Podtlakové odvodnění střech: Komplexní technické informace a praktické aspekty

Odvodnění je klíčovým aspektem pro zajištění funkčnosti a trvanlivosti střechy. Správně navržený a provedený systém odvodnění zabraňuje hromadění vody na střeše, čímž se snižuje riziko zatékání, prosakování a poškození střešní konstrukce. Životnost a funkčnost střešního pláště nezávisí pouze na zvoleném hydroizolačním systému a provedení detailů, ale také na způsobu a rychlosti odvodnění plochy střechy. Bohužel je to také místo nejčastějšího výskytu chyb v návrhu.

Typy odvodňovacích systémů

Vodu ze střech je možné svést dvěma způsoby: buď vně budovy svodem po fasádě, nebo vnitřně do vpusti a svodného potrubí. Obě varianty jsou možné, záleží vždy na konkrétním typu střechy. Existují dva hlavní typy odvodňovacích systémů pro ploché střechy:

• Gravitační odvodnění: U gravitačního systému dochází k proudění vody vlivem jeho spádu. Gravitační systémy odvodnění jsou navrhovány jen pro částečné zaplnění vodou, a to přináší nejen relativně velké průměry potrubí, ale také nutnost instalace ležatých rozvodů ve spádu. Voda stéká po střeše k vtokům umístěným v nejnižších bodech a odtud je odváděna potrubím do dešťové kanalizace. S vnitřním odvodněním se nejčastěji setkáváme u plochých střech. Vnější odvodnění je zpravidla aplikováno do podokapních, nástřešních, římsových nebo zaatikových žlabů půlkruhových nebo hranatých tvarů a následně do svodu. Nejčastěji je tento typ odvodnění tvořen klempířskými prvky, např. titanzinek, hliník, lakovaný plech aj. Vnější žlaby se doporučuje navrhovat dle ČSN EN 12056-3, kde je uveden přesný postup pro jednotlivé typy žlabů. Návrh žlabu se odvíjí od geometrie spádování střechy, způsobu odvodnění, polohy žlabu a jeho sklonu, počtu rohů a koutů aj. Postupy v normě jsou ale poněkud zdlouhavé a v praxi méně využívané. Pro zjednodušení návrhu svodu můžeme použít tabulku nebo nomogram vycházející z DIN 18 460 a DIN 1986.
• Podtlakové odvodnění: Voda je z vtoků odsávána pomocí podtlaku, jež má řadu výhod (úspora trubního materiálu, ležaté potrubí možno vést bez spádu, aj.). Na rozdíl od gravitačního systému jsou potrubí zcela zaplněny vodou, čímž v místech střešních vtoků a v ležaté části potrubí vzniká podtlak. Systém podtlakového odvodnění střech, který se skládá ze speciálně konstruovaných vpustí, trubního systému z PE-HD a z ocelového závěsného systému zajišťujícího přenesení statického i dynamického zatížení do konstrukce stavby, je v Evropě znám již více než 40 let. V posledních 20 letech se trubky a tvarovky z PE-HD stále častěji prosazují zejména při odvodnění rozsáhlých ploch výrobních a skladových hal s využitím podtlakového systému. Zejména v těchto případech bývá tradiční gravitační odvodnění méně výhodné, protože vyžaduje většinou nejméně o polovinu více střešních vtoků a s tím spojených svislých dešťových svodů, omezuje dispoziční řešení v objektu a v neposlední řadě znamená rozsáhlé zemní úpravy pro podzemní kanalizaci. Podtlakové odvodnění plochých střech se s výhodou navrhuje v případech, kdy je možno vést potrubí pod stropem objektu - například v průmyslových halách.

Principy fungování podtlakového systému

Při malém dešti je princip fungování podtlakového systému odvodnění střech prakticky stejný jako u gravitačního odvodnění. Při větší intenzitě deště se potrubí s malým průměrem rychle naplní dešťovou vodou a tím vzniká síť potrubí s plným naplněním. Speciální konstrukce střešního vtoku zabraňuje přístupu vzduchu. Voda ve svislém svodu padá rychle dolů jako píst a vytváří v potrubí podtlak. Potřebná energie k vytvoření podtlaku se tedy získává díky rozdílu výšek osazení střešních vtoků na ploše střechy a úrovní odtoku do gravitační kanalizace, retenčních nádrží nebo šachet s volnou hladinou vody. U podtlakového odvodnění střech vznikají v systému poměrně vysoké podtlaky a přetlaky. Na počátku potrubí u prvního střešního vtoku je podtlak ještě nulový. Čím blíže jsou však vtoky k svislému svodu, tím je podtlak vyšší.

