Poruchy kotvených střech – dvacet let zkušeností, omylů, mýtů a vítězství
Úvod
Ploché střechy u nás prošly během posledních dvou desetiletí bouřlivým
vývojem. Počátkem devadesátých let minulého století k nám začaly přicházet nové
materiály a technologie, které si vyžádaly radikální změnu pohledu na
problematiku konstrukcí plochých střech, jejich navrhování, realizaci a
provádění oprav.
nejrozšířenějším způsobem stabilizace střešních vrstev proti účinkům větru
technologie kotvení. Kotvení povlakové hydroizolace, případně tepelné izolace i
dalších vrstev se v mnoha případech jeví jako nejefektivnější metoda pro opravu
staré zatékající nebo pro provedení 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 kotvené střešní skladby k
nejrozšířenějším technologiím, nad jinými způsoby stabilizace výrazně převažuje
i při rekonstrukcích panelových budov.
kotvených střech v praxi se nutně muselo objevit mnoho poznatků i pozitivních a
negativních zkušeností souvisejících s touto technologií provádění střech. Tento
příspěvek se pokusí provést jejich shrnutí.
Foto 1 a 2 : havárie střechy vlivem větru 5, resp. 4 roky po realizaci (archiv
autora)
Historické zkušenosti
devadesátých let minulého století většina předních výrobců povlakových
hydroizolací přinášela kompletní poznání a jasné systémové předpisy pro aplikaci
svých výrobků, a to jak výrobci umělohmotných hydroizolačních fólií, tak – o
něco málo později – i výrobci asfaltových pásů. Na začátku tedy byl u převážné
většiny zahraničních dodavatelů dobrý technický servis, podpořený minimálně
dvacetiletou zkušeností s aplikací kotvených střech na západ od naší republiky.
Dá se tedy říci, že kotvené střechy, realizované kolem poloviny devadesátých let
minulého století, byly ve své většině prováděny kvalitně i díky technické
podpoře dodavatelů hydroizolací nebo jejich tuzemských zástupců.
však nastupuje větší poptávka po kotvených střechách, začíná masivní výstavba
montovaných halových staveb a výrazně stoupá počet oprav původních střech
panelových budov, spojených s jejich současným dodatečným zateplováním.
se stále masivnějším rozšířením tohoto typu střech a vzrůstajícím množstvím
nových i opravovaných plochých střech přichází určitý zlom v kvalitě, objevují
se první poruchy i havárie a tento stav přetrvává do dnešních dnů.
zejména s dvěma fakty : za prvé, stále větší potřeba plochých střech a oproti
tomu přibývající nekvalifikovaná pracovní síla u realizačních firem a za druhé,
vzrůstající tlak na cenu a termíny, taktéž neznalost a v nejhorších případech i
snaha o rychlý zisk za špatně odvedenou práci.
šetřením na nesprávných místech, například nahrazováním kotevních prvků
nekvalitními výrobky, absencí kotevních plánů, snižováním potřebného počtu kotev
a nerespektováním jejich správného umístění v různých oblastech ploché
střechy.
Omyly
zaměňování kvalitních kotev za různé kutilské výrobky, které byly nakupovány po
železářstvích nebo vyráběny v tuzemských dílnách bez potřebných znalostí
pevnostních i dalších parametrů. Zdánlivě snadná výroba všelijakých plastových a
kovových nýtků a trubiček a poté jejich aplikace na střechách se posléze v praxi
větrem zkoušené střechy stala důvodem selhání některých střech. Zcela byla – a
dodnes často je – opomíjena korozní odolnost kotev, a to jak jejich kovových,
ale zrovna tak i plastových částí. V důsledku nekvalitního materiálu dříve nebo
později dochází k narušení kotev korozí, rovněž tak ke křehnutí plastu, a kotva
a spolu s ní i střecha selhává. Tato situace se ještě zhoršila nástupem
některých asijských výrobků, které – ač vypadají shodně se svými originálními
předlohami – často postrádají potřebnou kvalitu.
časté používání fasádních hmoždinek, které nejsou konstruovány pro dynamického
namáhání větrem na ploché střeše a jsou tak příčinou havárií mnohých
střech.
neznalost o působení sání větru na ploché střeše a v jejích různých segmentech.
Mnoho střech bylo například kotveno „po třiatřiceti“, myšleno rozestup
jednotlivých kotev v centimetrech, ale bez ohledu na oblast střechy nebo šířku
kotvené povlakové hydroizolace.
Mýty
Nástup nové technologie kotvených střech vyvolal také řadu mýtů a
zavádějících tvrzení, některá z nich pronikla i do odborné literatury.
byla kupříkladu frekventována otázka tepelných ztrát, způsobených kotevními
prvky. Zrovna tak často nebylo doporučováno kotvení s poukazem na to, že dojde k
perforaci parozábrany kotevními prvky.
prvek tvoří tepelný most. Podle provedených měření (1) ale tepelný odpor určité
střešní konstrukce snižuje kotva pouze o cca 0,5 – 3 %, v závislosti na typu a
materiálu kotvy (celokovová kotva z nerezové oceli, kotva s plastovým
teleskopem, kotva z uhlíkové oceli). Toto snížení tepelného odporu je nepatrné a
může být eliminováno použitím určitého typu kotvy. Z praxe mohu odvodit, že
například tepelné ztráty vlivem spárové netěsnosti mezi deskami tepelné izolace
jsou mnohem vyšší. Rovněž se tepelné mosty způsobené kotvami prakticky
eliminují u větších tlouštěk tepelné izolace.
