KONSTRUKCE ŠIKMÝCH STŘECH

Transkript

1 stavitel Scia Engineer E u ro kó d y i nte g ro va n é v s o f t wa re více než 20 let vývoje soōware nejrozšíǝenģjší systém pro staɵku nejúplnģjší posudky na trhu ocel, beton, dǝevo a hliník dle EC veškeré Národní pǝílohy nepǝetržitý vývoj a aktualizace Nemetschek Scia, s.r.o. Evropská 2591/33e, Praha, tel.: Slavíēkova 827/1a, Brno, tel.: info@scia.cz, KONSTRUKCE ŠIKMÝCH STŘECH B. Straka, M. Novotný a kol. Komplexní soōware pro návrh a posudek konstrukcí dle Eurokódƽ Bohumil Straka, Miloslav Novotný, Jana Krupicová, Milan Šmak, Karel Šuhajda, Zdeněk Vejpustek KONSTRUKCE ŠIKMÝCH STŘECH stavitel

2

3

4 Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno. Konstrukce šikmých střech Doc. Ing. Bohumil Straka, CSc., prof. Ing. Miloslav Novotný, CSc., Ing. Jana Krupicová, Ph.D., Ing. Milan Šmak, Ph.D., Ing. Karel Šuhajda, Ph.D., Ing. Zdeněk Vejpustek, Ph.D. Tiráž tištěné verze: Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 obchod@grada.cz, tel.: , fax: jako svou publikaci Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová Sazba Martina Mojzesová Fotografie na obálce Fotobanka Allphoto Fotografie v textu z archivu autorů, pokud není uvedeno jinak Ilustrace z archivu autorů Počet stran 232 První vydání, Praha 2013 Vytiskla Tiskárna PROTISK, s. r. o., České Budějovice Grada Publishing, a.s., 2013 Cover Design Grada Publishing, a.s., 2013 Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků. ISBN elektronické PUBliKACe: ISBN (elektronická verze ve formátu PDF) ISBN (elektronická verze ve formátu EPUB)

5 Obsah Úvod Vlivy působící na střešní konstrukce Vliv zeměpisné polohy Vliv teploty a vlhkosti vnějšího vzduchu Vliv slunečního záření Vlivy atmosférických srážek Vliv seismicity Spad a chemické exhalace Biologické a bakteriologické vlivy Hluk a chvění Vlivy vnějšího a vnitřního provozu Vliv vlastní tíhy střešní konstrukce Základní tvary šikmých střech Pultové střechy Sedlové střechy Valbové a polovalbové střechy Stanové střechy Mansardové střechy Pilové střechy Zakřivené střešní plochy Odvodnění šikmých střech Návrh tvaru a spádování střech Systém odvodnění šikmých střech Návrh odvodňovacího systému šikmých střech Střešní pláště šikmých střech Základní požadavky na střechy Vodotěsnicí funkce Tepelnětechnické požadavky Akustické požadavky Požárněbezpečnostní požadavky Používané prvky ve skladbách šikmých střech Krytina Vzduchová vrstva Doplňková vodotěsnicí vrstva Tepelné izolace Parozábrany Jednoplášťové šikmé střechy Výhody a nevýhody Příklady skladeb Dvouplášťové šikmé střechy Výhody a nevýhody Příklady skladeb

6 4.5 Tříplášťové šikmé střechy Výhody a nevýhody Příklady skladeb Typické detaily Konstrukční soustavy šikmých střech Základní tradiční soustavy Krokevní a hambalkové soustavy Vaznicové soustavy Soudobé a perspektivní soustavy Vazníkové soustavy Rámové soustavy Obloukové soustavy Kombinované konstrukční dílce a soustavy Střechy srubových staveb Prostorové soustavy Nástavby a vestavby Navrhování a posuzování dřevěných konstrukcí šikmých střech Základní postup při návrhu konstrukce zastřešení Materiály pro nosné konstrukce Spojovací prostředky pro přípoje nosných prvků a dílců Statické řešení Základní způsoby namáhání a posouzení konstrukce Výpočtové modely konstrukcí šikmých střech Výpočtové modely vybraných konstrukčních soustav Ochrana konstrukcí šikmých střech Ochrana proti povětrnostním vlivům a biotickým škůdcům Ochrana střešní konstrukce proti požáru Průzkumy, poruchy a rekonstrukce střech Hlavní zásady při průzkumu střešních konstrukcí Vady, poruchy a rekonstrukce nosných střešních konstrukcí Vady, poruchy a rekonstrukce střešních plášťů Vady a poruchy způsobené špatným projektem Poruchy způsobené vadami použitých materiálů Poruchy způsobené nekvalitním provedením střechy Poruchy způsobené změnami okrajových podmínek Poruchy způsobené překročením předpokládané životnosti Poruchy způsobené zanedbanou údržbou Poruchy vzniklé havárií Poruchy detailů Opravy a rekonstrukce střešních plášťů šikmých střech Literatura Rejstřík

7 Úvod 7 Úvod Publikace je zpracována pro odbornou veřejnost, investory, projektanty stavebních konstrukcí, stavebníky a uživatele domů a dalších objektů pozemních staveb zastřešovaných šikmými střechami. Může být rovněž vhodným studijním materiálem pro studenty v oboru pozemních staveb. Tradičním, avšak stále perspektivním a nejvíce používaným materiálem pro nosné konstrukce šikmých střech je dřevo. Z toho důvodu je publikace zaměřena na konstrukce vyrobené ze dřeva a materiálů na bázi dřeva. Na trhu je v současné době řada odborné technické literatury určené pro různé okruhy čtenářů, která se zabývá problematikou zastřešování budov. Snahou autorského kolektivu bylo vytvořit ucelený přehled soudobých a nových typů konstrukcí, střešních plášťů a problémů šikmých střech, včetně souvislostí s aktuálními požadavky, jež je potřeba při jejich návrhu a realizaci dodržet. Téma se jeví aktuální zejména v době, kdy se zvyšují nároky na energetickou náročnost budov a efektivní využívání podstřešního prostoru prováděním půdních vestaveb či nástaveb u stávajících objektů. Do publikace byla zařazena problematika zahrnující: přehled vlivů působících na střešní konstrukce, typy střešních plášťů a jejich skladbu, tradiční, soudobé a nové typy střešních konstrukčních soustav, zásady navrhování a posuzování dřevěných střešních konstrukcí, používané materiály a spojovací prostředky, způsoby ochrany dřevěných konstrukcí proti biotickým škůdcům, požární odolnost a ochranu konstrukcí proti požáru, vady a poruchy střešních plášťů, vady a poruchy nosných konstrukcí střech, příklady rekonstrukce střešních plášťů a nosných konstrukcí střech. Střešní konstrukce patří mezi nejexponovanější části stavebního objektu. Obecně sestávají z nosné konstrukce a střešního pláště. Základní funkcí střechy je chránit objekt proti nepříznivým klimatickým vlivům, tedy zejména před srážkami, větrem a v neposlední řadě před přímým slunečním svitem. Spolu s ostatními oplášťujícími konstrukcemi se podílí na zabezpečení požadovaného stavu vnitřního prostředí v objektu. Je tedy zřejmé, že střešní konstrukce jsou jednou ze základních konstrukcí stavebních objektů a jejich správné řešení významně přispívá k celkové trvanlivosti a životnosti stavby. Rozdělení střech je dáno normou ČSN Navrhování střech. Základní ustanovení. 02/2011, kde jsou střechy děleny podle sklonu vnějšího povrchu střešní plochy na: šikmé střechy: střechy se sklonem vnějšího povrchu 5 < α 45, strmé střechy: střechy se sklonem vnějšího povrchu 45 < α < 90, střechy se sklonem do 5 jsou označovány za ploché. Střechy obecně náleží mezi jedny z nejsložitějších stavebních konstrukcí, zřejmě také proto, že jejich poruchy či vady se poměrně rychle projeví a vyžadují obvykle okamžitou opravu, zejména pokud dochází k zatékání do objektu. Závady střech se ovšem neprojevují jen zatékáním, ale rovněž zvýšenou kondenzací vodní páry uvnitř konstrukce, která se může projevit později. Nejen z těchto důvodu jsou na zastřešení kladeny poměrně významné

8 8 Konstrukce šikmých střech a specifické požadavky. Tak jako všechny stavební konstrukce musejí i tyto po dobu své životnosti splňovat zejména požadavky dle vyhlášky MMR 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby, a to: mechanickou odolnost a stabilitu, požární bezpečnost, ochranu zdraví, zdravých životních podmínek a životního prostředí, ochranu proti hluku, tepelnou ochranu a úsporu energie, bezpečnost při užívání. Mezi další důležité požadavky patří také celkový architektonický vzhled stavebního objektu (u mnohých objektů je střecha rozhodující architektonický útvar objektu). Tvar a konstrukce šikmé střechy jsou tudíž velmi závislé na architektonickém a dispozičním řešení stavebního objektu (zejména půdorysném řešení a účelu). U individuálních staveb, jako jsou sportovní, víceúčelové, rekreační a jiné objekty, je v mnoha případech architektonické řešení nadřazeno řešení stavebně-technickému. Mnohdy jsou požadavky na tvary, sklony střech, ale také na samotné střešní krytiny stanoveny v regulativních požadavcích územního plánu měst a obcí. Autoři děkují kolegům, kteří poskytli své příspěvky, a rovněž firmám, jež umožnily použít své materiály v této publikaci. Odkazy na spolupracující firmy a další společnosti, jejichž profesní činnost souvisí s danou tematikou, jsou jmenovány přímo v textu. Pro snadnější orientaci čtenářů jsou v přehledu literatury uvedeny odkazy na internetové stránky firem se stručným popisem jejich činnosti. Zvláštní poděkování patří Ing. Marii Rusinové, Ph.D., a Ing. Michalu Zajícovi za spolupráci při zpracování textu o požární bezpečnosti a dále Ing. Zuzaně Kolářové, Ing. Markétě Kluďákové, Ing. Petru Krejčiříkovi, Ing. Petru Jelínkovi a Bc. Kateřině Hradilové za spolupráci při tvorbě publikace. Za autorský kolektiv doc. Ing. Bohumil Straka, CSc., prof. Ing. Miloslav Novotný, CSc. Brno, leden 2013

9 Vlivy působící na střešní konstrukce 9 1 Vlivy působící na střešní konstrukce Střešní konstrukce je součástí obvodového pláště budovy, který odděluje vnitřní prostředí objektu od vnějšího, a je proto výrazně namáhána zejména povětrnostními vlivy. Dle využití podstřešního prostoru přibývají pak další aspekty, které působí na střešní konstrukci. Rozhodující vlivy, které je nutno zohlednit při návrhu nosné konstrukce a střešního pláště, jsou tyto: zeměpisná poloha a s ní spojené charakteristiky vnějšího prostředí teplota vnějšího vzduchu, sníh, vítr, intenzita deště a slunečního záření, seismicita apod., spad a chemické exhalace, biologické a bakteriologické vlivy, hluk a chvění, vlivy vnějšího i vnitřního provozu zatížení od provozu, požární bezpečnost apod., vliv vlastní tíhy konstrukce a střešního pláště. Tyto vlivy se liší intenzitou, dobou a délkou působení, záleží vždy na konkrétním umístění, konstrukčním systému a využití objektu. Dle délky působení jsou vlivy stálé, tj. působící po celou dobu životnosti konstrukce (např. zeměpisná poloha, vlastní tíha konstrukce), vlivy dlouhodobé (např. exhalace), periodicky se opakující (např. sluneční záření, kolísání teplot v ročních či čtyřiadvacetihodinových periodách), krátkodobé (např. déšť, sníh, vítr) či mimořádné (např. seismické otřesy). [8] Obr. 1.1 Vlivy působící na střešní konstrukci S ohledem na působící vlivy jsou na střešní konstrukci kladeny konkrétní požadavky, které musejí být dodrženy při návrhu, realizaci i následné údržbě využívaného objektu. Podrobněji jsou jednotlivé požadavky rozvedeny v kapitolách 1.1 až Vliv zeměpisné polohy Polohopisné a výškopisné umístění objektu určuje hlavní povětrnostní vlivy působící na obvodový plášť objektu. Důležité je také umístění objektu s ohledem na okolní zástavbu a konfiguraci blízkého okolí budova umístěná v údolí uprostřed zástavby nebude tak výrazně namáhána například působením větru jako stejná budova postavená na návrší mimo obytnou oblast. Střešní konstrukce musejí být navrženy tak, aby byly schopny odolávat působení klimatických jevů bez zhoršení nebo jen s přípustným zhoršením svých fyzikálních, mechanických a jiných užitných vlastností.