Podtlakové systémy se používají pro odvádění dešťových vod z objektů, které mají dostatečnou výšku a dostatečnou odvodňovanou plochu. Bez dodržení těchto podmínek podtlakový systém nemůže fungovat. Potrubí musí být plynotěsné, aby nemohlo dojít k přisávání vzduchu do potrubí a tím ke zrušení sacího efektu v potrubí. V podtlakových systémech proudí voda celým průřezem, proto může mít potrubí menší průřez než potrubí, ve kterém proudí provzdušená napěněná voda.

Komponenty odvodňovacího systému

Odvodňovací systém ploché střechy se skládá z několika důležitých komponentů:

Čtěte také: výběr krytiny pro 15° sklon

• Střešní vtoky: Jsou speciální tvarovky instalované ve střešním plášti. Zachycují dešťovou vodu a odvádí ji do potrubí. Vtoky se dělí na různé typy podle kapacity, materiálu a způsobu uchycení. Srdcem vakuového systému odvodnění střech je střešní vtok. Speciálně navržená konstrukce střešního vtoku s protivzduchovou přepážkou zabraňuje přístupu vzduchu a zajišťuje rovnoměrné proudění vody v potrubí. Střešní vtoky podtlakového systému jsou navrženy tak, aby za pomoci vychylovacích lamel na jejich vnějším povrchu a s podtlakovými lamelami uvnitř vtoku zabránily vytvoření víru protékající vody; tím se do potrubí nedostává vzduch. Sortiment střešních vtoků nabízí řešení pro každý typ nebo konstrukci střechy a zajišťuje bezpečné spojení s každým druhem střešní izolace, jako jsou např. polymerové a PVC fólie nebo živičné krytiny. Střešní vtoky mohou být dodány i s vyhřívacím elementem.
• Odvodňovací potrubí: Slouží k odvádění vody z vtoků do kanalizace. Odtokový systém PE-HD pro dešťovou a odpadní kanalizaci je v Evropě znám již více než 40 let. Trubní systém PE-HD se vyznačuje zejména dlouhou životností, vysokou odolností proti mechanickému opotřebení, odolností proti UV záření a chemikáliím. Potrubí a tvarovky jsou vyrobeny z vysokohustotního polyethylenu (PE-HD) a má tedy charakteristickou černou barvu. Systém je dostupný v dimenzích d 40 -315 mm. Spojování je prováděno svařováním elektrospojkami nebo natupo. Lze však využívat také spoje hrdlové, závitové nebo přírubové. V oblasti splaškové kanalizace jsou svařované systémy často nahrazovány běžným hrdlovým systémem na bázi PP-HT, ale pro aplikace dešťové kanalizace mají svařované systémy PE-HD své nezastupitelné místo.
• Upevňovací systém: Síly, k nimž u tohoto systému dochází, kladou vysoké požadavky na upevňovací materiál. Speciálně vyvinutý systém pro montáž volně vedených horizontálních rozvodů zachycuje síly uvnitř systému. Upevňovací systém je tvořen nosnými lištami, objímkami potrubí, spojkami a závěsy lišt. Potrubí a upevňovací systém spolu vytvářejí spojenou jednotku a dilatační změny horizontálně uložených trubek se kompenzují uvnitř systému. Vznikající síly se pomocí pevných bodů přenášejí na ocelovou montážní lištu vedenou souběžně nad potrubím. Vyvěšení nosného systému závitovými tyčemi a kotvami do konstrukce střechy je řešena statikem projektu stavební části.

Návrh a dimenzování odvodňovacího systému

S odvodněním také souvisí spádování. Aby byla voda schopna co nejrychleji odtéct směrem ke vtokům, je nutné dodržet požadavky na minimální spád střešní roviny. Technicky je možno akceptovat i nulové spády, neboť ČSN 73 1901-1:2020 neuvádí požadavek na minimální spád. Prakticky je lépe provádět střešní pláště tak, aby se netvořily kaluže. Střešní vpusti se dimenzují na dešťový odtok, podle jehož se stanoví počet vpustí, které jsou potřeba k odvodnění dané plochy, případně se navrhne bezpečnostní odvodnění. Proto ČSN 1253-1 předepisuje minimální průtok střešní vpustí, který musí každý výrobce splnit laboratorním měřením. U gravitačních systémů odvodnění jsou navrhovány jen pro částečné zaplnění vodou, a to přináší nejen relativně velké průměry potrubí, ale také nutnost instalace ležatých rozvodů ve spádu. U podtlakového odvodnění je potřebná energie k vytvoření podtlaku získávána díky rozdílu výšek osazení střešních vtoků na ploše střechy a úrovní odtoku do gravitační kanalizace, retenčních nádrží nebo šachet s volnou hladinou vody.

