Strecha: Konštrukcia, Funkcia a Kľúčové Výpočty Tepelného Prestupu

Strecha je prvkom, ktorý dokáže ohúriť a vyvolať emócie, no v prvom rade musí spoľahlivo slúžiť. Strešná konštrukcia má omnoho viac funkcií, ako len chrániť vnútorný priestor pred poveternostnými vplyvmi. Je dôležitým prvkom každej jednej stavby, pretože okrem toho, že chráni priestor pred vetrom, dažďom a snehom, tak ho chráni aj pred neželanými návštevníkmi a vo významnej miere ovplyvňuje mikroklímu celého priestoru. Kvalitne navrhnutá a správne vyhotovená strecha vás nebude obťažovať buchotom, škrípaním či kvílením v dôsledku vetra. Pomôže tiež zamedziť únikom tepla a teda aj hospodárnejšie nakladať s energiami.

Typy Striech a Ich Rozmanitosť

Mnohí ľudia posudzujú strechy najmä podľa strešnej krytiny, keďže práve krytina je prvkom, ktorý ako prvý „udrie do očí“. Z hľadiska konštrukcie však môžeme deliť strechy podľa rôznych kritérií. V zásade sa strechy delia na šikmé a ploché. Následne môžeme v rámci kategórie šikmých striech rozlišovať sedlové strechy, pultové, valbové či stanové strechy. Napokon, aj ploché strechy majú viacero variantov, pretože môžu byť vyhotovené ako pochôdzne, čiastočne pochôdzne, zelené či dokonca pojazdné. Po konštrukčnej stránke sú preto strechy veľmi rozmanité, hoci to vôbec nemusí byť zrejmé na prvý pohľad.

Typy striech (šikmé, ploché, sedlové, pultové)

Základné Časti Strešnej Konštrukcie

Ešte skôr ako začnete plánovať novú strechu alebo rekonštrukciu tej súčasnej, je potrebné uvedomiť si, že každá jedna strecha pozostáva z dvoch častí. Tou prvou, ktorú spravidla nevidno je nosná konštrukcia strechy, ktorú je možné vyhotoviť viacerými spôsobmi a s ohľadom na očakávané vlastnosti strechy, rozpočet a zamýšľanú strešnú krytinu. Druhou časťou strechy z pohľadu konštrukcie je krytina, ktorá môže byť vyhotovená z rôznych materiálov od plechu, keramiky, betón až po rôzne prírodné materiály.

Nosná Konštrukcia Strechy - Krov

Absolútnym základom strešnej konštrukcie je krov. V prípade rekonštrukcie strechy je potrebné posúdiť jeho nosnosť a celkový stav. Pri novostavbách si zas treba vybrať spôsob vyhotovenia krovu s posúdením hmotnosti celej krytiny a podľa toho aj celú konštrukciu naprojektovať. Prvým a stále celkom preferovaným spôsobom je stavba dreveného krovu priamo na stavbe. V závislosti od požiadaviek je potrebné vybrať materiál, pričom pri rodinných domoch sa na stavbu používa rezivo zo smreku, jedle, borovice či iných mäkkých ihličnatých drevín. Druhou možnosťou v tomto smere je uprednostnenie priehradových väzníkov. Ide o prefabrikáty, ktorých dodanie na miesto stavby je potom základným predpokladom aj pre jednoduchšiu a rýchlejšiu montáž. V porovnaní s inými typmi strešných konštrukcií šetríte aj na materiáli, pretože ho bude stačiť menej.

Porovnanie dreveného krovu a priehradových väzníkov

Vrstvy Strešného Plášťa a Ich Funkcie

Po skonštruovaní krovu by mala nasledovať dôsledná inštalácia paropriepustnej fólie. Ide o dôležitý komponent strešného plášťa pri šikmých aj plochých strechách, na ktorom sa rozhodne neoplatí šetriť. Paropriepustné fólie, ktoré nájdete aj pod označením kontaktné vysokodifúzne fólie, účinne chránia strešný plášť aj konštrukciu pred vonkajšími vplyvmi a zabraňujú prenikaniu vonkajšej vlhkosti do samotnej strešnej konštrukcie, a zároveň slúžia ako poistná hydroizolácia. Pri správnom aplikovaní fólia účinne prepúšťa vlhkosť vznikajúcu vo vnútornom priestore smerom von z objektu.

