Tepelné izolácie v strešných konštrukciách

Strecha je stavebná konštrukcia, ktorá sa nachádza nad vnútorným alebo chráneným priestorom budovy a je vystavená priamemu vplyvu vonkajšieho prostredia. Vhodne navrhnuté ploché strechy (strechy bez akéhokoľvek sklonu, resp. strechy s miernym sklonom) aj strechy šikmé musia vyhovovať aktuálnym požiadavkám na tepelnú ochranu budov a zároveň zaistiť požadované vnútorné prostredie v objekte. Kvalitná strecha poskytujúca spoľahlivú a dlhodobú ochranu budovy nezávisí od sklonu vodonosnej plochy, ale od kvality projektu a samotnej realizácie konkrétnej strešnej konštrukcie.

Požiadavky na strešné konštrukcie
Strešná konštrukcia by mala zabezpečiť:

• odolnosť proti pôsobeniu vonkajších vplyvov,
• tepelnú pohodu vnútri objektu,
• ochranu interiéru pred nežiaducim hlukom,
• protipožiarnu ochranu.

Šikmé strechy – skladby strešného plášťa

Vhodné riešenie skladby strešného plášťa šikmej strechy závisí od viacerých faktorov, preto vždy treba celú skladbu posudzovať individuálne a komplexne. Pri návrhu skladby strešnej konštrukcie je dôležité vypracovanie detailov. Správnym návrhom skladby a detailov sa dosiahne optimálny návrh bez zbytočných chýb, ktoré by mohli v budúcnosti negatívne ovplyvniť funkcie strechy. V prevažnej väčšine sa navrhujú drevené krovové konštrukcie doplnené oceľovými spojovacími a stužovacími prostriedkami. Výpočet tepelných strát objektu strešnou konštrukciou nie je možné zjednodušiť podobne ako napríklad pri ťažkých stenách.

Strecha s krovovou sústavou je ľahká konštrukcia s tyčovými nosnými prvkami, ktoré spôsobujú rozdielne rozloženie teplôt v konštrukcii. Ak má byť do skladby zateplenia zahrnutý oceľový prvok (napr. oceľová krokva), musí sa brať do úvahy jeho vysoká tepelná vodivosť, a tým aj väčšie riziko vzniku tepelného mosta. Tepelný most sa prejavuje nízkou povrchovou teplotou konštrukcie na strane interiéru a vysokou povrchovou teplotou na strane exteriéru. Sú to únikové cesty tepelnej energie z objektu.

Odporúčané skladby a riešenia
V súvislosti s návrhom jednotlivých vrstiev strešnej konštrukcie hovoríme spravidla o dvoch základných typoch striech: šikmej streche bez prevetrávania a šikmej streche s prevetrávaním. Nasledujúce zloženie možno chápať ako odporúčanie na vhodnú skladbu jednotlivých typov striech.

Šikmá strecha bez prevetrávania

Poradie vrstiev šikmej strechy:

• tvrdá krytina,
• horizontálne latovanie,
• vertikálne latovanie zabezpečujúce prevetrávanie,
• strešná paropriepustná fólia ako izolácia proti vode a súvislé debnenie (nie je nevyhnutné). Pozor: neodporúča sa používať parotesné materiály, ako napríklad lepenku,
• ako prvá tepelnoizolačná vrstva tepelnoizolačný pás medzi krokvami, ktorý úplne vyplní celú výšku krokvy,
• druhá tepelnoizolačná vrstva uložená medzi CD-profily,
• parozábrana pripevnená na obojstranne lepiacej páske alebo membrána,
• záklop.

Šikmá strecha s prevetrávaním

Odporúča sa takáto skladba:

• ako strešná krytina asfaltový šindel (plech),
• hydroizolácia (lepenka) na súvislom debnení,
• ako prvá tepelnoizolačná vrstva vzduchová medzera s hrúbkou 30 až 40 mm na prevetrávanie tepelnej izolácie a tepelnoizolačný pás alebo tepelnoizolačná doska medzi krokvami,
• ako druhá tepelnoizolačná vrstva parozá­brana alebo membrána medzi horizontálnym latovaním, prípadne minerálne izolačné dosky a samostatná parotesná fólia s vysokým difúznym odporom,
• latovanie,
• záklop.

