Fóliové vrstvy v konštrukcii šikmej strechy

Voda v hociktorom skupenstve (pevnom, kvapalnom, plynnom) sa veľmi nepriaznivo prejavuje na tepelnoizolačných vlastnostiach tepelnej izolácie umiestnenej v strešnom plášti. Preto hrá veľkú úlohu strešná hydroizolačná poistná fólia. Fólia v šikmej streche plní viacero úloh. Zamedzuje prenikaniu vody, prachu a mechanických nečistôt a chráni tepelnú izoláciu pred vlhkosťou tým, že umožňuje difúziu vodných pár z tepelnej izolácie.

Základnou snahou pri realizácii strešnej konštrukcie by malo byť, aby jednotlivé vrstvy ostali celoročne suché. Pri zmene niektorej časti stavby z tepelnotechnického hľadiska by mala hodnota súčiniteľa prechodu tepla ostať zachovaná v súlade s normatívnymi požiadavkami. Rovnako dôležitá, ale menej známa je povinnosť realizovať časť stavby (respektíve stavebný dielec), ktorá neprichádza priamo do styku s vodou, v súlade s fyzikálno-chemickými požiadavkami. Ide o požiadavky definované v stavebnom zákone. Nedodržanie týchto požiadaviek sa v praxi prejavuje tvorbou plesní na stavebnom diele, respektíve časti stavby.

Okrem prenikania napríklad dažďovej vody do stavebnej konštrukcie môže podľa stavebnej fyziky do časti stavby prenikať vlhkosť aj difúziou a konvekciou. Difúzia je pohyb plynov, v tomto prípade vlhkého vzduchu cez pevnú látku. Konvekcia je prúdenie vzduchu s obsahom vodnej pary. Môže vniesť podstatne viac vlhkosti do stavebnej časti, ako difúzia. To znamená, že dobrá vzduchotesná vrstva je najdôležitejšia požiadavka na zabezpečenie ochrany proti vlhkosti.

Vzduchotesnosť nie je možné vypočítať dopredu, dá sa určiť vykonaním Blower-Door testu až hotového stavebného objektu, a preto je skôr otázkou precíznej realizácie stavebných a konštrukčných prác.

Dodatočne k vzduchotesným vrstvám, hlavne nad tepelné izolácie šikmých striech, sa proti prenikaniu poveternostných vplyvov pod strešnú krytinu používajú rôzne poistné hydroizolačné systémy ako vodotesné vrstvy (môžu byť zvárane alebo lepené), záklopy (prekryté pásy, môžu byť pribité, rôzne drážkované platne a podobne), veľmi často sa však používajú poistné hydroizolačné fólie (obr. 1). Ich úlohou je zabrániť vnikaniu studeného vonkajšieho vzduchu, ako aj kvapalnej vody do izolácie a zároveň umožniť difúziu vlhkosti z tepelnej izolácie do vzduchu.

Difúzna priepustnosť vlhkosti, definovaná ako ekvivalentná difúzna hrúbka sd (m), je dôležitou vlastnosťou poistnej hydroizolačnej vrstvy.

Hydroizolácie, ktoré majú schopnosť prepúšťať vodnú paru, sa bežne nazývajú podstrešné alebo difúzne fólie. Kritériá na ich posudzovanie sú rôzne, poistné hydroizolácie s priepustnosťou vodných pár sa delia podľa:

• zabudovania v strešnom plášti (bezkontaktné a kontaktné),
• použitých surovín na ich výrobu,
• štruktúry paropriepustnej vrstvy,
• vystuženia (spevnenia),
• počtu vrstiev v skladbe,
• paropriepustnosti,
• mechanizmu prestupu vodných pár.

Bezkontaktné poistné hydroizolácie sa zvyčajne vyrábajú technológiou vyfukovania roztaveného polyolefínu, najmä polyetylénu. Medzi dve vrstvy fólie sa vkladá spevňujúca mriežka, napríklad z HDPE (vysokohustotný polyetylén), textilnej nite a podobne, ktoré sa tlakom a teplom vzájomne spájajú. Nadväzne sa perforujú perforačným valcom. Tento druh fólie sa nesmie pri aplikácii dotýkať tepelnej izolácie, debnenia, pri styku s vodou sa prejavuje stanový efekt.