Po montáži fólie spravidla nasleduje latovanie, pričom v tomto prípade treba dodržať požiadavky výrobcu krytiny na rozstup a rozmery lát. Presnosť je pri latovaní kľúčová, pričom zároveň netreba zabúdať na vytvorenie dostatočne veľkej medzery na účely odvetrávania. Tá od hrebeňa strechy až po odkvapy zabezpečí dostatočné odvetrávanie celej strechy - v tomto spočíva aj hlavný rozdiel medzi jednoplášťovými, dvojplášťovými či dokonca trojplášťovými strechami, ktoré si svoje uplatnenie nachádzajú predovšetkým v nízkoenergetických domoch.

Schéma skladby strechy s paropriepustnou fóliou a latovaním

Predposlednou fázou konštrukcie strechy je montáž oplechovania, úžľabia a pokladanie krytiny. Ak si vyberiete profilovanú plechovú krytinu, jej jednotlivé časti budú dodané presne podľa zamerania strechy, takže samotné pokladanie je jednoduchšie a rýchlejšie. Pri kotvení plechovej strešnej krytiny je potrebné postupovať presne v súlade s pokynmi výrobcu a používať na tento účel špeciálny kotevný materiál. Po položení strešnej krytiny nasleduje montáž hrebenáča a dokončenie detailov na odkvapovom systéme a vyhotovenie lemovania. V záverečnej fáze dochádza aj k montáži snehových zábran a rozrážačov, ktorých použitie sa vyžaduje najmä v oblastiach so štedrou snehovou nádielkou.

Ako nainštalovať odkvapy | UROBI SI TO SÁM!

Výpočty Tepelného Prestupu a Energetická Efektívnosť

Na dosiahnutie energetickej efektívnosti je kľúčový presný výpočet prostupu tepla viacvrstvovou konštrukciou a priebehu teplôt v konštrukcii. Norma stanoví požiadavky na zaistenie kvalitného životného prostredia v interiéri, životnosť konštrukcií, ale predovšetkým na energetickú náročnosť pre samotný prevádzku budovy. Výpočet prostupu tepla viacvrstvovou nepriesvitnou konštrukciou umožňuje určiť tepelný odpor a súčiniteľ prostupu tepla konštrukcie podľa platných noriem a výsledok porovnať s požiadavkami aktuálnej ČSN 73 0540-2:2011 Tepelná ochrana budov - Časť 2. Výpočet je naprogramovaný v súlade s ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov - Časť 4: Výpočtové metódy a ČSN EN ISO 6946 Stavebné prvky a stavebné konštrukcie. Do výpočtu možno zadávať konštrukcie s tepelnou izoláciou premenlivej hrúbky, konštrukcie so systematickými tepelnými mostami, strechy s opačným poradím vrstiev. Korekcia uvedená pre obrátené strechy zohľadňuje prúdenie dažďovej vody medzi tepelnou izoláciou a hydroizolačnou vrstvou.

Kľúčové Tepelnoizolačné Parametre

Kvalita tepelnej izolácie strechy je vyjadrená dvoma hlavnými parametrami:

Parameter Popis Značka Jednotka
Součinitel prostupu tepla Táto hodnota nám určuje celkovú výmenu tepla medzi priestormi oddelenými od seba určitou stavebnou konštrukciou. Čím je hodnota menšia, tým lepšie sú tepelne izolačné vlastnosti konštrukcie. U W/m²K
Tepelný odpor Tepelný odpor udáva mieru odporu proti prenikaniu tepla. Vyjadruje tepelnoizolačné vlastnosti konštrukcie a označuje sa veľkým písmenom „R“. Výpočet sa vykoná pomocou hrúbky (v metroch) jednotlivých materiálov a ich súčiniteľov tepelnej vodivosti: R=d/l. Vyjadruje konečný tepelný odpor konštrukcie pri prestupe tepla so započítaním odporu v interiéri a exteriéri. Hodnoty oboch znakov sú dané normou ČSN v závislosti od druhu ročného obdobia a polohy stavebnej konštrukcie. R m²K/W

