Stabilizácia tepelnej izolácie v skladbe striech

Vďaka stále sa sprísňujúcim tepelnotechnickým požiadavkám dochádza k navýšeniu hrúbky tepelnej izolácie v obvodových konštrukciách, strechy nevynímajúc. Zväčšenie hrúbky izolácie so sebou prináša množstvo komplikácií. Predovšetkým v prípade šikmých striech. Umiestnením tepelnej izolácie do interiéru dochádza totiž k zmenšeniu obytného priestoru. Spoločným znakom šikmých a plochých striech je nutnosť tepelnú izoláciu dostatočne stabilizovať, a to tak, aby nedošlo k poruche a havárií strechy.

Problematiku stabilizácie tepelnej izolácie v strešnej skladbe rieši STN 73 1091: 2005: Navrhovanie striech. Základné ustanovenia.

Šikmá strecha – dôvody a návrh stabilizácie tepelnej izolácie
V prípade šikmých striech dôvod stabilizácie vyplýva zo základnej charakteristiky šikmej strechy. Aby mohli vrstvy strešného plášťa vrátane tepelnej izolácie plniť svoju funkciu, musia sa na šikmej ploche upevniť. Základné konštrukčné typy šikmých striech vidieť na obr. 1. Možné sú aj kombinácie týchto variantov.

Obr. 1 Konštrukčné typy šikmých striech z hľadiska umiestnenia tepelnej izolácie
a – zateplenie medzi a pod krokvami, b – zateplenie nad krokvami [14]

Šikmá strecha – spôsob stabilizácie tepelnej izolácie
Šikmá strecha – zateplenie nad krokvami
Ako tepelnoizolačný materiál možno použiť tepelnú izoláciu na báze minerálnej vlny (MV), expandovaného polystyrénu (EPS) a tvrdenej polyuretánovej (PUR) alebo polyizokyanurátovej (PIR) peny. Do úvahy prichádzajú dva spôsoby kotvenia:

• mechanické kotvenie tepelnoizolačných dosiek pomocou zápustiek,
• mechanické kotvenie pomocou zápustiek cez kontralaty do krokiev alebo debnenia.

Mechanické kotvenie tepelnoizolačných dosiek pomocou zápustiek sa uplatňuje v prípade tvaroviek na báze EPS (obr. 2). Na týchto dielcoch sa nachádza prekrývacia pätka a viacnásobný zámok [18].

Ak sa realizuje mechanické kotvenie pomocou zápustiek cez kontralaty do krokiev alebo debnenia, zápustky možno upevniť kolmo na strešnú rovinu alebo šikmo s osou odklonenou k odkvapu. Ako tepelnú izoláciu možno použiť dosky na báze EPS, PUR a PIR (obr. 3). V prípade mäkkej tepelnej izolácie na báze minerálnej vlny sa volí navyše podporná konštrukcia pre kontralaty v podobe rozličných profilov (obr. 4).

Obr. 3 Zateplenie nad krokvami pomocou PIR dosiek spájaných na pero a drážku [19]	Obr. 4 Zateplenie nad krokvami [20]

Šikmá strecha – zateplenie medzi a pod krokvami
Ide o klasické umiestnenie tepelnej izolácie. Tvrdené dosky tepelnej izolácie na báze napríklad EPS možno s ohľadom na možnú netesnosť škár použiť iba v kombinácii s dotesnením škár PUR tmelom. Tepelná izolácia na báze minerálnej vlny sa ukladá voľne (dosky sa režú o 10 až 15 mm širšie, aby sa eliminoval ich pohyb medzi krokvami) a zabezpečuje sa konštrukciou podhľadu. V prípade potreby (veľká svetlosť krokiev) sa stabilizácia tepelnoizolačných dosiek na báze minerálnej vlny realizuje drôtikovaním alebo pomocou parozábrany (obr. 5).

Obr. 5 Zateplenie medzi a pod krokvami [20]	Obr. 6 Zateplenie medzi, pod a nad krokvami [20]

Šikmá strecha – zateplenie medzi, pod a nad krokvami
Menej obvyklý spôsob zateplenia predstavuje zateplenie šikmej strechy umiestnením tepelnej izolácie medzi, pod a nad krokvy. Tento spôsob je vhodný, ak sa realizuje výmena krytiny a existujúca hrúbka tepelnej izolácie je nedostatočná. Izolácia nad krokvami sa vkladá medzi laty pripevnené na krokvy (obr. 6).

