Diagnostika plochých striech – praktické skúsenosti

Stavebné konštrukcie vytvárajú obal budovy, ktorý oddeľuje vonkajšie a vnútorné prostredie. Obvodová konštrukcia chráni vnútorné prostredie pred poveternostnými vplyvmi a zároveň je aj bariérou proti vode, ktorá je najväčším nepriateľom stavby. Vo väčšine prípadov bráni zrážkovej vode preniknúť do stavby. Jednou z takýchto konštrukcií je aj strecha.

Podľa sklonu možno strešné konštrukcie rozdeliť na ploché (α ≤ 10°, obr. 1), šikmé (10° < α ≤ 45°) a strmé so sklonom α > 45°. Od čias rozvoja priemyslu a neskôr typizovanej panelovej výstavby až dodnes celková rozloha plochých striech stále rastie. S nárastom rozlohy a so súčasným starnutím súboru plochých striech vzrastá počet ich porúch, a teda aj význam diagnostiky. V tomto článku sú uvedené poznatky a skúsenosti z konkrétnych situácií diagnostickej praxe Technického a skúšobného ústavu stavebného (TSÚS) v oblasti strešných plášťov, nie však statických porúch.

Na základe údajov z roku 2003 o celkovej rozlohe striech na Slovensku (280 mil. m²) [7] a s ohľadom na významný vzostup stavebnej produkcie až do roku 2009 je viac než pravdepodobné, že rozloha striech na Slovensku medzičasom prekročila hranicu 300 mil. m2. Konzervatívny údaj o pomernom zastúpení plochých striech 30 až 40 % vychádza z pôvodného tradičného staviteľstva a nereflektuje meniace sa trendy v skladbe fondu budov, ktoré vyplývajú zo zmien v odvetví pozemného staviteľstva, ako je budovanie priemyselných parkov, nákupných centier a hypermarketov. V súčasnosti by sa mal z celkového počtu striech brať do úvahy minimálne 40-percentný podiel plochých striech, ak nie viac. V praxi by to predstavovalo 1,2 mil. m² plochých striech na Slovensku. Na základe preukázaných údajov sa odhaduje, že z tohto množstva má približne 70 % poruchy [1].

Rozdelenie plochých striech a typické poruchy a chyby
Aj keď je presne zadefinované, aké sú to ploché strechy, delia sa ďalej z viacerých hľadísk. Podľa skladby strešného plášťa sa rozlišujú jednoplášťové, dvojplášťové a viacplášťové ploché strechy. Podľa využitia môžu byť bezúčelové (nepochôdzne), na ktoré je možný prístup len na nevyhnutnú údržbu, a účelové (pochôdzne) strechy, ktoré sa využívajú na zvolený účel prevádzky (doprava, rekreácia, umiestnenie špeciálnych technológií a pod.). Dôležitým faktorom vo vzťahu k prevádzke budovy a funkčnosti strechy je použitie parozábrany (alebo inej vrstvy s podobnou funkciou). Najmä pri starších budovách je dôležité venovať sa počas diagnostiky aj zisťovaniu skutočnej skladby strešného plášťa.

Poruchou plochej strechy sa rozumie úplná alebo čiastočná strata ktorejkoľvek z jej funkcií – hydroizolačnej, tepelnoizolačnej či estetickej. Zoradené sú podľa významnosti. Zmenená hydroizolačná funkcia zvyčajne mení tepelnotechnické vlastnosti strešného plášťa a skôr alebo neskôr aj estetické vlastnosti (nehovoriac o hygienických, ktoré sú zahrnuté vo forme hygienického kritéria v tepelnotechnickom posudzovaní obalovej konštrukcie budovy).

Nie je ničím prekvapujúcim, že najzávažnejšou chybou je poškodenie celistvosti hydroizolačnej vrstvy – krytiny a následná strata hydroizolačnej funkcie, jednoducho povedané zatekanie. Zvyčajne sa tieto chyby vyskytujú v charakteristických miestach:

• fragment plochej strechy (povlaková krytina a jej spoje);
• styk plochej strechy s vysokou obvodovou stenou (výťahová šachta);
• styk plochej strechy s nízkou stenou (atika);
• dažďové žľaby a strešné vtoky;
• prieniky konštrukcií a inštalácií cez strešnú rovinu (odvetrávacie potrubia, obr. 2).

