Konstrukční detaily z pohledu spolehlivosti, chyby a poruchy odvodnění plochých střech

Při navrhování a realizaci plochých střech se musí projektanti i realizační firmy často vypořádat s řadou problémů a technických řešení, ať se jedná o rekonstrukci, nebo novostavbu. Vždy platí, že dodržení základních zásad a pravidel při navrhování (daných normou a specifikací výrobce užitých produktů) a správné provedení detailů při realizaci je alfou a omegou dlouhodobé funkčnosti a spolehlivosti každé střechy jako celku. Proto je třeba pro opracování všech detailů použít vhodné výrobky a využít osvědčené technologické postupy. Tento příspěvek je zaměřen na nejčastěji porušované zásady při návrhu, výpočtu a realizaci odvodnění plochých střech.
Platné technické normy řešící danou problematiku:
ČSN 73 1901-2011 Navrhování střech (novelizovaná v únoru 2011)

ČSN EN 12 056:03 Odvádění dešťových vod ze střech, navrhování a výpočet

ČSN 75 6760-3 Vnitřní kanalizace

Základní zásady dané normou a doporučení:

Minimální počet vpustí:
ČSN 73 1901-čl.8.19.10 Pro odvodnění každé střešní plochy se mají navrhovat nejméně dva vtoky se samostatným odpadním potrubím. Malé plochy odvodněné jednou vpustí musí být vždy doplněny bezpečnostním přepadem.
ČSN 73 1901 - 8.19.10 Bezpečnostní přepad se doporučuje navrhovat na všech plochých střechách nebo terasách
Riziko ucpání vtoku nebo dešťového odpadního potrubí je poměrně vysoké. Mohou ho způsobit drobné předměty jako listí a jiný biologický odpad které zachytí ochranný koš, nebo v případě chybějícího koše (u starších střech nic neobvyklého) větší předměty jako uhynulí ptáci, nebo dětmi hozený míč, které zneprůchodní celý průmět potrubí. Je důležité zdůraznit, že dvě vpusti svedené do jednoho potrubí, nesplní normou danou podmínku. Zvýšené riziko usazení nečistot je navíc, má-li některá z částí dešťového odpadního potrubí vodorovně vedené potrubí. Bezpečnostní (pojistné) přepady eliminují riziko ucpání střešních vpustí, nebo jejich přehlcení při přívalovém dešti a měla by je mít každá plochá střecha, nebo terasa. Bezpečnostní přepady se musí navrhovat v takové výšce, aby nedošlo k riziku přetížení střešní konstrukce, nebo k proniknutí vody do budovy např. střešním výlezem. Bezpečnostní přepad musí být vyveden skrz atiku do volného
vnějšího prostoru. Pokud by byl přepad veden do dešťového odpadního potrubí, neplnil by v případě neprůchodné kanalizace svůj smysl.

NEJČASTĚJI PORUŠOVANÁ ZÁKLADNÍ ZÁSADA!!!:
ČSN 73 1901 - C.1.8 Vtoky a prostupy potrubí se nemají umísťovat do závětrných koutů střech, do bezprostřední blízkosti atik nebo jiných nadstřešních konstrukcí. Vzdálenost hrdla vtoku od těchto míst musí umožnit osazení vtoku, má být nejméně 0,5m tak, aby bylo možné provést spolehlivé opracováni detailu vrstvami střechy, především vodotěsnící vrstvou.
Jedná se o nejčastěji porušovanou základní zásadu při návrhu plochých střech. Nejen riziko hromadění nečistot, ale zejména konstrukce střešní vpusti neumožňuje opracování v blízkosti atik a jiných prostupů. Správným návrhem umístění střešních vpustí 0,5m od atik, prostupů a jiných nadstřešních konstrukcí se výrazně sníží riziko nevhodně opracovaného detailu.

Osazení střešní vpusti:
ČSN 73 1901 - navrhování střech
C.1.2 Hrdlo vtoku musí být v úrovni horního povrchu vodotěsnící vrstvy nejnižším místem přilehlé střešní plochy i při uváženi průhybu střechy.
Je vhodné, aby povrch hydroizolačního povlaku v okolí vtoku byl níže než povrch hydroizolačního povlaku přilehlé plochy střechy. Pokud to skladba střechy umožní, doporučujeme střešní vpust zapustit alespoň 2cm pod úroveň hlavní hydroizolační vrstvy. Je třeba počítat i s převýšením spojů mezi povlakem a vtokem.

