ich horného povrchu. Skladba strešného plášťa musí obsahovať vrstvu, ktorá plní funkciu ochrany od účinku brzdiacich síl. V súčasnosti je táto ochrana realizovaná materiálom hlavného hydroizolačného systému (povlakovou krytinou). Hlavný hydroizolačný systém (povlaková krytina) musí byť odolná voči ropným produktom. V prípade
liateho asfaltu, ako nášľapnej vrstvy pojazdných striech je povlaková krytina zhotovená zo špeciálnych asfaltovaných pásov odolných proti teplotným šokom a zvýšenej teplote počas aplikácie samotnej nášľapnej pojazdnej vrstvy.
Príklad skladby plochej strechy určenej pre parkovanie áut s dlažbou na sucho, do násypu:
– nášľapná vrstva podlahy – betónová dlažba, zámková dlažba
– násyp – kamenná drť ø 4 mm
– mechanická ochrana
– násyp – piesok
– ochrana povlakovej krytiny – proti brzdným silám, ropným produktom – guma, polyetylénová fólia
– hydroizolácia – povlaková krytina – asfaltované pásy, fóliové pásy
– expanzná vrstva (oddeľuje tepelnú izoláciu od hydroizolácie – dilatácia)
– tepelnoizolačná vrstva – (nenasiakavá) – polystyrén, polyuretán, penové sklo
– parozábrana – (poistná hydroizolácia)
– vyrovnávacia a spádová vrstva – ľahčený betón
– nosná konštrukcia – železobetón, oceľový strop.
5 Zásady pri návrhu skladby
Pri návrhu skladby prevádzkových účelových účelových plochých striech by sa mali dodržať tieto zásady:
■ účinnou časťou účelových plochých striech z hľadiska tepelnej ochrany priestoru pod strechou je len nosná strešná konštrukcia a strešný plášť po povlakovú krytinu,
■ tepelnotechnické požiadavky strešnej konštrukcie sa stanovujú príslušnou normou,
■ tepelnoizolačná vrstva sa musí urobiť z vhodného materiálu. Vhodné je použiť viacvrstvovú skladbu s vystriedanými vertikálnymi stykmi,
■ tepelnoizolačná vrstva musí mať dostatočnú pevnosť v tlaku,
■ skladba strechy musí byť navrhnutá takým spôsobom, aby sa v nej netvorili kondenzáty ani pri veľkom teplotnom spáde,
■ skladba strešného plášťa musí obsahovať dva rozdielne hydroizolačné systémy (povlakovú krytinu a parozábranu) pri jednotlivých strechách,
■ skladba plochej strechy s opačným poradím vrstiev obsahuje len jeden hydroizolačný systém (povlakovú krytinu),
■ každý hydroizolačný systém musí byť samostatne odvodnený,
■ optimálny spád hydroizolačného systému je 2°C až 2,5°C k dažďovým vtokom,
■ medzi hydroizolačným systémom (povlaková krytina) a podkladom treba uvažovať s dilatačnou vrstvou,
■ pre hlavný hydroizolačný systém (povlakovú krytinu) sa musí použiť materiál odolný proti prerastaniu koreňov aj pri terasách, nielen pri vegetačných strechách,
■ hydroizolačné asfaltované pásy s nasiakavými vrstvami sa nemôžu používať,
■ konštrukcia účelovej strechy musí umožňovať kontrolu vodotesnosti hlavného hydroizolačného systému (povlakovej krytiny),
■ musí sa zamedziť pevnému spojeniu ochrannej a separačnej vrstvy s hydroizolačnou vrstvou – povlakovou krytinou,
■ odvodňovacie zariadenie je potrebné ako pri plochých strechách bez ďalšieho využívania,
■ priemery strešných vtokov sú na odvod vody z účelovej strechy rovnaké ako pri ostatných plochých strechách, bez špeciálnych povrchových úprav,
■ bezprostredne po ukončení prác na strešnom plášti treba uložiť ochrannú vrstvu, a všetky detaily sa majú navrhnúť tak, aby boli prístupné a aby umožňovali ľahkú údržbu.
6 Záver
Výsledkom vedeckého poznania a technického napredovania, bez ktorých si nemožno predstaviť projektovanie prevádzkových – účelových plochých striech je skutočnosť, že vieme navrhovať a realizovať spoľahlivé takéto strechy. V súčasnosti je možné sa stretnúť so širokou ponukou rôznych konštrukčných systémov prevádzkových – účelových plochých striech, ktoré sprevádza priamo expanzia nových výrobkov. Treba si však uvedomiť, že tento druh plochej strechy je známy ľudstvu už niekoľko tisíc rokov. Používame ich dodnes a verím, že i budúce generácie budú vedieť, čo je takáto strecha. Zvláštne postavenie medzi plochými strechami má vegetačná strecha. Takáto strecha vytvára živý vegetačný habit, ktorý signalizuje rytmus ročných období, mení v priebehu roka sústavne a badateľne svoju farbu, vôňu, formu, vždy pôsobí inak na svoje okolie, denne manifestuje uniformitu prostredia. Svojimi estetickými dielami pôsobí na estetické cítenie obyvateľa.
Jedna z najdôležitejších vlastností prevádzkovej – účelovej plochej strechy je jej vodotesnosť. Vodotesnosť tejto strechy zaisťuje hydroizolačná vrstva (povlaková krytina) a preto je najdôležitejšia vrstva strešného plášťa.
Prevádzkovo – účelová plochá strecha v porovnaní s klasickou je náročná na údržbu a stálu starostlivosť najmä z hľadiska biologických faktorov no na druhej strane kladne vplýva na životnosť a spoľahlivosť niektorých vrstiev strechy.
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. a kol.: Konštrukcie plochých striech. Bratislava, JAGA GROUP, 1997. ISBN 80-967676-3-1
[6] OLÁH, J. a kol.: Konštrukcie pozemných stavieb III. Strechy budov. Bratislava, Nakladateľstvo STU, 2011. ISBN 978-80-227-3635-0
[7] OLÁH, J. a kol.: Príručka k navrhovaniu a realizácii vegetačných striech. Bratislava, CSS, 2014
[8] OLÁH, J. a kol.. Ateliérová tvorba. Skladby a detaily plochých striech. Bratislava, Nakladateľstvo STU, 2015. ISBN 978-80-227-4404-1
[9] Záverečná správa projektu MŠVVaŠ SR: príspevok k riešeniu vybraných problémov striech budov. Komisia VEGA číslo projektu 1/0710/13. Bratislava, SvF STU 2016
[10] Zborník zo sympózia STRECHY 2016. Bratislava., SvF STU a CSS, 2016. ISBN 978-80-89728-07-7
[11] Zborník zo sympózia STRECHY 218. Bratislava., SvF STU a CSS, 2017. ISBN 978-80-89728-12-1
Foto z konference Izolace 2018 – prof. Ing. Jozef Oláh, PhD. a Ing. Jakub Čurpek