Požiadavky z praxe
V ostatných približne piatich rokoch TSÚS zaznamenal zvýšený dopyt v oblasti diagnostiky plochých striech. Ak by sa vychádzalo len zo znenia zadaní alebo z formulovania požiadaviek zákazníkov, aj bez vážnejšej analýzy príčin by bolo možné definovať dva hlavné dôvody diagnostiky striech. Prvým je zatekanie a následná reklamácia práce alebo diela. Žiaľ, väčšinou nie je požiadavka na laboratórne overenie vhodnosti skladby vrstiev strešného plášťa počas projektovej prípravy alebo na výrobno-kontrolné skúšky počas realizácie opravy. Na strechy sa potom diagnostický pracovník dostáva až ex post. Druhým dôvodom diagnostiky striech často býva kontrola identity dodanej a zabudovanej povlakovej krytiny. Investor má podozrenie, že počas výstavby sa povlaková krytina zamenila za iný výrobok alebo za výrobok s menšou hrúbkou. Takéto požiadavky sa opakujú najmä v prípade priemyselných parkov.

Diagnostika strechy sa začína prvotnou obhliadkou in situ a konfrontáciou požiadaviek zákazníka s dostupnými zdrojmi informácií o budove, streche, období a spôsobe realizácie. Identifikujú sa všetky pravdepodobné príčiny poruchy a zostavia sa postupové kroky na preukázanie alebo zamietnutie týchto hypotéz. Postupové kroky sa volia tak, aby bol zásah do konštrukcie strechy pokiaľ možno neinvazívny. Ak treba odobrať vzorky, prakticky vždy sa robí prieskum vlastností na výbere. Jeho veľkosť sa stanovuje podľa účelu zamýšľanej skúšky. Ak je účelom zistiť (odhadnúť) nejakú vlastnosť v ktorejkoľvek časti strešného plášťa, môžu sa použiť napr. metódy štatistickej prebierky, pri ktorých sa vychádza z plochy celého strešného plášťa. Ak je účelom porovnať určité vlastnosti dvoch konkrétnych plôch, rozsah výberu vzoriek sa stanoví buď podľa konkrétnych skúšobných noriem pre danú vlastnosť, alebo sa určí primerane k rozlohe plôch tak, aby vznikol štatisticky spracovateľný výber, z ktorého sa bude dať odhadnúť hodnota vlastností plôch ako súboru. Rozsah výberov ovplyvňuje cenu diagnostiky. Prevláda všeobecná tendencia zákazníkov minimalizovať počty skúšok na dogmatickú hodnotu 3. Nemalo by sa však zabúdať, že pri spracovávaní výsledkov a odhade vlastností súboru napr. jednostranným tolerančným intervalom a pri zachovaní určitej konfidenčnej úrovne sa potom výrazne „zhorší“ (na strane bezpečnosti) hodnota ukazovateľa danej vlastnosti (Poznámka: obdobou je charakteristická pevnosť betónu určená ako 5-percentný kvantil základného súboru). Navrhnutý zoznam skúšok a ich rozsah sa predkladá zákazníkovi.
–>–>
Na skúšanie vodotesnosti zabudovaných povlakových krytín plochých striech existujú zaužívané skúšobné postupy. Treba však rozlišovať medzi metódami na kvalitatívne zhodnotenie, či do strechy zateká, alebo nie (tzv. zátopová skúška), a na odhalenie poškodeného miesta (skúška tzv. vákuovým zvonom, skúška preiskrením alebo tzv. ihlová skúška).

