Technologie aplikace tepelné izolace ve skladbě jednoplášťových plochých střech

• Foto

Článek se omezuje na klasické hydroizolační materiály z asfaltových izolačních pásů (AIP), mPVC a tepelnou izolaci z minerálních vláken (MV), expandovaného polystyrenu (EPS), extrudovaného polystyrenu (XPS) a tvrzených pěnových plastů polyisokyanurátu (PIR).

Tato problematika velice úzce souvisí se stabilizací celého střešního pláště a s typem nosné konstrukce. Problematikou se zabývají výrobci nebo prodejci tepelných izolací [1], [2], [3], [4]. O něco podrobnější pohled, především praktické poznámky k aplikaci a stabilizaci uvádí Hanzalová, Šilarová [5], Chaloupka [6] a společnost Dektrade a.s. ve svých materiálech [7], [8], [9], [10]. Naposledy se problematikou stabilizace hydroizolace a tepelné izolace v odborném periodiku zabýval Vokurka [11], který se zaměřil na doplňující opatření pro zajištění stability střešního pláště a Matoušek [12], který popisoval metodu přímého natavení Asfaltového pásu na tepelnou izolaci z MV.

STABILIZACE TEPELNÉ IZOLACE V LEGISLATIVĚ
V České republice je nutnost stabilizace tepelné izolace popsána v ČSN 731901:2011 [13], kde je v bodě 8.26.6. je uvedeno, jakými opatřeními se provádí stabilizace jednotlivých vrstev skladby střechy. V bodě 9.5.9. je pak uvedeno, že: „Vytváří-li tepelně izoační materiál z desek přímý podklad pro kotvenou povlakovou krytinu nespojenou s tepelněizolačním materiálem, musí být stálá poloha desek tepelné izolace zajištěna samostatně proti účinkům sání větru přenášeným na desky podtlakem nebo elektrostaticky.“

Například v Německé spolkové republice je nutnost stabilizace uvedena v Technische regeln – abc der Bitumenbahnen [14], kde přímo v bodě 3.4.5.2. je uvedena stabilizace jednotlivých druhů tepelných izolací a v příloze II, bod 2.2. je uvedeno, že tepelná izolace je v krajních zónách vždy kotvena.

DŮVODY STABILIZACE TEPELNÉ IZOLACE
Tepelnou izolaci ve skladbě plochých střech je nutné připevnit k podkladu z několika důvodů:

• Nerovnost podkladu. Platí především při sanacích střech a u materiálů na bázi EPS a PIR, kdy není vytvořen rovný podklad pro hydroizolační vrstvu, případně mohou lokálně vznikat místa se stojící vodou. V těchto místech bude docházet ke zrychlenému stárnutí hydroizolačního matariálu. • Účinek větru. Jedná se především o posun desek z důvodu dynamických účinků sání větru (vertikální síly). U lehkých konstrukcí může dojít k rozkmitání konstrukcí a posunu desek (horizontální sily).
• Posun tepelné iziolace vlivem gravitace. Platí především pro sklony nad 3 °. Posun desek může způsobit především tepelné mosty z důvodu snížení tl. tepelné izolace. Pokud není tepelná izolace položena na vazbu, mohou vzniknout i případy míst bez tepelné izolace (viz obr. 1 a 2). Posun desek dále může způsobit uvolnění kotev a tím možnost poškození izolace. Poškození izolace, jedná se o vypnutí izolace v místě atik (obr. 3) a v ploše střechy (obr. 4).
• Omezení objemových změn tepelné izolace vlivem teploty. Výsledkem objemových změn je posun izolačních desek. Objemové změny se týkají především EPS, kde lineární koeficient tepelné roztažnosti je (5 – 7).10^–5 1/K tj. 0,05 – 0,07 mm/1K, což při teplotním rozdílu 50 °C představuje 2,5 – 3,5 mm/m (obr. 5).
• Omezení dotvarování tepelné izolace. Tento případ se týká EPS a výsledkem jsou nevratné posuny desek. Stabilizovaný EPS má dodatečné smrštění max. 0,2 %.

