Chyby tepelné izolace v konstrukcích šikmých a plochých střech

V současnosti se s cílem snížení tepelných ztrát a šetření finančních prostředků potřebných na vytápění nebo chlazení daného objektu stále častěji přistupuje k zateplování jednotlivých stavebních konstrukcí. Na celkové energetické bilanci stavby se ve velké míře podílejí i konstrukce šikmých a plochých střech. Mnoho střešních plášťů však nesplňuje tepelněizolační požadavky, protože jejich správnou funkci narušily chyby způsobené v určité fázi návrhu, přípravy nebo aplikace. Zanedbání byť jen drobné chyby může časem přerůst až do poruchy způsobující havarijní stav konstrukce.

• chyby v projektech a navrhování konstrukce,
• nesprávně zvolený materiál nebo nedodržení jeho kvality,
• vykonávání prací bez jakéhokoliv projektu nebo teplotechnického propočtu,
• nekvalitní realizace celé střešní konstrukce.

Havarijní stavy střešních konstrukcí často způsobuje více příčin najednou. Ty mohou mít za následek závažné chyby, které částečně nebo úplně eliminují funkci tepelné izolace ve skladbě střešního pláště.

Snižovat funkci tepelné izolace mohou tyto faktory:

• nedostatečná tloušťka tepelné izolace,
• vlhkost v tepelné izolaci,
• tepelné mosty v konstrukcích střech,
• nevhodně zvolený typ tepelné izolace.

Nedostatečná tloušťka tepelné izolace
V mnoha případech se pod nedostatečnou tloušťku tepelné izolace podepisuje přímo investor, který se snaží šetřit náklady na výstavbu nebo rekonstrukci stavby. Neuvědomuje si však, že náklady, které na začátku ušetří, bude muset vícenásobně investovat do rekonstrukce a dalšího doplnění izolace. Tloušťka tepelné izolace by měla odpovídat požadavkům normy ČSN 73 0540 – Tepelná ochrana budov, v níž se stanovují doporučené hodnoty tepelných odporů (tab. 1).

Tab. 1:  Minimální a doporučené hodnoty tepelného odporu podle druhu stavební konstrukce

Nedostatečná tloušťka tepelné izolace může mít kromě tepelných ztrát za následek i vznik kondenzace na povrchu nebo uvnitř konstrukce (tab. 2), nadměrné přehřívání podstřešních prostorů v letních měsících nebo nedostatečnou akustickou izolaci proti vnějšímu hluku.

Tab. 2:  Výběr z tabulky teploty rosných bodů (ČSN 73 0540)

Pozn.: Tabulka vyjadřuje kritickou povrchovou teplotu konstrukce, při níž dochází k tvorbě kondenzátu. Tvorba kondenzátu je závislá na teplotě v interiéru θ_a, relativní vlhkosti ϕ_a a povrchové teplotě konstrukce.

Vlhkost v tepelné izolaci
Do tepelné izolace se může vlhkost dostat dvěma způsoby: buď do konstrukce zatéká voda přes porušenou hydroizolační vrstvu střechy, nebo vlhkost vzniká kondenzací vodních par v konstrukci. Často se příčiny vzniku vlhkosti v izolaci zaměňují, což vede k nesprávnému lokalizování dané poruchy.

Problém se zatékáním do střešní konstrukce je většinou zapříčiněn nesprávnou aplikací střešní krytiny nebo porušením některé z jejích částí. Takovou poruchu lze snadno řešit výměnou nebo opravou určitých částí střešního pláště. Závažnější a z hlediska opravy složitější je problém kondenzace vlhkosti ve vnitřní části střešního pláště.

Nadměrná kondenzace v konstrukci střešního pláště může být zapříčiněna následujícími chybami:

• z interiérové strany není umístěna parozábrana,
• parozábrana je sice aplikována, ale je ve vysoké míře poškozena a neplní svou funkci,
• v konstrukci byla použita tepelná izolace malé tloušťky, což v zimních měsících způsobuje pokles teploty povrchu konstrukce pod teplotu rosného bodu,
• nesprávně zvolená pojistná hydroizolační fólie,
• provětrávací vzduchová mezera pod nebo nad pojistnou hydroizolační fólií se provětrává nesprávně.