10 10 Konstrukce šikmých střech Vliv teploty a vlhkosti vnějšího vzduchu Teplota a vlhkost vnějšího vzduchu jsou důležitými okrajovými podmínkami pro tepelně- -vlhkostní návrh střešního pláště, zejména s ohledem na ochranu tepla, možnost kondenzace vodní páry, průvzdušnost a ovlivňování teplot vnitřního vzduchu v objektu. Z těchto hledisek se analyzují zejména vnější poměry v zimním a letním období, případně i vliv kolísání teploty či vlhkosti v průběhu dne a noci. Konkrétní hodnoty teploty a vlhkosti vzduchu v exteriéru můžeme pro dané místo stavby v ČR nalézt v ČSN , podobně jako tepelnětechnické požadavky na obvodový plášť. Případně lze vycházet přímo ze statistických měření hydrometeorologických ústavů. V současné době, kdy je často diskutovanou otázkou energetická náročnost budov zahrnující také množství energie potřebné pro chlazení interiéru, narůstá na významu posouzení tepelné stability objektu v letním období. Změny teplot vnějšího vzduchu mají za následek objemové změny materiálů a s nimi související napjatosti a případné destrukce. Teplota povrchu střechy je závislá také na působení slunečního záření, barvě, emisivitě a struktuře povrchu krytiny a na tepelné vodivosti vrstev pod povrchem tmavá střešní krytina může být v letních měsících namáhána teplotou až kolem 85 C. Při návrhu vnějších vrstev střechy a jejich kotvení je nutné počítat s tepelnou roztažností použitých materiálů. Podle údajů o namáhání střech teplotou obsažených v ČSN [59] se pro posuzování teplotní roztažnosti prvků střech uvažuje v ČR obvykle s teplotním rozmezím 100 K. Z hlediska statiky se počítá zatížení střech teplotou dle ČSN EN (Eurokód 1) [43]. Změny tvaru použitých materiálů vlivem teplotních výkyvů vedou k navrhování tzv. dilatačních spár v rámci vrstev střešního pláště. Působení teplot může urychlit chemickou korozi a celkové stárnutí použitých materiálů v konstrukci střešního pláště nebo v kombinaci s vodou může vést k rozrušování pórovitých látek. Teplota a vlhkost mají také vliv na zpracování materiálů při realizaci střešní konstrukce Vliv slunečního záření Sluneční záření má více složek, z nichž je velmi nebezpečné zejména ultrafialové spektrum způsobující degradaci řady stavebních materiálů. U střešních konstrukcí jsou to krytiny, případně povlakové vodotěsnicí vrstvy, které jsou těmto účinkům vystaveny nejvíce a musejí vykazovat dostatečnou odolnost vůči tomuto záření. Některé krytiny, jako např. přírodní břidlice, měděný plech, skleněné, betonové nebo keramické tašky, již svým vlastním složením dlouhodobě odolávají působení UV paprsků. Jiné materiály, zejména na bázi plastů nebo asfaltů, prošly vývojem, kdy se jejich odolnost podstatně zvýšila. Dle ČSN [59] musí být konstrukce střechy navržena z takových materiálů, které odolávají působení UV záření. Pokud se použije z tohoto pohledu nevyhovující materiál, musí být zabudován tak, aby na něj po celou dobu životnosti konstrukce nemohlo dopadat přímé ani odražené sluneční záření. Přímé sluneční záření dále způsobuje zvýšení teploty povrchových materiálů, jak bylo již popsáno v předcházejícím odstavci.

11 Vlivy působící na střešní konstrukce Vlivy atmosférických srážek Atmosférické srážky v jakékoliv podobě výrazně ovlivňují střešní konstrukci, ať již statickým, či dynamickým působením, nebo působením vlhkosti. Patří sem déšť, sníh, námraza, kroupy apod. Konkrétní údaje o těchto vlivech (jejich zatížení, intenzitě atd.) lze získat z dlouhodobého měření a statistického vyhodnocování hydrometeorologických ústavů nebo z příslušných norem. Sníh Zatížení vyvolané sněhovou pokrývkou či námrazou je jedna ze základních složek zatížení u střešní konstrukce. Hodnoty charakteristické (základní) tíhy sněhu jsou pro dané místo stavby uvedeny v mapě sněhových oblastí ČR obsažené v příloze ČSN EN (Eurokód 1) [41]. Nejvyšší zatížení se vyskytuje v horských oblastech, které odpovídají 8. sněhové oblasti s charakteristickou hodnotou zatížení sněhem větší než 4 kn/m 2 (resp. 400 kg/m 2 ) půdorysné plochy střechy. Výsledné zatížení sněhem uvažované pro statický návrh konstrukce je dále ovlivněno tvarem a sklonem střechy, kdy se zvažuje také možnost tvorby závějí a zadržování sněhu na střeše (např. při použití sněhových zachytávačů). Stavby se doporučuje navrhovat tak, aby bylo omezeno ukládání sněhu na střechách. Všechny části konstrukce v přímém styku se sněhovou pokrývkou mohou být namáhány hydrostatickým tlakem, který vzniká v důsledku fyzikálních přeměn sněhu ve vodu. Sníh se na střeše může kvůli gravitaci, fyzikálním přeměnám a větru pohybovat a způsobovat tak i dynamické namáhání konstrukce a namáhání krytiny třením a nárazy. Skluz sněhu po střeše je ovlivněn kromě tvaru střechy taky materiálem krytiny, slunečním zářením, tepelným tokem z interiéru i prohříváním krytiny sluncem na místech bez sněhové pokrývky. Upřednostňuje se volný skluz sněhu ze střechy, nesmí ovšem dojít k ohrožení provozu v okolí objektu. Pro zadržení sněhu, omezení dynamických účinků na krytinu při skluzu a k úpravě pohybu sněhu na střeše je možné použít například sněhové zachytávače nebo rozrážecí klíny. Dále se musí počítat s možností vlivu námrazy, která vzniká v důsledku kontaktu roztátého sněhu s chladnými povrchy materiálů. Voda může zamrzat i na vodotěsnicí vrstvě pod skládanou krytinou. [59] Vítr Podobně jako sníh se i vítr značnou měrou podílí na zatížení střech. Statické posouzení konstrukce vůči působení větru vychází z ČSN EN [42] (Eurokód 1). Jeho vliv vzrůstá s výškou objektu, s ohledem na tvar střechy a hmotnost samotné konstrukce. Vítr může působit jako statické zatížení tlak směrem kolmo na povrch konstrukce nebo jako sání působící směrem od povrchu konstrukce (sání může způsobovat nadzvednutí krytiny nebo jiných vnějších vrstev střechy), nebo jako zatížení dynamické projevující se například formou rozkmitání konstrukce, případně vyvoláním nepříznivých akustických vlivů. V některých případech (zejména u krytin s tvarovaným povrchem) je třeba uvážit i vliv tření. Výraznější namáhání větrem je uvažováno u okrajových částí střech, například u okapů, rohových oblastí budov a atik, kde je pak potřeba řešit výraznější kotvení jednotlivých vrstev a částí střech. Na účinky zatížení větrem, včetně zvýšených hodnot zatížení, musí být navržena nosná konstrukce střechy i konstrukce střešního pláště.

12 12 Konstrukce šikmých střech Déšť Dle požadavků stanovených v ČSN [59] se střecha navrhuje tak, aby voda nepronikla do chráněných konstrukcí ani do podstřešních prostor a byla bezpečně odváděna odvodňovacím systémem. U šikmých střech se jedná zejména o okapní systémy, jejichž dimenze je odvozena z velikosti odvodňované plochy, typu odvodňovaného povrchu (což vyjadřuje tzv. součinitel odtoku) a intenzity dešťových srážek v dané lokalitě. Vydatnost deště lze určit jejím dlouhodobým měřením nebo dle ČSN [62]. Obvykle lze vycházet z hodnoty 0,025 l/(s.m 2 ), která odpovídá průtrži mračen. Potřebné profily odvodňovacích prvků lze pak stanovit v souladu s ČSN [60]. Podrobněji je odvodu vody ze střech věnována kapitola 3. Zatížení od vlastní tíhy dešťových srážek se při návrhu střechy obvykle neuvažuje, pokud se nejedná o konstrukci s možností nashromáždění dešťové vody (například při nefunkčnosti střešního vtoku u plochých střech, u zelených střech nebo v místech překážek toku vody). Dešťové a další srážky mohou navíc ovlivňovat konstrukci mechanickým působením nebo i chemickým působením tzv. kyselého deště Vliv seismicity Zavedením evropských norem do soustavy české legislativy a jejich závazností je nutné budovy dimenzovat také na účinky seismického zatížení. Zatížení a systém výpočtu popisuje ČSN EN (Eurokód 8) [46]. U střešních konstrukcí se bude jednat z tohoto pohledu o vhodné vytvoření prostorového nosného systému střechy, správné řešení kotvení a dalších detailů. Zásadní je navržení účinných výztužných a stabilizačních systémů. 1.2 Spad a chemické exhalace V ovzduší se běžně vyskytují znečišťující plynné, kapalné i pevné částice, které mají na obvodové pláště budov negativní přímý nebo nepřímý vliv (až po reakci s dalšími látkami, při spolupůsobení vlhkosti apod.). Způsobují různé druhy a stupně degradace vlastností materiálů. Podstatnou roli při rozrušování povrchových vrstev mají také další spolupůsobící vlivy, jako je například ozón, UV záření nebo fotochemické oxidanty, které ještě více umocňují vliv fotochemického smogu. Mezi z tohoto pohledu nebezpečné plynné látky v ovzduší patří třeba oxid siřičitý či sírový, oxid dusíku nebo chlorovodík. Tyto látky způsobují degradaci některých organických materiálů (pryže, plastů, nátěrových hmot) a spolu se vzdušnou vlhkostí vytvářejí kyseliny, jež urychlují například korozi kovových materiálů. Nejnebezpečnější kapalnou látkou je kyselina sírová, vyskytující se v podobě tzv. kyselého deště. Jedná se o vzdušný oxid siřičitý zoxidovaný na oxid sírový, který následně se vzdušnou vlhkostí reaguje a vytváří kyselinu. Působením na polyamidy, celulózu, polyestery a další látky může vyvolat hydrolytické štěpení polymerů a tím urychlovat jejich stárnutí. Znečištěné ovzduší obsahuje různé prašné částice, jejichž agresivita závisí na chemickém složení a chemických vlastnostech. Ve vodě nerozpustné částečkové emise nejsou nijak

13 Vlivy působící na střešní konstrukce 13 závažné, problémem jsou spíše chemicky aktivní anionty, které mohou značně zvyšovat korozní účinky atmosféry. Negativní vliv mají částice způsobující abrazi nebo zašpinění povrchu (například saze, popílek). Největším problémem částečkového spadu je usazování nečistot a zrníček zeminy a následný růst vegetace na střechách. Z tohoto pohledu se doporučuje zejména v oblastech s větším znečištěním ovzduší navrhovat hladké nebo lehce čistitelné krytiny a ideálně také provést střechy s větším spádem. Běžné atmosférické vlivy zahrnují kombinaci chemických, tepelných a elektromagnetických vlivů přírodního původu na střechu. 1.3 Biologické a bakteriologické vlivy V ovzduší se nacházejí i bakterie a biologické látky, které se do něj dostávají prouděním vzduchu. Jedná se zejména o dřevokazné houby, plísně nebo hmyz, který pak napadá dřevěné konstrukce. Dalším nebezpečím jsou u ozeleněných střech biologické a bakteriologické účinky na hydroizolaci, resp. na vodotěsnicí vrstvu; zde je nutné navrhovat materiály odolné vůči půdnímu bioklimatu a proti prorůstání kořenů rostlin. Podobné riziko vzniká při nechtěném růstu zeleně na střechách v místech zanesených nečistotami. Biologické vlivy tedy zahrnují působení živočichů, rostlin i mikroorganismů, popřípadě jejich produktů. Negativní vliv na střešní krytiny má například ptačí trus v místech výskytu holubů, čápů apod. V podkrovním prostředí se mohou vyskytovat exkrementy netopýrů a kunovitých živočichů, které přispívají k degradaci dřeva. Někteří výrobci stavebních materiálů mají již speciální atesty na biologickou a bakteriologickou odolnost svých výrobků. [8] 1.4 Hluk a chvění Při návrhu střešní konstrukce je potřeba zohlednit také akustické namáhání konstrukce, jehož původcem může být zdroj hluku umístěný mimo objekt, zdroj připevněný ke střeše nebo situovaný v interiéru budovy a rovněž dynamické účinky větru. Posuzuje se tedy šíření hluku z vnějšího prostředí do chráněného vnitřního prostoru staveb (například do obytného podkroví) a také naopak zatěžování okolního prostředí hlukem od provozu v daném objektu (například u průmyslové výrobní haly). Rozlišujeme dvě varianty přenosu hluku přenos zvuku vlněním v prostředí, ve němž se zdroj vyskytuje, tj. obvykle vzduchem, a přenos zvuku kmitáním či chvěním konstrukce. Vzduchem šířené zvukové vlnění způsobují vnější nebo vnitřní zdroje hluku například blízké letiště, ventilátor vzduchotechniky umístěný v podkroví apod. Z tohoto pohledu je potřeba navrhnout střešní plášť a případně i další konstrukce s dostatečnou vzduchovou neprůzvučností. Zařízení připevněné ke stavební konstrukci může způsobovat při svém provozu také nežádoucí vibrace, které jsou dále přenášeny vedením zvuku materiálem do všech navazujících prvků stavby. Toto šíření zvuku je možné omezit vhodným kotvením nebo uložením zdroje hluku na konstrukci, úpravami v technologii samotného zařízení, výběrem méně hlučného zařízení, změnou v umístění zdroje hluku apod. Problematika šíření hluku a požadavky

