Úžlabí na horách

/autor: /

Úžlabí je nejcitlivější detail šikmé střechy a je vždy „tak trochu riziko“. U paty úžlabí protéká dvojnásobné množství vody než v okapní hraně střešní plochy, doba průtoku je delší, tlakový spád je menší. Voda přitékající do úžlabí z přilehlých střešních ploch mění skokem svůj směr a rychlost, což jen dále zvyšuje riziko zatékání. To samozřejmě platí pro překrytá úžlabí, jichž však je drtivá většina.


Z tohoto pohledu jsou vždy bezpečnější úžlabí navázaná do střešních ploch, což však je možné realizovat jen u velmi omezeného počtu skládaných krytin (např. bobrovka, dřevěné šindele, břidlice).
A co teprve v zimě, když se do úžlabí sesouvají z přilehlých střešních ploch masy mokrého sněhu, který se v něm ukládá i ve vícemetrových vrstvách, zledovatí a zatěžuje krytinu podél úžlabí. Lom šikmo řezaných tašek podél úžlabí je v podhorských a horských oblastech tou nejčastější poruchou krytiny.
Setkal jsem se i s „odborným“ stanoviskem, že k lomu řezaných tašek dochází vlivem řezání tašek nasucho, kdy se tašky v oblasti řezu ohřejí tak, že vzniknou mikrotrhliny, do nichž se v zimě dostane voda, která při zmrznutí tašku roztrhne. Odborníkovi zřejmě unikl fakt, že stejným způsobem se řežou na horách tašky podél komínů a nároží, a nikdy nebyla zaznamenána zlomená taška. Stejně tak mu unikl fakt, že stejným způsobem se řežou tašky podél úžlabí v Praze, a nikdy nebyl zaznamenán případ zlomu tašek podél úžlabí v nížinách, kde v zimě je krytina navlhlá a také mrzne.
Bez jakékoli pochyby k lomu šikmo řezaných tašek podél úžlabí dochází zatížením od sněhu. Lomu tašek v ploše střechy lze prakticky vyloučit položením dostatečného počtu protisněhových tašek, avšak toto opatření nezamezí lomu šikmo řezaných tašek. Je to proto, že celé tašky jsou v příčném řezu namáhány od zatížení sněhu pouze tlakem a ohybem, které vyvolávají pouze normální napětí. V příčném řezu šikmo řezané tašky však navíc vzniká smykové napětí vyvolané silovou dvojicí. Prostě, šikmo řezaná taška se vlivem zatížení od sněhu ukroutí. Linie zlomu je vždy téměř kolmá na linii šikmého řezu, viz obr. 1.
Na obr. 2 je úžlabí, u kterého leží na plechování celé nezařezávané tašky. Je to střecha na horách, v zimě se spoustou sněhu, avšak nikdy nedošlo ke zlomu tašky. To jen potvrzuje výše uvedenou úvahu o kombinovaném namáhání šikmo řezaných tašek.


Co s tím dělat?
Z výše uvedeného je zřejmé, že nebezpečí zlomu šikmo řezané tašky lze eliminovat způsobem jejího uložení. Proti spojitě působícímu zatížení musí působit spojitá reakce. Taška musí být celoplošně podložena.
Již v minulosti byla provedena překrytá úžlabí tak, že řezané tašky byly uloženy do betonového lože, aniž byl i po více zimách zjištěn jejich zlom, viz obr. 3. Teprve po 10 letech vlivem mrazu vypadnul kus betonového lože a zlomila se jedna taška. Tato zkušenost potvrdila, že uložení úžlabních tašek do tuhého lože je opatření, které povede k cíli, avšak podkladní materiál musí být navíc nenasákavý. Byla proto pod řezané tašky aplikována běžná montážní polyuretanová pěna. Výsledek nebyl uspokojivý, tašky sníh lámal, sice v menším počtu, a někdy vytrhával i s pěnou. Žádné zlepšení nepřineslo ani uložení tašek do maltového lože.
Na obr. 3 je vidět zoufalý pokus obelstít přírodu mnohonásobnou montáží sněholamů podél úžlabí. Sněholamy sice zabránily sesuvu sněhu do úžlabí, avšak nezabránily odtoku vody z tajícího sněhu a následnému zalednění úžlabí.
Řada sledovaných úžlabí v Krkonoších byla opatřena topnými kabely. Toto opatření přineslo velice pozitivní výsledky. Pokud vůbec k lomu tašek došlo, pak jen v rozsahu centimetrových odlámaných špiček.
Teprve na podzim 2005 byla poprvé aplikována pod řezané tašky v úžlabí nízkorozpínavá dvousložková PUR pěna. Pro aplikaci byly stanoveny následující podmínky:
• úžlabní plechování musí být uloženo na bednění nebo na zahuštěném laťování – viz obr. 4;
• vytlačená pěna přes linii řezu tašek po cca 10 min. vytvoří kožovitý povlak, což umožní pěnu zatlačit zpět mokrou dlaní pod tašky a dojde ke zhutnění pěny;
• vytlačená pěna se nesmí odřezávat;
• spotřeba pěny je jedno 400ml balení na 2,5 m úžlabí;
• aby nedošlo k zašpinění plechování, je vhodné nalepit podél šikmých řezů tašek malířskou ochrannou pásku;
• vzhledem k tomu, že pěna má ostře zelenou barvu, což opticky snižuje vzhled detailu, a navíc není UV stabilní, je třeba viditelný povrch pěny natřít vhodnou barvou a teprve pak sejmout ochrannou pásku.