Vplyv Tepelných Mostov v Konštrukcii

Pri tepelno-technickom posúdení šikmých striech a ďalších konštrukcií vstavaného podkrovia je treba obvykle vyriešiť niekoľko špecifických problémov, počínajúc vplyvom opakujúcich sa tepelných mostov v skladbe konštrukcie a končiac napríklad vplyvom mechanického upevnenia parozábrany. Rada projektantov však bohužiaľ tieto nepriaznivé vplyvy vo výpočtoch stále nezohľadňuje a posudzuje tak v skutočnosti poněkud iné konštrukcie - bez tepelných mostov a ďaleko tesnejšie - čo potom následne môže viesť aj k malým bezpečnostným rezervám v ich návrhoch. Akonáhle sa v konštrukcii v pravidelných osových vzdialenostiach opakujú určité tepelné mosty (t.j. majú systematický charakter), je naprosto nevyhnutné zahrnúť ich vplyv do celkových tepelne izolačných vlastností konštrukcie.

Jednoznačne to požaduje aj ČSN 730540-2 - je preto hrubou chybou tento vplyv zanedbať a počítať súčiniteľ prestupu tepla v niektorom z „typických“ či „ideálnych“ rezov (napr. v mieste medzi krokvami). Tepelné mosty je pritom možné aspoň orientačne zohľadniť veľmi ľahko. Pri prvých odhadoch a návrhoch konštrukcie obvykle postačuje upraviť tepelnú vodivosť rozhodujúcej tepelne izolačnej vrstvy, v ktorej sú umiestnené tepelné mosty. Už z týchto orientačných výpočtov je zrejmé, že vplyv tepelných mostov môže znamenať zhoršenie tepelnej vodivosti rozhodujúcej tepelne izolačnej vrstvy hrubým odhadom až o 40%. Spomínaný postup je síce definovaný v ČSN EN ISO 6946 ako približný, avšak pre hodnotenie konštrukcií s drevenými tepelnými mostami poskytuje dosť presné výsledky (málo presný je hlavne pre tepelné mosty tvorené kovovými prvkami).

Schéma tepelných mostov v strešnej konštrukcii

Metodiky Výpočtu Součiniteľa Prestupu Tepla

Približný spôsob výpočtu je síce postupom určeným pre ručné počítanie, ale na prvý pohľad môže i mierne vydesiť. Našťastie nie je vždy nutné prenikať do jeho podstaty, pretože existuje rada alternatívnych možností. S vhodným programom je možné vykonať aj najpresnejší výpočet súčiniteľa prestupu tepla, ktorý vychádza z riešenia viacrozmerného teplotného poľa (obvykle dvojrozmerného) v charakteristickom výseku konštrukcie. Pri tomto výpočte je veľmi dôležité predovšetkým správne zadanie geometrie charakteristického výseku a okrajových podmienok (napr. tepelné odpory pri prestupe tepla na vnútornej strane musia byť zadané podľa polohy konštrukcie Rsi = 0,10/0,13/0,17 m2.K/W).

Z hľadiska použitia programov pre tepelno-technické hodnotenie skladby stavebnej konštrukcie je nutné odporučiť používať len také z nich, ktoré buď podporujú aspoň približné zahrnutie vplyvu tepelných mostov, alebo ktoré umožňujú aspoň hrubú orientačnú úpravu tepelnej vodivosti. Z výsledkov je zrejmé, že pre hodnotenú konštrukciu vychádza spoľahlivo na strane bezpečnosti postup s použitím váženého priemeru tepelnej vodivosti a tiež približný výpočet podľa ČSN EN ISO 6946. Presná hodnota súčiniteľa prestupu tepla je pre uvažovanú konštrukciu o 25% vyššia, než by bola hodnota stanovená pre typický rez medzi krokvami.