Odporúčaná tepelná izolácia

Ako tepelný izolant sa na izoláciu podkrovia odporúča použiť izolácia zo sklených vlákien. Izolácia by mala mať také tepelnoizolačné vlastnosti, aké vyhovujú požiadavkám noriem. Pri výbere izolácie a návrhu jej hrúbky rozhoduje hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti λ a hodnota tepelného odporu R. Súčiniteľ tepelnej vodivosti vyjadruje schopnosť materiálu viesť teplo. Vyjadruje energiu vo wattoch, ktorá prejde materiálom s hrúbkou jeden meter, ktorého jedna strana má teplotu o 1 kelvin vyššiu ako druhá. Čím je hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti nižšia, tým má tepelná izolácia lepšie izolačné vlastnosti. Izolácie vhodné na izolovanie podkrovia by mali mať hodnotu súčiniteľa tepelnej vodivosti λ = 0,033 W/(m . K) alebo λ = 0,036 W/(m . K).

Tepelný odpor R charakterizuje prestup tepla cez konštrukciu. Udáva, aký je teplotný rozdiel medzi stranami konštrukcie, ak sa cez stenu vedie tepelný výkon jeden watt. Tepelný odpor je priamo závislý od hrúbky izolácie a jej súčiniteľa tepelnej vodivosti. Väčšia hodnota R sa dosiahne výberom izolantu s lepšou hodnotou súčiniteľa tepelnej vodivosti λ alebo zvýšením hrúbky izolantu.

Štandardná hrúbka izolácie podkrovia sa pohybuje medzi 25 až 30 cm. V poslednom čase však rastie záujem o tzv. multikomfortné domy v pasívnom štandarde, v ktorých hrúbka izolácie dosahuje viac ako 40 cm.

Konštrukčné riešenia a realizácia
Z konštrukčného hľadiska sa vrstvy izolácie vkladajú do priestoru medzi krokvy, do roštu, a to vždy v hrúbke danej výpočtom.

Pri skladbách s paropriepustnou krytinou (napríklad škridly) je výhodné vložiť izoláciu na celú výšku krokiev a podľa navrhnutej celkovej hrúbky zvyšnú izoláciu vložiť pod alebo nad krokvy do roštov.

Pri skladbách s parotesnou krytinou sa navrhuje odvetrávanie medzi krytinou (resp. debnením) a izoláciou, ktorá je chránená difúznou fóliou. Možné je aj riešenie nadkrokvovej izolácie s využitím drevených prvkov alebo tuhých izolačných dosiek.

Zásady konštrukčného riešenia
Pri navrhovaní šikmých striech treba:

• Zvoliť vhodnú chemickú ochranu novej alebo vznikajúcej drevenej konštrukcie a predpísať maximálnu vlhkosť dreva na realizáciu zateplenia; voľbou kvalitnej difúz­nej fólie zaistiť jej odparovanie (koeficient priepustnosti vodnej pary S_d ≤ 0,02 m).
• Zaistiť vetranie nad difúznou fóliou (podľa odporúčaní výrobcu navrhnutej krytiny).
• Navrhnúť optimálnu hrúbku tepelnej izolácie a posúdiť celú skladbu na hodnotu prestupu tepla, ročnej bilancie vodných pár a minimálne vnútorné povrchové teploty.
• Smerom do interiéru umiestniť klimamembránu.
• Návrh doplniť o detailné riešenie kritických miest z hľadiska vzduchotesnosti a prevetrávania:
  • napojenie parozábrany na vystupujúce konštrukcie (štítové a komínové murivo), inštalačné priestupy a okná, tepelná izolácia po obvode strešných okien, vikierov a štítov,
  • napojenie vzduchovej dutiny medzi izoláciu a difúznu fóliu na vonkajšie prostredie pri odkvape i hrebeni (podľa odporúčaní výrobcu krytiny).