Technologický postup výroby kontaktných poistných hydroizolácií závisí od štruktúry paropriepustnej vrstvy, to znamená difúznej membrány. Ak je táto vrstva mikroporézna, obyčajne sa vyrába plastifikáciou polyméru s látkou, ktorá je teplotne nestabilná – napríklad mikromletý vápenec, ktorý sa teplom rozkladá a pri vyfukovaní vytvára mikrootvory (sú orientované buď v jednom smere, vtedy sú eliptické, alebo vo dvoch smeroch a sú okrúhle.

V prípade mikrovláknitej štruktúry sa môže paropriepustná vrstva vyrábať technológiou ukladania mikrovlákien alebo systémom takzvanej netkanej textílie. Ak sa však použije systém netkanej textílie, je mechanická pevnosť tejto vrstvy menšia.

Celkom odlišný postup výroby si vyžadujú takzvané monolitické fólie, ktoré sa vyrábajú z kopolyméru, a to technológiou extruzného nanášania povlaku na netkané vrstvy, prípadne ide o liaty, respektíve vyfukovaný film, ktorý sa nanáša na netkanú vrstvu pri použití adhezív.

S rozširovaním požiadaviek na jednotlivé druhy poistných hydroizolácií, aby plnili rôzne funkcie, napríklad ako polymérne pásy na plochých strechách, a pritom boli difúzne, sa objavili poistné hydroizolácie, ktoré majú prekvapivé vlastnosti, podobné ako napríklad bitúmenové pásy, respektíve pásy z PVC.

Na trhu sú dostupné poistné hydroizolácie, ktoré majú síce vlákna ochranných vrstiev (rúna) potiahnuté polyvinylchloridom, ale so zachovanou vysokou difuzivitou difúznej vrstvy. Ďalším príkladom špecifickej poistnej hydroizolácie je hydroizolácia s ochrannou vrstvou z netkaného polyesterového vlákna s nanesenou mikroporéznou vrstvou polyuretánu, ktorá má napríklad lepšiu UV stabilitu. Zaujímavé je riešenie, ktoré je už pomerne rozšírené, a to vysokodifúzna poistná hydroizolácia s vrstvou bitúmenu. Ide o kombináciu ochrannej vrstvy mikrovláknitej štruktúry so špeciálne nanesenou vrstvou polymér­bitúmenov. Fólia s polymérbitúmenovou vrstvou má typické vlastnosti bitúmenových pásov a zároveň vysokú difúznu schopnosť.

Pretože samotná funkčná vysokodifúzna vrstva – či už mikroporézna, alebo vláknitá – má zvyčajne nízku mechanickú pevnosť a treba ju chrániť proti poškodeniu vrstvou vytvorenou z netkaného rúna alebo tkanej vrstvy. Tieto vrstvy sa obvykle vzájomne spájajú kalandrovaním, to znamená termicky a tlakom, respektíve ultrazvukom, niekedy však aj pomocou lepiacej vrstvy. V poslednom prípade však často nastávajú problémy, ktoré spôsobuje rozdielna dilatácia lepidla a vrstvy pri zmenách teplôt, čo sa prejavuje zvlnením poistnej hydroizolácie, jej delením, a dokonca aj prederavením.