Foto 3 a 4 : výrazné tepelné mosty podél atiky a ve spárách mezi deskami
polystyrenu
dokonce vedl k nedoporučování kotvených technologií – přesto jsou kotvené
technologie na našich střechách převažující. Fakt perforace parozábrany se dá
totiž zohlednit již při tepelně technickém výpočtu pro danou střechu a tam, kde
by i přesto mohl sehrát negativní roli, je namístě vždy navrhovat parotěsnou
zábranu z asfaltových modifikovaných pásů. Pak totiž dojde k utěsnění průchodu
kotvy elastickou asfaltovou hmotou.
důležitou informaci, a sice, že poměr součtu plochy všech průrazů parozábrany
například střešním šroubem do trapézového plechu ku ploše dané střechy se
pohybuje mezi 1: 10 000 až 1: 25 000, v závislosti na konkrétních rozměrech
střechy. V praxi to znamená, že kupříkladu několikeré prošlápnutí parozábrany
při pokládce nebo její nenapojení na prostupy znamená mnohonásobně větší problém
jak s parotěsností dané střešní konstrukce, ale i s kondenzací v takových
defektních místech střechy a jejími následky.
Příčiny defektů a havárií
Pokud není dodržena technologie a nejsou respektovány platné normy, předpisy
a mnohdy i selský rozum, musí dříve nebo později vlivem jedné či více příčin
dojít k defektům i haváriím kotvených střech. Záporný tlak, tedy sání, vyvolané
větrem, způsobuje často poruchy i havárie střešních plášťů. Vzniká permanentní
dynamická zátěž, která rozkmitává střechu a její jednotlivé vrstvy. Vítr dokáže
ve svých silnějších projevech soudržnost jednotlivých vrstev narušit. Posledním
impulzem k selhání střechy je pak silný nárazový vítr, vichřice, orkán.
Dochází-li 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 výtažných 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
• Absence kotevního plánu
•
Montážní chyby
• Nedostatečné kotvení detailů – lišt, atik, světlíků
Dojde-li při realizaci kotvené střechy k uvedeným chybám, pravděpodobnost
defektů a havárií kotvených plochých střech se výrazně zvyšuje. Nekvalitní
kotevní prvky se mohou uvolňovat z podkladu, perforovat upevněnou hydroizolaci.
Kotvy vyrobené z nekvalitních materiálů, případně kotvy s chybnou konstrukcí a
nedostatečnou pevností, se mohou vlivem velkých dynamických sil deformovat,
později selhat. Nedostatečně antikorozně ošetřené prvky podléhají brzy korozi,
jejich části z nekvalitního plastu praskají a střecha se stává nekotvenou.
Častou příčinou havárií je i podcenění únosnosti podkladu v důsledku neprovedení
výtažných zkoušek a chybná kalkulace počtu kotevních prvků, na haváriích se
podepisují i četné montážní chyby.
Foto 5 a 6 : Koroze střešních šroubů po absolvování 15 Kesternichových cyklů –
vlevo nekvalitní, korozí zcela napadený výrobek, vpravo šrouby s kvalitní
antikorozní ochranou bez známky zasažení korozí (výrobce SFS intec)
Foto 7 a 8 : Nevhodně zvolený kotevní prvek může časem způsobit perforaci
upevněné hydroizolace
Vítězství – závěr
Jednoznačnými vítězi v disciplíně kotvených střech jsou ty prováděcí firmy,
které od začátku respektovaly potřebu kvalitních materiálů, patřičné
technologické předpisy a příslušné normy. Odpovědně provedené střechy obstály ve
zkoušce času dvaceti let bezchybně. Bohužel, ne všechny kotvené střechy,
realizované v průběhu uplynulých dvou desítek let, byly nebo jsou v pořádku.
Časté jsou případy, kdy musely být opravovány střechy jen několik let nebo
měsíců po svém dokončení. V tomto ohledu se dá očekávat, že zejména na plošně
rozsáhlých střechách některých hal a průmyslových objektů bude v blízkém čase
docházet k haváriím. Při provádění mnohých střech halových staveb došlo buď k
defektům, které byly rychle zjištěny a opraveny, nebo k použití takových postupů
a materiálů, které přinesou selhání a havárie střech v blízké či vzdálenější
budoucnosti. Při analýze příčin havárií je třeba kriticky posoudit používané
postupy a materiály, aby při následných opravách nedocházelo k opakování chyb.
Nevyhnutelný proces postupného selhávání a havárií některých plochých střech má
však i pozitivní přínos, spočívající v obnově materiálů a zajištění práce pro
realizační firmy. Toto konstatování platí i pro ploché střechy ostatních typů
staveb, kde je použita technologie kotvení.
Obr. 9 až 12 : havárie střechy v důsledku selhání kotvení – koroze plastu
Reference :
(1) Heat losses through flat roof fasteners?, autor Heinz Wieland,
2006
Expertní posudky o stavu plochých střech, 1999 – 2012, autor Josef
Krupka
Ploché střechy, Praha, 2005, Hanzalová, L., Šilarová, Š. a kol.
Informační centrum ČKAIT. Vydání první. ISBN 80-86769-71-2