14 14 Konstrukce šikmých střech na konstrukce z hlediska akustiky jsou uvedeny v ČSN [50] nebo v příslušných hygienických předpisech, podrobněji jsou popsány také v kapitole Vlivy vnějšího a vnitřního provozu V důsledku konkrétního využití objektu a také využití jeho střešní konstrukce vyvstávají další požadavky na střešní konstrukci. Jedná se zejména o již zmíněné akustické zatížení konstrukce od provozu v objektu nebo v jeho blízkosti, dále o stanovení požární odolnosti používaných materiálů a konstrukcí nebo o provozní, respektive užitné zatížení vyvolané užíváním stavby. Provozní využívání střech jakožto střech pochozích, pojízdných, heliportů apod. je záležitostí obvykle plochých střech se sklonem max. 5. U šikmých střech s výraznějším spádem není provozní využívání obvyklé (zejména z hlediska bezpečnosti provozu na střeše) a vyšší zatížení může vzniknout například u ozeleněné varianty střešního pláště. Nicméně při návrhu střešní konstrukce je potřeba vždy zohlednit také údržbu a přístup k zařízením nebo technologickým prvkům umístěným na střeše, například ke komínu. Minimálně dotčená část střešní plochy musí pak vyhovovat potřebnému provoznímu zatížení. Vnitřní provoz může vyvolat zvýšené požadavky na konstrukce například nutností kotvení jeřábové dráhy nebo dalších provozních zařízení. Zatížení stavebních konstrukcí pro následný statický návrh je popsáno zejména v ČSN EN (Eurokód 1) [39]. Co se týká požární odolnosti střešní konstrukce, vychází se při návrhu nosné konstrukce a střešního pláště (zejména podhledových konstrukcí) z požadavků ČSN [53] a souvisejících norem. Vstupními údaji jsou zde zejména požární zatížení v interiéru či exteriéru stavby, požární odstupové vzdálenosti, možnost požárního zásahu a hašení nebo únik osob v době požáru z objektu. Požární bezpečnosti střešních konstrukcí jsou věnovány kapitoly a Vliv vlastní tíhy střešní konstrukce Vlastní tíha střešní konstrukce ovlivňuje obvykle i návrh celého nosného systému budovy, protože se jedná o nejsvrchnější část objektu, která je podepřena níže umístěnými prvky systému. Záleží na hmotnosti jak nosné konstrukce zastřešení, tak na skladbě střešního pláště. Značnou roli při návrhu mají klimatické vlivy, jako je sníh a vítr (viz např. kapitolu 1.1.3). Povětrnost působí na střešní plášť a zatížení se přenáší nosnou konstrukcí zastřešení dále do konstrukčního systému objektu. U vlastní hmotnosti střešního pláště hraje výraznou roli tíha samotné krytiny, v případě využívaného podstřešního prostoru pak také typ použité podhledové konstrukce. Z hlediska možných skladeb šikmých střech je asi nejtěžší variantou tzv. zelená střecha, kdy je při návrhu nosné konstrukce potřeba zvážit také tíhu vlhkých vegetačních vrstev. Dále se nesmí opomenout také další zařízení, například technologická, jež jsou ke střešní konstrukci připevněna nebo na ni zavěšena. Při výpočtu zatížení se vychází z ČSN EN (Eurokód 1) [39] nebo z podkladů jednotlivých výrobců stavebních konstrukcí, materiálů či technologických zařízení.

15 Základní tvary šikmých střech 15 2 Základní tvary šikmých střech Sklonité střechy se vyznačují spádem střešních rovin vyšším než 5, kdy střechy o sklonu 5 < α 45 nazýváme šikmými a střešní konstrukce se sklonem vyšším jsou označovány jako strmé. Tvar střechy je závislý na půdorysu a účelu budovy. Spád střešních rovin je ovlivněn tvarem střechy a druhem použité krytiny nebo opačně. Pro návrh střešního pláště je nutné předem teoreticky vyřešit jeho tvar a sestrojit průměty průsečnic (hřebeny, nároží, úbočí, úžlabí) jednotlivých střešních rovin. Vzhledem k tomu, že při teoretickém řešení střech se předpokládá umístění celé střechy na půdorysné průmětně, je okap stopou příslušné střešní roviny. Pro názornost bude vhodné popsat používané názvosloví u tvarování střech, jedná se o tyto základní části: okap nejnižší vodorovný okraj střešní plochy (voda zde odtéká ze střešní plochy), štít okraj střechy, kde voda teče rovnoběžně a nestéká mimo střešní plochu, hřeben vodorovná průsečnice střešních ploch, od níž střešní plochy sestupují, nároží sklonitá průsečnice, od níž střešní plochy sestupují, úbočí sklonitá průsečnice, ke které střešní plochy sestupují, úžlabí jedná se o úbočí s minimálním spádem; je to oblast střechy v okolí průniku střešních rovin, která často vyžaduje jiné řešení, zejména vodotěsnicí vrstvy, oproti přilehlé části střešních rovin, sběžiště proniky nároží a hřebene, atika ohraničující konstrukce na okraji střechy vystupující nad přilehlou úroveň střechy; obvykle se používá k zabránění toku vody ze střechy na chráněné konstrukce. půdorys prostorový model Obr. 2.1 Příklad tvaru střechy s používaným názvoslovím Podle tvaru střešní plochy mohou být jednotlivé střešní plochy vytvářené konstrukcí krovu: rovinné, zakřivené, kombinované. Podle geometrického tvaru se šikmé střechy dělí na: pultové, sedlové, valbové, polovalbové,

16 16 Konstrukce šikmých střech stanové, mansardové, pilové, zakřivené střešní plochy. 2.1 Pultové střechy Pultové střechy se skládají z jedné skloněné střešní roviny ohraničené okapem a hřebenem. Po stranách je ohraničena bočními štíty a štítem hřebenovým. Užívají se u objektů postavených na hranici pozemku, případně pro zastřešení přístavků a jednoduchých staveb, často s malým rozpětím nosné konstrukce. Obr. 2.2 Pultová střecha foto a schéma (objekt s plechovou krytinou Ekskäret norrtailje, zdroj: Rheinzink ČR, s. r. o.) 2.2 Sedlové střechy Skládají se ze dvou střešních rovin ohraničených dvěma okapy a dvěma štíty. Průnik střešních rovin tvoří hřeben. Sedlové střechy jsou nejvíce rozšířené zejména v řadové zástavbě. Obr. 2.3 Sedlová střecha foto a schéma (objekt mezinárodního institutu Shumei, zdroj: Rheinzink ČR, s. r. o.)

17 Základní tvary šikmých střech 17 Při vhodné geometrii střechy a nosné konstrukci se využívají často pro výstavbu podkroví, zejména pro svou jednoduchost jak tvarovou, tak konstrukční. V případě průniku dvou sedlových střech se stejnou výškou hřebene vzniká střecha křížová nebo polokřížová. 2.3 Valbové a polovalbové střechy Jedná se o zvláštní typ sedlové střechy. Sedlovou střechu s dvěma valbami tvoří čtyři střešní plochy ohraničené na všech stranách okapem. Sedlovou střechu s valbami je možno využít především u samostatně stojících objektů. U objektů jednostranně řadových (stojících na hranici pozemku) je možno užít sedlovou střechu s jednou valbou. Sedlovou střechu s polovalbou (někdy nazývána valbičkou) tvoří poloviční valby s okapem výše než u hlavních střešních ploch, s funkcí většinou pouze estetickou. Jinou variantou sedlové střechy s polovalbou je tvar s okapy ve stejné úrovni a malými štítovými plochami nad polovalbou, případně vyložení polovalby nad štítovou stěnu, tzv. kabřinec (kukla). Obr. 2.4 Valbová střecha foto a schéma (zdroj: TONDACH Česká republika, s. r. o.) Obr. 2.5 Polovalbová střecha foto a schéma (zdroj: TONDACH Česká republika, s. r. o.)

18 * 18 Konstrukce šikmých střech 2.4 Stanové střechy Stanové střechy jsou tvořeny zpravidla ze čtyř střešních rovin sbíhajících se ve vrcholu (geometrický útvar jehlan) a mají ze všech stran okap. Stanové střechy je možno užít především u samostatně stojících objektů. Variantou jsou střechy mnohoúhelníkové případně kuželové. Pokud se jedná o střechu strmou, označujeme stanovou střechu jako věžovou. Obr. 2.6 Stanová střecha jehlanová a věžová foto a schéma (zdroj: TONDACH Česká republika, s. r. o.) 2.5 Mansardové střechy Mansardové střechy jsou variantním řešením sedlových střech (případně pultových nebo stanových). Jsou složené ze dvou dvojic střešních rovin nestejného sklonu. Název dostaly podle francouzského architekta Julese Mansarda ( ). Mansardové střechy jsou vhodné pro budování podkrovních vestaveb. V současné době se s výhodou užívá i tzv. falešná mansardová střecha, tj. sedlová střecha doplněná o mansardové obklady na svislých stěnách posledního podlaží. Obr. 2.7 Mansardová střecha foto a schéma (zdroj: TONDACH Česká republika, s. r. o.)

19 Základní tvary šikmých střech Pilové střechy Pilové střechy obecně sestávají ze sdružených střech pultových nebo asymetrických střech sedlových. Pilové asymetrické sedlové střechy byly variantně prováděny se zakřivenou delší stranou. Pilové střechy se užívaly převážně na jednopodlažní průmyslové haly, dílny apod. se současným využitím kolmé nebo strmé části jako světlíku (horní osvětlení). V současné Obr. 2.8 Pilová střecha foto a schéma (objekt Avenham Park Pavilion, Preston, Velká Británie, zdroj: Rheinzink ČR, s. r. o.)

20 20 Konstrukce šikmých střech době jsou pilové střechy nahrazeny střešními světlíky na střechách různého tvaru, zejména však na střechách plochých. Pilové střechy se zakřivenými střešními plochami se nazývají střechami šedovými. 2.7 Zakřivené střešní plochy Zakřivené střešní plochy se u krovových soustav užívají obvykle jen v ojedinělých případech, například u kopulí a bání, pilových střech, zakřivených valených střech, cibulových věží apod., zejména vzhledem k obtížné a pracné realizaci. V současné době se zakřivené střechy většinou provádí ze zakřivených lepených nosníků, příhradových vazníků se zakřiveným pásem, ale také jako skořepiny a klenby (podrobněji viz kapitolu 5.2). Obr. 2.9 Příklady zakřivených střešních ploch Obr Příklady zakřivených střešních ploch s krytinou Rheinzink (zdroj: vlevo rodinný dům foto Atelier Simona, vpravo objekt Zijdewind Rheinzink ČR, s. r. o)

21 Odvodnění šikmých střech 21 3 Odvodnění šikmých střech Velmi důležitým úkolem každé střešní konstrukce, resp. střešního pláště je bezpečné odvedení srážkové vody. Je potřeba správně vyřešit vyspádování střešních rovin a realizovat vodě nepropustnou konstrukci, včetně veškerých detailů a prostupů. 3.1 Návrh tvaru a spádování střech V první řadě si musí projektant při návrhu objektu zjistit požadavky územních plánů nebo regulačních plánů závazných pro danou lokalitu, kde může být předepsán tvar střechy, výška hřebene či okapu nad terénem, sklon střešních rovin, a dokonce i typ či barva střešní krytiny. Sklonitost střechy je dále ovlivněna provozními požadavky na podstřešní prostor a půdorysným tvarem objektu včetně jeho návazností na okolní objekty či hranice pozemku, kdy mohou vzniknout tzv. zakázané okapy, tj. místa po obvodu půdorysu střechy, kam není možno směřovat odtékající vodu. Metod určení průsečnic jednotlivých střešních rovin je několik, od klasických deskriptivních postupů po zjednodušené varianty. Základními vstupními údaji pro určení sklonitosti je výškové a polohové umístění okapních hran a hřebene střechy a dále požadavek na stejné či různé spády střechy. Například v případě okapů ve stejné výšce a shodných spádech rovin tvoří průsečnice osu úhlu svíraného okapními hranami (při zakreslení v půdorysu střechy). a) povolené okapy b) částečně zakázané okapy Obr. 3.1 Příklad návrhu spádování střechy s povolenými a zakázanými okapy Návrh střechy musí být proveden tak, aby voda v žádném místě krytiny nestála a netvořily se kaluže. Jako z tohoto pohledu bezpečný sklon střešních rovin je v ČSN [59] uveden spád min. 3 %, což je u šikmých střech splněno. Voda má být odvedena co nejrychleji a nejbezpečněji, směr toku je vždy po největším spádu a kolmo k okapu. Plynulému odtoku vody ze střechy nemají bránit žádné překážky, pokud se na střeše umísťuje například komín, nesmí být v místech s koncentrovaným tokem vody po střeše (např. v úžlabí, nároží, blízko vtoků apod.). Spád u šikmých střech (v rozmezí 5 až 45 ) je obvykle řešen přímo sklonitostí nosné konstrukce. U nízkých sklonů může být pro vytvoření šikmé roviny podobně jako u plochých

22 22 Konstrukce šikmých střech střech použita tzv. spádová vrstva na vodorovné stropní konstrukci a skladba střešního pláště je pak navrhována analogicky právě jako u jednoplášťových plochých střech. V této publikaci se budeme zabývat konstrukcemi typických šikmých střech, o plochých střechách a jejich skladbách pojednává blíže např. Fajkoš, Novotný: Střechy Základní konstrukce [8]. 3.2 Systém odvodnění šikmých střech Pro ochranu objektu před povětrnostními srážkami je navrhován vhodný systém odvodnění střech, tj. soustava potrubí a tvarovek vně či uvnitř budovy, včetně svodného potrubí pod budovou, používaná k odvodu dešťových vod ze střechy (dle ČSN EN [47], příp. také dle EN ). Odvodnění střechy může být navrženo buď bodové (do vtoků), nebo liniové (do žlabů). Žlaby a vtoky se napojují na svislé odpadní potrubí, které může být vedeno v interiéru nebo exteriéru budovy. Vnější vedení vyžaduje materiál odolný vůči působení povětrnostních vlivů a mechanickému poškození, při vnitřním vedení je potřeba vhodně vyřešit problematiku vzniku tepelného mostu u prostupu střešním pláštěm a zhodnotit akustické požadavky. Odpadní potrubí je následně napojeno na svodné potrubí a odvedeno do kanalizační sítě Obr. 3.2 Příklad běžného odvodňovacího systému šikmých střech a jeho doplňků (zdroj: Rheinzink ČR, s. r. o.)

