Vývoj porúch strešných plášťov v priebehu dejín

/autor: /

 1   Úvod

Plochá strecha budov je stavebná konštrukcia nad  chráneným (vnútorným) prostredím, vystavená
priamemu pôsobeniu atmosférických vplyvov so sklonom jej vonkajšieho povrchu.
Krytiny do 10° (STN 73 1901 z júna 2005). Skladá sa z nosnej  konštrukcie ku ktorej sú spravidla pridané
niektoré ďalšie vrstvy v závislosti od funkcie (hydroizolačná – krytina,
tepelnoizolačná, parotesná atď.), ktoré tvoria strešný plášť. Vo všeobecnosti
platí, že sa stretávame s množstvom rôznych druhov plochých striech,
s rôznym riešením ich strešného plášťa, ako aj množstvom rôzneho
sortimentu materiálov jeho zrealizovania. Plochú strechu budov zaraďujeme
jednoznačne medzi najexponovanejšie časti obalového plášťa realizovaných
objektov pozemných stavieb. V súčasnosti je vysoká nekvalita plochých
striech, ktorá sa odzrkadľuje v nutných investíciách na odstránenie ich
porúch. Poruchy nie sú vo veľkej miere spôsobené náhodnými faktormi, ktoré by
vznikli výlučne na základe výroby samotných materiálov vrstiev plochých
striech. Samostatnou kategóriou porúch plochých striech je riešenie
a realizácia detailov súvisiacich s týmito konštrukciami. Popri
týchto dvoch kategóriách veľkú úlohu hrá aj údržba. Údržba – je to činnosť
vykonávaná za účelom udržania plochej strechy v požadovanom stave
a v čase stanovenom technickými podmienkami.

 

2   Spoľahlivosť plochých striech a ich
krytina

Na základe skúmania spoľahlivosti objektov s plochými
strechami od roku 1978 je získaný prehľad o stave plochých striech
u nás. Východzie a podkladové materiály pre stanovenie spoľahlivosti
predstavuje projektová dokumentácia na úrovni vykonávacieho projektu, technická
správa, stavebný denník, obhliadka súčasného stavu s urobením sondy plochej
strechy. Celkový rozsah chybného stavu plochých striech stanovený na základe
diagnostiky na našich objektoch je 92% a rozsah poruchového stavu
z tohto počtu je 71%.  Výskyt
poruchového stavu plochej strechy v závislosti od doby užívania objektu do
1,5 roka je v rozsahu 63%. Poruchový stav plochých striech pre jednotlivé
časti jej konštrukcie je nasledovný:

      
v detaile 84%

      
vo fragmente 16%.

V súčasnosti sa v Slovenskej republike nachádza
veľa druhov materiálov pre povlakové krytiny plochých striech. Z celkového
množstva plochých striech je s použitím asfaltovaných pásov 90 – 92%.
Fóliové povlakové krytiny predstavujú 8 – 10%. 
Do roku 1991 predstavovali asfaltované pásy najviac rozšírený druh  povlakových krytinách. Ďalším zaujímavým
hraničným rokom v používaní materiálov povlakových krytín je rok 1998, keď
pre priemyselné výrobné haly sa začali 100% používať fólie a pre bytové
domy 50% fólie a 50% asfaltované pásy. V súčasnosti sa používa
v povlakových krytinách materiál fólií v rozsahu 70% a materiál
z asfaltovaných pásov 30%. Je to zaujímavý vývoj delenia použitého
materiálu pre povlakové krytiny plochých striech. Stavebníctvo na Slovensku v posledných
rokoch zaznamenáva  vo všeobecnosti
pokles výroby. Ako sa to prejavuje v strechách? Tento pokles v tomto
roku predstavuje cca 30% oproti roku 2010. Veľký podiel v súčasnosti na
realizácii plochých striech má obnova a rekonštrukcia už zrealizovaných
budov. Aj realizačné  firmy
v posledných rokoch zmenili ich špecializáciu povlakových krytín.
Z celkového  počtu oslovených firiem
používa povlakovú krytinu z fólií 66% a z asfaltovaných pásov
34%. Podľa hrúbky asfaltovaného pásu najväčší predaj je pri 4,2 mm, ktorý
používame ako vrchný pás (hmotnosť 4,5 kg/m2). Z hľadiska
používanej technológie povlakovej krytiny sa jednoznačne používajú dopredu
vyrobené pásy tzv. prefabrikáty. Monoliticky realizované tzv. nátermi,
povlakové krytiny u nás sú realizované v minimálnom rozsahu
a nepredstavujú ani 1% z celkového množstva plochých striech.