Záver pre šikmé strechy
Stabilizácia tepelnej izolácie v prípade šikmých striech úzko súvisí so zvoleným konštrukčným riešením strechy. Dá sa povedať, že konštrukčné riešenie priamo núti tepelnú izoláciu v konštrukcii zaistiť.

Plochá strecha – dôvody stabilizácie tepelnej izolácie
Tepelnú izoláciu v skladbe plochých striech treba pripevniť k podkladu z niekoľkých dôvodov. Jedným z nich je nerovnosť podkladu. To platí predovšetkým pri sanácii striech a tepelnej izolácii na báze EPS a PIR, keď nie je vytvorený rovný podklad na umiestnenie hydroizolačnej vrstvy, prípadne na streche vznikajú miesta, na ktorých sa hromadí voda. V týchto miestach môže dochádzať k rýchlejšiemu starnutiu hydroizolačných materiálov.

Ďalším dôvodom sú účinky vetra. Z dôvodu dynamických účinkov sania vetra (vertikálne sily) môže dochádzať k posunu tepelnoizolačných dosiek. V prípade ľahkých konštrukcií môže zas dôjsť k rozkmitaniu konštrukcie a pôsobením horizontálnych síl k posunu tepelnoizolačných dosiek.

Pri sklone strechy nad 3° môže nastať posun tepelnoizolačných dosiek vplyvom gravitácie. V dôsledku zmenšenia hrúbky tepelnej izolácie môžu v konštrukcii vznikať tepelné mosty. Pokiaľ nie je tepelná izolácia uložená na väzbu, môžu sa vytvoriť aj miesta úplne bez tepelnej izolácie (obr. 7). Posun tepelnoizolačných dosiek môže spôsobiť aj uvoľnenie kotiev, čím dochádza k následnému poškodeniu vrchnej vrstvy – asfaltovaných hydroizolačných pásov v mieste atiky (obr. 8) a na ploche strechy (obr. 9).

Tepelnoizolačné dosky sa môžu posúvať aj vplyvom objemových zmien pri vyšších teplotách. Objemové zmeny sa týkajú predovšetkým tepelnej izolácie na báze EPS, v prípade ktorej je lineárny koeficient tepelnej rozťažnosti na úrovni 5 až 7 . 105 K teda 0,05 až 0,07 mm/1K, čo pri teplotnom rozdiele 50 °C predstavuje 2,5 až 3,5 mm/m (obr. 10).

Obr. 7 Vznik tepelných mostov ako dôsledok posunu neukotvenej tepelnej izolácie	Obr. 8 Poškodenie hydroizolácie na báze asfaltovaných hydroizolačných pásov v mieste atiky v dôsledku posunu tepelnej izolácie
Obr. 9 Posun voľne uloženej tepelnej izolácie v ploche pod hydroizoláciou na báze MPVC [15]	Obr. 10 Poškodenie spojov hydroizolácie na báze asfaltovaných hydroizolačných pásov v dôsledku objemových zmien tepelnej izolácie na báze EPS

Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú posun tepelnoizolačných dosiek, patrí aj obmedzenie dotvarovania tepelnej izolácie. Tento prípad sa týka tepelnej izolácie na báze EPS a výsledkom je nevratný posun dosiek. Stabilizované tepelnoizolačné dosky na báze EPS majú dodatočné zmraštenie o maximálne 0,2 %.

Plochá strecha – návrh stabilizácie tepelnej izolácie
Pri návrhu typu a spôsobu stabilizácie tepelnej izolácie sa vychádza predovšetkým:

