PergolyHmotnost vrstev střechy a její vliv na statiku staveb
Střecha, jako stavební konstrukce nad chráněným či vnitřním prostředím v nadzemní části objektu, je vystavena přímému působení vnějších vlivů a podílí se na zabezpečení požadovaného stavu prostředí v objektu. Skládá se z nosné střešní konstrukce a jednoho či několika střešních plášťů. Tento odborný článek se zaměřuje na problematiku zelených střech a jejich vztah ke statice staveb.
Zelené střechy a jejich typy
Zelené střechy přinášejí mnoho výhod pro budovu, její obyvatele i pro okolí. Prodlužují životnost hydroizolace střech, což snižuje náklady na její opravu v budoucnu. Zároveň efektivněji hospodaří se srážkovou vodou, což redukuje tlak na městskou kanalizační síť a minimalizuje riziko lokálních povodní. Nabízí mikroklimatické přínosy skrze zvýšení vlhkosti ovzduší a snížení prašnosti. Izolují budovy proti horku a spolu s dalšími prvky zelené infrastruktury jsou klíčové pro regulaci teploty v okolí budov ve městech. Kromě toho zelené střechy snižují hlučnost, rozšiřují užitnou plochu budovy a zvyšují tak tržní hodnotu nemovitosti.
V závislosti na vzrůstu vegetace a jejích nárocích na údržbu se zpravidla zelené střechy dělí na extenzivní, polointenzivní (jednoduché intenzivní) a intenzivní. Ačkoli jsou výjimky, pro které to neplatí, zjednodušeně je možné říct, že výška rostlin na zelené střeše koresponduje s potřebnou výškou vegetačního souvrství, kterou rostliny pro svůj růst vyžadují. Rozchodníky jsou poměrně nenáročné a nízké rostliny a vyžadují malou vrstvu substrátu. Stromy jsou naopak vysokého vzrůstu a vyžadují velkou hloubku pro kořenění. Logicky potom vyplývá, že čím vyšší souvrství, tím vyšší bude i jeho hmotnost.
Typy zelených střech a jejich hmotnost
- Vegetační souvrství extenzivní zelené střechy má obvykle malou tloušťku, přibližně 60-150 mm, a plošnou hmotnost v nasyceném stavu 90-200 kg∙m-2.
- Vegetační souvrství polointenzivní zelené střechy je přechodovým typem mezi extenzivním a intenzivním souvrstvím. Jeho tloušťka se pohybuje cca mezi 150-350 mm, plošná hmotnost v nasyceném stavu je cca 200-400 kg∙m-2.
- Vegetační souvrství intenzivní zelené střechy má tloušťku zpravidla 300 mm a více, jeho plošná hmotnost v nasyceném stavu závisí na skutečné tloušťce a materiálovém provedení vegetační vrstvy a na druhu zeleně a je obvykle vyšší než 400 kg∙m-2. V případě větší mocnosti souvrství může být plošná hmotnost výrazně vyšší a je třeba ji individuálně stanovit pro konkrétní situaci.
Vliv vegetačního souvrství na zatížení střechy
Střešní substrát představuje nejdůležitější vrstvu pro růst rostlin a zároveň je z celé skladby vegetačního souvrství nejtěžší. Z hlediska nosnosti střešní konstrukce se vždy uvažuje hmotnost celého souvrství (vč. substrátu) ve vodou nasyceném stavu. Střešní substráty existují mnoha druhů od lokálních i zahraničních výrobců a jejich parametry jsou dány Standardy pro zelené střechy (Zelené střechy ZeS, 2019). Parametry jako objemová hmotnost se však od sebe mohou velmi lišit. U střešních substrátů je také třeba uvažovat se slehnutím, které se opět může v závislosti na zvoleném materiálu lišit a pohybuje se obvykle v rozpětí 10-25 %. Uvažuje-li se tedy, že výsledná mocnost vrstvy substrátu má být 8 cm, je třeba kalkulovat výšku 8 cm + 10-25 % slehnutí, tedy 8,8-10 cm substrátu v kyprém stavu. Do hmotnosti zelené střechy pak vstupuje i hmotnost kačírkových obsypů, která je zpravidla vyšší než hmotnost střešních substrátů. Do hmotnosti souvrství je třeba zahrnovat i hmotnost samotných rostlin, a to v maximálním vzrůstu. Nízká nebo řídká vegetace s malou listovou plochou má malou hmotnost, dřeviny naproti tomu mohou dorůst velkých rozměrů a také hmoty.
Orientační plošná hmotnost 100mm vegetačního souvrství při nasycení vodou činí cca. 90 - 150 kg/m2. Skutečné hodnoty se mohou od uvedených lišit v závislosti na konkrétní použité skladbě a materiálech.