Ochranné koše:
ČSN 73 1901
čl.15 - Ochranné košiky a vpusti se musí kontrołovat, případně čistit, nejméně 2x ročně.
ČSN 73 1901 - C.1.5 Hrdlo vtoku se kryje trvanlivou mřížkou nebo perforovaným krytem, jejichž řešeni odpovídá druhu stabilizacnich nebo provozních vrstev a odtokovým poměrům.
Vpusti by měly mít vždy ochranný košík (lapač střešních splavenin), který zabraňuje vniku nečistot do dešťového odpadního potrubí. Ochranné košíky osazované na vtoky nepochůzných plochých střech musí vyčnívat nejméně 40 mm nad střešní krytinu. I když dojde k nahromadění nečistot v okolí vpusti, nedojde k úplnému zneprůchodnění vpusti. Někteří výrobci uvádí v technické specifikaci, že standardně dodávaný ochranný koš lze použít i pro střechy s přitěžující vrstvou kačírku. Konstrukce a odolnost ochranného koše není ale jedinou podmínkou. Tou hlavní je jeho výška, tedy aby i při vrstvě kameniva 60mm vyčníval koš 40mm, musí být jeho celková výška 100mm. Proto je třeba při skladbě střechy s přitěžujícím souvrstvím vždy vybrat ochranný koš nebo šachtu  dané výšky i konstrukce nad rámec standardní dodávky.

Stop šroubovacím přírubám:

ČSN 73 1901 - C.1.1 Konstrukce vtoku musí umožnit vodotěsné napojení vodotěsnících vrstev střechy na těleso vtoku. Doporučuje se navrhovat použití průmyslově vyrobeného dílce
V praxi se ukázalo, že použití vpustí se šroubovací přírubou s sebou nesou několik rizik narušení vodotěsnosti. Nejčastějším případem poruchy vodotěsnosti je postupné povolení příruby a nutnost jejího průběžného dotahování, případně opak resp.důsledek přetažení, při kterém dojde k průhybu plastové části mezi šrouby a v důsledku toho těsnění umístěné pod přírubou nedoléhá. Problém je z části způsoben také tím, že jako součást dodávky jsou střešní vpusti zařazeny pod zdravotechniku, jejíž pracovníci skladby střechy a hydroizolační problematiku neznají. V projektu tedy stačí uvést, že vpust nebo nástavec má mít integrovanou manžetu konkrétní hydroizolace. Realizační firma se tím zříká odpovědnosti za napojení hydroizolace na vpust, která se tím přenáší na výrobce střešní vpusti. Výrobce si musí poradit se spojením dvou různých materiálů jako je hydroizolace a pevný materiál vpusti, jehož pevnost je nutná pro vodotěsné napojení do hrdla dešťového odpadního potrubí. Střešní vpusti Topwet mají integrovanou manžetu hydroizolace - ať se jedná nejčastěji o modifikované asfaltové pásy, nebo o fólie na bázi PVC, ale také o flexibilní polyolefiny, EPDM folie, stěrkové izolace a další. Jsou vyrobeny z UV stabilního materiálu - polyamidu PA6 s příměsí skelného vlákna pro zajištění tvarové stálosti

Měkké "vtoky" a nebezpečí jejich užití
ČSN EN 1253-1 Podlahové vpusti a střešní vtoky - Část 1-Požadavky
Tzv.dutraly a výlisky z mPVC nelze ani podle současné legislativy nazvat vpustí nebo vtokem. Nesplňuje ani nejzákladnější požadavky na střešní vpust, jako např. zkušební zatížení a trvalá deformace, reálně změřené průtoky ve zkušebně atd. Jedná se o tvarovku z měkkého materiálu, který zejména neumožňuje vodotěsné napojení do hrdla dešťového odpadního potrubí. Jejich užití je možné pouze jako dočasné řešení před dodáním standardních střešních vpustí, nebo při provizorním odvodnění.

Kotvení střešních vpustí:
ČSN 73 1901 - C.1.10 Těleso vtoku musí být vždy připevněno k nosné vrstvě
Vztlaky zejména v blízkosti atik jsou obrovské a při silném větru může dojít k vytažení vpusti z hrdla dešťového odpadního potrubí. Střešní vpusti by proto měly umožnit kotvení za tělo vpusti a ne za integrovanou manžetu. V případě stabilizace lepením jednotlivých vrstev není nutné jiným způsobem připevňovat vpust k nosné vrstvě. Při způsobu stabilizace hmotností stabilizační vrstvy (kamenivo, střešní substrát) je nutné spodní díl dvoustupňové vpusti připevnit k nosné vrstvě.

UV stabilizace:
ČSN 73 1901 - 8.27.6 Konstrukce střechy musí být navržena z takových materiálů, které odolají působení UV záření. Materiály neodolávající UV záření musí být zabudovány tak, aby na ně po celou dobu životnosti konstrukce nemohlo dopadat přímé ani odražené sluneční záření.