• zo stabilizácie celého strešného plášťa – či ide o mechanické kotvenie systému, lepený systém, alebo strešnú skladbu so zaťažovacou vrstvou;
• z typu skladby jednoplášťovej plochej strechy – o aký typ plochej strechy ide, aké je poradie vrstiev, aká vrstva a aký materiál sa nachádza pod vrstvou tepelnej izolácie a či je súčasťou strešného plášťa parozábrana. V prípade, ak sa v skladbe nachádza parozábrana, stáva sa podkladovou vrstvou pre tepelnú izoláciu;
• z typu nosnej konštrukcie – do akého materiálu sa má kotviť;
• z podkladovej vrstvy tepelnej izolácie – o aký typ materiálu ide a aká je jeho povrchová úprava (v prípade asfaltovaných hydroizolačných pásov);
• z krycej šírky hydroizolácie a rozmerov tepelnej izolácie – ide o rozsah pracovného kotvenia tepelnej izolácie v závislosti od krycej šírky hydroizolácie. Asfaltované pásy sa vyrábajú so šírkou 1,0 až 1,1 m, zatiaľ čo pásy na báze mPVC so šírkou v rozpätí od 1,3 až do 2,0 m. V prípade šírky hydroizolačného pásu väčšej ako je veľkosť tepelnoizolačnej dosky sa pracovné kotvenie stáva nutnosťou;
• z umiestnenia tepelnej izolácie v pôdoryse strechy – pôdorys plochej strechy je v súlade s platnými normatívnymi predpismi na výpočet zaťaženia vetrom rozdelený na sektory, v ktorých sa výpočtom zisťuje zaťaženie vetrom. Na toto zaťaženie sa potom navrhuje spôsob stabilizácie tepelnej izolácie.

Plochá strecha – spôsoby stabilizácie tepelnej izolácie
Stabilizácia tepelnej izolácie v plochej streche sa realizuje tromi základnými spôsobmi:

• mechanickým kotvením,
• lepením,
• voľným zaťažením.

Mechanické kotvenie sa realizuje pomocou kotiev v súlade s pokynmi dodávateľa kotiev, v závislosti od materiálu, do ktorého sa kotví a v závislosti od typu tepelnej izolácie.

Lepenie sa realizuje pomocou špeciálne upravených pásov so samolepiacimi pruhmi na povrchu pásu alebo s celým samolepiacim pásom. Rovnako možno použiť lepidlá na báze polyuretánu, asfaltu – za studena alebo do horúceho oxidovaného asfaltu. Lepenie do samotnej hmoty podkladového asfaltovaného hydroizolačného pásu nie je vhodné z dôvodu menšej adhézie asfaltovej hmoty pásu.

Posledným spôsobom je stabilizácia tepelnej izolácie voľným zaťažením. V podstate ide o stabilizáciu hydroizolačnej vrstvy. Stabilizácia zaťažením tepelnej izolácie sa používa v prípade striech s opačným poradím vrstiev, teda inverznej strechy, keď sa tepelnoizolačná vrstva nachádza nad hydroizolačnou vrstvou.

Plochá strecha – tepelná izolácia na báze minerálnej vlny
Tento typ tepelnej izolácie sa používa v strechách s klasickým poradím vrstiev. Tepelnú izoláciu na báze minerálnej vlny možno pokladať v jednej vrstve vďaka jej rozmerovej stálosti a objemovej hmotnosti. Jej objemová hmotnosť by sa mala v prípade plochej strechy pohybovať v rozpätí od 115 do 200 kg/m2. Pokiaľ bude každá tepelnoizolačná doska ukotvená cez hydroizoláciu, pracovné kotvenie nie je nutné, iba sa odporúča (obr. 11).

Ak je podkladová vrstva na báze asfaltovaných pásov, možno tepelnú izoláciu lepiť polyuretánovým lepidlom, pomocou asfaltových lepidiel – za studena alebo do horúceho asfaltu. Povrch asfaltovaného pásu sa odporúča oživiť penetračným asfaltovým lakom. Cez asfaltovaný pás možno kotviť do monolitickej konštrukcie alebo trapézového plechu za predpokladu, že podkladová vrstva má dostatočnú únosnosť (1 000 N), ktorá sa preverila výťažnou skúškou. Počet kotviacich prvkov pracovného kotvenia je 1 až 2 kusy na dosku. Samolepiace pásy alebo pásy so samolepiacimi pruhmi možno použiť iba v prípade, že to ich výrobca povoľuje.

Na podkladovú vrstvu na báze polymérnej fólie tepelnú izoláciu nemožno lepiť. Možnou technológiou tak ostáva mechanické kotvenie alebo voľné zaťaženie hydroizolácie.

Na podklady z oceľového trapézového plechu, OSB dosiek alebo cementotrieskových dosiek možno tepelnú izoláciu lepiť polyuretánovým lepidlom [1].