Navrhovanie plochých striech – skladby strešného plášťa
Strešné konštrukcie sa musia navrhovať tak, aby počas svojej životnosti boli schopné odolávať akýmkoľvek poveternostným, biologickým a dynamickým vplyvom; to sa týka najmä hydroizolačnej vrstvy, ktorá je väčšinou vystavená priamemu pôsobeniu týchto vplyvov. Vodotesnosť strešného plášťa je najdôležitejšou vlastnosťou strechy.

Rozdelenie plochých striech

Ploché strechy môžeme rozdeliť do niekoľkých skupín podľa rôznych kritérií, ale najbežnejšie delenie je podľa:

• počtu plášťov na:
  • jednoplášťové,
  • dvojplášťové;
• spôsobu využitia plochy strechy na:
  • nevyužívané strešné plochy (napríklad nepochôdzne strechy),
  • využívané strechy (terasy, parkoviská a vegetačné strechy);
• podľa poradia vrstiev:
  • klasické poradie vrstiev – hydroizolácia je umiestnená nad tepelnou izoláciou,
  • obrátené poradie vrstiev – tepelná izo­lácia je umiestnená nad hydroizoláciou,
  • kombinované poradie vrstiev – DUO strechy.

Tepelné izolácie plochých striech

Pri výbere tepelných izolácií je k dispozícii široká paleta materiálov. Správny výber izolantu musí zodpovedať vybranému typu plochej strechy a tiež požiadavkám na strešné konštrukcie.

Expandovaný penový polystyrén EPS

Výrobky z penového polystyrénu sú určené na jednoplášťové strechy rôznych typov. Sú vhodné do podkladových vrstiev plochých striech, do plochých striech s bežným zaťažením a mimoriadne zaťažených plochých striech.

Dosky z penového polystyrénu sú jedným z najpoužívanejších výrobkov na tepelnú izoláciu plochých striech. Používajú sa hlavne s povlakovou fóliou alebo so samolepiacimi asfaltovanými pásmi. Za optimálne možno považovať kladenie polystyrénových dosiek vo dvoch vrstvách so vzájomným prestriedaním špár.

Alternatívnym riešením zateplenia jednoplášťových plochých striech sú tepelnoizolačné zostavy. Základom dielca je doska zo samozhášavého stabilizovaného penového polystyrénu, na ktorú sa už vo výrobe nakašíruje (nalepí) asfaltovaný hydroizolačný pás; lepí sa PUR lepidlom (typu PUK) v pásoch, čím sa vytvorí expanzná vrstva. Asfaltovaný pás presahuje dosku z EPS na dvoch priľahlých stranách minimálne o 80 mm. Tento presah umožňuje jednoduché spojenie so susednými dielcami. Spravidla sa odporúča použitie pásu z oxidovaného asfaltu alebo SBS modifikovaného asfaltu s nosnou vložkou zo sklenej tkaniny. Správne osadené kompletizované dielce po spojení presahov zvyčajne tvoria prvú
hydroizolačnú vrstvu strešného plášťa.

Spádové dosky z EPS

Spádové dosky sa používajú na vyspádovanie alebo dospádovanie (pri rekonštrukciách) jednoplášťových striech. Odstraňujú problémy spôsobené stojatou vodou na plochých strechách (poruchy hydroizolácie, vznik a pôsobenie mikroorganizmov). Odstraňujú napätie medzi mokrými a suchými časťami striech.

Minerálna (kamenná) vlna

Najväčšou výhodou tepelných izolácií z kamennej vlny pri izolácii plochých striech je ich unikátna kombinácia tepelnoizolačných, protipožiarnych a akustických vlastností. Ďalšou výhodou týchto izolácií je ich absolútna znášanlivosť so všetkými materiálmi, ktoré sa v strešnej konštrukcii môžu vyskytnúť – najmä ide o hydroizolačné materiály, teda asfaltované pásy a plastové fólie. Pri oboch materiáloch nedochádza k vzájomnej interakcii, a preto nie je nutné ich od seba oddeľovať separačnými vrstvami. Z hľadiska požiarnej bezpečnosti spĺňajú výrobky z kamennej vlny hodnoty národných aj európskych noriem a sú zaradené do kategórie reakcie na oheň A1 – nehorľavé.