Geotextilie a odvodnění:
Geotextilie a jiné separační a ochranné vrstvy jsou neoddělitelnou součástí většiny skladeb plochých střech. Pokud je užita geotextilie k separaci nebo ochraně na hlavní hydroizolační vrstvě, nesmí být vyvedena na ochranný koš, protože za krátkou dobu dojde k usazení částeček drobného prachu a jejímu následnému zneprůchodnění.

Pojem "DVOUSTUPŇOVÁ VPUST"
ČSN 73 1901-2011 - C.1.3 V případě, že se pojistná hydroizolace odvodňuje do stejného kanalizačního potrubí jako hlavní hydroizolace, musí být na kanalizaci napojena samostatným vtokem. Na propojovací potrubí je třeba osadit zpětnou klapku
Dvoustupňová vpust slouží k odvodu vody z parozábrany v době stavby, systémovému napojení parozábrany na dešťové odpadní potrubí a druhá stěna vpusti omezuje kondenzaci pod úrovní parozábrany. Mezi střešní vpust a nástavec musí být vždy vloženo těsnění, které zabrání proniknutí vody do tepelné izolace, při zneprůchodnění kanalizace nebo při přívalovém dešti, kdy dojde k zaplnění celého průmětu potrubí.
Aby pojistná hydroizolace plnila svojí funkci, musí být dodrženo současně několik podmínek. Základní podmínkou uvedenou v normě je samostatná vpust se zpětnou klapkou, kterou doporučujeme doplnit signalizací průniku vody na pojistnou izolaci. Dále by nosná konstrukce měla být vyspádována k pojistným vpustem a mezi povrchem pojistné hydroizolace a tepelnou izolací by měla být drenážní vrstva. A v případě způsobu stabilizace vrstev pomocí kotevních šroubů, kdy se v praxi ne vždy se podaří napoprvé kotevní šroub správně ukotvit, není tato vrstva vodotěsná.

Zápachové klapky, vodní uzávěry a jejich užití:
Podle normy vnitřní kanalizace nesmí být dešťová kanalizace spojena se splaškovou. Jsou ale případy, kdy i přes toto omezení dešťová kanalizace zapáchá. Systémově by tento problém měl být vyřešen v rámci projektu zdravotechniky přímo na potrubí.  Pouze pokud nelze vyřešit problém zápachu v rámci zdravotechniky, lze užít zápachovou klapku nebo vodní uzávěru. Na ploché střeše nebo terase s volnou cirkulací vzduchu (neuzavřený prostor) je vhodnější užití zápachové klapky místo uzávěry s vodní hladinou, u které hrozí zamrznutí v zimním období, případně vyschnutí vodní hladiny v letním období (riziko zamrznutí lze vyřešit vyhřívanou střešní vpustí. Naopak v uzavřeném prostoru není vhodná klapka, protože nemá 100% účinnost. Použití zápachové klapky i uzávěry s vodní hladinou má dvě důležitá omezení. Snižuje odtokovou kapacitu vpusti a je nutné jí pravidelně čistit a kontrolovat!

Výpočet odvodnění plochých střech:
Průtok střešní vpusti nutný pro výpočet udává výrobce střešní vpusti na základě laboratorního měření (ČSN 1253-1:2004 ). Dovolený průtok dešťovým odpadním potrubím udává norma vnitřní kanalizace ČSN 75 6760, která rozlišuje vnitřní a vnější systém odvodnění  (u vnějšího potrubí hrozí namrzání vody a snížení průtoku vody v zimním období). Při výpočtu se musí zohlednit obě veličiny a pro přepočet na m2 se musí užít nižší hodnota. Výpočet odtoku dešťových vod Q [l/s] je dán součinem intenzity deště r [l/s.m2], účinné plochy střechy A [m2] a součinitele odtoku C.

Odtok dešťových vod: Q = r . A . C

r = hodnota je stanovená pro celé území ČR na 0,03 l/s.m2 (dle ČSN 75 6760:2003)
A = Účinná plocha střechy dle ČSN EN 12056-3 je půdorysný průmět odvodňované plochy v m2.

Do účinné plochy se započitavají i navazující a přilehlé konstrukce odvodněné na plochu střechy.

ČSN EN 12 056:03 čl.
4.3.4 Tam kde se účinek větru zohledňuje ve výpočtech dešťového odtoku a kde déšť je větrem hnán proti stěně a může odtékat na střechu či do střešního žlabu, připočítává se 50% plochy stěny k účiné ploše střechy.