Plochá strecha – tepelná izolácia na báze EPS
Tepelná izolácia na báze expandovaného polystyrénu sa používa v strechách s klasickým poradím vrstiev. Jednotlivé tepelnoizolačné dosky na báze EPS sa musia vzhľadom na ich rozmerovú stálosť a malú objemovú hmotnosť vždy ukotviť na podklad. Pracovné kotvenie nemožno vynechať (obr. 3). Odporúčaný minimálny počet kotiev je 3 ks/m2 [6]. Kotvenie na krajoch, v rohoch a v ploche je dané statickým výpočtom.

Na podklad na báze asfaltovaného pásu možno tepelnú izoláciu na báze EPS lepiť polyuretánovým lepidlom, pomocou asfaltových lepidiel – za studena alebo do horúceho asfaltu. V prípade lepenia zahorúca treba dávať pozor na priamy styk EPS s asfaltom. Povrch asfaltovaného pásu sa odporúča oživiť penetračným asfaltovým lakom. Ak asfaltový lak obsahuje rozpúšťadlá, treba s ukladaním tepelnoizolačných dosiek počkať, až kým príde k ich uvoľneniu z penetrovanej vrstvy. Cez asfaltovaný pás možno kotviť do železobetónovej monolitickej konštrukcie alebo trapézového plechu za predpokladu, že sa dosiahla únosnosť podkladovej vrstvy (1 000 N) a preverila sa výťažnou skúškou.

Tepelnoizolačné dosky na báze EPS možno na podklad na báze asfaltovaného pásu s horákom aktivovateľnými pruhmi ukladať hneď po ich aktivácii [2]. Ďalším variantom je ukladanie dosiek na asfaltovaný pás so samolepiacou vrstvou.

Na podkladovú vrstvu tvorenú polymérnou fóliou nie je možné tepelnoizolačné dosky na báze EPS lepiť. Tepelnoizolačné dosky sa musia od podkladu na báze mPVC oddeliť napríklad vrstvou geotextílie. Možnou technológiou stabilizácie tak ostáva mechanické kotvenie alebo voľné zaťaženie pomocou hydroizolácie.

Plochá strecha – tepelná izolácia na báze PIR
Tepelnoizolačné dosky na báze tvrdenej polyizokyanurátovej peny sa používajú v strešnej skladbe s klasickým poradím vrstiev. Jednotlivé tepelnoizolačné dosky sa musia vzhľadom na ich malú objemovú hmotnosť vždy pracovne kotviť. Pracovné kotvenie nemožno vynechať.

Na podklad na báze asfaltovaného pásu možno tepelnoizolačné dosky s nakašírovnou vrstvou skleného rúna lepiť polyuretánovým lepidlom alebo ich ukladať do horúceho oxidovaného asfaltu.

Ak podkladovú vrstvu tvoria asfaltované pásy s horákom aktivovateľnými pruhmi, tepelnoizolačné dosky možno ukladať hneď po aktivovaní pruhov horákom. Ďalším variantom je ukladanie dosiek na asfaltovaný pás so samolepiacou vrstvou.

V prípade podkladovej vrstvy tvorenej polymérnou fóliou sa v závislosti od plochy tepelnoizolačných dosiek navrhuje počet kotiev, ktorý sa líši v závislosti od dodávateľa. [3, 9] Kotvenie na krajoch, v rohoch a na ploche vychádza zo statického výpočtu. Na rozdiel od tepelnoizolačných dosiek na báze EPS nie je tepelnoizolačné dosky na báze PIR od podkladu nutné oddeliť.

Plochá strecha – tepelná izolácia na báze XPS
Tepelná izolácia na báze extrudovaného polystyrénu sa používa v skladbe strechy s opačným poradím vrstiev. Do úvahy prichádza stabilizácia pomocou voľného zaťaženia. Na povrchu sa vytvára vrstva štrkového zásypu, ukladajú sa dlaždice alebo v prípade vegetačnej strechy vrstva substrátu. Inú možnosť predstavuje použitie tepelnoizolačných dosiek, ktoré majú na povrchu 10 mm hrubú vrstvu modifikovanej malty a spájajú sa na pero a drážku. [4]

Záver pre ploché strechy
Tepelnú izoláciu na báze minerálnej vlny, EPS, XPS a PIR treba v skladbe jednoplášťovej plochej strechy pri klasickom poradí vrstiev vždy stabilizovať.