3. Príklady
porúch povlakovej krytiny

Jednou z najdôležitejších vlastností plochej strechy
je jej vodotesnosť, ktorú zaisťuje povlaková krytina. Vývoj povlakovej krytiny
stále napreduje a postupne vznikali a vznikajú nové materiály. Preto
je nutné na prvom mieste pri jej hodnotení zohľadňovať druh látky z ktorej
je vyrobená.

 

3.1  Povlaková krytina z asfaltovaných pásov

Tento druh povlakovej krytiny patrí medzi najstaršiu
materiálovú základňu. Medzi najčastejšie prejavy porúch patrí:

      
vznik pľuzgierov, či už menších alebo väčších
rozmerov, čo môže byť v dôsledku:

      
zlej technológie výroby asfaltovaného pásu,

      
nesprávneho zabudovania do konštrukcie,

      
zlej technológie natavenia asfaltovaného pásu,

      
odlupovanie asfaltovej krycej vrstvy od
hliníkovej nosnej vložky, hlavne vtedy, ak je asfaltovaný pás tohto zloženia
zabudovaný do konštrukcie ako vrchná vrstva povlakovej krytiny,

      
vznik trhlín v asfaltových krycích
vrstvách alebo v celej hrúbke asfaltovaného pásu,

      
čiastočné alebo úplné rozvoľnenie spojov
jednotlivých pásov,

      
zlá voľba druhu materiálu na konkrétnu strechu
bez rešpektovania rovnosti povrchu, sklonu a zle volenej ochrany,

      
pri zle zvolenom druhu asfaltovanej krytiny
je nezanedbateľným problémom stekanie asfaltu, ak je aplikovaný na šikmé
plochy,

      
nezanedbateľným problémom je
i opadávanie ochranného posypu.

 

 

3.2   Povlaková krytina z fólií

Fóliové izolačné materiály nemajú až takú dlhú tradíciu
ako asfaltované pásy, ale väčšina z nich je už niekoľko  rokov úspešne aplikovaná. Podobne ako asfaltované
pásy, tak aj fólie prechádzajú vývojovým procesom a po zabudovaní do
konštrukcie nastávajú pri nich rôzne poruchy. Medzi najčastejšie patria
mechanické nedostatky:

zmrašťovanie hlavne u fólií z mPVC,
nedostatočné nadimenzované a prevedené vzájomné spoje tohto materiálu,
nesprávna kombinácia materiálov t.j. uloženie povlakovej krytiny na nevhodný
materiál, ktorý narúša molekulové štruktúry tohto materiálu a následne
dochádza k havárii. Poruchy pri pokládke, nesprávne volený typ kotvy alebo
pri lepenom systéme druh lepidla, fólie nie sú odolné voči UV žiareniu
a časom na strechách degradujú. 
Niektoré však nie sú odolné v celej hrúbke a majú UV stabilnú
úpravu len horného povrchu a stáva sa, že práve týmto horným povrchom sú
nechtiac, alebo neodborne ukladané na podklad a tým sú vystavené UV
žiareniu vrstvou UV nestabilnou a dochádza k štrukturálnym zmenám v materiály
a postupnej degradácii.

 

 

3.3   Monolitická (stierková) povlaková krytina

Táto povlaková krytina vzniká aplikáciou (náterom alebo
nástrekom) stierkovej hmoty na podklad. Na stavbu sa dodávajú v tekutom
stave, natierajú sa štetcami, valčekovaním alebo nástrekom na podklad. Po ich
zatuhnutí vznikne kompaktná fólia. Pri nedodržaní technológií spracovania hmoty
a kladenia (napr. hustota, pomer jednotlivých materiálov) vznikajú rôzne
poruchy. Podklad, na ktorý ukladáme tento materiál, musí byť čistý, bezprašný,
odmastený. Pri postupnom nanášaní vrstiev dochádza veľmi často
k nerovnomernému naneseniu stierkovej hmoty. Z toho vyplýva premenná
hrúbka povlakovej krytiny. Častokrát sa stretávame so zle voleným typom
materiálu vzhľadom na podklad. Porušenie vtáctvom je tiež nezanedbateľné.
Niektoré typy monolitickej povlakovej krytiny sú obmedzené sklonom podkladu
a nevhodne použité stierky vzhľadom na sklon vykazujú veľké množstvo
porúch.