NÁVRH STABILIZACE TEPELNÉ IZOLACE
Při návrhu typu a způsobu stabilizace tepelné izolace se vychází především z:

• Stabilizace celého střešního pláště. Zda se jedná o mechanicky kotvený systém, lepený systém nebo skladbu se zatěžovací vrstvou.
• Typu skladby jednopláštové střechy. O jaký typ strechy se jedná. Jaké je pořadí vrstev. Jaká vrstva a jaký materiál se nachází pod vrstvou tepelnou izolace. Zda je ve skladbě obsažena parozábrana. V případě, že je ve skladbě parozábrana obsažena, stává se podkladní vrstvou pro tepelnou izolaci.
• Typu nosné konstrukce (v tomto případě do jakého materiálu se kotví).
• Podkladu tepelné izolace. O jaký typ materiálu se jedná a jaká je jeho povrchová úprava (v případě AIP).
• Krycí šíře hydroizolace a velikosti tepelné izolace. Jedná se o rozsah pracovního kotvení tepelné izolace v závislosti na krycí šířce hydroizolace. AIP jsou vyráběny většinou v šířkách 1,0 – 1,1 m, zatímco mPVC může být v šířkách cca 1,3 do 2,0 m. Při šířce hydroizolace větší než velikosti desky se pracovní kotvení stává nutností.
• Umístění tepelné izolace v půdorysu střechy. Půdorys ploché střechy je dle příslušné normy na výpočet zatížení větrem rozdělen na sektory, kde se výpočtem zjistí zatížení od větru. Na toto zatížení se navrhuje stabilizace tepelné izolace.

ZPŮSOBY STABILIZACE TEPELNÉ IZOLACE
Stabilizace tepelné izolace se provádí třemi základními způsoby:

• Mechanickým kotvením. Pomocí kotev dle pokynů dodavatele kotev v závislosti na materiálu do kterého se kotví a jaký typ tepelné izolace se kotví.
• Lepením. Pomocí speciálně upravených pásů se samolepícími pruhy na povrchu pásu, nebo celým samolepícím pásem. Pomocí lepidel na bázi PU, dále pomocí asfaltových lepidel – zastudena, nebo do horkého oxidovaného asfaltu. Lepení do vlastní hmoty podkaldního AIP není vhodné z důvodu menší adheze asfaltové hmoty pásu díky obsahu plniv.
• Volným zatížením – v tomto případě se ale přesněji jedná o stabilizaci hydroizolační vrstvy. Stabilizace zatížením tepelné izolace se používá u střech s opačným pořadím vrstev – tzv. inverzní strechy, kde je tepelně izolační vrstva nad hydroizolační vrstvou.

TEPELNÁ IZOLACE Z MINERÁLNÍCH VLÁKEN
Tento typ tepelné izolace se používá u střech s klasickým pořadím vrstev. Izolaci z MV je možné pokládat v jedné vrstvě díky její rozměrové stálosti a objemové hmotnosti. Objemová hmotnost izolace z MV pro ploché střechy se pohybuje mezi 115 – 200 kg/m². Pracovní kotvení není nutné, pouze je doporučené, pokud bude každá deska přikotvena přes hydroizolaci (obr. 6). Nové požadavky v ČSN 731901, viz „Stabilizace tepelné izolace v legislativě“ však už hovoří o nutnosti kotvení.

Podklad na bázi asfaltového pásu
K podkladu je možné lepit PU lepidlem, pomocí asfaltových lepidel – zastudena, nebo do horkého asfaltu. V případě asfaltového pásu je vhodné povrch oživit penetračním asfaltovým lakem. Přes asfaltový pás je možné kotvit do monolitické konstrukce, nebo trapézového plechu za předpokladu že podkladní vrstva má dostatečnou únosnost (1 000 N), která byla prověřena výtažnou zkouškou. Počet kotevních prvků pro pracovní kotvení je 1 – 2 ks na desku. Samolepící pásy, nebo pásy se samolepícími pruhy je možné využít pouze v případě, že to jejich výrobce uvádí.