S napětím jsme očekávali výsledek, neboť mírná zima mohla zmařit jakýkoliv experiment. U tří úžlabí, kde byly dodrženy výše uvedené podmínky, nedošlo k lomu jediné tašky. Na jednom z nich však byly navíc současně instalovány topné kabely, viz obr. 5a. Na obr. 5b je pro srovnání vidět totéž úžlabí po zimě 2004/2005. Další aplikace byly neúspěšné, neboť buď byla vytlačená pěna odříznuta a nedošlo k jejímu zhutnění, anebo jí bylo dokonce aplikováno tak málo, že ani nestačila vyplnit prostor mezi plechem a taškami.
Na jedné straně je jasné, že zkušenosti, byť sebelepší, po jediné zimě nemohou být přesvědčivým důkazem a popsané opatření tak konečným řešením problému se zlomem řezaných tašek v úžlabí. Na druhé straně je však třeba vzít v úvahu mimořádný průběh zimy 2005/06, která způsobila řadu poruch i tam, kde v minulosti podobný problém zaznamenán nebyl.
Povzbuzeni tímto, byť jen málo přesvědčivým důkazem jsme v sezoně 2006 aplikovali PUR pěnu na více jak 220 bm úžlabí na stavbách v regionech ČR s běžně extrémním zatížením od sněhu. Kromě toho 15 úžlabí bylo provedeno ze speciálních tašek s rovnou rubovou plochou. Měli jsme i velkou šanci porovnat účinnost několika opatření na střeše se čtyřmi vikýři na jedné střešní ploše, kde jsme mohli aplikovat dvousložkovou pěnu, speciální tašku, doporučenou hmotu RUFA a čtvrtý vikýř zůstal bez jakýchkoli opatření. Samozřejmě, že střecha byla s bedněním.
Tento, již rozsáhlý soubor realizovaných opatření mohl vést k přesvědčivým výsledkům, kdyby po extrémně tuhé zimě 2005/06 nenásledovaly dvě extrémně mírné zimy 2006/07 a 2007/08.
Temperování úžlabí topnými kabely jako doplněk k úžlabím s podloženými taškami by mělo znamenat definitivní tečku za problémem zlomu šikmo řezaných tašek. Zdá se, že v dané situaci je to jediné řešení. Je tomu tak ale skutečně?
Vždyť je po ruce mnohem jednodušší, nenáročné a spolehlivé řešení, které se přímo nabízí a je historicky ověřené. Stačí se porozhlédnout po střechách v Rakousku a ve Švýcarsku a je na první pohled jasný rozdíl ve tvarech těchto střech a střech, které jsou navrhovány do našich hor. Staví tam jednoduché střechy, převážně sedlové, bez vikýřů a úžlabí. A přesto je každá stavba unikátní originál, o což se postarají nádherná zábradlí na balkónech, okenice, šambrány a v neposlední řadě i truhlíky s vodopády květin. Jsem přesvědčen, že žádný z majitelů těchto staveb netrpí mindrákem z toho, že nemá střechu, jejíž honosnost vychází z nežádoucí členitosti.
A není třeba pozorovat střechy v Alpách, vždyť i v Česku je podobná historická zkušenost vtělena do platných norem ČSN 73 1901 Navrhování střech a ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov, kde na příslušných místech jsou stanoveny požadavky na návrh zastřešení v oblastech se zvýšeným výskytem sněhu:
• Požaduje-li se u střech šikmých a strmých skluz sněhu, je třeba vyloučit úbočí nebo jiné překážky, např. výškové stupně na střešní ploše nebo prostupy těles a potrubí, bránící skluzu sněhu. (ČSN 73 1901)
• Při návrhu střech se doporučuje: zvážit vliv sněhové pokrývky na tvar střechy, navrhovat střechy šikmé až strmé jednoduchých tvarů, s omezením prostupů, nástaveb a dalších prvků podporujících ukládání sněhu na střešní konstrukci. (ČSN 73 0540-2)