23 Odvodnění šikmých střech 23 nebo do vsakovacích zařízení. V současné době platná legislativa upřednostňuje likvidaci dešťových vod přímo na pozemku investora, a navrhují se tedy různé systémy pro využití a vsakování. Často jsou srážky shromažďovány v nadzemních či podzemních nádržích a používány k zalévání zahrad, případně je možné dešťovou vodu po příslušné technologické úpravě využívat v objektu jako vodu užitkovou například ke splachování WC nebo k praní. U šikmých střech se obvykle jedná o systém klempířských prvků pro odvodnění střech (případně se dnes využívají systémy z plastu), jejichž návrh je ovlivněn hlavně: velikostí odvodňované plochy, množstvím odváděné vody s ohledem na typ krytiny (dle součinitele odtoku), klimatickými vlivy, zejména vydatností deště v dané lokalitě, zatížením sněhem či větrem, způsobem odvodu dešťových vod od objektu, rizikem zanášení odvodňovacího systému nečistotami a rizikem zamrzání. U šikmých střech se nejčastěji používají liniové žlaby v některém z provedení dle obr Minimální sklony žlabů jsou 0,5 %. Dle platné ČSN [60] se doporučuje používat podokapní, nástřešní nebo nadřímsové žlaby, kdy přetékající voda při zaplnění žlabu za extrémních dešťů odtéká vně budovy. Je tedy splněn požadavek co nejrychleji a nejbezpečněji odvést srážkovou vodu ze střešní konstrukce. podokapní 0,5 % nástřešní 0,5 % římsový, resp. nadřímsový 0,5 % mezistřešní* 0,5 % (1 %) zaatikový* 0,5 % (1 %) Obr. 3.3 Typy odvodňovacích žlabů a jejich minimální podélné sklony dle ČSN [60] a * označené typy žlabů a jejich minimální sklony dle ČSN [59]. Hodnoty v závorce uváděla v současné době již neplatná verze ČSN Klampiarske práce stavebné [61] (účinnost od 1988 do 2008) Nejčastěji můžeme na střechách spatřit podokapní žlab, zřejmě kvůli jednoduchosti realizace či případných oprav nebo bezproblémové a kontrolovatelné funkčnosti. Nástřešní žlaby se spolu s dostatečně velkou částí střechy provádějí jako klempířská konstrukce, jejíž spoje musejí být řešeny jako vodotěsné. Problematičtější je návrh z hlediska zatížení sněhem, kdy tento žlab musí odolávat obdobné míře zatížení jako sněhový zachytávač nebo musí být nad ním sněhový zachytávač umístěn. Další výhodou kromě vhodného způsobu odvodu dešťové vody je, že přispívá k ochraně majetku a zdraví osob před odpadávajícími částmi ze střechy v případě jejich vad a poruch a může sloužit jako záchytný prvek pro padající předměty při údržbě a opravách střech. Žlaby mezistřešími či zaatikovými se norma věnovaná klempířským pracím [60] nezabývá, zmiňuje se ale o nich norma o střechách [59] z hlediska požadavků kladených na střechy nebo ČSN EN [47] z pohledu návrhu dešťové kanalizace. ČSN [59] uvádí, že mezistřešní a zaatikové žlaby se navrhují jen výjimečně a navíc mají být, spolu s dostatečně velkou částí střechy, opatřeny povlakovou vodotěsnicí vrstvou. U takto problematických

24 24 Konstrukce šikmých střech míst, kde se hromadí voda a vzniká zvýšené riziko zatékání, se doporučuje navrhnout bezpečnostní opatření v podobě pojistného žlabu či doplňkových přepadů ze střechy. Provedení mezistřešního žlabu se nedoporučuje také z důvodu hromadění sněhu a zvyšování zatížení v tomto místě a z hlediska problematického zajištění odvětrání u víceplášťových konstrukcí. Odvodnění zaatikových žlabů skrze atiku se nedoporučuje navrhovat, je-li přesto tento způsob navržen, musí být opět použit v kombinaci s pojistnými přepady skrz atiku. Je potřeba uvažovat s rizikem zanesení vtoku nebo odpadního potrubí, kdy se hladina vody namáhající střechu stanoví podle polohy pojistného přepadu. Použití zaatikového žlabu je sice často navrhovanou variantou u moderních objektů, nicméně správné provedení tohoto detailu je velmi náročné, spojené s kvalitními spoji klempířských prvků či vodotěsnicích vrstev. Okapní žlab může mít různé tvary, nejčastěji se setkáme se žlabem půlkulatým či hranatým, a skládá se dle ČSN EN 612 z těchto základních částí: naválky (tj. ztužující obruba na horním okraji přední strany žlabu, částečně zaoblená nebo pravoúhlého profilu), přední strany žlabu (boční část žlabu odvrácená od budovy), zadní strany žlabu (boční část žlabu přivrácená k budově), dna (spodní část profilu žlabu, kudy teče voda). K uchycení žlabu ke střešní konstrukci slouží žlabové háky, jejichž provedení je také různé co do materiálového, tak tvarového či konstrukčního řešení. Rozlišujeme žlabové háky krokevní (sloužící k upevnění na krokev) a čelní (pro upevnění na čelo okapního okraje střechy) viz obr Krokevní žlabové háky musejí mít alespoň dva připevňovací otvory průměru min. 5 mm pro napojení na dřevěný prvek krovu, kotvení pak může být realizováno shora nebo v případě přetočených žlabových háků z boku krokve viz obr Jako základní materiál pro výrobu žlabových háků se užívá pásových profilů na plocho z materiálu v závislosti na materiálu střešního žlabu. [49] a) přetočený žlabový hák pro půlkruhový žlab b) žlabový hák pro hranatý podokapní žlab c) žlabový hák pro nástřešní žlab Obr. 3.4 Varianty okapních háků

25 Odvodnění šikmých střech 25 U zaatikových nebo mezistřeších žlabů je možné využít žlabové háky, nebo se často realizuje osazení do tzv. lůžek, kde jsou žlaby plnoplošně podepřeny dřevěnou nebo betonovou konstrukcí (např. lůžko vytvořené z prken nebo OBS desek). Pro zlepšení odtoku vody ve žlabech a svodech mohou být tyto prvky opatřeny vhodným vyhřívacím systémem, zejména se jedná o vtoky, žlaby a vnější odpadní potrubí. Například v horských oblastech se u podokapních žlabů musí počítat s rizikem vzniku rampouchů a zamrzání odpadního potrubí a je potřeba tyto prvky temperovat, případně se navrhují větší přesahy střechy před fasádu objektu. Problémy s namrzáním je možné v krajních případech řešit také sejmutím žlabů po dobu zimního období, tomu ale musejí být uzpůsobeny žlabové háky. [59] [60] Tak jako pro všechny klempířské prvky je i pro odvodnění střech možno použít různé typy a tloušťky plechu, dbát se musí na dilatační potřebu těchto prvků a na správné kotvení k nosnému podkladu. Při návrhu je nutno myslet na materiálovou nesnášenlivost mezi některými materiály (případně navrhovat vhodné separační vrstvy) a na možnou korozi klempířských výrobků. Montáž se řídí profesními pravidly: Cech klempířů a pokrývačů Základní pravidla pro klempířské práce. Obr. 3.5 Ukázky realizací podokapních žlabů: vlevo použití krokevních žlabových háků s horním uchycením ke krokvi, vpravo varianta s čelním hákem posuvným v liště (zdroj Rheinzink ČR, s. r. o.) Základní materiály používané pro výrobu střešních žlabů a odpadního potrubí včetně doporučených minimálních tlouštěk (pro plnoplošně podepřené až liniové připojené prvky) jsou dle ČSN [60]: hliník a slitiny hliníku 0,7 1,0 mm, měď a slitiny mědi 0,55 0,7 mm, ocelový plech žárově pokovený (i s organickými povlaky akrylátový, polyesterový, polyvinylchloridový, polyuretanový, polyvinylfluoridová fólie apod.) 0,5 0,7 mm, nerezový plech 0,4 0,5 mm, zinkový plech (zpravidla slitina zinek-měď-titan RHEINZINK tzv. ve stavební praxi nazývaný titanzinek) 0,5 0,7 mm, neměkčený polyvinylchlorid (PVC-U) tl. dle výrobce. U podokapních žlabů se dle ČSN [60] doporučuje vzdálenost dilatačních prvků, které se umísťují v místech rozvodí žlabů nebo v místě napojení žlabu na svod, max. 15 m pro

26 26 Konstrukce šikmých střech Obr. 3.6 Způsoby řešení dilatace u podokapních žlabů prvky z pozinkovaného plechu nebo mědi nebo max. 12 m u odvodňovacího systému zhotoveného z hliníku či legovaného zinku (hodnoty l max v obr. 3.6). Základní dilatační úpravy mohou být provedeny: v rozvodí střešních žlabů ukončením žlabových čel dilatačním páskem (obr. 3.6 dilatace a), ve žlabovém kotlíku volně uloženým žlabem (obr. 3.6 dilatace b 1 ), samostatnými žlabovými hrdly s ukončením žlabových čel dilatačním páskem (obr. 3.6 dil. b 2 ), ukončením u žlabových čel dilatačním páskem (obr. 3.6 dilatace c). Dále jsou uvedeny některé montážní zásady pro odvodnění šikmých střech stanovené v ČSN [60]: Osová vzdálenost žlabových háků max mm pro podokapové žlaby, max mm pro nástřešní žlaby. V nadmořských výškách nad 400 m n. m. musejí být materiál, způsob připevnění, osová vzdálenost a počet žlabových háků stanoveny pomocí statického výpočtu. Jsou-li žlabové háky pro podokapové žlaby připevňovány k odvodňované konstrukci shora, musejí být do této konstrukce zapuštěny. Zejména to platí v případě, kdy je okapní hrana oplechována, tj. opatřena okapničkou, resp. okapním plechem. Podokapový žlab se umísťuje tak, aby krytina nebo okapnička překrývaly jeho zadní třetinu, nejméně však 40 mm z jeho profilu. Přední hrana podokapového žlabu musí být po zabudování níže oproti zadní hraně, a to o 10 mm u podokapního žlabu nebo o min. 50 mm u nástřešního žlabu. Nástřešní žlaby se umísťují zásadně na bedněný střešní okraj. Při použití nadřímsových žlabů je nutné provést ochranu celé římsy proti atmosférickým vlivům, například oplechováním nebo povlakovou hydroizolací.

27 Odvodnění šikmých střech 27 Obr. 3.7 Ukázky realizací: vlevo hranatý nadřímsový žlab, vpravo zaatikový žlab (zdroj: časopis Dektime 03/2009) 3.3 Návrh odvodňovacího systému šikmých střech Konkrétním návrhem dimenze odvodňovacích žlabů a následných svodů se dle plochy, typu povrchu střechy a intenzity deště v dané lokalitě zabývá ČSN EN [47]. Dešťové odpadní potrubí se navrhuje dle ČSN [62]. Q = i. A. C [l/s], kde je: [62] Q odtok dešťových vod [l/s], i intenzita deště [l/(s.m 2 )], C součinitel odtoku dešťových vod [-] dle ČSN , A půdorysný průmět odvodňované plochy nebo účinná plocha střechy stanovená dle ČSN EN [m 2 ]. Ve výpočtu figurující intenzita deště se stanoví: přibližně se dle ČSN [62] pro střechy a plochy ohrožující budovu zaplavením uvažuje hodnota i = 0,03 l/(s.m 2 ), pro ostatní plochy se stanoví dle ČSN ; přesněji pro danou lokalitu a daný typ budovy dle ČSN EN [47], odst , a zde uvedených pomocných tabulek; např. pro Brno je z dlouhodobých měření stanovena intenzita deště cca 0,015 l/(s.m 2 ); ideálně na základě známých statisticky vyhodnocených dešťoměrných údajů pro danou lokalitu (viz odst v ČSN EN [47]); Součinitel odtoku dešťových vod C [-] charakterizuje v podstatě míru vsakování dopadajícího deště na odvodňovanou plochu a je uveden v tab. 9 v ČSN Pro střešní konstrukce se sklonem nad 5 % (kam zařazujeme i šikmé střechy) například platí: střechy s propustnou horní vrstvou tlustší než 100 mm (např. veget. střechy)... C = 0,5; pro ostatní střechy C = 1.