C - Součinitel odtoku je bezrozměrné číslo, u standardních střech = 1.

Pouze u střech s požadavkem na vyšší bezpečnost má součinitel odtoku vyšší hodnotu, a to:
2 – tam, kde by přívalový déšť nebo ucpání vpustí způsobily vniknutí vody do budovy
3 – vysoký stupeň ochrany (nemocnice, muzea, výroba elektroniky atd).

Naopak např. u zelených střech s intenzivní vrstvou zeleně je uvažováno, že až 70% dešťové vody pojme při přívalovém dešti střešní substrát. Přesto doporučujeme, aby součinitel odtoku nebyl nižší než 1, protože nejen v době stavby by odvodnění bylo nedostatečné, ale investor se může kdykoliv rozhodnout a střešní substrát vyměnit za neakumulační povrchovou úpravu.
Automatický výpočet kalkulace počtu střešních vpustí potřebných pro gravitační odvodnění plochých střech dle ČSN 75 6760:03 je k dispozici na www.topwet.cz

Odvodnění plochých střech při rekonstrukci:
Druhy sanací z hlediska odvodnění:
1) Kompletní rekonstrukce včetně výměny dešťových svodů
2) Kompletní rekonstrukce bez výměny dešťových svodů
3) Rekonstrukce střešního pláště a nová tepelná izolace
4) Rekonstrukce střešního pláště

Ve většině případů se musí vyřešit zásadní problém napojení hydroizolace do stávající vpusti, případně do původního dešťového potrubí bez hrdla. Ideálním řešením je samozřejmě kompletní výměna dešťové kanalizace. To se ale, ať z důvodů náročných stavebních zásahů např. u bytových domů, nebo z ekonomických důvodů, ve většině případů nedělá. V tomto případě je ale nutné provést posouzení nového stavu, a to zejména při malém počtu vpustí (často i jedna vpust na odvodněnou plochu). Pokud je počet vpustí nebo jejich průtok zjištěný výpočtem odvodnění pro odvodňovanou plochu nedostatečný, je nutné doplnit střechu pojistnými přepady. Pokud nelze střechu doplnit pojistnými přepady nebo bočními chrliči, je nutné investora na uvedenou skutečnost upozornit a navrhnout výměnu celého dešťového odpadního potrubí. Vždyť v případě ucpání kanalizace nebo přívalového deště může dojít v závislosti na intenzitě srážek k vytvoření souvislé vrstvy vody a již při výšce hladiny 100 mm se jedná o dodatečné přitížení střechy - 100 kg/m2.
Firma Topwet nabízí nejen realizačním firmám, ale i architektům a projektantům v rámci přípravy staveb vždy systémové řešení. Současně považuje za svou profesní povinnost upozornit na rizika a nedostatky spojené s odvodněním rekonstruované ploché střechy.
V případě výměny dešťového potrubí a následného napojení standardních vpustí přes pryžové těsnění se vše řídí zavedenými postupy podobně jako při novostavbách.
Samotné napojení vpusti na stávající dešťové odpadní potrubí nebo původní vpust je nejčastěji realizováno tak, že není zajištěna vůbec žádná těsnost mezi stávajícím střešním svodem a novou vpustí nebo často použitým měkkým vtokem nebo někdy dokonce jen rukávem z fólie! Je to dáno tím, že mnozí izolatéři vidí smysl svojí práce jen ve zpracování vlastní hydroizolace v ploše a návaznosti na ostatní konstrukce nechtějí nebo často ani neumí řešit.  Když pomineme riziko ucpaného svodu a nastoupání dešťové vody až na střechu, měli bychom zohlednit závažnější rizika spojená s poměrně častými přívalovými dešti, při kterých dochází k zahlcení dešťového potrubí, a když není napojení nové vpusti na stávající svod těsné, dojde k zatečení vody pod novou hydroizolační vrstvu, to znamená i do tepelné izolace v případě doteplování střešního pláště v rámci rekonstrukce střechy. Největším rizikem je proto použití tzv. měkkých vtoků, které nezaručí povahou svého materiálu těsné napojení na jakékoliv dešťové potrubí nebo vpust.

Sanační vpusti nabízí díky jazýčkové těsnící manžetě na bázi EPDM spolehlivé řešení napojení vpusti na stávající dešťové potrubí. Sanační vpusti mohou být dodány ve vyhřívaném provedení se samoregulačním systémem vyhřívaní bez použití trafa nebo řídící jednotky s napojenim na 230V/50Hz, které zaručí spolehlivé odvodnění i v zimním období.

Příspěvek zazněl na konferenci IZOLACE 2013