Vliv rychlosti větru na střechy domů: Jak ochránit svůj domov

Žijeme v době, kdy se počasí stává stále méně předvídatelným. Zprávy o silných větrech, bouřích a dokonce lokálních orkánech už dávno nejsou jen záležitostí vzdálených končin. Stávají se realitou, která testuje odolnost našich domovů. S měnícím se klimatem foukává vítr mnohem častěji a zhušťují se i varování meteorologů před opravdu silným větrem. Co v takových případech často bere za své, jsou střechy. Střechy, ale vlastně všechny obalové stavební konstrukce, jsou namáhány silou větru, která samozřejmě vzrůstá s jeho rychlostí. Přesné určení zatížení a z toho odvozené přichycení tašek se vypočítá dle ČSN EN 1991-2-4 Zatížení konstrukcí - Zatížení větrem, jejíž součástí je i mapa větrných oblastí České republiky.

Naprosté většině obav z řádění větrného živlu lze předejít správným návrhem domu. Na našem území je celkem pět větrných oblastí, které se liší mírou rizika od větru. Ale i ve stejné oblasti jsou domy ohrožovány různě, podle svého umístění. Na rovinatém terénu se skromnou vegetací a bez překážek se vítr rozeběhne, takže na první překážku v podobě domu udeří plnou silou. Vliv větru ovlivňuje i natočení domu vůči převládajícímu směru proudění a také tvar střechy.

Jak vítr útočí na střechu a jak se bránit?

Mnoho lidí se mylně domnívá, že vítr střechu poškozuje primárně svou vahou či tlakem. Paradoxně, největším nepřítelem střešní krytiny není tlak, ale sání. Aerodynamický vztlak, který vzniká při obtékání větru přes překážku, jakou je hrana střechy nebo hřeben, působí obrovskou silou směřující vzhůru. Tento podtlak se snaží doslova „odtrhnout“ krytinu z laťování. Pokud jsou tašky, šindele či plechové šablony upevněny nedostatečně, vítr je nadzvedne, vytvoří si pod nimi kapsu a pak už je dílo zkázy velmi rychlé. Často stačí jedna uvolněná taška a řetězová reakce na sebe nenechá dlouho čekat. Nejde tedy jen o to, jakou krytinu máte, ale především o to, jak poctivě je připevněna.

Vítr působí na střešní plášť a všechny obalové konstrukce tlakovými silami, silami sání, smykovými silami a jejich kombinací (výslednicí sil). Ze všeho nejhorší je kombinace sání větru s podfouknutím hydroizolačního povlaku, tedy se vznikem sání větru v kombinaci s plachtovým efektem. Sání větru působí nejen na střešní plášť, ale samozřejmě i na podhledy a fasády. Což je zapříčiněno špatným provedením detailů, kdy to např. „podfoukne“.

Základní schéma namáhání objektu větrem ukazuje rozložení sání větru na ukončeních atik, ploše střešního pláště a také na podhledech. Nezapomeňme, že sáním větru jsou namáhány také podhledy v místech, která jsou napojena na exteriér. Následující fotografie dokumentují poškození podhledů, kde jsou poničené nosné prvky, protože podhledy obvykle nedimenzujeme na tlakové nebo sací účinky větru. Domnívám se, že v krátké budoucnosti bude nutno i tyto konstrukce dimenzovat na namáhání, kterému mohou být vystaveny při silovém působení větru, a to ať už tlaku nebo sání.

Čtěte také: fyzikální vlastnosti a rychlost podélného vlnění

Výrazně nebezpečným fenoménem je, když otevřený objekt je kryt střešním pláštěm, který je proveden na nosné konstrukci, která má mezery. Zde se opět může sčítat síla sání větru s tlakovou silou, kterou působí vítr, když podfukuje hydroizolační povlak. U takovýchto střešních plášťů není možné vystačit pouze s výpočty na sání větru.

