Ploché střechy a jejich provádění z hlediska energetického standardu NZEB

S dalším příspěvkem, který zazněl na konferenci Izolace 2020, přichází pan Štěpán Lášek ze společnosti Knauf Insulation s.r.o.. Článek se zabývá plochými střechami a jejich prováděními z hlediska energetického standardu NZEB.

S celoevropským vývojem na poli energetické udržitelnosti se ubírá rovněž legislativa České republiky. Jakožto členská země sledujeme směrnice EU směřující k redukci spotřeby energie celé evropské společnosti, kde energie vydávaná na vytápění a chlazení budov zastává více než 40% spotřeby celkové vyrobené energie. Jde tedy o reálný potenciál, kde mohou úspory plynoucí ze způsobu výstavby přinést signifikantní výsledky. Na lokální úrovni se tak řídíme Zákonem 406/2000 Sb. o hospodaření s energií a odvozenou prováděcí vyhláškou 78/2013 Sb., která dále ovlivňuje konstrukční návrh nově budovaných staveb. Jak tyto požadavky ovlivňují konkrétní stavební aplikace?

1.1 Ploché střechy jako koncept
Souvrství ploché střechy je standardizovaným konceptem s ověřenou funkčností a rozsáhlou zkušeností ze staveb budovaných v posledních 20 letech. Jejich primárně průmyslové využití má přesah i do rodinné a residenční výstavby, což se stává aktuální nyní, kdy vstoupila v účinnost část vyhlášky 78/2013Sb., týkající se téměř nulové spotřeby energie i na nové objekty s energeticky vztažnou plochou nižší než 350 m2. Tedy i na rodinné domy, které mohou být vybaveny plochou střechou. Majoritní pojetí dnešní ploché střechy sestává z nosné konstrukce tvořené nejčastěji železobetonovou stropní deskou nebo konstrukčním trapézovým plechem, tepelně izolačním souvrstvím a hydroizolační vrstvou, tj. střešní krytinou. Jde tedy o velmi jednoduchý, ale účinný koncept neprovětrávané střešní skladby. U ploché střechy nás tedy z funkčního hlediska zajímá především výkon tepelného izolantu a vzduchotěsnost navrženého řešení. Další sledované parametry jsou požární odolnost jednotlivých komponent, odolnost vůči požáru zvenku a akustické vlastnosti souvrství, pochůznost povrchu střechy, atd.

1.2 Způsob návrhu izolačního souvrství

Při návrhu souvrství ploché střechy je třeba vycházet zejména z povahy objektu a z toho vyplývajících požadavků na požární řešení a na tepelně technický výkon střechy. Je předpokladem že u užitných průmyslových budov, kde se případně mohou vyskytovat i nižší návrhové teploty, bude řešení optimalizované na minimální dosažení legislativních požadavků pro splnění standardu NZEB. Naopak u residenčního bydlení bude požadavkem investora dimenzovat skladbu na energeticky úspornější standard. Kromě energetické vyhlášky nás při návrhu rovněž omezuje technická legislativa. Konkrétně pak zejména požadavky norem ČSN 73 1901 Navrhování střech – Základní ustanovení a ČSN 73 0504 Tepelná ochrana budov.
Hlavní sledovanými parametry jsou :
– UN,20 – součinitel tepelného prostupu požadovaný ČSN 73 0504, jehož hodnota je pro ploché střechy min. 0,24W/m2.K
– Charakter povrchu střešního pláště s minimální hodnotou pevnosti v tlaku při 10% stlačení σ10 = 60kPa
– Povrchové teploty v místnostech bezprostředně pod souvrstvím hodnocené na základě teplotního faktoru vnitřního povrchu fRsi
– Ověření vzduchotěsnosti celého řešení na základě požadavku ČSN 73 1901
– Dodržení minimálního sklonu spádových ploch na základě požadavku ČSN 73 1901
– Bezpečné řešení odvodnění s provedením přepadů

