Parozábrana z těžkého asfaltovaného pásu nebo lehkého typu

Parozábrana z těžkého asfaltovaného pásu nebo lehkého typu? Je nevyhnutelné aplikovat jen parozábranu z těžkého asfaltovaného pásu v šikmé střeše z důvodu perforace kotvicími šrouby?

Aplikace nadkrokevních tepelněizolačních desek PIR (tvrdá polyuretanová pěna na bázi izokyanurátu) se stále rozšiřuje a s tímto trendem se zvyšuje i konkurence výrobců či dovozců PUR a PIR izolací. Zvyšující se konkurence vede k argumentům a tvrzením, které neodpovídají realitě. Skladby šikmých zateplených střech se realizují z minerální izolace vložené mezi krokve, nad krokve či pod ně. Z interiérové strany se aplikují parozábrany lehkého typu, které vykazují vysoký stupeň difúzního odporu a z exteriérové strany zase pojistné difúzní otevřené membrány s malým difúzním odporem. Nadkrokevní zateplení PIR izolací se klade na celoplošné bednění nebo přímo na krovy. PIR izolace se vyrábí ve dvou modifikacích. S vysokým stupněm difúzního odporu, s oboustrannou vrstvou z čistého hliníku nebo jako difúzně otevřená izolace s oboustrannou vrstvou na bázi papíru nebo sklotextilu.

Obr. 1.  Aplikace parozábrany lehkého typu a pojistné difúzně otevřené membrány.

Izolační desky vykazují spárovou netěsnost, a proto je nutné pod nimi celoplošně aplikovat parozábranu nebo mít vyřešený vzduchotěsný spoj desky. Kotvení střešního pláště se realizuje kotvicími šrouby přes kontralatě, pojistnou hydroizolaci, tepelnou izolaci, parozábranu a bednění do krokví (obr. 3). Parozábrana musí být těsná stejně jako celá vrstva. Při montáži parozábrany lehkého typu pod krokvemi v kombinaci s minerální izolací mezi krokvemi vznikají netěsnosti v místě spojů jednotlivých pásů parozábrany, v místě napojení na okolní konstrukce a perforací od šroubů, elektroinstalací apod. Při aplikaci parozábrany pod krokvemi se dosáhne přibližně deseti procent z hodnoty deklarovaného faktoru difúzního odporu.

Obr. 2. Uložení nadkrokevního zateplení PIR.

Obr. 3. Kotvení střešního pláště.

Potom jsou výpočet a realita úplně odlišné. Z tohoto důvodu vznikají nejčastější poruchy u skladeb s minerální izolací mezi krokvemi. Při aplikaci parozábrany nad krokvemi na celoplošném podkladu se deklarované hodnoty faktoru difúzního odporu většinou dosáhne. U nadkrokevního zateplení se aplikuje parozábrana na pevný celoplošný podklad. Parozábrany lehkého typu mají ve spojích integrované lepicí pásky, díky čemuž je spojování na pevném podkladu bezpečné. Na parozábranu se následně kladou izolační desky PIR, které se přes kontralať kotví do krokví. Perforace parozábrany vzniká v místě bednění, v místě krokví.

Tvrzení

Netěsnost parozábran lehkého typu patří mezi nejčastější poruchy, a proto na základě našich zkušeností doporučujeme realizovat parotěsnou a vzduchotěsnou vrstvu při zateplení nad krokvemi z asfaltovaných pásů na celoplošném podkladu.

Proč používat jako parozábranu těžké asfaltované pásy:
Většinou se uvádějí následující důvody:

• asfaltované pásy neumožňují perforaci kolem kotvicích šroubů,
• místo prostupu šroubů je vzduchotěsné a vodotěsné,
• šroub asfaltovaný pás nepoškodí (neroztrhne),
• v místě spoje asfaltovaných pásů je zaručena těsnost.

Uvedené argumenty se implementují do myšlení projektantů a pokrývačských firem, které se jen obtížně orientují v tom, co je pravda a co ne. Rozeberme si proto aplikaci parozábrany lehkého typu při zateplení nad krokvemi na celoplošném podkladu a pokusme se najít odpovědi na následující otázky.

1. Perforuje se parozábrana kotvicími šrouby? Pokud ano, jak velká je tato perforace?
2. Infiltruje se vnitřní vzduch do exteriéru v místě kotvicího šroubu?
3. Kondenzuje vodní pára na kotvicím šroubu? Pokud ano, jak velká je tato kondenzace?
4. Dochází k teplotnímu a vlhkostnímu ovlivňování chování nadkrokevní střešní konstrukce aplikováním parozábrany lehkého typu?

Obr. 4. Průchod samořezného šroubu izolací PIR pod úhlem 60°.