Na rôzne konštrukcie šikmých striech s rozdielnym typom krytiny sa vyrábajú rôzne modifikácie poistných hydroizolačných vrstiev. Napríklad pri realizácii plechovej krytiny striech, ale aj plechových fasád (či už odvetraných, alebo neodvetraných) sa rozšírilo použitie difúznej fólie s nakašírovanou štruktúrovanou rohožou z vlákna z hydrofobizovaného polyolefínu (polypropylén). Vďaka nakašírovanej rohoži na difúznej fólii sa vytvára mikroventilačná vrstva medzi spodnou stranou plechu, ktorá pomáha odvádzať vodnú paru a skondenzovanú vodu. Zároveň tlmí hluk vznikajúci pri dopade kvapiek dažďa a krúp na plechovú krytinu.
Aj na zastrešenie veľkých hál kovovou krytinou pri jednoduchom riešení strešnej konštrukcie sa odporúča použiť antikondenzačné fólie, a to na zamedzenie odkvapkávania kondenzátu do vnútorného priestoru objektu. Ide zvyčajne o viacvrstvovú fóliu s napojenou špeciálnou absorpčnou textíliou na vonkajšej strane (obr. 2).

Obr. 2 Vysokodifúzna hydrofóbna trojvrstvová fólia vyrobená na báze polyolefínu, úplne recyklovateľná	Obr. 3 Reflexná vysokodifúzna podstrešná fólia (5-vrstvová kombinácia rúna a fólie, základ polyolefín, s akrylovou lepiacou páskou a aluminizovaným povrchom na optimálnu reflexiu)

V ostatnom čase začínajú výrobcovia stále častejšie prichádzať s novinkami, pri výrobe ktorých sa využíva reflexná tepelná technika (obr. 3). Ide o špeciálnu zváraciu technológiu, pri ktorej sa spájajú mikrotenké fólie polyamidu, hliníka a polyetylénu bez lepenia. Tieto takzvané termoreflexné fólie, respektíve termomembrány sa vyznačujú odrazivosťou (reflexiou) a sú odolné proti chemikáliám aj vode.

Mechanizmus prestupu vodných pár cez difúznu vrstvu (membránu) poistnej hydroizolácie závisí od štruktúry danej vrstvy. V prípade mikroperforovaných fólií ide výlučne o prestup na báze konvekcie, to znamená fyzikálny transport, čo je dané veľkosťou otvorov. Medzifázové napätie vody a povrchu fólie v prípade kontaktu s tuhým povrchom, napríklad tepelnou izoláciou, respektíve debnením, spôsobuje prenikanie vody, takzvaný stanový efekt. V prípade monolitickej štruktúry sa prestup vodnej pary riadi výlučne difúznym procesom. V prípade mikroporéznej, respektíve vláknitej štruktúry ide o proces kombinovaného fyzikálneho transportu cez vrstvu.

Zaujímavo sa správajú poistné hydro­izolácie šikmých striech pri prieniku vody. Kým monolitické fólie sa vyznačujú najväčšou odolnosťou proti prieniku vody, mikroporézne a vláknité dosahujú len asi 60 % z hodnoty monolitických fólií, a mikroperforované dokonca len asi 5 %. V prítomnosti povrchovo aktívnych látok sa táto odolnosť veľmi mení – pri mikroporéznych a vláknitých klesá na asi 10 % pôvodnej odolnosti, mikroperforované prepúšťajú vodu. Pri monolitických je takmer nebadateľný vzrast priepustnosti vody. Poistné hydroizolácie so špeciálnou úpravou bitúmenom, PVC, respektíve PUR sú z tohto hľadiska medzi monolitickými a vláknitými fóliami.

Pretože poistná hydroizolácia má dané fyzikálnochemické a mechanické vlastnosti v závislosti od použitých surovín na výrobu, technológie výroby a vlastnej skladby, každý typ tejto izolácie je určený na špecifické použitie v strešnej konštrukcii a skladbe strešného plášťa. V súlade so zásadami navrhovania a realizácie konštrukcie strechy sa volí vždy rozdielny prístup pre jednotlivé typy použitej poistnej hydroizolácie, a to tak kontaktnej, ako aj bezkontaktnej. To sa týka aj riešenia detailov strechy.