K tomu není třeba žádný komentář.
Podle klimatologů mají být v budoucích letech tuhé zimy s nadmírou srážek a horká suchá léta. Bude padat sníh, hodně sněhu se uloží na střechy. A tak jako policie rozdává trestné body za přestupky na silnicích, tak bude i příroda štědrá na trestné body v podobě poruch střech, pokud si člověk nezvykne, že větru a dešti se prostě poručit nedá.


Zlom šikmo řezaných tašek podél úžlabí – stadium nalezení řešení
V březnu 2009 vyvrcholilo mnohaleté úsilí firmy Bramac o vyřešení problematiky zlomu šikmo řezaných tašek podél úžlabí tlakem sněhu a ledu. Již v roce 2006 byl jmenován řešitelský tým, složený z odborníků z Rakouska, Slovenska a Česka. Tito odborníci měli již několikaleté zkušenosti z předchozího období, kdy realizovali ve svých zemích řadu různých opatření a mohli tak i prezentovat svoje zkušenosti s jejich účinností.
Kolegové z Rakouska měli nejlepší zkušenosti s materiálem známým pod názvem RUFA, který se např. v Dánsku používá namísto malty při pokrývání hřebene nebo nároží. Kolegové ze Slovenska preferovali ukládání těchto tašek do maltového lože a přišli i s návrhem používat pro řezané tašky do úžlabí speciální tašky o dvojnásobné krycí šířce. I my z Česka jsme vyvinuli speciální tašku, která měla rub středového oblouku vyplněn betonem, a po předchozích zkušenostech jsme za další možné řešení považovali podpěnění řezaných tašek dvousložkovou nízkorozpínavou PUR pěnou. Všichni jsme vycházeli z hlavního cíle: nabídnout co nejspolehlivější a navíc pokud možno systémové řešení, které by bylo založeno např. na speciální betonové tašce.
I přes rozdílnost zkušeností a tím i názorů na preferování zmíněných opatření jsme se od počátku shodovali na třech podstatných věcech:
1. K lomu řezané tašky dochází vlivem kombinovaného zatížení. Na tašku působí kromě tlaku ještě silová dvojice.
2. Úžlabní plech musí být uložen na bednění, které bude poskytovat tuhý poklad.
3. Bez realizace zatěžovacích testů, jejichž výsledkem bude zlom tašky odpovídající reálným podmínkám na střechách, tj. lom kolmý na linii šikmého řezu, nelze rozhodnout, jaké opatření bude celý koncern jednotně preferovat.