28 28 Konstrukce šikmých střech Účinná plocha střechy A se stanoví následovně: kde se nezohledňuje účinek větru, jedná se o půdorysnou plochu odvodňované konstrukce (viz ČSN EN [47], odst ): A = L R. B R [m 2 ], kde je: délka okapu, L R B R půdorysný průmět střechy od střešního žlabu po hřeben střechy; kde se zohledňuje účinek větru, např. déšť dopadá na střechu v kolmém směru, nebo v případech, kdy na střechu stéká déšť z navazující svislé konstrukce, postupuje se dle ČSN EN [47], odst a odst Například v situaci, kdy je déšť hnán proti stěně a voda pak stéká na střešní rovinu, připočítá se k původně stanovené odvodňované ploše střechy i s odvodněním poloviny výšky stěny. Tab. 3.1 Přibližné dimenze a průtoky dešťových odpadních potrubí dle ČSN [62] Jmenovitá světlost vnějšího odpadního potrubí DN 70 2 Hydraulická kapacita Q RWP [l/s] Orientační max. odvodňovaná plocha střechy (dle již neplatné ČSN :1995) [m 2 ] Tab. 3.2 Dimenze žlabů v závislosti na odvodňované ploše. Orientační hodnoty, převzato z již neplatné ČSN :1998 [61] Klampiarske práce stavebné Typ žlabu Rozměry (profil) žlabu [mm] Maximální půdorysný průmět odvodňované plochy [m 2 ] Podokapní půlkruhový 110 do 50 Podokapní půlkruhový Podokapní půlkruhový Podokapní půlkruhový Podokapní čtyřhranný do 25 Podokapní čtyřhranný Podokapní čtyřhranný Podokapní čtyřhranný Nástřešní 100 do 100 Nástřešní Nadřímsový Nadřímsový Nadřímsový Nadřímsový

29 Střešní pláště šikmých střech 29 4 Střešní pláště šikmých střech 4.1 Základní požadavky na střechy Kromě požadavků na střešní pláště, jako jsou ochrana objektu před povětrnostními podmínkami, vodotěsnost, požární odolnost, bezpečnost při užívání, tepelné či akustické vlastnosti, je potřeba zohlednit také estetickou, ekonomickou či ekologickou stránku věci. Estetické požadavky obvykle vyplývají z územních či regulačních plánů pro danou lokalitu a z požadavků investora. Důležitým vstupním údajem při návrhu tvaru střechy je také využitelnost podstřešního prostoru, což je úzce spojeno s umístěním střešních oken nebo vikýřů v rámci střešního pláště. Čím je ale konstrukce složitější, tím je provedení náročnější (zejména řešení detailů proniků a pokládka vodotěsnicí vrstvy) a zvyšují se finanční náklady. Ekonomický návrh znamená volbu vhodného typu nosné konstrukce, skladby střešního pláště, materiálového a technologického řešení střechy. Například je možno provést finančně výhodný výběr střešní krytiny s ohledem na sklon střechy, kdy jsou dle technologického předpisu pro pokládku specifikovány možnosti kotvení dané krytiny či řešení vodotěsnosti střechy pro odpovídající spády střešních rovin. Jednotlivé krytiny mají uváděn tzv. bezpečný sklon, kdy je pokládka standardní a nevyžaduje žádná zvláštní, a tím finančně náročnější řešení. Krytině jako takové je pak věnována samostatná kapitola V současné době je kladen velký důraz na použití přírodních surovin nezatěžujících výrazně životní prostředí, ideálně po celou dobu jejich životnosti, tj. od procesu získávání výrobních surovin přes montážní stadium na stavbě až po jejich likvidaci. Tím již byl zmíněn další důležitý prvek, a tím je ekologická likvidace nebo recyklovatelnost použitých materiálů. Zastavme se ještě u bezpečnostních požadavků, které jsou z pohledu realizace, užívání a následné údržby stavby zásadní. ČSN [59] uvádí následující: Střechy musejí odvádět vodu, sníh a led tak, aby neohrožovaly chodce a účastníky silničního provozu. Navrhovaná konstrukce střechy musí umožnit osazení, kontrolu a údržbu zařízení na ochranu před bleskem. Na střechu musí být zajištěn bezpečný přístup podle jejího účelu, zejména pro provádění kontroly a údržbu střechy i zařízení umístěných na střeše. Alespoň v místech určených pro přístup k zařízením nebo komínu musejí být konstrukce navržena jako pochůzná. Průlezné otvory sloužící pro přístup na střechu musí mít min. rozměr mm. Střecha musí být přiměřeně plánovanému provozu vybavena zábradlím nebo záchytným systémem pro práce údržby, opravy apod. (viz nařízení vlády č. 362/2005, o bližších požadavcích na bezpečnost a ochranu zdraví při práci na pracovištích s nebezpečím pádu z výšky nebo do hloubky [68]). Okraj konstrukce musí být navržen tak, aby se zabránilo pádu uvolněných částí konstrukcí nebo vrstev a složek materiálů do prostoru kolem objektu. V následujících odstavcích jsou uvedeny vybrané zásadní požadavky kladené platnou legislativou na vodotěsnicí vrstvy (příp. hydroizolace), tepelné, akustické a požární vlastnosti střech.

30 30 Konstrukce šikmých střech Vodotěsnicí funkce Hlavní funkcí střech je zabránění vniku vody do stavebních konstrukcí a bezpečné odvádění vody ze střešní plochy odvodňovacím systémem (pozn. vodu lze vypouštět i na terén, ovšem za předpokladu, že nezpůsobí škody na objektu nebo v jeho okolí). Voda ze střechy ani z konstrukcí nad úrovní střechy nesmí stékat na vnější povrch chráněných stavebních konstrukcí. To je zajištěno vhodným návrhem střešní konstrukce včetně jejích doplňků, zejména pak správným řešením vodotěsnicích vrstev. V úvodu je nutno zmínit, že v současné době je v platnosti revidovaná norma ČSN Navrhování střech základní ustanovení: 02/2011 [59], která se odkazuje a souvisí s normami z oblasti hydroizolací, resp. vodotěsnosti staveb. Dvě zásadní normy z tohoto pohledu (ČSN Hydroizolace staveb Základní ustanovení [63] a ČSN Hydroizolace staveb Povlakové izolace [64]) se v současné době revidují a nově se vytváří norma o skládaných vodotěsnicích vrstvách (ČSN ). Proto je možné v aktuálním znění předpisů nalézt některé drobné odchylky, které by měly být po dokončení zmíněných norem odstraněny. Tato kapitola vychází především z platné ČSN a realizačních pravidel Cechu klempířů, pokrývačů a tesařů ČR. V textu se můžeme setkat s následujícími pojmy pro stejnou vrstvu ve střešním plášti: doplňková vodotěsnicí vrstva DVV (dle ČSN :2011) = pojistná hydroizolace PHI (dle CKPT ČR [36]). Nejprve ale vysvětleme základní pojmy a funkci vrstev podílejících se ve střešním plášti na ochraně stavby před vodou (dle ČSN [59]): vodotěsnost nepropustnost pro vodu působící hydrostatickým tlakem; nepropustnost pro vodu vlastnost prostředí, materiálu nebo konstrukce zamezit šíření vody; vodotěsnicí vrstva zabraňuje pronikání atmosférické, provozní nebo technologické vody do střechy nebo prostředí pod ní (myšlena všechna skupenství vody); hydroizolační vrstva zabraňuje pronikání vody v kapalném skupenství do konstrukce. Obecně lze říct, že termín vodotěsnicí vrstva je běžně v praxi nahrazován pojmem hydroizolační vrstva (což v některých případech ČSN umožňuje). Například doplňková vodotěsnicí vrstva (DVV) je obvykle označována jako doplňková hydroizolační vrstva (DHV). Vodotěsnicí vrstva (VV) se může dále označovat takto (ČSN [59], ČSN P [63]): dle vodonepropustnosti, resp. souvislosti povrchu: skládaná VV (krytina) je nepropustná pouze pro vodu v kapalném skupenství volně stékající po jejím povrchu; tato vrstva částečně propouští vodu v důsledku působení větru a dalších povětrnostních vlivů a proto bývá střešní plášť doplněn dále o doplňkovou vodotěsnicí vrstvu; povlaková VV vrstva nepropustná pro vodu v kapalném i tuhém skupenství v důsledku hydroizolačních vlastností použitých materiálů a hydroizolační celistvosti a spojitosti; mívá také schopnost zajistit vzduchotěsnost střešního pláště; dle funkce: hlavní VV má dominantní hydroizolační funkci, zabraňuje pronikání atmosférické, provozní či technologické vody do střechy nebo prostředí pod ní; doplňková VV uplatňuje se jako doplňková vrstva pod hlavní vodotěsnicí skládanou vrstvou; při správném provedení je namáhána pouze vodou volně stékající po

31 Střešní pláště šikmých střech 31 jejím povrchu; voda zde stékající je buď voda proniklá přes skládanou hlavní vodotěsnicí vrstvu, nebo také voda zkondenzovaná na spodním povrchu této horní vrstvy; pojistná VV vrstva chránící stavební konstrukci nebo prostředí před vodou v případě poruchy hlavní hydroizolační vrstvy; pojistná vrstva musí být odvodněna tak, aby signalizovala poruchu hlavní hydroizolační vrstvy (pojistné žlaby, odpadní potrubí, okapem do vnějšího prostředí apod.); zpravidla se používají hydroizolační povlaky; pomocná VV pomocná vrstva chránící konstrukci před technologickou vodou (např. záměsovou), navrhuje se z materiálů krátkodobě odolných vodě; musí se počítat s jejich difuzním odporem (nesmí nepříznivě ovlivňovat vlhkostní režim konstrukce); provizorní VV vrstva chránící stavební konstrukci nebo prostředí po dobu výstavby nebo při opravách a rekonstrukcích, kdy je klimaticky i mechanicky namáhána. Krytina, jak již bylo uvedeno výše, není schopna zajistit ideální ochranu objektu vůči vodě, a ve skladbě střechy je proto nutné aplikovat doplňkovou vodotěsnicí vrstvu v podobě fólie nebo asfaltového pásu. Tyto materiály se mohou pokládat kontaktním způsobem na bednění nebo na vrstvu tepelné izolace, nebo se pod nimi nachází větraná vzduchová mezera podrobněji jsou příklady skladeb uvedeny v kapitolách 4.3 až 4.5. Střecha se musí navrhnout a realizovat tak, aby se na povrchu krytiny netvořily kaluže. To se zajistí dostatečným sklonem krytiny, za který je považován dle ČSN spád min. 3 %. U skládaných krytin je samozřejmě nutné zároveň splnit sklony požadované pro bezpečnou funkčnost výrobcem nebo je doplnit předepsaným opatřením. U plošně nepodepřené vodotěsnicí vrstvy může dojít k jejímu porušení v případě vzniku námrazy, která se zde může objevit. Dále je nutno zohlednit riziko kmitání u vrstev vytvořených fólií lehkého typu v důsledku působení větru. Pevný a souvislý podklad eliminuje výše zmíněné problémy, zvyšuje spolehlivost vodotěsnicí funkce a navíc vytváří vhodné předpoklady pro svařování, slepování nebo přilepování přesahů aplikovaných fólií (dle ČSN musí být materiál podkladu s pevností v tlaku alespoň 60 kpa). U asfaltových pásů je plnoplošný podklad právě z důvodu technologie pokládky nutný vždy (např. bednění, betonová vrstva). Dle způsobu pokládky a řešení vzájemných spojů vodotěsnicích vrstev můžeme provést rozdělení na třídy těsnosti. Toto členění, uvedené v tabulce 4.1, vychází z platných realizačních pravidel Cechu klempířů, pokrývačů a tesařů ČR [36]. Kromě fóliových a asfaltových materiálů je možno dle pravidel Cechu klempířů, pokrývačů a tesařů ČR [36] používat u PHI 2. stupně ve třídě A a C také pojistné desky, například dřevovláknité, dřevotřískové nebo dřevocementové. Tato možnost ale není zmíněna v platné ČSN [59] a vodotěsnost, trvanlivost, případně i další vlastnosti této vrstvy v kontaktu s vodou stékající po jejím povrchu jsou diskutabilní. Proto se pojistné desky v současné době nepoužívají. Občas lze nalézt u výrobců takový tepelněizolační materiál pro střechy, který má zajistit rovnou i odvod vody pod krytinou důležité pak jsou zejména výsledky potřebných materiálových zkoušek s ověřením jeho vlastností a výrobcem poskytovaná záruka. Jak vyplývá z uvedených popisů jednotlivých tříd těsnosti, vyšší spolehlivost vykazují vodotěsnicí vrstvy plnoplošné podepřené oproti vrstvám nad vzduchovou mezerou a samozřejmě vrstvy s utěsněnými spoji. Dále se zvyšuje účinnost vodotěsnicí vrstvy vhodným řešením v místě kontralatí, kde je možno najít v podstatě tři varianty řešení:

32 32 Konstrukce šikmých střech Tab. 4.1 Klasifikace těsnosti pojistné hydroizolace (PHI), resp. doplňkové vodotěsnicí vrstvy šikmých střech, včetně použitých materiálů a řešení spojů [36] Druh Materiál Průběh u kontralatí 1 PHI 1. stupně nad vzduchovou vrstvu Spoje pojistná fólie pod kontralatěmi přesah volný, bez utěsnění 2 PHI 2. stupně na podkladní vrstvu 2.1 PHI 2. stupně třída A pojistná fólie pod kontralatěmi přesah volný, bez utěsnění nebo do drážky 2.2 PHI 2. stupně třída B asfaltové pásy typu R, S pod kontralatěmi přesah přibitý, bez utěsnění 2.3 PHI 2. stupně třída C pojistná fólie pod kontralatěmi přesah svařený nebo slepený 3 PHI 3. stupně na bednění 3.1 PHI 3. stupně třída A pásy kaučukové pásy plastové 3.2 PHI 3. stupně třída B asfaltové pásy typu R, S pod kontralatěmi přes kontralatě přesah svařený nebo slepený přesah svařený nebo slepený vodotěsnicí vrstva prochází pod kontralatěmi a ty jsou skrz ni kotveny; vodotěsnicí vrstva prochází pod kontralatěmi a prostup kotvení kontralatí je utěsněn; vodotěsnicí vrstva prochází nad kontralatěmi, a kotvení kontralatí tedy perforuje vrstvu na vyvýšeném místě (míra vyvýšení je navrhována dle potřeby). Schémata řešení pokládky doplňkové vodotěsnicí vrstvy jsou uvedena na obr. 4.1 a 4.45 (prostorové schéma PHI nad krokvemi). Volba těsnosti doplňkové vodotěsnicí vrstvy pod skládanou krytinou se určuje podle sklonu střešní plochy a vhodnosti daného typu krytiny pro tento sklon a dále podle dalších, tzv. zvýšených požadavků (ZP) kladených na střechu podrobněji viz kapitolu Doporučuje se řešit odvodnění pojistných hydroizolačních konstrukcí tak, aby umožnilo detekci poruch hlavních hydroizolačních konstrukcí, a odvodnění doplňkových hydroizolačních vrstev tak, aby umožnilo detekci poruch krytiny. Z tohoto pohledu je tedy výhodnější okapní plech u doplňkové vodotěsnicí vrstvy nesměrovat do žlabu, ale nechat vodu stékat mimo odvodňovací systém. Dále je možné navrhovat například průlezné či průchozí větrané mezery nebo budovat kontrolní místa v střešním plášti k detekci případných poruch. [59] V ČSN najdeme mimo jiné i požadavky na řešení detailů: Pod každou povlakovou hydroizolační vrstvou má být v místě detailu vytvořen souvislý a tuhý podklad, který je nezbytný ke spolehlivému provedení vrstvy. Povlaky se na prostupující nebo navazující konstrukce převádějí do výšky nejméně 150 mm nad povrch střechy, přitom okraj svislé části hydroizolačního povlaku musí být mechanicky připevněn k podkladu kvůli riziku sesunutí. Spára mezi okrajem povlaku a prostupující nebo navazující konstrukcí se řeší vždy přesahem navazující konstrukce přes okraj povlaku a těsněním okraje povlaku, nebo lze pře-

