Kotvící prvky na hydroizolaci: Komplexní přehled

Hydroizolační vrstvy střešních plášťů plochých střech musí být vždy zajištěny vhodnou fixací proti účinkům sání větru. Jednou z metod této fixace, kromě natavování, lepení či přitížení, je mechanické kotvení, které je nejčastější a téměř univerzální metodou fixace. Mechanické kotvení hydroizolací je nejrozšířenějším způsobem zabezpečení plochých střech proti dynamickému namáhání vlivem větru. V tomto článku se zaměříme na mechanické kotvení, kde různé faktory, zejména výška a umístění objektu (ráz krajiny, rychlost větru apod.), neumožňují využít maximální šíře hydroizolace a kde podklad neumožňuje využít celou svou plochu k jejímu uchycení. Stabilizace povlakových hydroizolací střech pomocí technologie mechanického kotvení se řadí mezi nejčastěji užívanou technologii, a to nejenom v České republice.

Typy kotvení hydroizolací

Stabilita střešního souvrství proti sání větru je zajištěna pomocí střešních kotev. Kotevní technika nabízí různé kotevní prvky, které slouží k upevnění do zdiva a betonu. Správný výběr kotvy je klíčový pro bezpečnost a stabilitu, a to jak pro profesionály, tak pro kutila. Pokud potřebujete uchytit konstrukci nebo jiný předmět, vaším hlavním úkolem je přenést účinky zatížení na kotevní podklad.

Celokovové kotvy

Pro kotvení se používají ověřené kotevní systémy kotev celokovových, nejčastěji jako šroub s podložkou kulatou nebo oválnou. Používají se zejména pro střešní skladby s malou tloušťkou tepelné izolace, obvykle do tloušťky 50 až 60 mm, nebo ve skladbách zcela bez tepelné izolace. Výhodou celokovových kotev je jejich tuhost v celé délce těla kotvy, která se využívá při kotvení střešního pláště na šikmých plochách s větším sklonem. Celokovové kotvy se rovněž dělí podle únosného podkladu, do kterého se fixují, na:

• kotvy do betonu
• lehčeného betonu
• ocelového trapézového plechu
• prkenného bednění
• desek na bázi dřeva (vodovzdorné překližky a dnes velice časté OSB desky).

Každý takovýto podklad vyžaduje určité typy šroubů.

Teleskopické kotvy

Pro kotvení střešních plášťů s tepelnou izolací v dostatečné tloušťce, obvykle v tloušťce více než 50 až 60 mm, dle výrobce, se nejčastěji používají kotvy teleskopické, sestávající z kovového šroubu a umělohmotného teleskopu. Teleskopické kotvy zamezují možnosti poškození hydroizolace při našlápnutí na kotvu, protože v trubici teleskopu se šroub může vertikálně volně pohybovat. Teleskopy jsou obvykle jednoho typu, zatímco šrouby do teleskopů, stejně jako celokovové šrouby, se vyrábějí a osazují do teleskopů podle typu únosného podkladu, pro který jsou určené. Vzhledem k tomu, že tloušťky tepelných izolací se dnes provádějí velice často ve 2 a více vrstvách (pro zamezení tepelných mostů, nebo spádování v tepelně izolačních vrstvách), je možné mechanickým kotvením fixovat díky dlouhým teleskopům i střešní plášť o značné tloušťce.

Čtěte také: Jak správně kotvit terasová prkna?

Speciální kotvy

Kromě celokovových a teleskopických kotev se používají ještě různé speciální kotvy.

Vakuový systém kotvení Protan

Od roku 1985 se vědci v norském koncernu na výrobu a vývoj hydroizolačních pásů Protan věnovali využití větru tak, aby izolace na střechách kotvil a nesnažil se s kotvením bojovat, jako je tomu u ostatních způsobů kotvení hydroizolací proti působení účinků sání větru. Vakuový systém kotvení pásů Protan SE byl vyvinut a upraven na drsné severské povětrnostní podmínky a v Norsku byl certifikován. Důvodem použití vakuového systému kotvení je jeho spolehlivost díky technické kvalitě a ekonomická stránka.