Výpočet a umístění střešních vtoků

Počet střešních vtoků se určuje v závislosti na odvodňované ploše, návrhové intenzitě dešťových srážek (0,03 l/s.m2) a optimální kapacitě navrhovaného střešního vtoku. Maximální povolená vzdálenost střešních vtoků mezi sebou je 20 m a vzdálenost ke kraji střech je 10 m. Omezení platí i pro vzdálenost vtoku od atiky, kde je stanovena minimální vzdálenost na 0,5 m, ale optimální vzdálenost je 0,8 -1,0 m. Velmi důležitý je výběr vhodného typu vtoku podle konstrukce střechy a hydroizolace.

Software pro návrh podtlakového odvodnění

Návrh podtlakového odvodnění včetně grafických výstupů se provádí pomocí speciálních softwarových produktů. Pro hydraulický výpočet se využívá Bernouliho rovnice stálého toku nestlačitelné kapaliny s konstantní hustotou. Stálý tok kapaliny je v podtlakovém systému dosažen jen tehdy, je-li trubní rozvod zcela naplněný bez přítomnosti vzduchu.

Role dodavatele a projektanta

Návrh systému podtlakového odvodnění provádí dodavatel systému pomocí speciálního softwaru na základě podkladů dodaných projektantem. Zpracovatel návrhu zodpovídá za správnou funkčnost systému, hydraulický výpočet a návrh dimenzí jednotlivých úseků trubního rozvodu. Výstupem pro projektanta je pak izometrie jednotlivých větví rozvodu, výkaz výměr s cenou do projektu a technická zpráva. Role dodavatele systému by tím ale končit neměla. V rámci návrhu celého systému je velmi důležitá dobrá spolupráce a komunikace dodavatele systému s projektantem. Je třeba komunikovat veškeré změny, ke kterým v projektu dochází a případně návrh podle nich upravit. Úloha projektanta v návrhu podtlakového odvodnění spočívá především ve volbě způsobu odvodnění střechy (rozhoduje tedy mezi gravitačním a podtlakovým odvodněním), oslovení dodavatele podtlakového systému a předání podkladů zpracovateli podtlakového odvodnění. Samozřejmě pak na návrhu s dodavatelem spolupracuje a koordinuje také umístění tras a střešních vtoků s ohledem na další profese. Pro návrh podtlakového odvodnění většinou dodavatel od projektanta požaduje půdorys střechy s rozměry a sklony střešních ploch, příčný a podélný řez objektem, informace o skladbě střešní konstrukce a situační plán objektu s vyznačením možnosti napojení střešních svodů. Potom již začíná práce dodavatele - volba tvaru rozvodu (větví) podtlakového odvodnění a vhodných střešních vtoků. Celý proces pokračuje návrhem tras jednotlivých větví rozvodu a jejich potvrzením, optimalizací tras a hydraulickým odladěním systému pomocí výpočtového softwaru. Výstupem jsou pak izometrie jednotlivých větví rozvodu, podrobný výpis materiálu, technická zpráva a cenová nabídka. To vše je úlohou dodavatele systému. Pokud tedy hovoříme o zodpovědnosti za návrh, projektant zodpovídá za skladbu a rozdělení střešních ploch, dispoziční a výškové umístění tras rozvodu, vhodné umístění dešťového svodu a jeho návaznost na kanalizaci, retenci nebo vsakování a také za koordinaci s ostatními profesemi. Zpracovatel pak zodpovídá za funkčnost systému, hydraulický výpočet, návrh dimenzí jednotlivých úseků trubního rozvodu, zaškolení realizační firmy pro daný systém, zapůjčení svářecích přístrojů pro elektro spojky a pro svařování na tupo a také za kontrolu provedení během realizace.

Zodpovědnost montážní firmy

A za co zodpovídá montážní firma? Především za provedení montáže podle předané projektové dokumentace, dodržení technologie montáže a nastane-li nezbytná změna nebo kolize tras, musí montážní firma neprodleně informovat zpracovatele návrhu podtlakového odvodnění, který ve spolupráci s projektantem navrhne řešení a potvrdí ho výpočtem.