 

 

4   Príklady porúch tepelnoizolačnej vrstvy

Pri plochých strechách sa stretávame s rôznymi
materiálmi tepelných izolácií. V minulosti to bola škvára
a škvárobetón. Potom bol používaný pórobetón a v súčasnosti sa
vo veľkej miere používa minerálne vlákno, PUR peny, polystyrén, extrudovaný
polystyrén a PUR dosky.

 

 

4.1   Pórobetón

Pórobetón je veľmi rozšírený
a používaný v konštrukciách striech. V minulosti sa používal
maloformátový a veľkoformátový. V 70-tych rokoch sa maloformátový
používal v konštrukciách jednoplášťových striech s vetracími
kanálikmi. Po zabudovaní do strešného plášťa mal pórobetón problémy
s vlhkosťou a kondenzáciou. V mnohých prípadoch bol do vrstiev
strešného plášťa zabudovaný s určitou vlhkosťou, s ktorou sa pri
výpočte nepredpokladalo. To malo za následok zvyšovanie súčiniteľa tepelnej
vodivosti λ a tým aj vznik kondenzácie práve v pórobetóne. Postupom
času sa prešlo na veľkoformátové pórobetónové panely. Okrem vlhkosti
a kondenzácie nastali problémy objemových zmien z teplotného zaťaženia
a dotvárania pórobetónu.

 

4.2   Minerálne vlákna

Najväčšou poruchou tohto materiálu je
zabudovanie do konštrukcie vo vlhkom stave. Najčastejšie sa vlhkosť získava už
počas nedôslednej realizácie pri nepriaznivej vonkajšej klíme ( vystavený
pôsobeniu dažďa). Ďalším nedostatkom je ich použitie do jednoplášťových
plochých striech v nevhodných objemových hmotnostiach. Tento
tepelnoizolačný materiál musí zohľadňovať typ konštrukcie. Rozhodujúce je, či
ide o jednoplášťovú účelovú plochú strechu alebo o strechu bez ďalšieho
využitia, dvojplášťovú plochú strechu. Musí sa zohľadňovať jeho zaťaženie už
počas realizácie, čiže organizácia a spôsob realizácie. Nedostatkom je aj
nedostatočné (nerovnomerné) prilepenie povlakovej krytiny k podkladu, čiže
k minerálnemu vláknu realizované pri plnoplošnom lepení povlakovej krytiny
na tepelnú izoláciu z minerálnych vlákien.

 

4.3   Penový polystyrén

Tento tepelnoizolačný materiál sa
začal používať v 80-tych rokoch, no v 90-tych rokoch nastal ústup.
V súčasnosti sa opäť vraciame k jeho používaniu. Tento materiál
vykazuje veľké množstvo porúch. Typickou poruchou takýchto konštrukcií striech
je zvlnenie povlakovej krytiny. Zvlnenie sa objavuje takmer pravidelne nad
stykmi polystyrénových dosiek. Na základe rozdielnych teplôt, ktoré priamo
pôsobia na dosky z penového polystyrénu v jednoplášťovej plochej
streche nastáva deformácia, ktorá sa prejaví vo forme:

a)predĺženia alebo
skrátenia,

b)zakrivenia –
v lete prevýšenie stredu dosky, v zime prevýšenie koncov.

 

 

4.4   Polyuretánová pena

S plochými strechami
realizovanými pomocou striekanej PUR peny priamo na stavbe sa stretávame
v našom stavebníctve od konca 80-tych rokov minulého storočia. Takéto typy
konštrukcií zaraďujeme medzi novodobé a môžeme na úvod konštatovať, že
prinášajú so sebou veľké množstvo porúch. Najrozšírenejšou poruchou takéhoto
typu striech je ich korózia. Nevýhodou PUR peny je, že nie je odolná proti UV
žiareniu. Túto nevýhodu musíme riešiť ochrannou vrstvou, ktorá odoláva UV
žiareniu. Ďalšou typickou poruchou, s ktorou sa stretávame je odlupovanie
jednotlivých vrstiev tepelného izolantu. Z nevysvetliteľných príčin
poruchy zapríčiňuje vtáctvo , ktoré narúša celistvosť povrchu. Takto vytvorený
strešný plášť musí byť realizovaný na staticky ustálenej nosnej konštrukcii. Nesplnenie
tejto požiadavky zapríčiňuje vznik trhlín, ktoré sa prejavujú v celej
hrúbke strešného plášťa.