Jak probíhá podtlakové kotvení fólie

Princip podtlakového kotvení izolačních pásů je založen na znalostech působení větru na střešní konstrukci. V oblastech rohových a okrajových, kde působí sáním, se tyto sací síly využijí k podtlakovému kotvení hydroizolace prostřednictvím vakuových ventilů, umístěných v izolaci. Vakuový ventil je kovový válec se speciálně tvarovanou hlavicí. Jednosměrné proudění vzduchu zajišťuje vložka z EPS, na které je ukotvena pohyblivá EPDM membrána. Ta zajistí možnost proudění vzduchu ze střešního souvrství ven, ale ne do něho. Tím je podtlak zajištěn. Potom systém funguje po celou dobu životnosti tak, že vytvořený podtlak přisává fólii k podkladu a čím větší je sání větru, tím větší silou je fólie podtlakem kotvena.

V souvrství dochází k pohybu vzduchu směrem ven a ten odvádí i případnou vlhkost vyskytující se pod hydroizolací. V novostavbách zabudovanou vlhkost z mokrých procesů, v rekonstruovaných skladbách zabudovanou vlhkost z mnohaletých zatékání. Vlhkost není odkázána pouze na difuzi PVC fólií Protan s velice nízkým difuzním odporem. Konstrukce se vysušuje větší rychlostí a vlhkost nezpůsobuje hnilobné procesy nebo vysychání do vnitřních prostor.

Montáž vakuového systému

K funkčnosti vakuového systému kotvení musí být splněny a dodrženy následující zásady:

Čtěte také: Kotevní šrouby: Průvodce pro latě

1. Prvním zásadním předpokladem pro aplikaci systému podtlakového kotvení je vzduchotěsnost podkladu. Neporušená betonová mazanina nebo kompaktní stávající bitumenová izolace jsou ideálním vzduchotěsným podkladem. Porušená izolace na bázi bitumenu se musí vyspravit, na nosnou konstrukci z trapézových plechů se musí provést po dohodě s dodavatelem systému vzduchotěsná zábrana a pro některé podklady se v konečné fázi vakuový systém vůbec nedoporučí.
2. Další zásadou, která musí být striktně dodržena, je absolutní technologická kázeň při pokládce. Autorizaci pro pokládku vakuových systémů vydává zástupce dodavatele Protanu pro ČR a SR, Izolprotan s.r.o., na základě svých znalostí prováděcích firem co se týče kvality pokládky.

Vzduch nesmí být do souvrství nasáván z vnitřního prostoru netěsnostmi v podkladní konstrukci a také musí být fólie vzduchotěsně uzavřena kolem obvodu atik, stěn, prostupů, vtoků atd. Vzduchotěsnost se zajišťuje pěnovým PVC samolepícím páskem nalepeným na konstrukci a fólie je k němu přitlačena kovovým děrovaným profilem, který je kotven do konstrukce kotvami s roztečí 150 mm. Děrované profily musí být kladeny s mezerou max. 5 mm a v mezeře musí být samolepící pásek průběžný.

Vakuové ventily musí být osazeny podle techniky zpracovaného podkladu a osazení ventilů je technickým zástupcem firmy Protan zkontrolováno. Rozmístění ventilů je závislé na mnoha aspektech. Na tvaru budovy, umístění budovy v terénu, nástavbách na střeše, na sklonu střechy atd. proto je nezbytné, aby návrh rozmístění vakuových hlavic vyšel od firmy Protan. Ventily se opracují detailovou fólií nebo originální tvarovkou.