Kotvení střešní krytiny

Právě v kotvení spočívá jádro pudla. Moderní stavební normy již dávno reflektují potřebu mechanického připevňování krytiny, zejména v exponovaných oblastech, jako jsou okraje střechy, úžlabí, nároží a hřebeny. Pokud ale už stavba stojí, pak je nutné se soustředit na řádné kotvení krytiny. Vítr se nesmí nikde dostat „pod“ konstrukci, kterou by mohl podfouknout a nadzvednout. V plné míře to platí i pro střešní krytinu. Nejvíce je třeba chránit všechny okraje. U pálených a betonových tašek na střechách v běžném sklonu musí být proto mechanicky připevněna každá taška ve štítu, hřebeni, vrcholu pultové střechy, u okapu a také v nároží a úžlabí. Totéž platí i pro všechny tašky lemující prostupy (komíny, střešní okna apod.). Připevněny vrutem musejí být i všechny řezané tašky a tašky s odstraněným závěsným ozubem.

Kladební předpisy tašek říkají, že mohou být do sklonu střechy 45° loženy volně. Nad tuto hodnotu musí být upevněna každá třetí taška, nad 60° každá taška a nad 75° musí být tašky přichyceny i příčně. Ve všech případech se ale přichytávají tašky okrajové, v úžlabích, řezané, u otvorů a na okapové hraně.

Ještě důležitější je zásada řádného kotvení u velkoplošných krytin. Z nich jsou na střechách nejběžnější profilované plechy v imitaci tašek. Na nadzvednutí lehké krytiny stačí jen malé sání větru, a když se při nedostatečném kotvení vítr pod krytinu dostane, zvedne celou plechovou tabuli. Na jedno fouknutí tak může „srolovat“ půl střechy. Proto i u plechových krytin platí, že nejvíce pozornosti při kotvení se musí věnovat okrajům. Obzvlášť jsou namáhány oblasti u štítu a okapu.

Hrozba stržení krytiny větrem se nevyhýbá ani plochým střechám, bez ohledu na to, zda jsou po obvodu chráněny atikou či nikoliv. Rizikovými místy jsou i v tomto případě okraje střechy a zejména její rohy. Počet kotevních prvků je proto v těchto místech větší než v ploše, v rozích dokonce dvojnásobný. Podceňovat sílu větru, byť by se vyskytoval jen sporadicky, se nevyplatí.

Čtěte také: Akustická izolace a zvukové vlny

Plochá střecha a vliv větru

Nejprve se podíváme na ploché střechy, které jsou často řešeny jako dvouplášťové nebo více plášťové. To znamená, že pod konečnou střešní krytinou (PVC fólií nebo asfaltovým pásem) a nosnou konstrukcí je vytvořena minimálně jedna vzduchová mezera, přes kterou má být průběžně odváděna přebytečná vlhkost a v létě teplo. Aby se však vlhký vzduch z této mezery odvětral, musí být vytvořen dostatečný počet otvorů po obvodu střechy. To jsou ty známé mřížky, které jsou vidět na fasádě domu těsně pod úrovní střechy. Střecha skrz ně dýchá. Často se stává, že při zateplování domu dojde k ucpání těchto mřížek polystyrenem. Pak je jen otázkou času, kdy se někde v bytě objeví mokrý flek na stropě. Větrací otvory je vždy nutné ponechat průchozí a v původní velikosti. Pro účinnější výměnu vzduchu v souvrství střechy lze použít ventilační turbíny Lomanco, které zajistí svým sacím efektem výrazně větší výměnu vzduchu. Jedna turbína LOMANCO BIB14 většinou stačí na 50-70 m2 střechy. Pro správný provoz musí být dodrženo přisávání vzduchu z fasády.

