Poruchy zatepľovania šikmých striech a ich defektoskopia pomocou termovízie

Výskyt porúch, v konštrukciách strešných plášťov pre obytné podkrovia, je veľmi často dôsledkom nedokonalého technického riešenia z pohľadu stavebnej tepelnej techniky. Z ekonomického a využiteľného pohľadu na vec je rozmach výstavby podstrešných priestorov opodstatnený. Pri návrhu a realizácii je dôležité správne riešenia hlavne v skladbách obalových konštrukcií, v ich vzájomnom prepojení, vo voľbe materiálu, v zabudovaní materiálu a v zhotovených detailoch vzhľadom na požadovaný stav vnútorného prostredia a daný stav vonkajšieho prostredia. Veľmi dôležitou časťou je umiestnenie nosných prvkov v konštrukcii hlavne ak ide o materiál s výrazne odlišnými tepelnotechnickými charakteristikami ako je napríklad oceľ.

Úvod

Riešený bytový dom má dve nadzemné podlažia a podkrovie. Bytový dom je zastrešený manzardovou šikmou strechou, ktorá je značne členitá a obsahuje vikiere. Nosná konštrukcia strechy je tvorená drevenými väzníkmi a krokvami, ktoré sú uložené na nosnom oceľovom ráme. Oceľový rám, ktorý je zvarený z dvoch valcovaných oceľových profilov v tvare U, je uložený na železobetónovom prahu v úrovni posledného stropu bytového domu. Na riešenom bytovom dome bol vykonaný stavebnotechnický prieskum pre odhalenie príčin porúch. Bolo prevedené meranie pomocou infračervenej kamery pre nájdenie miest s výraznými teplotnými nepravidelnosťami. Meranie bolo doplnené o zisťovanie povrchových teplôt kontaktným teplomerom. V byte boli pri prieskume zaznamenávané parametre vnútorného a vonkajšieho vzduchu. Teplota vonkajšieho vzduchu Qe= 3°C, počasie: jasno, bezvetrie.
Ako krytina je použitá skladaná krytina z betónových škridiel. Strešný plášť ďalej pozostáva v smere z exteriéru z  poistnej hydroizolácie, vzduchovej vrstvy hr. 40 mm, tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien hr. 140 mm vloženej medzi drevené krokvy, podkrokvového zateplenia hr. 50-75mm z tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien, nosnej konštrukcie pre pohľadovú vrstvu a opláštenie zo sadrokartónu.

Pôvodná skladba strešného plášťa:
• skladaná krytina z betónových škridiel;
• laty;
• kontralaty;
• vetraná vzduchová vrstva premenlivej šírky cca. 40 mm;
• poistná hydroizolácia;
• tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien hr. 140 mm;
• nosná konštrukcia pohľadovej vrstvy zo sadrokartónu vyplnená tepelnou izoláciou na báze minerálnych vlákien v hr. 50 mm;
• parozábrana - PE fólie;
• sadrokartón hr. 12,5 mm.

  
Obr. 1  Prejavy porúch z dôvodu vzniknutých tepelných mostov

Obr. 2  Tepelný most v kúte miestnosti

Obr. 3 Prechod profilov do exteriéru a prúdenie studeného vzduchu 

Obr. 4 Nezateplená časť železobetónového prahu

 
Obr.5 Schéma prúdenia chladného vzduchu do tepelnej izolácie z dôvodu nesprávneho vyhotovenia vetrotesnej prekážky

Zhodnotenie konštrukčného riešenia

Existujúca skladba ako taká predstavuje štandardné riešenie, ktoré je bezproblémové vo väčšine prípadov strešných plášťov pre obytné podkrovia. Skladba strešného plášťa spĺňa tepelnotechnické požiadavky vo fragmente. Výrazná členitosť strechy, použitie oceľovej nosnej konštrukcie bez doriešenia súvislostí s tým spojených, neúplný projekt a čiastočne aj chyby vzniknuté pri realizácii spôsobili poruchový stav, ktorý nespĺňal podmienky vhodné pre plnohodnotné a bezproblémové užívanie podkrovného obytného priestoru. V predmetnom podkrovnom byte bolo odhalených viac ako 30 tepelných mostov. Tepelný most je miesto v konštrukcii kde je umožnený výrazne vyšší únik tepelnej energie z interiéru do exteriéru alebo iného chladnejšieho priestoru.

Pri miestnom šetrení na predmetnom objekte boli odhalené nedostatky v podobe:
• nedostatočne zateplenie železobetónového prahu (obr.4) pre kotvenie oceľového rámu strechy. Železobetónový prah nebol v jeho zvislej časti teplne izolovaný, ale iba prekrytý difúznou fóliou;
• nedostatočne zateplenie oceľového rámu (ani po dodatočných opravách). Počas užívania bol oceľový rám viackrát zatepľovaný. Opravy opláštením niektorých jeho častí XPS polystyrénom hr.50 mm nevyriešili problém dostatočne;
• nedostatočné vyplnenie profilov nosného roštu pod sadrokartón tepelnou izoláciou a hlavne ich prechod do exteriéru (obr. 3). To môže spôsobovať prúdenie chladného vzduchu a vytváranie výrazne nižších povrchových teplôt v rohoch podkrovného priestoru. Teoretickým výpočtom môžu všetky podmienky splnené ale malá odlišnosť môže výrazne zmeniť skutočné hodnoty a správanie sa konštrukcie;
• difúzna fólia proti prenikaniu vzduchu (vetrová prekážka) nie je dokonale vyhotovená v oblasti zložených drevených stĺpikov a dochádza k citeľnému prúdeniu chladného vzduchu do tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien cez vzniknuté škáry medzi drevenými prvkami (obr. 5). Táto difúzna fólia je ukončená na zloženom stĺpiku;
• oplechovanie je osadené priamo na drevenú konštrukciu vikiera stĺpik vedľa okna) bez použitia tepelného izolantu v ostení;
• množstvo tepelných mostov v spojitosti s oceľovým nosným rámom v náväznosti na krokvy a väzníky.