Jednoplášťové strechy
Správnemu návrhu skladby jednoplášťovej plochej strechy musí predchádzať spoznanie všetkých okrajových podmienok a požiadaviek, na základe ktorých sa správne navrhnú poradie vrstiev a vhodné mate­riály. Použitie tepelnej izolácie z kamennej vlny v skladbe plochých striech má svoje výhody aj úskalia, ktorých sa treba vyvarovať. Tepelná izolácia z kamennej vlny by sa mala v skladbách striech používať iba tam, kde sa nekladú nadmerné požiadavky na úžitkové zaťaženie strechy. Ide najmä o strechy nepochôdzne s klasickým poradím vrstiev.

Ak sa v skladbe strechy nad tepelnou izoláciou nenachádza roznášacia železobetónová doska, musia byť na streche pochôdzne chodníky, ktoré zabránia poškodeniu v prípade, že sa na streche vykonáva údržba. Izolačné dosky z kamennej vlny možno aplikovať na akúkoľvek nosnú konštrukciu – betón, drevo i trapézový plech.

Dvojplášťové strechy
Tepelná izolácia dvojplášťových striech sa umiestňuje na spodný plášť strechy. Ten väčšinou tvorí stropná konštrukcia nad posledným podlažím, prípadne iba nosná konštrukcia podhľadu. Z týchto dôvodov možno použiť tepelnú izoláciu z kamennej vlny s nízkou objemovou hmotnosťou, eventuálne sklenú vlnu. Tieto materiály dokonale prekryjú spodný plášť a zabránia vzniku tepelných mostov pri nosných konštrukciách.

V určitých prípadoch treba tepelne izolovať aj horný plášť strechy. Táto dodatočná izolácia sa skladá z dvoch vrstiev izolácie. Dodatočné zateplenie je potrebné najmä z dôvodu možnej kondenzácie vodných pár na spodnom povrchu horného plášťa.

V strešných konštrukciách s obráteným poradím vrstiev, teda pri plochých a terasových strechách, strechách s parkovacou plochou a vegetačných (zelených) strechách sa odporúča použiť ako izolačný materiál izolačné dosky z extrudovaného polystyrénu so zvýšenou pevnosťou v tlaku (až 700 kPa).

Vegetačná (zelená) strecha
Pri systémovo správnej konštrukcii obrátenej plochej strechy sa nad tepelnoizolačnú vrstvu dostane difúzne otvorená vrstva, na ktorej možno zrealizovať aj zelenú strechu s vodnými plochami, cestami a ihriskami.

Na rozdiel od konštrukcie tzv. teplej strechy konvenčného tvaru ponúka konštrukcia vegetačnej (zelenej) obrátenej plochej strechy viaceré výhody. Tepelná izolácia neustále chráni hydroizoláciu (musí byť odolná proti zakoreneniu vegetácie) pred tepelnou záťažou. Predovšetkým počas fázy výstavby ponúka tepelnoizolačná vrstva spoľahlivú ochranu pred mechanickými vplyvmi, ktoré by mohli rýchlo poškodiť izoláciu a pás na ochranu pred koreňmi. Aj počas fázy používania a ošetrovania vegetá­cie pomocou hrablí alebo iného záhradného náradia vytvára tepelnoizolačná vrstva ochrannú vrstvu nad hydroizoláciou strechy.

Strecha s parkovacou plochou
Strechy verejných budov aj nákupných a obchodných centier sa čoraz viac využívajú ako parkoviská. V týchto prípadoch sa ako izolácia odporúča rovnako použiť dosky z extrudovaného polystyrénu odolné proti vysokému tlaku tak, aby boli schopné prenášať zaťaženie parkujúcimi a idúcimi autami.

Ing. Zuzana Hasalová, Ing. Alexander Prizemin
Foto: Saint-Gobain Construction Products, divízia Isover

Ing. Alexander Prizemin pracuje ako marketingový manažér Saint-Gobain Construction Products, s. r. o., divízia Isover.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.