Šikmá střecha a vliv větru

V případě šikmých střech je situace poněkud odlišná, ale rozhodně ne jednodušší. Obecně je šikmá střecha o něco bezpečnější z hlediska rizika kondenzace i zatékání, protože díky prudkému sklonu je rychlejší odvod dešťové vody a střecha neobsahuje tolik vrstev, kde by se mohla vlhkost držet. Pod šikmou střechou je poměrně často velký a otevřený prostor, proto i jeho odvětrání je o mnoho jednodušší než u komplikovaných plochých střech. Ovšem i velmi malé otevřené prostory hned pod hřebenem je nutné kvalitně odvětrat, což se často opomíjí. Proto se mnoho majitelů nemovitostí rozhodlo provést konstrukční změnu a na původní plochou střechu svého domu nechává instalovat dodatečně střechu šikmou. Většinou se jedná o velmi jednoduchou konstrukci, která ovšem musí splňovat spoustu požadavků na statické zajištění, konstrukční pevnost a přitom musí být co nejlehčí. Také prostor pod střešní krytinou je nutné důkladně odvětrat. I v tomto případě lze použít ventilační turbíny LOMANCO, které zajistí trvalou výměnu vzduchu. Turbíny se instalují do hřebene ve vzdálenosti 5 - 7 m od sebe a mohou mít stejnou barvu jako střecha, takže působí přirozeným dojmem.

Odvětrávání přebytečného tepla

K odvětrání střech je ještě jeden pádný důvod a tím je přebytečné teplo. V letních měsících dochází k intenzivnímu přehřívání střechy tepelným zářením od slunce. Toto teplo při dlouhodobém účinku proniká přes konstrukci i do podstřešních bytů resp. pokojů, kde výrazně zvedá teplotu. Aby se tato tepelná zátěž objektu snížila, je potřeba přehřátý vzduch akumulovaný pod střechou (často teploty i 60-70°C) co nejlépe odvětrat. Celkově pak dojde ke snížení teploty na půdě na cca. 40°C a i v horních bytech bude pokles teploty citelný, často i o několik stupňů. Například při použití klimatizace v pokoji dojde k výrazné úspoře na provozu, protože budete chladit z nižší teploty. Tím nepotřebujete takový výkon, případně snížíte teplotu na požadovanou úroveň rychleji. To je také důvod, proč například v Arkansasu (USA), odkud turbíny pocházejí, je na spoustě domů nainstalována klimatizace a současně na střeše odvětrávací turbína. Především přes noc dojde pomocí turbín LOMANCO k velmi žádoucímu zchlazení střechy na teplotu venkovní (20°C) namísto toho, aby se ve střeše teplo akumulovalo a dlouhodobě drželo např. na 50°C. Shrňme-li uvedené informace, tak platí, že se v žádném případě nesmí podcenit odvětrávání střech, a to jak šikmých, tak i plochých.

Zátěž, které mnoho lidí nenapadne, je tepelná. Sluneční záření dokáže střechu rozpálit tak, že pod krytinou byste mohli v klidu uvařit oběd. Nejvyšší teploty v tomto případě vykazují plechové krytiny, ovšem jejich tepelná setrvačnost je menší. U tašek betonových nebo pálených můžeme hovořit v případě červených barev o teplotách někde kolem 70 °C, což je asi o deset méně než v případě plechu. U tmavých barev se dostáváme i o deset stupňů výš. V rámci střech tak musíme počítat i s technologií odvětrání.

Z výše uvedených informací vyplývá, že se v žádném případě nevyplatí podcenit odvětrávání střechy, což platí jak u šikmých, tak i plochých střech. Vždy je nutné řešit kvalitní přisávání vzduchu do střešní konstrukce, aby se předešlo kondenzaci a současně maximální odvětrání půdního (podstřešního) prostoru, aby se v létě snížilo přehřívání objektu.

Čtěte také: Odolná brána: Skládání prken

Odolnost plechových střech proti větru

Aktuální větrné aprílové počasí působí starosti řadě majitelů nemovitostí. Ti se často obávají, zda střecha jejich domů nápory větru vydrží. Obliba plechových střech v České republice roste a pořizuje si je čím dál více lidí. Není jistě náhodou, že kolébkou plechových profilovaných střešních krytin je Skandinávie. Právě v severských zemích panují velmi drsné povětrnostní podmínky - a proto je mnoho domů pokryto právě plechovými střechami. Ze Skandinávie pocházejí také přední světoví výrobci plechových střech i fasád.