Podklad na bázi polymerní folie
K tomuto podkladu nelze lepit. Možnou technologí tak zůstává mechanické kotvení nebo volné zatížení hydroizolace.

Podklad ocelový trapézová plech, OSB deska, cementotřísková deska
K těmto vrstvám je možné lepit PU lepidlem [1] (obr. 7).

TEPELNÁ IZOLACE Z EXPANDOVANÉHO POLYSTYRENU (EPS)
Tento typ tepelné izolace se používá u střech s klasickým pořadím vrstev. Jednotlivé desky z EPS musí být díky své rozměrové stálosti a malé objemové hmotnosti vždy připevněny k podkladu. Pracovní kotvení není možné vynechat. Viz např. obr. 3. V případě kotvení je doporučen min. počet kotev 3 ks/m² [6]. Kotvení v krajích, rozích a ploše je dáno statickým výpočtem.

Podklad na bázi asfaltového pásu
K podkladu je možné EPS lepit PU lepidlem, pomocí asfaltových lepidel – zastudena, nebo do horkého asfaltu. V případě horkého asfaltu je nutné dát pozor na přímý styk s EPS. V případě asfaltového pásu je vhodné povrch oživit penetračním asfaltovým lakem. V případě, že asfaltový lak obsahuje rozpouštědla, je nutné s pokládkou EPS počkat, než dojde k jejich uvolnění z panetrované vrstvy. Přes asfaltový pás je možné kotvit do monolitické konstrukce, nebo trapézového plechu za předpokladu, že byla dostatečná únosnost (1 000 N) podkladní vrstvy prověřena výtažnou zkouškou.

Podklad na bázi asfaltového pásu s aktivovatelnými THERM pruhy [2]
Pokládka pásu je možná hned po aktivaci pruhů hořákem. Další variantou je pokládka do asfaltového pásu se samolepící vrstvou.

Podklad na bázi polymerní folie
K tomuto podkladu nelze lepit. EPS je nutné od podkladu z mPVC odseparovat např. geotextilií. Možnou technologí tak zůstává mechanické kotvení nebo volné zatížení pomocí hydroizolace.

TEPELNÁ IZOLACE Z DESEK (PIR)
Tento typ tepelné izolace se používá u střech s klasickým pořadím vrstev. Jednotlivé desky z PIR musí být díky své malé objemové hmotnosti vždy pracovně připevněny k podkladu. Pracovní kotvení není možné vynechat.

Podklad na bázi asfaltového pásu
V závislosti na typu povrchové úpravy lze desky s nakašírovaným skelným rounem k podkladu lepit PU lepidlem nebo ukládat do horkého oxidovaného asfaltu.

Podklad na bázi asfaltového pásu s aktivovatelnými THERM pruhy
Pokládka pásu je možná hned po aktivaci pruhů hořákem. Další variantou je pokládka do asfaltového pásu se samolepící vrstvou.

Podklad na bázi polymerní folie
V závislosti na ploše PIR desky navržen počet kotev, který se liší dle jednotlivých dodavatelů [3], [9]. Kotvení v krajích, rozích a ploše je dáno statickým výpočtem. Na rozdíl od EPS není nutné desky PIR od podkladu separovat. Viz obr. 8.

TEPELNÁ IZOLACE Z EXPANDOVANÉHO POLYSTYRENU (XPS)
Tento typ tepelné izolace se používá u střech s opačným pořadím vrstev. Způsob stabilizace této tepelné izolace je pomocí zatížení. Zatížení může být vyvozené štěrkovým zásypem, dlaždicemi, vrstvou substrátu u vegetačních střech. Jinou možností je použití tepelně izolačních desek, které jsou na povrchu opatřeny 10 mm silnou vrstvou modifikované malty a mají spoj na pero a drážku [4].

ZÁVĚR
Tepelnou izolaci z MV, EPS, XPS a PIR je nutné ve skladbě jednoplášťové ploché střechy vždy stabilizovat.

Pracovní stabilizace (přitížení, kotvení) je vždy nutné u XPS, EPS a PIR. Výjimku může tvořit pouze tepelná izolace z MV pokud bude každá její deska stabilizována mechanicky kotvou hydroizolace, což ale nemusí být v souladu ČSN 731901:2011.