Pracovná stabilizácia (priťaženie, kotvenie) je vždy nutné v prípade tepelnej izolácie na báze EPS, PIR a XPS. Výnimku môže tvoriť iba tepelná izolácia na báze minerálnej vlny, v prípade, ak sa každá tepelnoizolačná doska stabilizuje mechanicky kotvou hydroizolácie, čo ale nemusí byť v súlade s normatívnymi predpismi.
V prípade lepenia celého súvrstvia treba tepelnú izoláciu po obvode, v rohoch a miestach priestupov mechanicky dokotviť podľa statického výpočtu.

Zhrnutie možností stabilizácie tepelnej izolácie na plochej streche je v tabuľke.

Záver
Tepelnú izoláciu treba takmer vždy v skladbe strechy stabilizovať. Výnimku tak v prípade šikmých striech tvorí vloženie tepelnej izolácie medzi krokvy a v prípade plochých striech aplikácia XPS v obrátenej (inverznej) skladbe.

Finálny návrh stabilizácie tepelnej izolácie v strešnej skladbe sa riadi pravidlom individuálneho posúdenie podľa špecifikácií projektu. Vhodnosť daného typu tepelnej izolácie treba vždy doložiť a záväzne potvrdiť dodávateľom alebo výrobcom s ohľadom na platné normy, prípadne predpisy týkajúce sa navrhnutej kombinácie použitých materiálov.

TEXT: Ing. Jan Plachý, PhD.
FOTO: archív autora, použitá literatúra

Ing. Jan Plachý, PhD., v rokoch 2005 až 2010 pôsobil ako hlavný technológ, manažér kvality a vedúci technickej prípravy v spoločnosti Dehtochema Bitumat, s. r. o. V súčasnosti pracuje ako odborný asistent na VŠTE v Českých Budějoviciach, kde sa venuje problematike hydroizolácií.

Literatúra
1.   Rockwool – Kotvení izolačních desek. [cit. 2012-02-22]. Dostupné na 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 na http://www.epscr.cz/obj/232/Izolacni_praxe_3.pdf.
3.    Puren, Plochá střecha – montážní návod. [cit. 2012-02-22]. Dostupné na http://www.jitrans-trade.cz/tech-listy/plocha/plocha_strecha.pdf.
4.    Ravago Praha. Tepelná izolace Styrofoam [cit. 2012-03-20]. Dostupné na http://building.dow.com/europe/cz/app/strech/proj.htm.
5.    Hanzalová, L. – Šilarová, Š.: Ploché střechy. Praha: ČKAIT, 2005.
6.    Chaloupka, K.: Ploché střechy – praktický průvodce. Praha: Grada, 2009.
7.    Mařík, R. – Krupka, J.: Mechanicky kotvené jednovrstvé systémy. Praha: Dektrade, 1998.
8.     Kutnar, Z.: Historie polystyrenových dílců v plochých střechách. Dektrade: Dektime 05/2005.
9.    Káněl, L.: Tepelná izolace Kingspan. Dektrade: Dektime 01/2008.
10.    Bohuslávek, P. a kol.: Kutnar – Ploché střechy. Praha: Dektarade, a. s., 2011.
11.    Vokurka, P.: Zajištění stability střešního pláště. Střechy, fasády, izolace, 18(11), 2011.
12.    Matoušek, P.: Systém přímého natavování asfaltových pásů. Střechy, fasády, izolace. 19(3), 2011.
13.    ČSN EN 731901: 2011. Navrhování střech – základní ustanovení . Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. Třídící znak 731901.
14.    Kovář, L. – Plachý, J.: Tepelná izolace mezi krokvemi již nepostačuje – Nadkrokevní zateplení šikmých střech. Střechy, fasády, izolace, 19(2), 2012.
15.    Archiv p. Krupky. [cit. 2012-03-20]. Dostupné na http://www.poruchy-strech.cz/foto/poruchystrech06.htm.
16.    Archiv Puren. [cit. 2012-03-20]. Dostupné na http:/www.puren.cz.
17.    Termodach [cit. 2012-07-05]. Dostupné na http://www.thermodach.cz/sortiment/thermo-plus.
18.    Termodach [cit. 2012-07-05]. Dostupné na http://www.thermodach.cz/certifikaty-a-dokumenty/technicke-podklady.
19.    Puren, Šikmá střecha – montážní návod. [cit. 2012-07-05]. Dostupné na http://www.jitrans-trade.cz/konstrukce/sikma-strecha.
20.    Rockwool. [cit. 2012-07-05]. Dostupné na http://pruvodce.rockwool.cz/konstrukce/sikme-strechy.