„V souladu s fyzikálními zákony působí proudění vzduchu na povrch střešní krytiny nejen tlakovými, ale i tahovými silami. A právě tahová silová složka se snaží odtrhnout krytinu od podkladu,” říká Štěpán Lášek, produktový manažer společnosti Lindab s.r.o. „Traduje se, že bezpečnost střechy při větru je tím vyšší, čím je krytina těžší. To je ale pravda jen částečně. Platilo by to pouze v případě, že by krytiny z různých materiálů byly instalovány stejně - například prostým položením na latě a přeložením. Tak to ale není. Každá krytina má totiž svůj unikátní způsob montáže, který řeší její odolnost mimo jiné i vůči větru. Proto jsou například právě kvalitní lehké plechové krytiny přikotveny speciálními vruty, vhodně volenými podle jejího druhu. Množství a odolnost vrutů proti vytržení jsou vyzkoušeny a spočítány tak, aby jejich odolnost v součtu bohatě převýšila hodnoty nejhorších povětrnostních vlivů na území, kde je krytina použita.”

„Vedle kvality materiálu hraje v odolnosti střechy proti větru důležitou roli také samotná montáž. Preciznost montáže hraje důležitou roli u každé střešní krytiny, tu plechovou nevyjímaje,” dodává Štěpán Lášek. „Pokud jde o velkoformátové plechové krytiny, je nasnadě zdůraznit jejich celistvost: střecha se totiž skládá z velkých, vzájemně vodotěsně spojených dílců. Kromě vysoké těsnosti to má i tu výhodu, že proudění vzduchu krytinu obtéká zvenčí a nemá možnost se pod ni dostat případnými mezerami, kde by vzduch způsobil přetlak a napomáhal odtržení krytiny. K obavám z nedostatků plechových či jiných lehkých krytin není tedy vůbec žádný důvod.”

Pozorný pozorovatel si všimne, že pokud dojde k odtržení plechové krytiny, jedná se vždy o krytinu velmi starou, neudržovanou nebo chybně položenou. Ke kolapsu plechových střech dochází zhruba stejně často, jako jiných typů krytin - a vždy se to řídí výše uvedeným pravidlem. To znamená, že chyba nastane u střech, které vykazují poruchy již před příchodem větru.

Hliníkové střechy PREFA: Odolnost proti extrémům počasí

Protože by střechy měly odolat i silnému větru, sněhu a prudkému dešti, zaslouží si Vaše nová nebo rekonstruovaná střecha patřičnou pozornost. Hliníkové střechy a fasády PREFA jsou přímo předurčeny k tomu, aby při vichřici chránily Váš dům před poškozením. Proto byste při projektování nového domu nebo při rekonstrukci měli zvolit vhodné střešní a fasádní produkty, které vyhovují regionálním požadavkům. PREFA nabízí výrobky, které jsou navzájem dokonale sladěné a velmi odolné proti extrémním povětrnostním podmínkám a i po technické stránce jsou na výši doby.

Odolností proti nepříznivému počasí, proti rozbití a silnému větru se vyznačují nejen hliníkové střešní produkty PREFA, ale také naše fasádní produkty. Důvodem jsou velmi dobré vlastnosti a odolnost hliníku. Za svoji velkou odolnost proti nepříznivému počasí vděčí střešní a fasádní produkty speciální technologii pokládky a upevnění. Prvky PREFA se totiž kotví buď přímo na integrované upevňovací lišty, nebo nepřímo pomocí uchycení ke spodní konstrukci.

V oblastech se známými extrémními špičkovými hodnotami větru při bouřce lze způsob montáže střešních a fasádních prvků upravit tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům daného regionu. V exponovaných polohách se například zvýší počet kotvících prvků a způsob kotvení (pomocí hřebíků nebo vrutů) se přizpůsobí zatížení větrem. Díky tomu dokážou střechy a fasády PREFA odolat i silnému a nárazovému větru.

Dalším důležitým argumentem, který hovoří ve prospěch použití střešních a fasádních systémů PREFA v bouřlivých časech, je to, že pokládku těchto produktů provádějí výhradně vyškolení profesionálové, což je zárukou odborné montáže. V PREFA Academy absolvují řemeslníci z různých firem školení pod přímým vedením profesionálních lektorů společnosti PREFA. Pro stavebníky a projektanty to je záruka jistoty.