Bezprostředně před tím jsme rozhodli o tom, že budou vyrobeny modely úžlabí pro provedení trojnásobných testů s každým opatřením, tj. pro aplikaci materiálu RUFA, podpěnění, uložení do maltového lože a pro vykrytí úžlabí speciálními tvarovkami podle našeho a slovenského návrhu. Samozřejmě nesměl chybět ani srovnávací etalon, tedy standardní taška bez jakéhokoli opatření. Celkem 18 stejných modelů bylo připraveno a pokryto taškami ke konci února 2009, viz obr. 6.
Začátkem března byly modely převezeny do firmy DOKA ve městě Amstetten v Rakousku, kde byla zajištěna spolupráce s laboratoří, která disponuje vhodným zatěžovacím zařízením, robustním hydraulickým lisem s monitorováním průběhu zatěžování v čase, viz obr. 8.
Za médium, kterým bylo bezprostředně na tašky působeno, byl po předchozím vyhodnocení pokusu s pískem zvolen granulát, jímž se na povrchu opatřují Alpské tašky. A zkoušky mohly začít.
První série se srovnávacím etalonem dopadla podle očekávání, viz graf na obr. 9 a foto výsledku testu na obr. 10.
Podobně však dopadla série testů s materiálem RUFA a k našemu zklamání i oboje speciální betonové tvarovky z Česka a Slovenska. Nejlepší výsledky byly dosaženy u tašek uložených do maltového lože a u tašek podpěněných dvousložkovou nízkorozpínavou pěnou, viz graf na obr. 11 a výsledek na obr. 12.
Kromě zjištění účinnosti jednotlivých opatření bylo však dosaženo důležité kriteriální podmínky: řezané tašky se vždy zlomily kolmo na linii šikmého řezu, viz obr. 1 a 10. Dalšího cíle, který spočíval v návrhu a úspěšném testu systémového řešení pomocí betonové tvarovky, však bohužel dosaženo nebylo.
Na obou grafech jsou vidět jisté nespojitosti v průběhu zatěžování. Každý pokles zatížení znamená okamžik, kdy došlo k poruše tašky, což se u srovnávacího etalonu projevilo již při zatížení 2 kN, zatímco při testu s podpěněnými taškami se první zlom dostavil až při cca 18 kN. Při nejlepším výsledku dosaženém s podpěněnými taškami byl test přerušen při zatížení 20 kN, protože se začala bortit nosná konstrukce, aniž by došlo k lomu tašky, což je dobře vidět na hladkém průběhu záznamu zatížení na obr. 11.
Přestože výrazně nejlepších výsledků bylo dosaženo použitím malty a pěny, závěrem jsme se shodli, že nasákavá malta není dostatečně mrazuvzdorná, a tudíž jako jediné, koncernem doporučované opatření bude aplikace dvousložkové nízkorozpínavé pěny. Shoda však nenastala ve způsobu aplikace. Kolegové z Rakouska se přiklánějí k tomu, aby byla pěna nanesena mezi tašky a úžlabní plech do prostoru, který je vymezen klínovými těsnicími pásy nalepenými pod linií šikmého řezu. Mají proto dva dobré důvody. Jednak není pěna stabilní vůči UV záření a optický vzhled úžlabí s brčálově zelenou pěnou je prostě hrozný. Já prosazuji vypuštění klínových pásů, důkladné podpěnění se zpětným zatlačením vyexpandované pěny zpět pod tašky, čímž se pěna ještě více zhutní, neboť se vytlačí vzduchové bubliny v pěně. A vzhled a odolnost proti účinkům UV záření lze velmi dobře řešit akrylátovým nátěrem přímo v barvě střešních tašek.
Směr k řešení problému s lomem řezaných tašek podél úžlabí dal jeden pokrývač, který asi v roce 1995 uložil řezané tašky v úžlabí na jedné střeše v Rokytnici nad Jizerou do betonového lože. Až po desáté zimě byla zjištěna první prasklá taška v úžlabí. Pokrývač věděl, co udělal, ale zároveň upozorňoval, že uložením do betonu vytvořil nerozebíratelný spoj s vyloučením možnosti případné opravy v budoucnosti, protože se nový beton se starým nespojí. Při aplikaci dvousložkové nízkorozpínavé pěny toto riziko nehrozí.
Jedna malá poznámka z vlastní zkušenosti na závěr: Nepoužívejte pěnu s prošlou lhůtou, neboť nemusí dojít ke spojení obou složek.
MILAN HOLEC
foto archiv autora


Ing. Milan Holec (*1946)
byl po absolvování ČVUT Praha zaměstnán v různých průmyslových podnicích převážně se stavební orientací, např. v a. s. Lineta, Česká Lípa, jako ředitel divize dřevostaveb organizoval montáže rodinných domků v SRN. V současné době pracuje ve firmě Bramac střešní systémy, spol. s r. o., jako vedoucí oddělení technických expertíz.


popisky:
Obr. 1: Kolmá linie zlomu k řezu tašky
Obr. 2: Uložení úžlabních tašek do betonu
Obr. 3: Zoufalý pokus
Obr. 4ab: Plné bednění v úžlabí nebo alespoň zahuštěné laťování je optimální předpoklad pro aplikaci PUR pěny
Obr. 5a: Neporušené úžlabí, kde byla aplikována PUR pěna a instalovány topné kabely, stav po zimě 2005/2006
Obr. 5b: Totéž úžlabí s četnými poruchami o rok dříve
Obr. 6: Model úžlabí pro zatěžovací testy
Obr. 7: Zatěžování modelu s úžlabím
Obr. 8: Zatěžovací zařízení
Obr. 9: Průběh zatěžovacího testu
Obr. 10: Výsledek zatěžovacího testu
Obr. 11: Průběh zatěžovacího testu s pěnou
Obr. 12: Výsledek zatěžovacího testu