Zátopová skúška sa vykonáva tak, že sa plochá strecha (alebo jej časť) zaplaví vodou, v ktorej môže byť rozpustený hypermangán alebo potravinárske farbivo. Po určitom čase (optimálne po 24 hodinách) sa kontrolujú nižšie položené podlažia, či sa nezafarbili. Zátopová skúška by sa dala modifikovať aj na meranie poklesu hladiny v kontrolnom valci, ak by sa počas skúšky meralo jednotkové množstvo straty vody z referenčnej vodnej plochy. Obdobne možno použiť aj skúšku dymom (tzv. mataki test) v prípade voľne uložených asfaltových pásov a fólií. Do jedného otvoru v povlakovej krytine sa vpúšťa farebný dym a sleduje sa, či na niektorom mieste neuniká. Únik dymu v tom momente jednoznačne identifikuje chybné miesto, zatiaľ čo zátopová skúška identifikuje len orientačnú oblasť poškodenia.

Zvyšné skúšky na odhalenie poškodeného miesta sú pomerne zdĺhavé a časovo náročné, napr. počas vákuovej skúšky sa skúšaný spoj povlakovej krytiny natrie mydlovým roztokom, nasadí sa naň vákuový zvon a následne sa z neho vysaje vzduch.

V prípade vytvárania bubliniek vo zvone možno konštatovať, že dané miesto je netesné. Metóda je vhodná na náhodnú kontrolu spojov povlakovej krytiny, nie však na kontrolu celej dĺžky spojov. Ak by bola napr. rozloha strechy bežnej výrobnej haly približne 5 000 m², predstavovalo by to asi 2 750 m spojov hydroizolačných pásov. Pri takomto množstve spojov by bolo nesmierne náročné kontrolovať touto metódou všetky pásy a spoje. Skúška preiskrením je jednou z metód, ktorú možno racionálne použiť na identifikovanie miest zatekania do strešného plášťa. Do podkladu krytiny sa zavedie jedna elektróda s napätím približne 30 až 40 kV a ponad spoje krytiny sa prechádza druhou elektródou rýchlosťou asi 10 m/min. V mieste poruchy celistvosti krytiny vznikne iskrenie. Metóda však nie je účinná na strechách so suchým podkladom krytiny. Keby uvádzaná strecha (5 000 m²) bola celá vhodná na túto skúšku, jej vykonanie aj s prípravou by zabralo asi 5 až 6 hodín.

Ak treba zistiť, či do strechy zateká, lebo na vnútornej strane stropnej konštrukcie sú náznaky zatekania (obr. 3), je vhodné najprv spraviť prieskum, či je zatekanie len lokálne, alebo sa tieto náznaky vyskytujú na viacerých miestach. Ak je takéto miesto iba jedno, zistí sa (napr. kontaktným vlhkomerom), že je tam skutočne zvýšená vlhkosť, a vylúči sa riziko pôvodu v kondenzácii vodnej pary, môže sa zúžiť oblasť prieskumu strešného plášťa na okolie tohto defektu. Zohľadniť treba konštrukčné a geometrické usporiadanie plochej strechy v tejto oblasti. Ak je miest, na ktorých do strechy zateká, viacero, cieľom prvotnej obhliadky je odhaliť spojitosť medzi nimi – či nemajú nejakého spoločného menovateľa, napr. prieniky potrubí, strešné vtoky alebo svetlíky. Ak sa vylúči riziko takejto opakovanej chyby, postupuje sa ďalej k potenciálnej kondenzácii. S týmto cieľom je vhodné dôkladne sa oboznámiť s technológiou prevádzky – či a kde vzniká veľké množstvo vodnej pary, ako sa odvádza, aké sú okrajové podmienky vnútorného prostredia a aký je režim prevádzky. Kondenzácia sa môže vyskytovať buď priamo na vnútornom povrchu strešnej konštrukcie, predovšetkým v miestach tepelných mostov (medzistrešné alebo zaatikové žľaby, atika, svetlíková obruba atď.), alebo v jednotlivých vrstvách strešného plášťa. Ak nie je známa skladba strechy a predpokladá sa, že môže obsahovať vrstvy, v ktorých mohla dlhší čas kondenzovať vodná para (napr. škvarové násypy s neodvetranou vzduchovou vrstvou), a porucha na vnútornom povrchu sa prejavila až po určitom čase, odporúča sa realizovať sondy z vnútornej strany (obr. 4).