Čtěte také: Použití a hmotnost MDF desek
Doporučené minimální zatížení vegetačním souvrstvím
| Typ zelené střechy | Minimální stálé zatížení (nasycený stav) |
|---|---|
| Extenzivní | 90 kg/m2 |
| Polointenzivní | 200 kg/m2 |
| Intenzivní | 400 kg/m2 a více (dle tloušťky a druhu zeleně) |
Jedná se o hodnoty minimální. Vzhledem k postupující klimatické krizi je třeba počítat s tím, že aby byla vegetační souvrství udržitelná do budoucna a rostliny v nich stále prosperovaly, budou muset být pravděpodobně mocnosti substrátů vyšší, než jaké fungovaly historicky.
Vliv zatížení větrem na zelené střechy
Důležitou kategorií zatížení je zatížení zelené střechy větrem. Povrch zelené střechy musí odolat větrné erozi a nemusí zde tak platit, že čím je souvrství lehčí, tím lépe. Lehké souvrství nemusí ani stačit k dostatečnému přitížení nekotvené hydroizolace. Zatížení větrem je pak dále velmi důležité u tzv. biosolárních střech, kde je fotovoltaika uložena na vyvýšených nosičích, které jsou přitíženy vegetačním souvrstvím. Nosiče se tak nemusejí kotvit do střechy, čímž nevznikají rizikové detaily z hlediska zatékání, a střecha je zatížena rovnoměrně.
Klíčové vrstvy střešního pláště pro zelené střechy
Pro systém ozeleněných střech, jejich funkčnost a spolehlivou ochranu před zatékáním se stává klíčovou otázka hydroizolace. Hydroizolace musí mimo funkce vodotěsnosti plnit i požadavek odolnosti proti prorůstání kořenů. Jako hydroizolační vrstva slouží nejčastěji buď speciální asfaltové pásy nebo fóliové systémy na bázi umělých hmot. Speciální asfaltové hydroizolační pásy mají buď nosnou vložku z měděné fólie nebo jsou s přísadou speciálního aditiva, které zabraňuje prorůstání kořenů rostlin. Umělohmotné fólie jsou svařovány horkovzdušně a vytvořený spoj je homogenní, což umožňuje použití pouze jedné vrstvy izolace. Každá renomovaná firma by měla mít vypracován technologický postup pro řešení hydroizolací zelených střech s doporučením vhodných hydroizolačních materiálů. Dokladem pro investora, že použitý materiál splňuje požadované parametry, je i atest FLL, který garantuje jeho odolnost proti prorůstání kořenů.
Parotěsnicí vrstva
Parotěsnící vrstva je definována jako hydroizolační vrstva podstatně omezující či téměř zamezující pronikání vodní páry z vnitřního prostředí do stavební konstrukce nebo do vnitřního či vnějšího prostředí. Provedením vegetačního souvrství, které bývá kvůli hydroakumulační vrstvě a někdy i vzhledem k pravidelnému zavlažování zelené střechy po většinu roku vlhké, se významně sníží prostup vodní páry střešním pláštěm. Vegetační souvrství totiž významně omezuje pozitivní vliv slunečního záření na vypařování vodní páry ze střešního pláště do exteriéru. Mohlo by proto docházet k trvalému nárůstu množství zkondenzované vodní páry ve střešním plášti. Kvalitní parozábrana (parotěsnicí vrstva) je tak vždy nutnou součástí střechy s vegetačním souvrstvím. Z hlediska vzduchotěsnosti i parotěsnosti střešního pláště má mimořádný význam zejména u střech s nosnou konstrukcí z trapézového plechu nebo z dřevěného bednění. Parotěsnicí vrstva z asfaltových pásů musí splňovat požadavky ČSN 73 0605-1 (2014). Výběr vhodné parozábrany se musí prověřit tepelně technickým výpočtem.
Spádová vrstva
Spádová vrstva zajišťuje sklon střešního pláště k odvodňovacím prvkům. Sklon může být vytvořen buď přímo nosnou konstrukcí střechy (například u lehké střechy z trapézového plechu nebo z dřevěného bednění), spádovou vrstvou z lehčených nebo prostých betonů (u nosné železobetonové konstrukce) nebo spádovou vrstvou z tepelně izolačních materiálů pomocí spádových desek neboli klínů (z pěnového polystyrenu EPS, pěnového polyuretanu PUR, PIR, pěnového skla, výjimečně z tuhých desek z minerální vlny).