Montáž probíhá pod průběžnou kontrolou technického oddělení firmy Izolprotan s.r.o., která zajišťuje po dohodě také šéfmontáž zkušenými pracovníky. Tepelná izolace v souvrství neovlivňuje funkčnost vakuového efektu. Případnou separační geotextilii je potřeba svařit v přesazích, aby se neshrnovala. Při vlastní realizaci je potřeba si uvědomit, že až do doby dokončení není systém funkční a proto je potřeba sledovat vývoj počasí a realizaci dělit do pracovních fází. Vždy lze souvrství provizorně ukončit v ploše vzduchotěsným páskem s profilem, aby se uzavřelo před blížící se bouří.

Indukční kotvení

V této chvíli přichází ke slovu systém indukčního kotvení. Indukční kotevní prvek má také vyšší dovolené zatížení, takže počet nutných prvků na celou střechu se snižuje. Kotevní prvky jsou umístěné pod hydroizolací v rastru daném kotevním plánem, hydroizolaci neprorážejí, ale jsou k ní pomocí indukční svářečky přivařené. Vzhledem k vyšším cenám samotného indukčního kotevního prvku se využívá kombinace indukčních a standardních kotevních prvků, a to tím způsobem, aby byl v celé ploše střechy využitý jeden, nejširší možný pás hydroizolace. Izolace je uchycená standardními kotvami v přesahu a v ploše pásu je pak dopočítán potřebný počet indukčních kotev tak, aby celková hodnota dovoleného zatížení kotevních prvků odpovídala vypočtenému zatížení větrem v kotevním plánu.

Využití indukčních kotevních prvků je nejenom v ploše střechy, ale i na atikách, kde je nutné přichycení hydroizolace i ve svislé ploše (atiky nad 50 cm). Odstraní se tím obtížné kotvení v přesahu na svěšené hydroizolaci z koruny atiky k její patě, nevzhledné záplaty v ploše pásu a také časté vrásnění hydroizolace. Postup instalace je stejný jako v ploše střechy - uchytí se separace, případně tepelná izolace indukčními kotvami, překryje se vše hydroizolační fólií a přivaří se k již instalovaným kotevním prvkům.

Čtěte také: jak kotvit stavby bez betonování

Indukční kotvení je velký pokrok v uchycení hydroizolací na plochých střechách a časem si zcela jistě najde své zákazníky a místo na trhu. Ať už z důvodu zjednodušení práce (atiky), snížení rizika zatečení (výrazně méně svárů, zejména v okrajových částech střechy), zvýšení odolnosti proti účinkům sání větrů (hydroizolace přivařena, bez průrazů; rovnoměrné rozmístění kotevních prvků, jejich vyšší dovolené hodnoty zatížení a menší počet). A některé projekty můžou nakonec vycházet celkově příznivěji i v celkových nákladech na realizaci oproti standardnímu uchycení, díky rychlosti a efektivitě, kterou indukční kotevní systém nabízí.

Návrh mechanického kotvení

Návrh mechanického kotvení je nutné provádět vždy v souladu s ČSN EN 1991-1-4 a ETAG 006. V závislosti na skladbě ploché střechy, použité tepelné izolaci a hydroizolaci jsou používány upevňovací prvky s kovovými nebo plastovými talířovými podložkami a šroubem vhodným pro příslušný typ podkladu. Vedle požadavků na mechanické vlastnosti kotev je pro stabilitu a životnost střechy zásadní odolnost proti korozi (15 cyklů Kesternicha). Výpočet zatížení větrem stanovuje rozměry zón (rohová, okrajová, vnější, vnitřní) a potřebný počet kotevních prvků dle dovoleného zatížení.

Návrh mechanického kotvení hydroizolace plochých střech vychází z metodiky řídícího pokynu ETAG 006, který definuje sestavy mechanicky kotvených povlakových hydroizolací jako systém. ETAG 006 je nejenom pokynem jak navrhovat mechanicky kotvené systémy plochých střech (dále jen „MEFAWAME“), ale slouží jako návod, jak tyto systémy testovat a tím tak vytvářet podklady (ETA) pro bezchybný a spolehlivý návrh.