Návrh opravy strešného plášťa podkrovia

Riešenie viac ako 30 tepelných mostov v jednom podkrovnom byte si vyžadovalo komplexný prístup. Riešiť opravu predmetnej strechy nebolo možne navrhnutím zateplenia z exteriéru. Jediným schodným riešením bolo navrhnúť jediné a nie najjednoduchšie riešenie a to celoplošné zateplenie z interiéru po odstránení tepelným mostov, ktoré by ani interiérové zateplenie neeliminovalo. Všetky práce museli byť vykonávané z interiéru a preto bolo nutné vysťahovať obyvateľov z bytu. Pri návrhu boli použité výpočtové programy tepelnej techniky a overené boli jednotlivé tepelné mosty riešením 2D teplotného poľa. V špecifických prípadoch bolo nutné overenie tepelných mostov riešením 3D teplotného poľa.  V šikmej časti strechy bola ponechaná tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien a na pôvodné krokvy boli osadené OSB dosky. Pôvodne sa uvažovalo s vytvorením vhodného podkladu na lepenie PIR dosiek z drevených dosiek so vzájomnými špárami cca. 25mm. Po posúdení, že OSB dosky ako vrstva s pomerne vysokým difúznym odporom nebudú vytvárať problém z hľadiská vlhkostného režimu, sa pristúpilo na toto praktickejšie a rýchlejšie riešenie. Na vytvorený podklad z OSB dosiek boli PUR lepidlom lepene tepelnoizolačné dosky PIR. Následne bola celoplošne zabudovaná PE parozábrana. Vnútorné opláštenie zo sadrokartónovej protipožiarnej dosky hr. 15mm bolo kotvené do nosnej konštrukcie pre pohľadovú vrstvu zo sadrokartónu. Jednotlivé profily boli podtesnené a kotvené do OSB dosiek cez PE parozábranu a PIR tepelnoizolačné dosky.

Navrhovaná skladba strešného plášťa:
-skladaná krytina z betónových škridiel;
- laty;
- kontralaty;
- vetraná vzduchová vrstva premenlivej šírky cca. 40mm;
- poistná hydroizolácia;
- tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien hr 170 mm;
- celoplošný záklop z OSB dosiek hr. 12 mm;
- tepelná izolácia na báze PIR hr. 60 mm (lepená PUR lepidlom);
- parozábrana z PE fólie s vyztužovacou vložkou (celoplošné prelepenie spojov)
- nevetraná vzduchová vrstva  hr. 30 mm;
- nosná konštrukcia pre pohľadovú vrstvu;
- sadrokartón hr. 15 mm.

Záver

Je veľmi dôležité pristupovať zodpovedne k návrhu podkrovia už vo fáze projektovania. Umiestňovanie nosnej oceľovej konštrukcie v rámci strešného plášťa obytného podkrovia si vyžaduje návrh opatrení, ktoré budú eliminovať vznikajúci problém z hľadiska stavebnej tepelnej techniky. Vznikajúci problém by mal byť eliminovaný už v projektovej fáze, keďže realizačná firma sa bez kompletného projektu s týmto faktom väčšinou dokonale nevysporiada. V prípade že sa potvrdí nesprávne alebo neúplné technické riešenie dodané projektantom mala by realizačná firma projektanta upozorniť a žiadať o doplnenie. V opačnom prípade sa hlavná vina pripisuje zhotoviteľovi a ten znáša všetko nešťastie s tým spojené. Výsledkom je komplikované a náročné riešenie obnovy. Toto riešenie obnovy je vždy komplikované jednak z technického hľadiska, ako aj z finančného a organizačného hľadiska.

Literatúra
[1] Oláh, J. - Šida, M. - Šutliak, S. Strešný plášť pre obytné podkrovie. Stavajte a bývajte s nami, Roč. 8, č.11. s. 10-13. ISSN 1336-1295
[2] Šutliak, S. Dôsledky nesprávneho zastrešenia obytného podkrovia. Správa budov: Magazín o správe bytových a komerčných nehnuteľností, facility managemente, energetickom manažmente, systémoch riadenia a zabezpečovania budov a technickom servise, Roč. 7, č. 4. s. 44--45. ISSN 1337-6233.
[3] ČSN 73 0540 (část 1-4) Tepelná ochrana budov
[4] www.izolace.cz
[5] www.knauf.cz
[6] www.isover.cz

článek je převzatý ze sborníku Konference Izolace 2014