Čtěte také: Použití OSB desek
Separační vrstva
Úkolem separační vrstvy je vzájemné oddělení dvou vrstev střešního pláště z výrobních, mechanických, chemických či jiných důvodů. Separační vrstva se používá zpravidla u jednoplášťových plochých střech s hydroizolací z hydroizolační fólie (obvykle z měkčeného PVC-P), u střech s opačným pořadím vrstev nebo DUO střech. Při přímém kontaktu tepelné izolace z pěnového polystyrenu EPS nebo z extrudovaného polystyrenu XPS s hydroizolační fólií z PVC-P dochází totiž k výraznému migrování změkčovadel z PVC do pěnového či extrudovaného polystyrenu a tím jak k rychlému stárnutí hydroizolační fólie, tak k poškození struktury EPS nebo XPS. Separační vrstva proto navzájem odděluje chemicky nekompatibilní materiály. Zpravidla se používá separační geotextilie o hmotnosti 300 g∙m-2 nebo skelná rohož o hmotnosti minimálně 120 g∙m-2.
Detekce poruch hydroizolace a systém ProtectSys
Při montáži plochých střech často dochází k poškození hydroizolační vrstvy. U střech, kde hydroizolace střechy tvoří finální vrstvu střešního pláště, je detekce porušení snadnější. Velký problém pak vzniká u zátěžových střech, kdy nad hydroizolací leží ještě další vrstvy - kačírek, skladba zelené střechy, dřevěné rošty, dlaždice na distančních podložkách nebo v násypu, pojížděné střechy či střechy s obráceným pořadím vrstev inverzní střechy. Při neodhalení porušení hydroizolace před zakrytím dalšími vrstvami s následným zatékáním do stavby nastává velký problém. Vrstvy nad hydroizolací je pak třeba demontovat, nejčastěji po částech. Hledání porušeného místa je pak velmi obtížné a oprava je nákladná. Největší problém a nejnákladnější opravy nastávají právě u zelených střech.
V případě poškození nebo chyb při provádění hydroizolace střechy byl pro detekci poruch vyvinut patentovaný systém ProtectSys, který lze následně používat i jako stálý kontrolní systém. Pravidelnými kontrolami v rámci údržby a sledování stavu střechy lze systémem ProtectSys přesně lokalizovat a následně provést za malých nákladů opravu nalezených poruch. ProtectSys využívá fyzikálních vlastností vody, která je elektrickým vodičem. Pod vrstvu hydroizolace je instalována vysoce elektricky vodivá mřížka z ušlechtilé oceli, která je propojena kabelem s napojovací skříňkou-boxem. Na hydroizolaci je pak položen měřící kabel, jehož prostřednictvím je na ní přivedeno napětí stejnosměrného elektrického proudu. ProtectSys je pevně instalované měřící zařízení, které lze jednoduše instalovat a s pomocí pokrokové techniky rychle a přesně odhalit škody na hydroizolaci. Toto má význam zvláště u střech s kačírkem nebo u zelených střech, kdy jde i pod vrstvami odhalit porušení hydroizolace s velkou přesností - je uváděna přesnost do 5 cm od zdroje netěsnosti. ProtectSys nabízí jednak kontrolu střešního pláště po skončení stavebních prací, které mohly být příčinou poškození, ale i bezpečí po celou dobu životnosti střešního pláště a umožňuje kdykoliv provést kontrolu těsnosti hydroizolace. Tím je možno předejít k velkým škodám a nákladným opravám.
Důležité aspekty šikmých zelených střech
Šikmé zelené střechy mohou být dobrou volbou do tradiční zástavby s požadavkem na tvar střechy, a stejně tak mohou sloužit jako pohledové plochy střešní zeleně z úrovně parteru. Od 15° sklonu je třeba ve vegetačním souvrství používat zádržný systém proti sesuvu, který se volí podle tvaru střechy. Volba zádržného systému má vliv na to, jak se v šikmé střeše roznáší zatížení, a je zcela zásadní už v rané fázi projektu vybrat odpovídající způsob zajištění zelené střechy. Vhodné je do šikmých střech zvážit hydroizolaci, která neklouže, např. asfaltové pásy nebo některé EPDM fólie.
Role statiky a spolupráce profesí
Statika je jedním ze základních předpokladů pro úspěšnou realizaci zelené střechy i zelené fasády. Propojení světů statiky a zeleně na budovách má mnoho souvislostí. Zeleň na budovách a statika jsou spojité nádoby a čím více budou tyto profese spolupracovat, tím lepší budou výsledky při ozeleňování budov. Statický posudek by měl být vždy jedním z podkladů pro zahradního architekta nebo střešního zahradníka. Měl by být snadno čitelný co do uvažovaných hodnot zatížení pro jednotlivé skladby tak, aby i když v průběhu projektu dojde ke změně záměru investora, změně parametrů materiálů výrobce nebo k jiným změnám, tvořil posudek pevnou hranici pro tíhu navrhované skladby.
Čtěte také: Plošná hmotnost a akustika podlah
tags: #hmotnost #vrstev #střechy #informace