Standardně jsou to asfaltové pásy s vložkou ze skleněné tkaniny (obvykle s plošnou hmotností vložky 200 g/m2). Pro kotvení se rovněž používají pásy s vložkou z polyesterové rohože, nebo s vložkou speciální kombinovanou, resp. kompozitní, z polyesterové rohože spřažené s výztužnými vlákny či skleněnou mřížkou, kdy výrobce asfaltových pásů uvádí jako možný způsob jejich aplikace v jejich technickém listě mechanické kotvení. Cenově výhodnější kotvení pak poskytují pásy, které v odzkoušené kombinaci se střešními kotvami v souladu s předpisem ETAG 006, poskytují úsporu počtu kotev díky možnosti používat vyšší výpočtové zatížení na kotvu při statickém návrhu kotvení.

Postup návrhu a montáže

V dvouvrstevné hydroizolační skladbě se vždy kotví podkladní asfaltový pás. Tento podkladní pás musí vyhovovat výše uvedeným požadavkům z hlediska spolehlivosti jeho kotvení. Realizaci pokládky kotveného podkladního pásu musí předcházet provedení tahových zkoušek na stavbě. A to vždy u všech silikátových podkladů a dřevěných podkladů (u prkenného bednění i u desek na bázi dřeva). U podkladů z trapézového ocelového plechu lze vycházet z přesně daných pevnostních charakteristik oceli dodaných plechů.

Na základě tahových zkoušek a typu kotveného asfaltového pásu se navrhne typ kotevního prvku vyhovujícího jak z hlediska únosnosti podkladu, tak z hlediska únosnosti asfaltového pásu vůči protržení kotvou. Zároveň se stanoví bezpečná hodnota výpočtového zatížení na 1 kotvu od sání větru: obvykle 0,4 kN / kotvu, a to podle výrobce asfaltového pásu a výrobce kotev. Nebo se použije hodnota návrhového zatížení na kotevní prvek wadm podle předpisu ETAG 006.

Následně se provede statický výpočet kotvení podle ČSN EN 1991-1-4 - Zatížení větrem, který stanový počet kotev / 1 m2 v jednotlivých oblastech ploché střechy: F, G, H, I. Zde je nutno podotknout, že plochá střecha je definována sklonem α < 5°. Při dané rozteči kotevních prvků vznikají situace, kdy nestačí pouhé uchycení hydroizolace v jejím přesahu, ale je nutné vkládat do plochy pásu jednu nebo i více řad kotevních prvků, případně pásy dělit na jednu nebo více částí.

Vlastní pokládka kotveného podkladního pásu začíná jeho volným položením na podklad, vyrovnáním a vypnutím. Následně se provede kotvení v přesahu pásu, a to tak, aby obrys kotvy byl min. 1 cm od okraje pásu. Odstup jednotlivých kotev od sebe v jedné řadě kotev se stanoví z požadovaného počtu kotev / 1 m2 a z požadavku, že min. vzdálenost mezi kotvami by neměla být menší než 15 cm. Pokud se požadovaný počet kotev nevejde do přesahu pásů, je nutno kotvit ještě i v ploše pásu, obvykle v jeho polovinách, nebo dokonce v jeho třetinách. Každá takováto kotva v ploše pásu však musí být vodotěsně překryta záplatou min. 20 x 20 cm, nebo pruhem pásu šířky min. 20 cm. Po provedení kotvení se šev vodotěsně zavaří nebo slepí (u samolepících pásů, ev. s termickou aktivací plamenem hořáku). Vodotěsné zakrytí kotev musí být provedeno co nejdříve.