Hliník je velmi robustní, nerozbitný, odolný proti korozi a stálobarevný materiál. Hliníková střecha PREFA dokonce chrání sebe samotnou před korozí: Při poškrábání povrchu reaguje přírodní hliník s kyslíkem obsaženým ve vzduchu a vytvoří tím přirozenou oxidovou vrstvu, která obalí materiál jako ochranné pouzdro. U většiny střešních a fasádních produktů PREFA je navíc hliník standardně opatřen kvalitním vypalovaným lakem Coil-Coating.

Hliníkové produkty PREFA jsou lehké, robustní a odolné. Díky vlastnostem materiálu je hliníková střecha PREFA stabilní a lehká, a proto představuje ideální řešení pro pokrytí střechy v lokalitách, kde je třeba počítat s velkou sněhovou zátěží. Produkty jsou velmi odolné a robustní, ale díky velmi malé vlastní hmotnosti jen minimálně zatěžují krov, na kterém spočívají. Použití vhodných zábran (sněhové háky, sněhové mříže) dále zmenšuje nebezpečí sklouznutí těžké sněhové masy ze střechy.

PREFA poskytuje záruku 40 let na materiál a u povrchové úpravy P.10 také na barvu. Díky tomu jste nejlepším možným způsobem zabezpečeni před škodami způsobenými mrazem, rezavěním, zlomením, odprýskáním a tvorbou puchýřů.

Některé budovy musí být zvlášť odolné - třeba horské chaty nebo horní stanice lanovky. PREFA realizuje tyto projekty v nejvyšší kvalitě. Nová chata Seethalerhütte stojí uprostřed drsné, skalnaté krajiny ledovce Dachstein. Chata imponuje svou štíhlou konstrukcí a vzhledem připomínajícím skalní blok. V exponované poloze musí být střecha i fasáda schopny odolat extrémně silným větrným poryvům, a proto padla volba na střešní a fasádní panely PREFA FX.12 v barvě P.10 břidlicová. Při rekonstrukci střechy tohoto „lučního domu“, který byl postaven před 400 roky, bylo důležité zachovat její původní charakter. Budova se nachází v pohoří Český les nedaleko města Linz, na návrší uprostřed velké louky, kde bývají tuhé zimy a často vane silný vítr. Maďarská rodina si splnila sen o rodinném domku v jedné z oblíbených destinací na dovolenou. Vítr je na Balatonu nevypočitatelný a často dává budovám pořádně zabrat. Produkty PREFA jsou lehké a přitom robustní, a proto poskytují dobrou ochranu před podobnými povětrnostními podmínkami. Nová dolní a horní stanice lanovky Rigi-Scheidegg-Bahn ve Švýcarsku byla obložena kosočtvercovými prvky PREFA 44 × 44 v barvě P.10 břidlicová. Rekonstrukce v extrémní výšce: Ve výšce 3 450 metrů dosahuje síla větru až 215 km/h a teplota kolísá v rozmezí až 40°C. Vysokohorská chata Refuge Albert 1er se nachází v exponované poloze ve Francii.

Důsledky silného větru a prevence

V posledních letech jsme se stále častěji setkávali s extrémními klimatickými jevy. „Častější silné bouřky jsou především důsledkem oteplování Země. Teplejší vzduch totiž dokáže pojmout více vodní páry než studený, a důsledkem je větší objem srážek,“ vysvětluje docent Mag. Dr. Herbert Formayer z Meteorologického ústavu Vysoké školy zemědělské a lesnické ve Vídni. Vítr o rychlosti cca 75 km/h a vyšší se označuje jako vichřice. Vzniká na rozhraní oblastí vysokého a nízkého tlaku, kdy dochází k výměně chladného a teplého vzduchu. „V alpské oblasti se také setkáváme s föhnovými orkány - je to silný jižní vítr, který rovněž dokáže poškodit budovy,“ říká pan Formayer.