Obr. 3  Znaky zatekania na vnútornom povrchu strešnej konštrukcie	Obr. 4  Sondáž na zistenie skladby vrstiev pôvodného strešného plášťa

Keď sa hypotéza o kondenzácii nepotvrdí (buď podľa projektovej dokumentácie, technológie prevádzky, merania povrchovej teploty, numerického posúdenia hygienického kritéria, alebo sondážou), treba zistiť konkrétne rozhrania so zvýšenou vlhkosťou v skladbe strešného plášťa. Na tieto účely dobre poslúži kapacitné meranie vlhkosti (obr. 6). Podľa rozlohy oblasti, ktorá sa identifikovala ako postihnutá zatekaním strechy, sa vytvorí vhodný merací raster, na ktorom sa vykonajú jednotlivé merania. Zistené výsledky sa vynesú v súradnicovom systéme napr. vo forme 3D grafu vlhkosti v strešnom plášti (obr. 5). Keď sa medzi dvomi meracími bodmi identifikuje výrazná zmena vlhkosti (skokom), môže sa spraviť niekoľko medziľahlých meraní na zistenie rozhrania suchej a vlhkej oblasti (obr. 7). Pospájaním takto identifikovaných bodov možno určiť aj plochu strechy, ktorú treba bezpodmienečne vysušiť a/alebo opraviť nahradením tepelnej izolácie.
V takejto oblasti sa na správnu opravu musia identifikovať aj miesta, ktorými do strechy zateká (obr. 8 až 10). Okrem vizuálnej prehliadky širšieho okolia by sa práve na túto oblasť mala sústrediť pozornosť skúšok tesnosti povlakovej krytiny. Keď sa nezistia poškodenia v ploche pásov krytiny, treba overiť ich spoje. Jednou z metód je skúška ihlou, pri ktorej sa špicatým predmetom prechádza po spoji susedných pásov krytiny. Akákoľvek nespojitosť sa prejaví vpichom ihly do spoja. Takéto miesta sa výrazne označia.

Obr. 5  Príklad výsledného grafu rozloženia vlhkosti v strešnom plášti

Okrem diagnostiky plochých striech sa možno často stretnúť s požiadavkou na overenie tzv. identity použitej povlakovej krytiny. Ak je rozhodujúcim kritériom hrúbka krytiny, možno postupovať metódou ultrazvukovej kontroly hrúbky membrány (povlaku) bez potreby odberu vzoriek. Podľa rozmerov pásov sa zvolí počet kontrolných meraní na jednom páse a následne podľa rozmerov strechy na celej streche alebo na niektorých jej častiach. Množstvo meraní a spôsob vyhodnocovania a interpretácie výsledkov sa prispôsobujú individuálnym potrebám zákazníka, resp. špecifickej situácii (každá stavba sa posudzuje individuálne). Ak sa podarí odobrať kontrolné vzorky krytiny, dajú sa veľmi dobre použiť na kalibráciu ultrazvukového prístroja fyzickým zmeraním hrúbky krytiny, napr. opakovaným meraním pomocou skrutkového mikrometra alebo analýzou snímok priečnych rezov krytiny zostrojených digitálnym mikroskopom (obr. 11).

Jednou z požiadaviek zákazníkov je aj posúdenie skladby strešného plášťa z hľadiska tepelnotechnických vlastností. V tomto prípade nie je iná možnosť ako vykonať sondáž na zistenie skutočných hrúbok jednotlivých vrstiev obnoveného strešného plášťa a odobrať vzorky na stanovenie objemovej hmotnosti tepelnoizolačnej vrstvy a vlhkosti, vrátane overenia súčiniteľa tepelnej vodivosti (obr. 12). S ohľadom na minimalizovanie zásahov do konštrukcie možno aj na tieto, inak štandardizované skúšky použiť alternatívne metódy umožňujúce zmenšenie veľkosti vzoriek. Súčiniteľ vodivosti sa v praktických aplikáciách môže zisťovať aj in situ prístrojom Isomet slovenskej výroby. Efektívnosť merania in situ však závisí od teploty skúšanej vzorky. Metóda je vhodná aj na meranie tepelnoizolačných vlastností tzv. PUR striech.