 

 

5   Biologické faktory

Medzi biologické faktory, ktoré sú príčinou vzniku porúch
plochých striech zaraďujeme okrem iného mikroorganizmy, riasy a korene
vegetácie. Všetky povrchy na vonkajšom vzduchu sú vždy nosičmi mikroorganizmu.
Mikrobiologická degradácia prebieha u asfaltovaných pásov, pretože
obsiahnuté ropné živice tvoria vhodnú živnú pôdu pre mikroorganizmy. Baktérie
sa na nich rýchle rozmnožujú a niektoré druhy sú schopné asfalty napadnúť
a degradovať ich. Dôsledkom ich pôsobenia je rýchla zmena štruktúry
asfaltu spôsobená úbytkom hmotnosti asfaltových živíc. Rýchlosť degradácie
závisí na konkrétnych podmienkach a na špecifickej hmotnosti materiálu. Na
šírenie mikróbov má z klimatických faktorov zásadný vplyv teplota
a vlhkosť. Na základe skúšok v laboratóriách sa zistilo, že pokiaľ sa
nové stavebné materiály kontaktne položia na jestvujúce zdegradované súvrstvia,
resp. na jeho povlakovú krytinu z asfaltovaných pásov obsahujúci
mikroorganizmy a veľkú vlhkosť je možné predpokladať, že mikroorganizmy
budú expandovať do nových materiálov a tým prispievať k ich
degradácii. Obsah vlhkosti v materiáloch v jestvujúcej povlakovej
krytiny má zásadný vplyv na masívny výskyt mikroorganizmov a na ich
množenie. Skutočne zistené hmotnostné vlhkosti povlakovej krytiny
z asfaltovaných pásov na základe dlhoročných sledovaní je min. 0,248%
a max. 50,346%.

 

 

6   Záver

Pri riešení problematiky návrhu plochej strechy sú
rozhodujúce degradačné faktory ovplyvňujúce životnosť a spoľahlivosť
vrstiev strešného plášťa, vlastnosti jednotlivých materiálov vrstiev strešného
plášťa, vlastnosti jednotlivých 
materiálov použitých na vrstvy strešného plášťa, dôležité
z hľadiska ich degradácie a fyzikálne deje, spôsobujúce degradáciu
vrstiev strešného plášťa. K bližšiemu poznanie fyzikálnych dejov
v samotných vrstvách strešného plášťa je nevyhnutné skúmať ich
v podmienkach systému budovy a prostredia, popísať jednotlivé
systémové väzby a zohľadniť maximum vplyvov.

Kvalita plochých striech (chyby a poruchy) uvedená
v príspevku je na základe mojich získaných poznatkov z vyžiadaných
obhliadok a diagnostík za obdobie viac ako 35 rokov.  Problematika zastrešenia budov plochými
strechami je jedna z najťažších častí teórie i praxe navrhovania,
realizácie, údržby a obnovy pozemných stavieb. Spoľahlivo fungujúca plochá
strecha podmieňuje trvanlivosť 
i funkčné využitie celej budovy. Tak sa  v minulosti na ploché strechy budov
pozeralo a venovala sa jej náležitá pozornosť.

 

 

Literatúra

[1]          HANZALOVÁ, L. – ŠILAROVÁ, Š.
a kol.: Ploché strechy. Praha, ČKAIT, 2005. ISBN 80-86769-71-2

[2]          KUTNAR, Z.: Súbor článkov
o plochých strechách. Praha, ČSUTS, 1982. č.p. 60-72-82 – (2322)

[3]          NOVOTNÝ, M. a kol.: Hydroizolácie
plochých striech. Praha, Grada Publishing, 2014. ISBN 978-80-247-5002-6

[4]          OLÁH,J. a kol.: Poruchy strešných
plášťov a ich optimálne opravy. Bratislava, EUROSTAV, 2006. ISBN
80-89228-02-K

[5]          OLÁH, J.: Vybrané problémy
zhotovovania striech ovplyvňujúce ich kvalitu a životnosť. In:
18.konferencia teória a konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava, BB
PRINT s.r.o., 2011, ISBN 978-80-970595-4

[6]
         OLÁH, J.: Súbor expertíznych
posudkov striech. Bratislava, SvF STU 1978 – 2016

[7]          Záverečná správa projektu MŠVVaŠ SR:
Príspevok k riešeniu vybraných problémov striech budov. Komisia VEGA číslo
projektu 1/0710/13. Bratislava, SvF STU 2017

[8]          Zborník zo sympózia STRECHY 2015.
Bratislava, SvF STU a CSS, 2015. ISBN 978-80-89728-05-3              

[9]          Zborník zo sympózia STRECHY 2016.
Bratislava, SvF STU a CSS, 2016. ISBN 978-80-89728-07-7