V případě, že pod podkladním pásem je tepelná izolace (např. EPS), která by se mohla poškodit při svařování švu plamenem hořáku, je třeba provádět svařování takovým způsobem, který poškození zabrání (použitím spec. švového hořáku, svařovat šev při zakrytí podkladu vhodným způsobem (vhodnou deskou/prknem, pruhem pomocného asfaltového pásu). Nutno také pamatovat na to, že každá deska tepelně izolační vrstvy těsně pod hydroizolačním souvrstvím musí být fixována minimálně.

Součástí kotvení hydroizolačního souvrství je i provedení lineárního kotvení po obvodu střechy a všech nástaveb a prostupů: provede se jako 1 řada kotev s odstupy min. 250 až 330 mm. Kotvy, které jsou v této řadě na základě výpočtu sání větru, se do lineárního kotvení rovněž započítávají. Lineární kotvení fixuje střešní plášť proti vodorovným silám, které působí v souvrství působením větru, chvěním střešního pláště, dilatačními pohyby materiálů střešního pláště.

Testování a zkoušky

Metodika definovaná v ETAG 006 předepisuje provést v ploše střechy minimálně 6 výtažných zkoušek na 5000 m2. Z těchto výtažných zkoušek musí být alespoň polovina zkoušek provedena v místech, kde se předpokládá největší namáhání sáním větru - tedy v místech nároží a okrajů střech. Před započetím samotného zkoušení je nutné odstranit všechny vrstvy střešního pláště, které mohou mít vliv na výtažné zkoušky. Následně se do podkladu zakotví konkrétní typ kotevního prvku způsobem, který bude užit při realizaci. Výstupy z těchto zkoušek tvoří podklad pro návrh MEFAWAME.

Zkušební metodika vychází z ETAG 006, konkrétně se jedná o zkoušku s názvem: „Plastic washer pull-though test“. Tato zkouška se řadí mezi zkoušky malého měřítka podle metodiky ETAG 006. Její výsledky jsou proto potřebné pro stanovení korelačních součinitelů nutných pro návrh MEFAWAME. Zkušební zařízení, respektive princip zkoušky, je graficky znázorněn na obrázku 2. Teleskop byl na horní straně uložen do speciálních kovových prvků s kruhovým otvorem 25 mm pro uložení teleskopu. Šroub kotevního prvku byl ve spodním okraji pevně sevřen do čelistí trhacího zařízení.

Získané střední hodnoty byly poté převáděny na hodnoty charakteristické podle metodiky ČSN EN 1990 přílohy D. Výsledky měření poukazují zejména na spornou kvalitu některých kotevních prvků. Z relativního porovnání je patrné, že kotevní prvky s polypropylenovými (dále jen „PP“) a polyetylenovými (dále jen „PE“) teleskopy vykazují střední hodnotu únosnosti průměrně 1,7 kN. Dalším zjištěním je potvrzení v chování materiálů při tahovém zatěžování, kdy je pracovní diagram PP a PE teleskopů charakterizován mezí kluzu totožnou s mezí pevnosti.

Za alarmující lze považovat výsledky absolutního porovnání, kdy 3 z 11 zkušebních vzorků nedosahovaly hodnot, které výrobce deklaruje ve svých ETA. Vypovídající váhu tohoto měření zvyšuje také skutečnost, že všechny zkoušky prováděla tatáž osoba, na jednom zkušebním zařízení při stejných okrajových podmínkách za použití metodiky definované v ETAG 006.

Tabulka č. uvádí ilustrativní příklad, že změnou kotevního prvku dojde ke snížení hodnoty Wadm [N]. Pro bezchybný návrh je podmínkou nalézt požadované výsledky zkoušek malého měřítka pro oba kotevní prvky A i B.

tags: #kotvící #prvek #na #hydroizolaci #informace

Oblíbené příspěvky:

• Perlit jako tepelná izolace
• Průvodce výběrem řezaček dlaždic
• Moderní rekonstrukce betonových mostů
• Vlastnosti a využití růžového biooleje
• Terasová prkna z modřínu