Obr. 6  Kapacitný vlhkomer Almemo	Obr. 7  Príklad sondáže v mieste identifikovanej zvýšenej vlhkosti strešného plášťa
Obr. 8  Perforácia povlakovej krytiny ostrým predmetom	Obr. 9  Hroziaca perforácia povlakovej krytiny na hrane nefunkčnej mechanickej kotvy
Obr. 10  Nefunkčný spoj pásov krytiny	Obr. 11  Hrúbka povlakovej krytiny stanovená meraním z fotografie pod mikroskopom

Príčiny porúch plochých striech
Poruchy plochých striech majú najčastejšie jednu (alebo viacero) z týchto príčin:

• nevhodné projektové riešenie strechy (podrobnosti, spôsob a dimenzie odvodnenia);
• nevhodný výber materiálov;
• nekvalitná realizácia a nedodržanie technologickej disciplíny (vplyvy počasia);
• chyby použitých materiálov;
• zmeny okrajových podmienok, ktoré pôsobia na strešný plášť (napr. zmenená prevádzka budovy);
• zanedbaná údržba (znížená životnosť materiálov a spojov);
• mimoriadne udalosti (havárie).

Pred samotným zostavením metodiky diagnostiky je vhodné mať na základe dostupných informácií a skúseností s podobnými strechami vytypované pravdepodobné príčiny poruchy a diagnostikou tieto predpoklady overiť alebo vyvrátiť. Horšia situácia nastane, keď sa predpoklady nenaplnia a príčinu poruchy treba hľadať niekde inde. Práve tieto situácie však rozširujú skúsenos­ti a umožňujú formulovať o to správnejšie predpoklady pri diagnostike ďalšej stavby.

TEXT: Ing. Peter Briatka, PhD., Ing. Richard Matúšek
FOTO: archív autorov

Ing. Peter Briatka, PhD., je výskumným pracovníkom v TSÚS v Bratislave so špecializáciou na technológiu zhotovenia betónových konštrukcií.

Ing. Richard Matúšek je doktorandom na Katedre technológie stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave.

Literatúra
  1.    Oláh, J. a kol.: Konštrukcie plochých striech.
Bratislava: JAGA GROUP, 2001.
  2.    Oláh, J. – Mikuláš, M.: Krytiny a doplnkové konštrukcie striech. Bratislava: JAGA GROUP, 2001.
  3.    Kupilík, V.: Závady a životnost staveb. Praha: Grada, 1999.
  4.    Fajkoš, A. – Novotný, M. – Straka, B.: Střechy 1 – Opravy a rekonstrukce. Praha: Grada, 2000.
  5.    Blaich, J.: Poruchy stavieb. Bratislava: JAGA GROUP, 2000.
  6.    Peráčková, J. – Jánošková, T. – Tonhauzer, I. – Beňo, S. – Sumec, A.: Technické zariadenia budov I.
Zdravotná technika. Cvičenia a ateliérová tvorba. Bratislava: STU, 2004.
  7.    Wagner, V.: Poruchy plochých striech bytových domov a metódy ich sanácie, 5. Odborná konference doktorského studia s mezinárodní účastí, Brno, 2003.
  8.    STN 01 3431: 1985: Výkresy pozemných stavieb. Kreslenie striech.
  9.    STN 73 1901: 2005: Navrhovanie striech. Základné ustanovenia.
10.    STN EN 13956: 2006: Hydroizolačné pásy a fólie. Plastové a gumové pásy a fólie na hydroizoláciu striech. Definície a charakteristiky.
11.    STN EN 1849-2: 2010: Hydroizolačné pásy a fólie. Stanovenie hrúbky a plošnej hmotnosti. Časť 2: Plastové a gumové pásy na hydroizoláciu striech.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.