Jeho důsledkem mohou být například stržené střechy, poškozené střešní tašky, poničené fasády, rozbitá okna a vyvrácené stromy v zahradě: podle síly větru mohou vichřice napáchat na domě a v okolí velké škody. Také silný déšť, sníh, povodeň a velké kolísání teploty umějí podrobit stavební materiál tvrdé zkoušce. Při stavbě a tím spíše při rekonstrukci domu je proto vhodné myslet na to, jaké požadavky klade počasí ve Vašem regionu na dům, střechu a fasádu - a z toho je třeba vycházet při výběru stavebního materiálu. Ve vysokých polohách hraje prvořadou úlohu zatížení sněhem a kolísání teploty.

Standardní preventivní ochranou proti škodám způsobeným počasím je živelní pojištění a pojištění budov. Vedle finančního zajištění také můžete předem podniknout jednoduchá opatření proti škodám způsobeným vichřicí. Když se blíží silný vítr, ukliďte všechny volně stojící předměty, například zahradní nářadí, květináče a zahradní nábytek, nebo je upevněte. Auto by mělo být před vichřicí zaparkované v garáži nebo ve velké vzdálenosti od stromů. Větve a volné předměty nesené silným větrem totiž mohou poškodit vozidla, ale také střechy a fasády. Především střecha je velká plocha, o kterou se bouřlivý vítr může opřít. Pak hrozí nebezpeční, že se uvolní střešní tašky, což na jedné straně způsobí poškození pláště střechy, přes kterou může proniknout voda. Na druhé straně mohou padající střešní tašky způsobit velké škody kdekoli v blízkosti domu a dokonce zranit lidi a zvířata.

Kontrola a opravy střechy po bouři

Po každé vichřici nebo bouřce a také po zimě je vhodné zkontrolovat, jestli střecha není poškozená. To ale platí jenom tehdy, když můžete provést vizuální kontrolu, jestli se některé prvky neuvolnily nebo jestli není plocha střechy poškozená. Když není povrch střechy vidět ze země, je bezpodmínečně nutné svěřit prohlídku odborné firmě. S potřebným zabezpečovacím vybavením, které se zpravidla montuje už při pokládce krytiny, se pokrývači, klempíři a tesaři mohou po střeše bezpečně pohybovat. V takovém případě byste měli kontaktovat odbornou firmu v blízkosti Vašeho domu, která může škodu posoudit na místě a podle jejího rozsahu provést buď provizorní, nebo rovnou trvalou opravu.

Při likvidaci následků je nutné opravit nejen poškozené a zničené části stavební konstrukce. Vždy je však nutné se přesvědčit, zda některé další části střešního pláště, nebo obecně stavební konstrukce, nejsou „načnuty“, tj. jejich mechanické kotvení není uvolněno nebo jinak poškozeno. Vždy je výhodné opravit nebo dokotvit i ty části stavebních konstrukcí, které nejsou zcela jasně poškozeny, ale jsou jen v bezprostřední blízkosti poničených konstrukcí. Staré, uvolněné střešní tašky, trhliny nebo jiná poškození střešního pláště - právě v regionech, kde se často vyskytují bouřky, silný vítr a nepříznivé počasí, je neporušená střecha mimořádně důležitá. Následné škody způsobené vniknutím vody dovnitř budovy mohou být obrovské a často je pak nezbytná rekonstrukce střechy.

Beaufortovu stupnici sestrojil v letech 1805 - 1808 britský kontraadmirál sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Stupnice umožňuje odhad síly (rychlosti) větru bez použití přístrojů, tj. podle účinku větru na různé objekty a podle vlnění mořské hladiny. Rychlosti větru se týkají standardní výšky 10 m nad zemí ve volném terénu. Stupnice se udává ve stupních Beauforta. Slovní označení síly větru se používá také v meteorologii.

tags: #vliv #rychlosti #vetru #na #strechy #domu

Oblíbené příspěvky:

• Přečtěte si článek o přesnosti a výkonu stolních pil
• výhody pístových čerpadel při betonáži
• Jak správně položit dlažbu na teplou podlahu
• Jak správně vyplnit spáry mezi betonovými panely
• Dřevěná vkládačka Ježek – recenze