V případě lepení celého souvrství je nutné místa po obvodě, v rozích a místech v prostupů mechanicky dokotvit dle statického výpočtu.

Pro finální návrh stabilizace tepelných izolací ve skladbě plochých střech platí vždy pravidlo individuálního posouzení dle specifika projektu, jejichž vhodnost musí být z hlediska funkčnosti a garancí být před samotnou realizací doložena a závazně potvrzena dodavatelem nebo výrobcem produktu s ohledem na platné normy, případně předpisy týkající se navržené kombinace použitých materiálů. Shrnutí této problematiky přináší tabulka 1.

LITERATURA:
[1] Rockwool – Kotvení izolačních desek. [cit. 2012-02-22]. Dostupné z: http://pruvodce.rockwool.cz/konstrukce/ploche-strechy/kotveni-izolacnich-desek.aspx?page=2317
[2] Izolacni_praxe_1,3 Ploché střechy a pěnový polystyren. [cit. 2012-02-22]. Dostupné z: http://www.epscr.cz/obj/232/Izolacni_praxe_3.pdf
[3] Puren, Plochá střecha – montážní návod. [cit. 2012-02-22]. Dostupné z: http://www.jitrans-trade.cz/tech-listy/plocha/plocha_strecha.pdf
[4] Ravago Praha. Tepelná izolace STYROFOAM. [cit. 2012-03-20]. Dostupné z: http://building.dow.com/europe/cz/app/strech/proj.htm
[5] HANZALOVÁ, L. ŠILAROVÁ, Š. 2005. Ploché střechy. Praha: ČKAIT. ISBN 80-86769-71-2.
[6] CHALOUPKA, K. 2009. Ploché střechy- praktický průvodce. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-2916-9.
[7] MAŘÍK, R. a J. KRUPKA, 1998. Mechanicky kotvené jednovrstvé systémy. Praha: Dektrade.
[8] KUTNAR, Z. 2005. Historie polystyrenových dílců v plochých střechách. Dektime 05/2005. ISSN 1802-4009.
[9] KÁNĚ, L. 2008. Tepelná izolace Kingspan. Dektime 01/2008. ISSN 1802-4009.
[10] BOHUSLÁVEK, P. a kol. 2011. Kutnar – Ploché střechy. Praha: Dektarade a.s. ISBN 978-80-87215-07-4.
[11] VOKURKA, P. 2011. Zajištění stability střešního pláště. Střechy, fasády, izolace. 18(11). ISSN 1212-0111.
[12] Matoušek, P. 2012. Systém přímého natavování asfaltových pásů. Střechy, fasády, izolace. 19(3). ISSN 1212-0111.
[13] ČSN EN 731901:2011. Navrhování střech-základní ustanovení . Praha: Úřad pro trchnickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. 2011-02-01. Třídící znak 731901.
[14] Vdd Industrieverband Bitumen-Dach- und Dichtungsbahnen e.V.,. 2011. Technische regeln – abc der Bitumenbahnen. Frankfurt/Main: vdd Industrieverband Bitumen-Dach-und
Dichtungsbahnen e V. Vydání čtvrté. 304 s. ISBN 978-3-9801831-9-2.
[15] Archiv p. Krupky. [cit. 2012-03-20]. Dostupné z: http://www.poruchy-strech.cz/
[16] Archiv Puren. [cit. 2012-03-20]. Dostupné z http://www.puren.cz/      
[17] Archiv Energy Consulting, o.s. [cit. 2012-03-20]. Dostupné z: http://www.e-c.cz/index.php?page=infra

Technology of Thermal Insulation Applications in the Composition of Warm Deck Flat Roofs
Malfunction of the flat one-layer roofs, caused by insufficiently fastened layer of the insulation (especially by the shift of the insulation), occurs still nowadays. The study deals with stabilization of the insulation, with its techniques and with circumstances having influence on it.

Autoři

• Prof. Ing. Wald František CSc.
• Ing. Plachý Jan Ph.D.