33 Střešní pláště šikmých střech 33 sah nahradit klempířskou konstrukcí spára mezi klempířskou a navazující konstrukcí musí být utěsněna. Nad střešním oknem je třeba navrhnout opatření pro zachycení a odvedení vody stékající po doplňkové vodotěsnicí vrstvě, příp. také v rovině pojistné hydroizolační vrstvy vytváří se zde záchytný ohyb z vodotěsnicího materiálu vedoucí vodu mimo střešní okno. Doplňková vodotěsnicí vrstva musí být u okapní hrany střechy ukončena na tuhé podkladní konstrukci s tvarem okraje umožňujícím bezpečný odkap vody (např. je ukončení řešeno klempířským prvek okapnicí). Voda z konstrukcí nad úrovní střechy musí spolehlivě stékat na střechu (např. nesmí přetékat působením větru na fasádu) například krytí koruny atik musí mít sklon min. 5 % směrem do plochy střechy Tepelnětechnické požadavky Střešní konstrukce, resp. střešní plášť má značný vliv na tepelné ztráty objektu. Šíření tepla konstrukcí vedením omezuje tepelněizolační vrstva, šíření tepla konstrukcí prouděním omezuje vzduchotěsnicí vrstva a šíření tepla sáláním lze omezit reflexními a emisními vlastnostmi povrchů střešních plášťů a vrstev ve skladbě střechy, a to i povrchů vrstev orientovaných směrem do skladby střechy. [59] Tepelnětechnické požadavky na střešní konstrukce, včetně metodiky výpočtu a vstupních veličin pro výpočet, uvádí ČSN části 1 4. Norma se vztahuje na budovy s požadovanými charakteristikami vnitřního prostředí při jejich užívání. Pokud nejsou z tohoto pohledu kladeny na podstřešní prostor požadavky, tj. není nutno zajistit určitou teplotu a relativní vlhkost vzduchu interiéru, není potřeba provádět tepelnětechnické posouzení střešního pláště. Při tepelnětechnickém návrhu se u střešních konstrukcí posuzují zejména tyto veličiny: z hlediska šíření tepla konstrukcí: nejnižší vnitřní povrchová teplota θ si [ C], resp. nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi [-], součinitel prostupu tepla U [W/(m 2.K)]; z hlediska šíření vlhkosti konstrukcí: zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce M c [kg/(m 2.a)], roční bilance kondenzace M c [kg/(m 2.a)] a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce M ev [kg/(m 2.a)]. a) b) c) d) Obr. 4.1 Řešení detailů vodotěsnicích vrstev dle požadavků na jejich těsnost: a) 1. stupeň těsnosti; b) a c) 2. stupeň těsnosti; b) s utěsněnými spoji = 3. stupeň těsnosti, třída A; d) s utěsněnými spoji = 3. stupeň těsnosti, třída B

34 34 Konstrukce šikmých střech Komplexní posouzení střešní konstrukce obsahuje dále například posouzení tepelné stability místností v zimním či letním období, zhodnocení průměrného součinitele prostupu tepla a průvzdušnosti obálky budovy (střecha nad vnitřním prostředím musí být navržena jako vzduchotěsná dle ČSN [59]) a nesmíme zapomenout také na vhodné vyřešení veškerých detailů a zamezení vzniku tepelných mostů (podrobněji viz ČSN [51]). V následujícím textu jsou popsány pouze vyjmenované zásadní posuzované veličiny důležité pro základní návrh konstrukce. Nejnižší vnitřní povrchová teplota Účelem posouzení vnitřní povrchové teploty je zamezení výskytu kondenzátu na vnitřním povrchu konstrukcí a tím vyloučení vzniku nežádoucích plísní v interiéru. Stavební konstrukce a výplně otvorů musejí v kterémkoliv místě na svém vnitřním povrchu (i v místech návaznosti na další konstrukci) dosahovat v zimním období takových povrchových teplot, aby odpovídající teplotní faktor vnitřního povrchu splňoval podmínku: f Rsi f Rsi,N [-], kde je: f Rsi teplotní faktor vnitřního povrchu dané konstrukce, stanovený např. dle vztahů: f Rsi,N f Rsi = θ si θ e θ ai θ nebo f Rsi = 1 U x. R si ; e požadovaná hodnota nejnižšího teplotního faktoru vnitřního povrchu, pro který platí: f Rsi,N = f Rsi,cr = 1 273,3 + 2,1. θ ai 1 θ ai θ. ex 1,1 17,269 / ln(φ i,r / φ, kde je: si,cr ) θ ai návrhová teplota vnitřního vzduchu dle ČSN [52] [ C]; θ si vnitřní povrchová teplota v daném místě konstrukce [ C]; θ e návrhová teplota venkovního vzduchu v zimním období dle ČSN [52] [ C]; θ ex návrhová teplota prostředí přilehlého k vnější straně posuzované konstrukce v zimním období dle ČSN [51] [ C]; U x lokální součinitel prostupu tepla v posuzovaném místě konstrukce [W/(m 2.K)]; R si odpor při přestupu tepla na vnitřní straně dle ČSN [52] [m 2.K/W]; φ i,r relativní vlhkost vnitřního vzduchu dle ČSN , odst [51] [%]; φ si,cr kritická vnitřní povrchová vlhkost dle ČSN , odst [51] [%], která nesmí být na povrchu konstrukce překročena (pro výplně otvorů φ si,cr = 100 %, pro ostatní stavební konstrukce φ si,cr = 80 %). Kritická jsou z tohoto pohledu obvykle místa detailů, zejména místa styků různých konstrukcí, koutů nebo místa zabudovaných tepelných mostů. Příklad kritických hodnot pro stavební konstrukce a pro vybrané návrhové vnitřní a venkovní teploty znázorňuje tabulka 4.2. Požadavky na teplotní faktor jsou kladeny u vícevrstvých konstrukcí i na vnější plášť oddělený od vnitřního větranou vzduchovou mezerou podrobněji viz ČSN [51], odst U prostorů s vysokou návrhovou relativní vlhkostí vzduchu v interiéru je obvykle dodržení požadavku na limitní hodnotu f Rsi,N obtížné, hlavně v kritických detailech konstrukce, a norma ČSN [51] v tomto případě nabízí následující možnosti:

35 Střešní pláště šikmých střech 35 Pokud je φ i > 60 % a není možno dodržet požadavek pro f Rsi, musí být buď riziko vzniku plísní na povrchu vyloučeno jiným způsobem (např. dle ČSN ), nebo musí být zajištěna bezchybná funkce konstrukce při povrchové kondenzaci a vyloučeno nevhodné působení kondenzátu na ostatní konstrukce (např. bude zajištěn odvod kondenzátu); Pokud je φ i > 60 % a není možno splnit ani podmínky předchozího bodu (např. v prostorách s vlhkostí φ i blízkou 100 %), je třeba v zimním období zajistit tak nízkou relativní vlhkost vnitřního vzduchu podél celého povrchu dané konstrukce (např. vzduchotechnickým zařízení), aby konstrukce požadavek splnila. Tab. 4.2 Limitní hodnoty f Rsi,cr = f Rsi,N a jim odpovídající teplota vnitřního povrchu stavební konstrukce pro relativní vlhkost vnitřního vzduchu φ i = 50 % [51] Stavební konstrukce Návrhová teplota vnitřního vzduchu θ ai [ C] Návrhová venkovní teplota θ e [ C] Kritický teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,cr [-] / vnitřní povrchová teplota odpovídající kritickému teplotnímu faktoru f Rsi,cr [ C] 20,0 0,748 / 11,68 C 0,744 / 11,04 C 0,757 / 11,02 C 0,770 / 11,02 C 20,3 0,750 / 11,98 C 0,745 / 11,30 C 0,759 / 11,30 C 0,771 / 11,30 C 20,6 0,751 / 12,23 C 0,747 / 11,59 C 0,760 / 11,58 C 0,772 / 11,58 C 20,9 0,753 / 12,53 C 0,748 / 11,85 C 0,762 / 11,86 C 0,773 / 11,86 C 21,0 0,753 / 12,60 C 0,749 / 11,96 C 0,762 / 11,96 C 0,774 / 11,96 C Součinitel prostupu tepla Jedná se o základní veličinu dané konstrukce popisující míru ochrany tepla, kdy je nutno dle ČSN [51], odst dodržet podmínku: U U N [W/(m 2.K)], kde je: U součinitel prostupu tepla dané konstrukce [W/(m 2.K)]; požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla dle ČSN [W/(m 2.K)]. U N Požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla U N souvisí s charakteristikami vnitřního prostředí s teplotou a vlhkostí vnitřního vzduchu. Základní hodnoty této veličiny pro běžné provozy s vytápěním (bytové domy, kanceláře apod.) jsou uvedeny v druhém sloupci tabulky 4.3. Kromě požadovaných hodnot, které jsou pro posouzení dané konstrukce závazné, jsou v ČSN [51] uvedeny ještě další hodnoty: doporučené hodnoty nejsou závazné, doporučují se používat všude tam, kde to technické, ekonomické nebo legislativní požadavky dovolují (U rec,20 v tab. 4.3); hodnoty doporučené pro pasivní domy nejsou závazné, jsou určeny pro předběžný návrh konstrukcí pasivních budov (U pas v tab. 4.3). Hodnota požadovaného součinitele prostupu tepla U N se s ohledem na dané parametry vnitřního prostředí objektu určí buď dle tabulky 4.3, kdy U N = U N,20, nebo je nutno použít následující výpočty:

36 36 Konstrukce šikmých střech Tab. 4.3 Mezní hodnoty součinitele prostupu tepla střešních konstrukcí pro budovy s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu φ i 60 % a převažující návrhovou vnitřní teplotou 18 C θ im 22 C [51] Typ střechy Součinitel prostupu tepla [W/m 2.K] Požadovaná hodnota U N,20 Doporučená hodnota U rec,20 Šikmá (5 45 ) i plochá (do 5 ) 0,24 0,16 0,15 až 0,10 Strmá (nad 45 ) 0,30 0,20 0,18 až 0,12 Doporučená hodnota pro pasivní domy U pas,20 pro vnitřní prostředí s φ i 60 % a zároveň θ im 18 C nebo θ im 22 C (dle ČSN :2011 [51] článek 5.2.1): U N = U N,20. e 1 [W/(m 2.K)], kde je: U N,20 součinitel prostupu tepla z tabulky 4.3 [W/(m 2.K)]; e 1 součinitel typu budovy; stanoví se ze vztahu [-]: 16 e 1 = Q im 4, kde θ im je převažující návrhová vnitřní teplota [ C]; pro vnitřní prostředí s φ i 60 % a zároveň 18 C θ im 22 C (dle ČSN :2011 [51] článek ): U ω,n = 0,6. (θ ai θ ω ) [W/(m 2.K)], kde je: R si. (θ ai θ e ) θ ai návrhová teplota vnitřního vzduchu dle ČSN [52] [ C]; θ e návrhová teplota venkovního vzduchu v zimním období dle ČSN [52] [ C]; teplota rosného bodu dle ČSN [52] [ C]; θ ω R si odpor při přestupu tepla pro stavební konstrukce R si = 0,25 [m 2.K/W]; pro vnitřní prostředí s φ i 60 % a zároveň θ im 18 C nebo θ im 22 C (dle ČSN : 2011 [51] článek ): U N je nižší z hodnot vypočítaných podle předchozích dvou vztahů. U dvouplášťových konstrukcí, kdy je v rámci skladby střešního pláště navržena větraná vzduchová mezera, může docházet zejména působením dlouhovlnné radiace k povrchové kondenzaci na spodním povrchu horního pláště. Zkondenzovaná voda následně odkapává na spodní plášť střechy zde je nutno umístit vhodnou pojistnou vodotěsnicí vrstvu. Tento jev nelze odstranit správným návrhem vzduchové mezery nebo jejím předimenzováním a obvykle k němu dochází v přechodném období na jaře a na podzim. Řešením může být zvýšení součinitele prostupu tepla horního pláště střechy na hodnoty U = 1,5 až 2,7 [W/(m 2.K)]. Nižší hodnoty jsou vhodné pro plochy vystavené přímému působení jasné noční oblohy. Kondenzace vodní páry v konstrukci Vodní pára je obsažena ve vzduchu a v souvislosti s rozdílnými parciálními tlaky vzduchu na protilehlých stranách konstrukce dochází k jejímu prostupu skrz konstrukci. Za jistých fyzikálních podmínek může dojít v určitém místě k přeměně vodní páry na kapalinu tedy ke kondenzaci. Vzniklá voda pak ovlivňuje mechanické i stavebněfyzikální vlastnosti materiálu a může mít negativní účinky na funkci celé konstrukce. Proto tepelnětechnická norma ČSN [51] sleduje z hlediska kondenzace:

37 Střešní pláště šikmých střech 37 jestli ke kondenzaci dochází, jaké množství kondenzátu vzniká, kde ke kondenzaci dochází, zda má zkondenzovaná vodní pára možnost se během roku vypařit. Pokud by kondenzace znamenala pro stavební konstrukci ohrožení její požadované funkce, musí být její skladba navržena tak, aby ke kondenzaci vůbec nedocházelo. Platí tedy podmínka: M c = 0 [kg/(m 2.a)], kde M c je roční množství zkondenzované vodní páry v konstrukci [kg/(m 2.a)]. Když konstrukce není kondenzací zásadně ovlivněna, není tedy ohrožena její požadovaná funkce, může ke skupenské přeměně páry na vodu docházet v omezené míře a za podmínky následného odparu vzniklé vody z konstrukce: M c M c,n [kg/(m 2.a)], kde je: M c roční množství zkondenzované vodní páry v konstrukci; M c,n limitní množství zkondenzované vodní páry v konstrukci dle ČSN [51], odst : pro jednoplášťové střechy, konstrukce se zabudovanými dřevěnými prvky nebo další konstrukce s difuzně málo propustnými vnějšími povrchovými vrstvami se uvažuje nižší z hodnot: M c,n = 0,10 kg/(m 2.a), M c,n = 3 % z plošné hmotnosti materiálu v místě kondenzace, když je jeho objemová hmotnost ρ vyšší než 100 kg/m 3, M c,n = 6 % z plošné hmotnosti materiálu v místě kondenzace, když je jeho objemová hmotnost ρ 100 kg/m 3 ; pro ostatní konstrukce platí nižší z hodnot: M c,n = 0,50 kg/(m 2.a), M c,n = 5 % z plošné hmotnosti materiálu v místě kondenzace, když je jeho objemová hmotnost ρ > 100 kg/m 3, M c,n = 10 % z plošné hmotnosti materiálu v místě kondenzace, když je jeho objemová hmotnost ρ 100 kg/m 3 ; zároveň musí platit: M c < M ev [kg/(m 2.a)], kde je: M c roční množství zkondenzované vodní páry v konstrukci [kg/(m 2.a)]; roční množství vypařitelné vodní páry z konstrukce [kg/(m 2.a)]. M ev Z hlediska možného vlhkostního namáhání není vhodné navrhovat běžné jednoplášťové (nevětrané) střešní konstrukce nad prostory s relativní vlhkostí vzduchu vyšší než 80 %. U dvouplášťových větraných konstrukcí se musí splnit požadavky na kondenzaci zvlášť pro vnitřní a zvlášť pro vnější plášť. Navíc je nutno dodržet podmínku na maximální relativní vlhkost vzduchu proudícího v mezeře φ cv 90 %.

38 38 Konstrukce šikmých střech Dále se doporučuje do konstrukce střechy umísťovat prvky bez zvýšené vlhkosti, zejména pokud se jedná o střešní plášť parotěsně uzavřený z obou stran. U takového typu konstrukce není vhodné navrhovat tepelněizolační a spádové vrstvy z velmi nasákavých a organických materiálů. Zabudovaná technologická vlhkost (obvykle v dřevěných prvcích nebo monolitických vrstvách) má negativní vliv na kondenzaci vodních par, ovlivňuje mechanické i stavebněfyzikální vlastnosti daného materiálu a případně i podporuje jeho degradaci. [51] Tepelné mosty Tepelný most je charakterizován jako místo v konstrukci, kde skladba vykazuje nižší součinitel prostupu tepla a zvýšený tepelný tok skrz konstrukci. Zjednodušeně řečeno vzniká tam, kde je aplikována menší tloušťka tepelné izolace, kde je zabudován prvek dobře vedoucí teplo neboli prvek z materiálu s vyšší hodnotou tepelné vodivosti λ [W/(m.K)] (jedná se o materiálovou konstantu charakterizující míru tepelněizolační schopnosti, výhodné jsou co nejnižší hodnoty). Následkem vzniku těchto kritických míst v konstrukci je: zvýšení tepelných ztrát budovy, snížení vnitřní povrchové teploty v zimním období, snížení součinitele prostupu tepla konstrukce, riziko vzniku kondenzace v konstrukci nebo na jejím povrchu, vliv na celkovou posuzovanou energetickou náročnost objektu. Tepelné mosty mohou být vzhledem ke svému rozsahu bodové nebo liniové. Nejčastěji vznikají u střešního pláště tepelné mosty v těchto místech: zabudování dřevěného nebo kovového nosného prvku krovu do střešního pláště (např. krokev, vaznice umístěná v tepelněizolační vrstvě apod.), detail u pozednice návaznost zateplení střechy a obvodové stěny, místa prostupů prvků nebo konstrukcí střešním pláštěm např. prostup komína, odvětrání kanalizace, návaznost na štítovou stěnu apod., v místě kotevních prvků střešního pláště procházející skrz podstatnou část střešního pláště. Snahou projektu je pak navrhnout optimální střechu s eliminací tepelných mostů, zejména je potřeba se soustředit na místa obvyklých kritických detailů. Jeden z nejdůležitějších a) b) c) d) Obr. 4.2 Varianty umístění tepelné izolace v rámci střešního pláště a znázornění výskytu tepelných mostů v oblasti krokve: a) tepelná izolace mezi krokvemi = výrazný liniový tepelný most, nevhodná varianta; b) tepelná izolace mezi a pod krokvemi = menší liniový tepelný most; c) tepelná izolace pod krokvemi = bodové mosty v místě kotevních prvků; d) tepelná izolace nad krokvemi = bodové mosty v místě kotevních prvků

39 Střešní pláště šikmých střech 39 parametrů návrhu je materiál a umístění tepelněizolační vrstvy. Jednotlivé skladby střešních plášťů a jejich výhody či nevýhody jsou popsány v kapitolách 4.3 až 4.5, materiály tepelných izolací se zabývá kapitola Na obr. 4.2 jsou znázorněny základní polohy tepelněizolační vrstvy s naznačením míst tepelných mostů. Častým příkladem liniového tepelného mostu jsou již zmíněné dřevěné krokve ve střešním plášti, kdy je tepelná izolace vložena pouze mezi tyto prvky krovu. Součinitel tepelné vodivosti dřeva (λ D = 0,16 0,21 W/(m.K) je řádově 4 5 větší než součinitele tepelné vodivosti běžných tepelných izolantů (λ TI 0,04 W/(m.K)). Vlivem tepelných mostů v místě dřevěných krokví dojde ke snížení tepelné vodivosti tepelného izolantu, počítáme pak s tzv. efektivní tepelnou vodivostí této izolační vrstvy. Je-li tepelněizolační vrstva navržena ze dvou a více prvků tvořících dohromady celou tloušťku, je potřeba provést vystřídání styčných spár v jednotlivých vrstvách. Přerušením spár dochází ke zvýšení spolehlivosti tepelněizolační vrstvy z hlediska vzniku tepelných mostů Akustické požadavky Střešní konstrukce jsou součástí obvodového pláště budovy a jako takové mohou obsahovat také výplně otvorů, například střešní okna. Z hlediska akustického je u těchto konstrukcí nutno splnit požadavky stanovené pro obvodové konstrukce tzv. chráněného prostoru, tj. požadavky na neprůzvučnost konstrukcí dle ČSN [50] (z února 2010), a zároveň je kontrolována akustická pohoda přímo v tzv. chráněném prostoru dle platného hygienického předpisu nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací [69]. Pod pojmem chráněný prostor můžeme nalézt: chráněný vnitřní prostor staveb (např. obytné místnosti v podkrovním bytě), chráněný venkovní prostor (např. zahrada lůžkových zdravotnických zařízení) a chráněný venkovní prostor staveb (např. prostor do 2 m od rodinného domu). Blíže pojmy vymezuje zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví, ve znění pozdějších změn, v 30, odst. 3). Při návrhu střešního pláště je tedy nutné provést rozbor zdrojů hluku ve vnějším prostoru stavby a také v interiéru. Nejčastěji je posuzován vnitřní chráněný prostor staveb s ohledem na působení venkovního zdroje hluku v podobě dopravy. Běžnými zdroji hluku v souvislosti se střešní konstrukcí mohou být také zařízení umístěná na střeše, třeba ventilátory vzduchotechnických zařízení. Dalším vstupním údajem je způsob využití vnitřního či vnějšího prostředí a konkrétní specifikace dělicí konstrukce mezi hlučným a přijímacím prostorem (skladba konstrukce a příslušné materiálové charakteristiky). Při hodnocení ochrany lidí před hlukem dle hygienických předpisů se používají veličiny akustické imise, které charakterizují zvuk v místě jeho příjmu. Mezi ně patří: hladina akustického tlaku L p [db], hladina akustického tlaku A L Ap [db]; maximální hladina akustického tlaku L Amax [db], ekvivalentní hladina akustického tlaku A L Aeq,T [db]. Tyto hodnoty je možno získat výpočtem nebo nejlépe měřením přímo ve sledovaném místě.

40 40 Konstrukce šikmých střech Norma ČSN [50] oproti tomu klade požadavky přímo na dělicí konstrukce, kdy je základní posuzovanou veličinou neprůzvučnost jedná se o vlastnost konstrukce (střechy, střešního okna apod.) propouštět zvuk v zeslabené míře do chráněného prostoru. Rozeznáváme dva typy neprůzvučnosti: vzduchovou neprůzvučnost, o které mluvíme v případě, kdy sledujeme šíření akustické energie ze vzduchu přes konstrukci opět do vzduchu za konstrukcí: laboratorní vzduchová neprůzvučnost R w [db], získaná na základě akustického měření u modelu konstrukce v laboratoři, stavební vzduchová neprůzvučnost R w [db], získaná měřením přímo na stavbě a tím zohledňující i boční přenosové cesty hluku (více odpovídá reálnému stavu), nebo vypočítaná na základě známé laboratorní hodnoty neprůzvučnosti konstrukce následovně: R w = R w k 1, kde k 1 je korekce závislá na vedlejších cestách šíření zvuku [-], stanovená dle odst. 5.1 v ČSN [50] v rozmezí 2 db až 8 db, nebo individuálně, např. odborným odhadem; kročejovou neprůzvučnost, kdy je akustická energie vyzařována z konstrukce, která byla uvedena do ohybového vlnění vlivem impulsů (kroků, rázy strojů apod.); tento jev se sleduje především u pochozích konstrukcí (stropy, provozní střechy apod.): laboratorní hodnota kročejové neprůzvučnosti L n,w [db], získaná na základě akustického měření u modelu konstrukce v laboratoři, stavební hodnota kročejové neprůzvučnosti L n,w [db], získaná měřením přímo na stavbě a zohledňující i boční přenosové cesty hluku (více odpovídá reálnému stavu), nebo vypočítaná na základě známé laboratorní hodnoty neprůzvučnosti konstrukce následovně: L n,w = L n,w + k 2, kde k 2 je korekce závislá na vedlejších cestách šíření zvuku [-], stanovená dle odst. 5.2 v ČSN [50] v rozmezí 0 db až 2 db, nebo individuálně, např. odborným odhadem. U šikmých střech a případných souvisejících otvorových výplní se většinou uvažuje pouze s neprůzvučností vzduchovou, provozní střechy patří obvykle do kategorie střech plochých (se spádem do 5 ). K zajištění požadované vzduchové neprůzvučnosti nejvíce přispívají hmotné vrstvy ve skladbě střechy, celistvost střechy a těsné spojení střechy s přilehlými a prostupujícími konstrukcemi [59]. Požadavek normy ČSN [50] je splněn, když platí: R w R w,n [db], kde je: R w stavební vážená neprůzvučnost [db]; R w,n normou ČSN [50] požadovaná minimální hodnota stavební vážené neprůzvučnosti konstrukce [db]. V závislosti na venkovním hluku, vyjádřeném ekvivalent- a) b) c) Obr. 4.3 Způsob šíření zvuku a) vzduchem; b) kmitáním; c) konstrukcí vedlejšími cestami [5]