Grafické porovnanie výsledkov výpočtov tepelného prestupu rôznymi metódami

Dôležitosť Parozábrany a Riešenie Difúzie Vodnej Pary

Pri hodnotení difúzie vodnej pary konštrukciami vstavaného podkrovia sa naprosto typicky zabúda na skutočnosť, že sa do týchto konštrukcií parozábrany upevňujú mechanicky. Nemožno preto prevziať faktor difúzneho odporu uvádzaný výrobcom parozábrany a s kľudným svedomím s ním vykonať výpočet. V skutočnosti bude totiž plošne spriemerovaný faktor difúzneho odporu tejto vrstvy vždy nižší - a to podľa niektorých autorov až 100x. Ak by totiž bola parozábrana netesná, nemožno naozaj očakávať, že bude čo i len minimálne plniť svoju funkciu. Z známych publikovaných meraní vyplýva, že ak podiel plochy otvorov presiahne 1% z celkovej plochy materiálu, klesá ekvivalentná difúzna hrúbka takto poškodených vrstiev vždy pod hodnotu 0,27 m, a to nezávisle na druhu materiálu.

Za zmienku stojí ešte aj problematika lokálnej tesnosti parozábrany. Často sa totiž na stavbách objaví aj v inak dobre vykonanej parozábrane neutesnený prestup či netesné napojenie na okolité konštrukcie. Dôsledky takej lokálnej poruchy sú potom tiež lokálne a výpočtovo sa ich pomocou štandardných normových postupov obvykle ani nepodarí postihnúť. Nemusí to však znamenať, že sú zanedbateľné. Srovná-li se těsná a netěsná modelová konstrukce při nulovém tlakovém gradientu, lze zjistit, že množství kondenzující vodní páry se vlivem netěsností zvýší na zhruba dvojnásobek (v těsné konstrukci dochází k drobné kondenzaci na spodním líci parozábrany v místech pod krokvemi). Akonáhle však začne dochádzať aj k prúdeniu vnútorného vzduchu netesnosťami do konštrukcie, môže sa ľahko množstvo kondenzátu zvýšiť na 10- až 20-násobok (pri tlakovom gradiente 50 Pa). Tesnosť parozábrany je teda úplne zásadná a je jej nutné venovať veľkú pozornosť.

Vizualizácia vplyvu netesností parozábrany na vlhkosť v konštrukcii

Dodatočné Aspekty pre Návrh a Výpočet Plochých Striech

Pri návrhu plochých striech, najmä čo sa týka upevnenia, majú na výpočet vplyv štyri činitele. Zaprvé hrá rolu nosná konštrukcia, na ktorej má byť upevnenie vykonané. Je tiež nutné definovať zvolenú kombináciu upevňovacích prvkov, teda tanierika (teleskopu) a skrutky. Pre optimálne predbežné navrhovanie sú tiež nevyhnutné informácie o použitej strešnej hydroizolácii, ako je výrobca, označenie hydroizolačného pásu a hrúbka materiálu. Nakoniec je výhodou, ak kombinácia strešného hydroizolačného pásu a upevňovacieho prvku už bola skúšaná pri Winduplift-Teste a možno použiť návrhové zaťaženie z zodpovedajúceho skúšobného protokolu. Vykonávanie predbežného návrhu pre vykonávané kombinácie bez výsledku Winduplift-Testu je síce možné, nevedie však k optimálnym výsledkom.

Cieľom predbežného návrhu je poskytnúť zákazníkovi výpočet, ktorý zohľadňuje kombináciu hydroizolačného pásu a upevňovacích prvkov. Obsahuje rôzne oblasti, ktoré sa skladajú z rohovej oblasti, vonkajšieho okraja, vnútorného okraja a vnútornej oblasti.

tags: #prestup #vzt #strecha