1.3 Dosažení na standard NZEB – koncept souvrství

V pojetí standardu budovy s téměř nulovou spotřebou energie (NZEB) je plochá střecha součástí obálky budovy a podílí se na tepelné ochraně užitných prostor budovy. Musí tak splňovat stanovená kritéria stanovené vyhláškou 78/2013 Sb. Průměrná (vážená) hodnota součinitele prostupu tepla Uem v sobě tedy obsahuje i složku ploché střechy. Ta bude ovlivňovat výslednou hodnotu zejména v závislosti na poměru ploch jednotlivých povrchů obálky budovy. U vícepodlažních budov s větší plochou fasády bude vliv ploché střechy nižší, naopak u přízemní budovy bude mít plocha střechy výrazný dopad na výslednou hodnotu Uem.

Aby byl splněn požadavek NZEB, musí být tato hodnota součinitele prostupu tepla obálky budovy nižší než hodnota Uem,R referenční budovy se započtením redukčních činitelů. Tato skutečnost je obvykle ověřena průkazem energetické náročnosti budovy, který zahrnuje výpočet, který tuto skutečnost potvrdí či vyvrátí. Abychom zvýšili pravděpodobnost pozitivního výsledku takového výpočtu, můžeme se řídit hodnotami normy ČSN 73 0540, které nyní obsahují hodnoty U pro dílčí stavební konstrukce. A to jak na úrovni doporučené, tak požadované. V rámci blížící se novely této normy budou s nejvyšší pravděpodobností posunuty tyto hodnoty v řádu kategorie. Z hodnot nyní doporučených se tedy stanou hodnoty v budoucnu požadované. Dojde tak ke zpřísnění normového požadavku a přiblížení technické legislativy k legislativě energetické. V tuto chvíli tak může být dobrým vodítkem pro projekci stávající hodnota doporučeného Urec,20 pro ploché střechy, tedy hodnota 0,16 W/m2,K. Výše uvedená hodnota průměrného součinitele prostupu tepla Uem bude dále pro potřeby výpočtu energetické bilance budovy snížena redukčním činitelem ∫R, který je pro budovy NZEB nastaven na hodnotu 0,7 namísto dosavadního 0,8 pro novostavby.

Abychom na takové hodnoty dosáhli, může vzorová skladba střechy vypadat například takto.

Výpočet proveden v softwaru KI Real – volně ke stažení na www.knaufinsulation.cz

1.4 Další způsoby rozšíření efektivity ploché střechy

Kromě funkčního souvrství ploché střechy je možné s plochou střechou dále pracovat nad úrovní hydroizolačního souvrství. Měnit tak charakter užívání, ale také charakter povrchu ve vztahu k tepelně technickým vlastnostem střechy. Nejčastějším takovým doplňkem je dnes zelená střecha, resp. doplňkové zelené souvrství na nové či stávající zelené střeše. Extenzivní systém zelené střechy Knauf Insulation Urbanscape je funkční souvrství materiálů zajišťující přidanou hodnotu, spočívající především ve snížení tepelných zisků plochy střechy v letním období. Uvádí se, že existence zelené střechy umožní vypustit aktivního chlazení prostoru pod střechou a tím i značnou úsporu na vstupní investici a dalším provozu chladící technologie. Z hlediska střešního souvrství není třeba provádět zvláštní přípravu na pokládku zelené střechy. Nosnou konstrukci je třeba staticky posoudit, ale zatížení extenzivní střechou je dle obsahu vody v intencích 20-70kg/m2. Jde tedy o zatížení zpravidla přijatelné i pro existující konstrukce. Kromě zelené střechy lze použít i přitěžovací vrstvu kačírku, vytvořit pochozí plochu dlažbou na terče, nebo dřevěným roštem. Tato řešení jsou však energeticky spíše neutrální a nepřináší zásadní další přidanou hodnotu řešení ploché střechy.

[1] vyhláška 78/2013 Sb. O energetické náročnosti budov
[2] ČSN 73 0504 Tepelná ochrana budov
[3] ČSN 73 1901 Navrhování střech – Základní ustanovení

Štěpán Lášek

Knauf Insulation s.r.o., Bucharova 2641/14, 15800 Praha 5 stepan.lasek@knaufinsulation.com