Odpověď na 1. otázku

Perforuje se parozábrana kotvicími šrouby? Pokud ano, jak velká je tato perforace?
V praxi se používají dva typy šroubů. Se samovrtnou hlavou nebo šroub na předvrtání. Byla vykonána ověřovací zkouška, zda se parozábrana lehkého typu v místě prostupu šroubu poškodí při předvrtání nebo při použití samovrtného šroubu. Po průchodu samovrtného šroubu pod úhlem 60° izolací PIR a parozábranou se izolace PIR odřezala tak, aby byl viditelný průchod šroubu v místě parozábrany. Na základě toho bylo možné konstatovat, že v místě průchodu šroubu se parozábrana nepoškodila. Parozábrana se na šroub navinula. Po demontáži šroubu bylo v parozábraně vidět zcela nepoškozené místo. Na základě toho můžeme konstatovat, že při průchodu šroubu izolací PIR se parozábrana na celoplošném bednění v místě krokve nepoškodí. U parozábrany lehkého typu se parozábrana neperforovala – nepoškodila. Místo prostupu tak lze považovat za těsné.

Obr. 5. Prostup šroubu v místě parozábrany.

Odpověď na 2. otázku

Infiltruje se vnitřní vzduch do exteriéru v místě kotvicího šroubu?
Kotvení šroubu nepoškozuje parozábranu, prochází přes plné bednění do krokve. Těsnost ve dřevě je prokazatelná. Vnitřní vzduch nemá proto možnost se infiltrovat přes krokve, bednění a kolem šroubu v místě parozábrany do vrstvy PIR izolace. Průchod šroubu tepelnou izolací je utěsněn tzv. PIR pilinami. Kolem šroubu nevzniká otevřený otvor, který by umožňoval volný pohyb vzduchu. Průchod šroubu pojistnou hydroizolací je utěsněn pod kontralatí těsnicím tmelem nebo butilovou páskou. Můžeme konstatovat, že při průchodu šroubu přes krokev, bednění, parozábranu, izolaci PIR, pojistnou hydroizolaci a kontralať se vnitřní vzduch neinfiltruje skrze uvedené vrstvy do exteriéru. Místo prostupu kotvicího šroubu je vzduchotěsné.

Obr. 6. Průchod šroubu tepelnou izolací PIR je utěsněn pilinami.

Odpověď na 3. otázku

Kondenzuje vodní pára na kotvicím šroubu? Pokud ano, jak velká je tato kondenzace?
Byl realizován výpočtový odhad rizika hromadění vnitřní vlhkosti v oblasti šroubového připojení nadkrokevní tepelné izolace PIR. Detail spojovacího kovového šroubu je vyznačen ve schématu. Při montáži střechy se kovový šroub upevňuje přes kontralať a prochází pojistnou hydroizolační vrstvou, vrstvou tepelné izolace, parotěsnou vrstvou, dřevěným bedněním a je ukotven do nosné dřevěné krokve do hloubky alespoň 80 mm. Průměr dříku kovového šroubu činí 5,5 mm, vnější průměr závitu je 7 mm.

Obr. 7. Prostup šroubu pojistnou hydroizolací utěsněný pod kontralatí butilovou páskou.

Zároveň byl realizován výpočet množství vnitřního kondenzátu. K tomuto účelu byla výpočtem zjištěna hustota difúzního toku, který proudí vzduchovou dutinou mezi rovinami parotěsné fólie a pojistnou hydroizolační vrstvou. Ve vzduchové dutině okolo dříku kovového šroubu je hodnota difúzního toku vodní páry nejvyšší v porovnání s ostatními materiály, protože difúzní tok vodní páry zaujímá ve vzduchu největší hodnotu. Výpočty byly realizovány v prostředí výpočtového systému ANSYS za předpokladu stacionárního difúzního toku vodní páry tak, jak je stanovena metodika výpočtu roční bilance zkondenzované a vypařitelné vlhkosti ve stěně v souladu s platnými normativními předpisy (ČSN 73 0540-4) s okrajovými podmínkami uvedenými v ČSN 73 054-3.

Obr. 8. Průběh množství kondenzátu v segmentu střechy ve vzduchové dutině kolem kovového šroubu v závislosti na teplotě vnějšího vzduchu.

Pro tento účel se na objemovém fragmentu nejprve vypočítalo rozložení teplot ve výpočtovém fragmentu (obr. 13) při okrajových podmínkách teploty θi ai = +21 °C a relativní vlhkosti vnitřního vzduchu ϕi = 50 %, resp. se započítáním předepsané výpočtové přirážky ϕi = 55 %. K určení vnějších okrajových podmínek byly použity deklarované hodnoty ČSN 73 054-3 pro roční bilanci zkondenzované a odpařitelné vlhkosti ve stěně. Podle výsledků v tabulce 3 je zřejmé, že ve vzduchové dutině vytvořené okolo kovového dříku spojovacího šroubu nastává kondenzace vlhkosti při −10 °C v množství 0,018 g vody.