Lepidlá a tesniace materiály
Na realizáciu vetrozábran a zamedzenie prenikaniu vody do jednotlivých vrstiev strešnej konštrukcie pri malom sklone strechy sa často v praxi používajú poistné hydroizolácie s integrovanou lepiacou páskou na jednom okraji. Výhodou použitia tohto typu fólie je možné spojenie jednotlivých pásov fólií, respektíve možnosť realizovať jednoduché utesnenie rôznych priestupov cez strešnú rovinu (obr. 4).

Vo všeobecnosti platí, že akékoľvek kvalitné materiály sú nedostatočné, ak sa nezabezpečí ich kvalitná montáž. Myslí sa tým podcenenie použitia vhodných lepiacich a tesniacich materiálov na spájanie parozábran, respektíve difúznych fólií, ale aj na utesnenie rôznych priestupov a okenných otvorov s fóliami, napojenie vrstvy fólie na okrajové časti stavby a podobne. Využitím vlastností polymérnych materiálov sa získal celý rad lepidiel na lepenie nielen plastov, ale aj rôznych stavebných materiálov, ako sú drevo, betón, kamenivo, železo a podobne. Podľa zloženia a postupu spájania v stavebníctve sa lepidlá delia na tieto druhy:

• disperzné – pozostávajú z disperzie termoplastického polyméru, napríklad PVAc (polyvinylacetát je plastická látka používaná na výrobu lakov a lepidiel) rozpustený vo vode, respektíve neutrálnej kvapaline. Používajú sa ako lepidlo na spájanie poréznych (nasiakavých) látok, napríklad dreva, pri ktorých treba zabezpečiť prenikanie vlhkosti smerom von. Na povrchu spoja vytvoreného disperzným lepidlom aj napriek prenikaniu vlhkosti ostáva zachovaný plastový film. Tento film má vysokú pevnosť (kohéziu) a vysokú závesnú silu (adhéziu), čo prispieva k vysokej pevnosti spoja;
• rozpúšťadlové – vznikajú rozpustením plastu v rozpúšťadle (acetón, chlórované uhľovodíky a podobne). Po odparení rozpúšťadla vzniká polymérny film, ktorý má väčšiu adhéznu ako kohéznu silu. Používa sa hlavne na spájanie plastov, pričom rozpúšťadlom sa naruší, ale nepoškodí lepený povrch (takzvané studené zváranie);
• kontaktné – vyrábajú sa z organického rozpúšťadla a pevnej látky, napríklad zo syntetického kaučuku. Odparený lepiaci film je mäkký a po stlačení vytvára pevný spoj. Pevnosť spoja závisí od tohto prítlaku, ktorý môže pôsobiť len krátko. Kontaktné lepidlá sú trvalo elastické a aplikujú sa na suchý povrch;
• reaktívne – vytvárajú spoj v dôsledku chemického zosieťovania. Reaktívne lepidlá začínajú sieťovať až po styku so spájaným povrchom, na rozdiel od ostatných lepidiel. Sú to zväčša dvojzložkové látky, ktoré sa miešajú pred použitím. Na spájanie nevyžadujú tlak, ale určitú teplotu okolitého prostredia.

Pri realizácii vetro- alebo vzduchotesných systémov striech použitím poistných hydroizolácií (difúzne fólie), respektíve parozábran sa na lepenie, ako aj na utesnenie rôznych priestupov používajú lepiace alebo tesniace pásky. Závisí to od toho, či ide o vonkajšiu časť strechy, ktorá by mala byť predovšetkým vetrotesná, alebo vnútornú (spodnú) časť strechy, ktorá by mala byť vzduchotesná. Pri niektorých apliká­ciách sa používajú tekuté tmely.

Lepiace pásky sú jednostranné s lepidlom z modifikovaného akrylátu nanesenom na podklade difúzne priepustnom alebo nepriepustnom (napríklad PE fólia, papier) a obojstranné s lepidlom z modifikovaného akrylátu spevneným polymérnou mriežkou.

Lepiace a tesniace (montážne) pásky sú obojstranné. Ako tesniaci a lepiaci materiál sa používa butylkaučuk, ktorý sa nanáša na papierový nosič.