41 Střešní pláště šikmých střech 41 ní hladinou akustického tlaku A L Aeq,2m, uvádí tyto hodnoty tabulka 4.4. Hodnoty L Aeq,2m můžeme získat například z provedené hlukové studie území nebo na základě reálného měření. Tab. 4.4 Požadované hodnoty vzduchové neprůzvučnosti střešních plášťů dle ČSN [50] pro vybrané provozy Požadovaná zvuková izolace střešního pláště R w,n [db] Druh chráněného vnitřního prostoru Ekvivalentní hladina akustického tlaku L Aeq,2m [dba] po dobu užívání ve vzdálenosti 2 m před fasádou 50 > > > > > > Operační sály Lékařské vyšetřovny, ordinace Přednáškové síně, učebny, pobytové místnosti škol, mateřských školek, jeslí Společenské a jednací místnosti, kanceláře a pracovny Okenní výplně se posuzují na základě laboratorní hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti, kdy opět musí být splněn minimální normou stanovený požadavek R W,O [db]. Požadovaná hodnota vážené laboratorní neprůzvučnosti oken R w,o umístěných v obvodovém plášti se stanoví na základě požadavku R w,n pro celý obvodový plášť a z poměru ploch oken k celkové ploše obvodového pláště v místnosti dle ČSN [50], odst. 6.2 viz tab Za plochu okna S o se považuje plocha okenního otvoru, tj. okno včetně rámu. Celková plocha obvodové konstrukce místnosti SF je plocha obvodového pláště včetně oken při pohledu z místnosti. Takto stanovený požadavek na neprůzvučnost okna je možno uplatňovat pouze tehdy, jestliže vážená neprůzvučnost plné části obvodového pláště je alespoň o 10 db vyšší než vážená neprůzvučnost okna. Tab. 4.5 Stanovení požadavků na neprůzvučnost oken v rámci obvodového pláště Podíl plochy oken S o k celkové ploše obvodového pláště místnosti S F [%] Požadavek R w,o na okna*), určený z hodnot R w,n požadovaných pro střešní konstrukci podle tab. 4.4 [db] S o / S F < 35 R w,o = R w,n 5 35 S o / S F 50 R w,o = R w,n 3 S o / S F > 50 R w,o = R w,n *) Požadavky platí i pro jiné prvky obvodového pláště (vnější dveře, světlíky, větrací prvky apod.). Tab. 4.6 Kategorizace oken do tříd zvukové izolace (TZI) dle ČSN [50] Třída zvukové izolace oken TZI Vážená neprůzvučnost okna R w,o [db]

42 42 Konstrukce šikmých střech Výrobci oken uvádějí obvykle u prodávaných oken třídu zvukové izolace (TZI), která se stanoví na základě laboratorní vážené neprůzvučnosti oken R w,o podle tab V případě požadavku na zvýšenou ochranu před hlukem mohou být hodnoty požadované ČSN pro obvodové pláště nebo otvorové výplně zpřísněny přičtením tzv. faktorů přizpůsobení spektra C, C tr a C l. Tento zvýšený požadavek musí být ale dohodnut smluvně, není závazný normou. Důležitou součástí akustického posouzení může být i zhodnocení chvění a vibrací, kdy se zvuk nešíří vzduchem, který ho obklopuje, ale přímo materiálem stavební konstrukce jedná se například o přenos zvuku způsobený kotvením chvějícího se zařízení na střeše. Z tohoto pohledu je nutno provést speciální akustické posouzení dané situace a navrhnout vhodné pružné uložení daného stroje. Na základě rozboru příčin hluku a jeho zdrojů je následně možné navrhnout vhodná technická opatření ke snížení hlukové zátěže okolí, ať už v podobě úprav zdroje hluku, či v podobě výběru vhodné skladby či materiálu dělicí konstrukce Požárněbezpečnostní požadavky Každý stavební objekt podléhající stavebnímu řízení musí mít v rámci projektové dokumentace zpracováno požárněbezpečnostní řešení stavby (PBŘS), jehož nedílnou součástí je také posouzení střešní konstrukce. Základním pojmem v této problematice je požární bezpečnost stavebního objektu, která vyjadřuje schopnost daného objektu zabránit v případě požáru ztrátám na životech a zdraví osob, zvířat a ztrátám na majetku [53, 54]. Požární bezpečnost je docílena odpovídajícím urbanistickým začleněním stavby, dále vhodným návrhem dispozičního uspořádání stavby a jejího materiálového a konstrukčního řešení. Dále ji lze zlepšit požárněbezpečnostními opatřeními viz kapitolu 7.2. Posuzováním požární bezpečnosti se zabývá podobor v rámci pozemního stavitelství požární bezpečnost staveb (PBS). U nevýrobních objektů je postup při zpracování projektu požárněbezpečnostního řešení stavby následující: rozdělení objektu na tzv. požární úseky (PÚ), hranici PÚ tvoří požárně dělicí konstrukce (stěny, stropy, střechy apod. včetně otvorových výplní v nich, které pak nazýváme jako požární uzávěry); určení požárního rizika v daném PÚ, které je definováno jako rozsah a intenzita případného požáru v posuzovaném požárním úseku [53] a souvisí s využitím prostoru; stanovení stupně požární bezpečnosti (SPB) pro daný požární úsek; na základě SPB posouzení požární odolnosti stavebních konstrukcí a jejich druhu; posouzení únikových cest; stanovení požárně nebezpečného prostoru stavby; posouzení možností protipožárního zásahu, např. počet hasicích přístrojů, zásobování požární vodou, přístupové komunikace apod. dle příslušné legislativy.

43 Střešní pláště šikmých střech 43 Z hlediska konstrukčního rozlišujeme nosnou konstrukci střechy a střešní plášť, přičemž požadavky z hlediska požární bezpečnosti mohou být vzájemně provázány a v určitých případech je potřeba provádět hodnocení střechy jako celku. Posudek střešní konstrukce se bude týkat zejména určení její požární odolnosti, druhu konstrukční části, stanovení požadavků z hlediska tzv. mezních stavů při požáru a dále posouzení odstupových vzdáleností (tj. zhodnocení požárně nebezpečného prostoru stavby). Nosné konstrukce střech Požární odolnost stavební konstrukce je doba stanovená v minutách, po kterou je stavební konstrukce schopna bez porušení své funkce nosné, požárně dělicí nebo obou dříve jmenovaných odolávat účinkům požáru. Podle množství uvolňovaného tepla za případného požáru a podle vlivu dané konstrukční části na stabilitu a únosnost celé konstrukce je možno určit požadavek na druh konstrukční části této konstrukce. Zjednodušeně lze popsat druhy konstrukčních částí následovně: konstrukční část druhu DP1 se skládá pouze z nehořlavých stavebních výrobků, např. železobetonová konstrukce; konstrukční část druhu DP2 může mít nosné prvky z hořlavých stavebních výrobků, ty však musejí být opláštěny stavebními výrobky nehořlavými; příkladem je dřevěná nosná konstrukce krovu opláštěná ze strany interiéru nehořlavým podhledem s omítkou a ze strany exteriéru opatřená nehořlavým bedněním; konstrukční část druhu DP3 se skládá zejména z prvků, které nevyhovují popisu DP1 a DP2 [53, 55]; patří sem například nechráněná dřevěná konstrukce krovu. Skutečnou požární odolnost stavební konstrukce a druh konstrukční části nosné konstrukce střechy lze získat z technických podkladů výrobce daného stavebního dílce či materiálu, z údajů v platných normách, z dostupné technické literatury či výpočtem pro nosné prvky. Navržená konstrukce je pak srovnána s požadavkem viz tabulku 4.7. S určením požadavku na požární odolnost nosné konstrukce střechy souvisí určení požární odolnosti stropní konstrukce nad posledním podlažím, obojí hodnoty jsou tedy uvedeny společně. Z tabulky je dále patrné, že nad požárním úsekem se SPB VI. a VII. nesmí být použita nechráněná konstrukce dřevěného krovu či vazníku (konstrukce musí být druhu DP1). Tab. 4.7 Požadavky na požární odolnost u vybraných konstrukcí pro nevýrobní objekty dle ČSN :2009. Označení + je nutno nahradit druhem konstrukční části DP1 tam, kde je strop konstrukcí chráněné únikové cesty [53] Stavební konstrukce Požární strop v posledním nadzemním podlaží Nosné konstrukce střech Stupeň požární bezpečnosti požárního úseku I. II. III. IV. V. VI. VII. Požadavek na požární odolnost stavební konstrukce a její druh DP1 90 DP DP1 90 DP1

44 44 Konstrukce šikmých střech Dalším údajem, kterým je nutné konstrukci popsat, jsou požadované charakteristické vlastnosti konstrukce tzv. mezní stavy. Mezní stavy jsou označeny písmennými značkami, z nichž pro popis nosné konstrukce střechy využijeme tyto: R nosnost konstrukce, E celistvost konstrukce, I tepelná izolace konstrukce [54]. Pokud shrneme všechny sledované veličiny dohromady, tak výsledné požárněbezpečnostní charakteristiky například u dřevěného nosníku krovu o rozměrech 80/120 mm z rostlého dřeva, který je vystaven účinkům požáru ze čtyř stran, jsou stanoveny jako R 15 DP3 [35]. Nejčastěji se u obytných či občanských budov setkáme se šikmými střechami s dřevěnou nosnou konstrukcí, občas jsou použity železobetonové či ocelové prvky. Železobeton je nehořlavý (DP1) a zároveň vykazuje vysokou požární odolnost. Dřevěné konstrukce střech jsou nejčastěji druhu DP3, ale jejich požární odolnost je poměrně vysoká. Oproti tomu nechráněné ocelové prvky jsou sice konstrukcí druhu DP1, ale za požáru dochází k jejich tepelnému namáhání a požární odolnost nechráněných ocelových prvků dosahuje s ohledem na průřez nosníku cca 7 minut (odolání účinkům požáru bez ztráty nosnosti a stability prvku). Nosná konstrukce střechy může být z hlediska požární bezpečnosti posuzována v závislosti na své funkci v rámci objektu čtyřmi způsoby [53]: 1. Jako nosná konstrukce střechy, aniž by ležela nad stropem s požárně dělicí funkcí, tj. pod nosnou konstrukcí střechy se nachází tzv. nahodilé požární zatížení, tj. nachází se zde prostor s využitím, v němž může potenciálně vzniknout požár: např. podkroví s přiznanou nosnou konstrukcí střechy nebo úložný prostor u hřebene střechy nad podkrovím odděleným SDK (sádrokartonovým) podhledem, v tomto případě je konstrukce, nejčastěji nosné prvky krovu, posouzena jako nosná konstrukce střechy a je stanovena její požadovaná požární odolnost, konstrukce je bez požadavku na druh konstrukční části až do SPB VI., jednotlivý dřevěný prvek krovu bude mít pro SPB II. požadavek R Jako nosná konstrukce střechy, která leží nad požárním stropem posledního nadzemního podlaží a nad tímto stropem se nenachází žádné nahodilé požární zatížení, tedy prostor s definovaným účelem: např. dřevěný vazník nad ŽB monolitickou stropní konstrukcí, přičemž prostor vazníku nesmí být jakkoli využíván (ani pro úložné účely) a podstřešní prostor má omezenou velikost, u velkoplošných podstřešních prostor (haly zastřešené pomocí vazníků s SDK podhledem staticky nezávislým na nosné konstrukci střechy) musí být dělení podstřešního prostoru zajištěno požárními stěnami ve vzdálenosti mezního rozměru takto vzniklého požárního úseku s požární odolností alespoň EI 30 DP1, ve specifických provozech (hotely apod.) je tento požadavek zvyšován příslušnými předpisy (např. ČSN ), v těchto případech nemusí nosná konstrukce střechy vykazovat požární odolnost, posuzuje se pouze nosná konstrukce stropu nebo nenosná konstrukce SDK podhledu s požárně dělicí funkcí, u půdní vestavby do půdorysné plochy 150 m 2 a do SPB III může být sádrokartonová deska s požární odolností staticky závislá na nosných prvcích krovu, aniž by tyto nosné prvky musely vykazovat požární odolnost, nosný strop bude pro SPB III nabývat požadavku REI 30; SDK podhled bez nosné funkce, ale s funkcí požárně dělicí má pro týž SPB požadavek EI Výjimku tvoří nosná konstrukce střech v rodinném domě v budově OB1 (objekt do tří užitných nadzemních podlaží, do tří obytných buněk bytů a do 600 m 2 podlahové plo-

45 Střešní pláště šikmých střech 45 chy) se zastavěnou plochou do 200 m 2, kde není nutné stanovit požární odolnost nosné konstrukce střechy ani v případě, že zde není požární strop nad posledním užitným nadzemním podlažím. K této výjimce je nutno poznamenat, že i u staveb vyhovujících danému požadavku jsou v praxi požadovány posudky nosných prvků krovu. 4. Jako nosná a zároveň požárně dělicí konstrukce, zde má nosná konstrukce střechy i funkci stropu nad posledním nadzemním podlažím: týká se plochých střech. Požadovaná požární odolnost nosné konstrukce střechy musí být při běžném užívání stavebního objektu zajištěna po celou projektovanou dobu jeho životnosti [53]. Kolem hořícího objektu, tj. i kolem hořící střešní konstrukce, vzniká tzv. požárně nebezpečný prostor [53], který je určen buď dosahem sálání od hořícího objektu prostřednictvím požárně otevřených ploch (většinou oken, dveří, zde střešního pláště nebo konstrukcí bez požadované požární odolnosti, kterou taktéž může být konstrukce střechy), nebo dopadem hořících částí, které za požáru z objektu odpadávají. Hranice požárně nebezpečného prostoru je určena odstupovou vzdáleností d [m]. Stanovení odstupových vzdáleností se týká zejména střešních plášťů, kterým jsou věnovány následující odstavce. U nosných konstrukcí střech lze zkonstatovat, že pokud se střešní plášť nachází nad požárním stropem posledního nadzemního podlaží (tvořeného i SDK konstruk- Legenda: 1 venkovní zeď (bez nároků na požární odolnost) 2 protipožární zeď mezi místnostmi 3 protipožární zeď v půdním prostoru 4 střešní konstrukce 5 protipožární vrstva 6 protipožární separační vrstva vyplňující mezery mezi zdmi a prostor pod střešní krytinou (obvykle ohnivzdorná minerální vlna) 7 střešní krytina Obr. 4.4 Separace požárních úseků dřevostavby dle typových detailů firmy WaVe Structural Design. Požární úsek I. je oddělen od požárního úseku II. tak, aby kolaps nosných konstrukcí jednoho požárního úseku nesnížil navrženou požární odolnost. Střešní prostor nad místností je součástí stejného požárního úseku, nicméně strop a venkovní zeď jsou obvykle chráněny plošnými protipožárními deskami (například sádrokarton)