Pro další teploty v řadě už nastane výpočtový přebytek výparů nad kondenzátem. Při teplotě vnějšího vzduchu θe  = 0 °C však kondenzace vlhkosti bezprostředně ve vzduchové dutině okolo dříku kovového šroubu nevzniká. Kondenzace je indikována jen v horní části tepelné izolace PIR a kovového šroubu. Množství zkondenzované vody ve vzduchové dutině okolo dříku kovového šroubu se zjistilo jako rozdíl mezi hustotou difúzního toku, který prochází z interiéru pod střechou přes perforaci parotěsné vrstvy s průměrem 7 mm, a hustotou difúzního toku ze vzduchové dutiny perforací kašírované desky tepelné izolace PIR kovovým šroubem do odvětrávané vzduchové mezery pod krytinou. Zkondenzované množství vody je označeno symbolem BV (g H2O). Z výsledků výpočtu vyplývá, že největšího množství se ve vzduchové mezeře dosáhne při teplotě θe = −10 °C v množství 0,018 g vody. Pro další teploty už nastane výpočtový přebytek výparů nad kondenzátem. Pro následující teploty výpočtové řady je zbytečné důkaz realizovat, protože je celkem jasně zřejmá převaha množství výparů nad kondenzátem.

Poznámka: Kladná hodnota kondenzátu indikuje přítomnost kapalného kondenzátu, v tomto případě v max. množství necelé poloviny kapky vody. Záporná hodnota množství kondenzátu indikuje výpočtovou převahu množství výparů nad množstvím kondenzátu. Veličina mH2O vyjadřuje množství vodní páry nereálného předpokladu, kdy se vodní pára dostává přes parotěsnou vrstvu do vzduchové mezery, kde beze zbytku zkondenzuje ve vrstvě tepelné izolace, a toto množství vodní páry zkondenzuje (jde o případ úplně utěsněné desky tepelné izolace s hliníkovou kašírovanou fólií, která neumožňuje vodní páře projít do vzduchové vrstvy v nadstřešním prostoru). V tom případě by se vytvořilo 0,206 g zkapalněného kondenzátu v době, kdy nastává vnitřní kondenzace vodní páry ve střeše (to odpovídá zatížení tepelné izolace přibližně třemi až čtyřmi kapkami vody na ploše přibližně 0,6 × 0,7 m). Na základě těchto poznatků lze konstatovat, že konstrukce detailu v oblasti spojovacího kovového šroubu je z hlediska rizika hromadění vnitřní vlhkosti ve střeše uvedeného konstrukčního uspořádání bezpečná, protože malé množství kondenzátu se spolehlivě vypaří ze střechy. Přitom si dřevo jako konstrukční materiál zachovává v suchém stavu obvyklou materiálovou vlhkost.

Na základě uvedeného se dá tvrdit, že v oblasti spojovacího kovového šroubu je konstrukce detailu z hlediska rizika hromadění vnitřní vlhkosti ve střeše bezpečná. Malé množství kondenzátu se spolehlivě vypaří ze střechy. Přitom si dřevo jako konstrukční materiál uchovává v suchém stavu obvyklou materiálovou vlhkost um ∈ [8; 12] % hm.

Odpověď na 4. otázku

Dochází k teplotnímu a vlhkostnímu ovlivňování chování nadkrokevní střešní konstrukce aplikováním parozábrany lehkého typu?
Aplikace parozábrany lehkého typu v zateplení nad krokvemi na celoplošném podkladu je úplně bezpečným a funkčním řešením.
Tvrzení, že jen asfaltované parozábrany jsou schopné zaručit parotěsnící a vzduchotěsnící funkci, se ukázalo jako mylné a obchodnicky zavádějící řešení.

Obrázky
1. Aplikace parozábrany lehkého typu a pojistné difúzně otevřené membrány.
2. Uložení nadkrokevního zateplení PIR.
3. Kotvení střešního pláště.
4. Průchod samořezného šroubu izolací PIR pod úhlem 60°.
5. Prostup šroubu v místě parozábrany.
6. Průchod šroubu tepelnou izolací PIR je utěsněn pilinami.
7. Prostup šroubu pojistnou hydroizolací utěsněný pod kontralatí butilovou páskou.
8. Průběh množství kondenzátu v segmentu střechy ve vzduchové dutině kolem kovového šroubu v závislosti na teplotě vnějšího vzduchu.

TEXT: Ing. Luděk Kovář, Puren GmbH
FOTO + OBRÁZKY: Puren GmbH

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.