Tesniace a lepiace tmely slúžia na utesnenie fólií a stavebných dielcov. Sú na báze polyuretánu a etylénu alebo nových, takzvaných MS polymérov. V prípade MS polyméru ide z pohľadu chemického zloženia o polyéter s metoxysilánovými koncovými skupinami. Spojuje a vylepšuje vlastnosti silikónových a polyuretánových tmelov a eliminuje ich slabiny. Neobsahuje rozpúšťadlá a má vynikajúcu priľnavosť k väčšine materiálov.

Záver
V praxi sa možno stretnúť s veľkým množstvom poistných hydroizolácií od rôznych výrobcov. Skutočnosť je však taká, že počet reálnych výrobcov je podstatne nižší, pretože v skutočnosti jeden výrobca vyrába poistné hydroizolácie pre viacero firiem. Tie sa odlišujú len povrchovou farebnou úpravou a potlačou. Preto sú zarážajúce rozdiely fyzikálnochemických vlastností uvádzané v technických špecifikáciách fólií.

Aby sa odstránili rozdiely a dal sa posúdiť rozsah údajov, treba porovnať kompletné údaje získané použitím rovnakých skúšobných metód v rovnakých metrických jednotkách. Tak sa dá vyhnúť celému radu nejasností a zabrániť škodám, ktoré by mohli vzniknúť na stavebnej konštrukcii, ak by sa použil nevhodný typ fólie. S tým súvisí aj používanie výrobcom odporúčaných lepiacich a tesniacich pásov a tmelov pre vetro- a vzduchotesnú vrstvu v streche alebo stavbe všeobecne. K eliminovaniu rôznych výsledkov laboratórnych skúšok na preukázanie fyzikálnochemických vlastností poistných hydroizolácií a parozábran má prispieť nová harmonizovaná norma EN 13 859 platná pre všetky členské krajiny EÚ.

TEXT: doc. Ing. Walter Waradzin, CSc.
FOTO: Klöber – HPI

Doc. Ing. Walter Waradzin, CSc., sa vo svojej dlhoročnej praxi zameriava na poradenskú a konzultačnú činnosť súvisiacu s technickým riešením striech so zameraním na fyzikálnochemické vlastnosti.

Literatúra:
1.    Halahyja M. – Chmúrny I. – Sternová Z.: Stavebná tepelná technik. Bratislava: JAGA GROUP, 1998.
2.    Brennecke W. – Folkerts H. – Haferland F. – Hart F.: Dachatlas, Institut für inter. Architektur – Dokumentation, München, 1980.
3.    Liersch K.: Belüftete Dach, Band 3. Wiesbaden und Berlin: Bauverlag GmbH, 1986.
4.    Crawford R. J.: Plastics Engineering, 3th Edition. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1998.
5.    Perry R. H. – Green D.: Perry´s Chem. Eng. Handbook, 6th Edition. New York: McGraw-Hill Book Company, 1984.
6.    Waradzin W. – Rypl J: Vlastnosti poistných hydro­izolácií a parozábran z hľadiska noriem. In: Stavebné materiály, roč. III., 2007, č. 3, s. 80 – 81.
7.    Holzapfel W.: Werstoffkunde fuer Dach-,Wand- und Abdichtungstechnik.  Kolín: R. Muller,1999.
8.    Schunck E. – Oster H. J. – Barthel R. – Kiessl K.: ­Atlas striech. Bratislava: JAGA GROUP, 2003.
9.    Hejhálek J.: Reflexní tepelná technika a termo-reflexní fólie. In: Stavebnictví a interiér, 2007, č. 3.
10.    Bednářová P.: Použitie parozábran v šikmých strechách. In: Stavebné materiály, roč. V, 2009, č. 1 – 2, s. 40 – 41.
11.    Firemné materiály: DuPont, Lenzing Plastics, Ten Cate Nicolon, Juta, Dörken, Web Dynamics Klober-Hpi, DSM Plastics, Monarflex, Bauder, GE Sealants and Adhesives, Kaneka Corp., Coatec, Schonox.