Čtěte také: Důležitost sklonu střechy při bednění

Výhody podtlakových systémů odvodnění

Novodobým trendem v odvodňování plochých střech jsou podtlakové systémy, které mají řadu výhod oproti systémům gravitačním:

• Vysoká kapacita: Podtlakové systémy dokážou odvádět dešťovou vodu mnohem rychleji než gravitační systémy, čímž se snižuje riziko zatékání a prosakování.
• Menší průměr potrubí: Podtlakové systémy pracují s kompletně zavodněným potrubím, proto lze navrhnout potrubí s menším průměrem.
• Nižší náklady na instalaci: Díky menšímu průměru potrubí a jednoduššímu designu jsou podtlakové systémy obvykle levnější na instalaci než gravitační systémy.
• Vhodné pro rekonstrukce: Podtlakové systémy se hodí i pro rekonstrukce stávajících střech, protože nevyžadují velké stavební úpravy.
• Snížená prostorová náročnost: Podtlakové systémy jsou instalovány pod střechou a minimalizují počet sběrných vertikálních instalací. Ležaté potrubí možno vést bez spádu.

Údržba odvodňovacího systému

Další věcí, na kterou se bohužel často zapomíná, je kontrola ploché střechy v průběhu její životnosti. Odvodňovací systém ploché střechy je nutné pravidelně kontrolovat a čistit, aby se zajistilo jeho správné fungování. Je nezbytné upozornit na nutnost údržby střešních vtoků, aby se zabránilo jejich zanesení a tím snížení jejich funkčnosti. Návrh plánu údržby je součástí předávané dokumentace pro realizaci a uvedení do provozu.

Praktické příklady

Příkladem nesprávného řešení odvodnění podtlakovým systémem byla před opravou střecha nové haly letiště Václava Havla v Praze. Na obrázku je schematicky vyznačen příčný řez zastřešením haly. Střešní konstrukce má v příčném řezu tvar křídla. Voda je téměř z celé plochy střechy svedena do žlabu délky cca 100 m. Žlab je beze spádu a je odvodněn podtlakovým systémem. Potrubí je vedeno mezi příhradovými nosníky. Krytina byla provedena z profilovaného plechu. Žlab byl opatřen hydroizolací na bázi asfaltu s odrazovou hliníkovou fólií. Dutina, která vznikla položením profilovaného plechu na střešní konstrukci, byla vyplněna pěnovým materiálem. Tento materiál nezajišťoval vodotěsnost spojení spodní plochy krycích plechů a hydroizolační fólie použité pro žlab, navíc v některých místech těsnění chybělo. Utěsnění bylo navrženo pro ochranu před přímým „podfouknutím“ větrem. Při extrémní srážce došlo kromě naplnění žlabu vodou až nad otvory v profilovaném plechu ještě k silnému víření vody. Oprava spočívala v odstranění krytiny v šířce cca 2 m po obou stranách žlabu.

Podtlakové odvodnění bylo použito v několika případech u odvodnění zaatikového žlabu památkově chráněného objektu. Řešení vycházelo z požadavku, že musí být zachován vzhled vnějšího měděného odpadního potrubí. Přitom byl nastaven velmi přísný požadavek na těsnost provedení odvedení vody. Pod stropem se nacházel archiv.

Dodavatelé a servis

Aliaxis Česká republika s.r.o. (dříve Nicoll Česká republika s.r.o.) je dodavatel plastových materiálů pro přepravu médií a energií a také pro hospodaření s dešťovou vodou a odvodnění budov. Kromě nesporné kvality všech prvků systému včetně nejlepšího upevňovacího systému na trhu, který umožňuje výrazné zrychlení práce, je hlavním důvodem proč zvolit systém Akasison, náš servis a spolupráce na návrhu řešení a přípravě projektu. Kromě toho zajišťujeme včasné a spolehlivé dodávky materiálu přímo na stavbu, zaškolení montážní společnosti a zapůjčení svářecí techniky. Další podrobné informace k systému podtlakového odvodnění plochých střech AKATHERM získáte na stránkách www.glynwed.cz nebo na školeních společnosti GLYNWED s.r.o.

Čtěte také: Výběr krytiny Bramac

Tabulka: Porovnání gravitačního a podtlakového odvodnění

tags: #podtlakové #odvodnění #střechy #sklon #technické #informace

Oblíbené příspěvky:

• Velkoobchodní služby SIKO v Čimelicích
• Výroba nábytku a dřevo
• moderní zateplení fasády
• Průvodce přechodovou lištou Třešeň
• Přizpůsobení Photon rozhraní