Vláknitá tepelná izolace, v níž se nachází vlhkost v kapalném skupenství, má sníženou tepelněizolační schopnost. Voda, která má několikanásobně vyšší tepelnou vodivost než vzduch, se totiž naváže na jednotlivá vlákna tepelného izolantu a nahrazuje stojaté molekuly vzduchu. V konečném důsledku tak zvyšuje celkovou tepelnou vodivost izolace (obr. 1 a 2).

Voda v tepelném izolantu způsobuje degradaci nosných prvků, korozi kovových konstrukcí, které jsou s ním v přímém kontaktu, a v neposlední řadě ničí i samotný izolační materiál.

Obr. 1, 2: Mikrostruktura vláknitých izolačních materiálů. Pokud se stojaté molekuly vzduchu nahradí molekulami vody, značně se zvýší tepelná vodivost materiálu.

Tepelné mosty v konstrukcích střech
Tepelný most je jev, který má obvykle vyšší tepelnou vodivost než okolní prostředí konstrukce, proto se na jeho vnitřním povrchu projevuje pokles povrchové teploty více než na okolní ploše. Takový jev může způsobovat určité tepelné ztráty a ve vysoké míře se podílí i na tvorbě povrchové kondenzace. V místech s dlouhodobou kondenzací a minimální možností provětrávání se postupem času začnou tvořit plísně, které mohou negativně ovlivňovat zdraví obyvatel budovy.

V konstrukcích šikmých střech se za tepelné mosty považují nosné krokve, které mají výrazně větší tepelnou vodivost než okolní tepelná izolace. Vhodným způsobem eliminace tepelných mostů je aplikace tepelné izolace ve dvou nebo ve třech vrstvách. Občas se v konstrukcích šikmých střech můžeme setkat i s nadkrokevním zateplením. V tomto případě je tepelná izolace umístěna nad krokvemi a zatížení střešní krytiny se na nosnou soustavu přenáší tenkostěnnými kovovými Z-profily.

U plochých střech jsou tepelnými mosty prostupy různých potrubí a rozvodů, ale často se v těchto konstrukcích vyskytují tepelné mosty i v podobě nosných a kotvicích prvků. V konečném důsledku eliminace tepelných mostů ovlivňuje výslednou tepelněizolační schopnost střešního pláště (obr. 3 a 4).

Obr. 3: Vlhkostí degradované nosné prvky krovové konstrukce bez doplňkové a hlavní izolace		Obr. 4: Graf znázorňuje tepelný most v daném bodě.

Nevhodně zvolený typ tepelné izolace
V současnosti se často stává, že sám investor rozhoduje o tom, jaký druh tepelné izolace do střešního pláště použije. V mnoha případech je však jeho rozhodnutí ovlivněno cenou výrobku. Proto se doporučuje návrh tepelné izolace svěřit projektantovi, který by měl mít s tímto řešením zkušenosti. Nevhodně zvolený druh tepelné izolace totiž způsobuje investorovi často problémy, které není možné následně vyřešit jednoduchými opravami. V konečném důsledku celková rekonstrukce a výměna materiálů několikanásobně převýší původní náklady.

Konstrukční řešení tepelné izolace šikmé střechy
Pojistná hydroizolační fólie. Použije se nesprávný typ této fólie nebo se během aplikace poškodí. Důležité je dbát na paropropustnost a vodotěsnost této vrstvy.

Tepelná izolace mezi krokvemi. Nedostatečná tloušťka tepelného izolantu nebo nevhodně zvolená izolace může způsobovat tepelné ztráty. To znamená, že výběru tepelné izolace musíme věnovat dostatečnou pozornost a aplikovat se musí napevno tak, aby nevznikaly netěsnosti.

Parozábrana. Nesprávně zvolená parozábrana nebo její značné porušení může zapříčinit pronikání vlhkosti do tepelné izolace, a tak snížit její schopnost tepelně izolovat. Parozábranu je nutné ukládat natěsno. Spoje by měly být přelepeny nebo dostatečně přeloženy. Parozábrana uložená pod doplňkovou izolací je lépe chráněna před poškozením. Důležité je dodržet poměr tepelné izolace před a za fólií 1 : 4 až 1 : 5 (čemuž odpovídají 4 cm izolace před a 20 cm za parozábranu).

Doplňková tepelná izolace. Nepoužití doplňkové tepelné izolace má často za následek tvorbu tepelných mostů a představuje riziko vzniku povrchové kondenzace.

Konečný pohledový obklad. V současnosti se často používají různě profilované dřevěné obklady nebo obklady ze sádrokartonových desek. U všech obkladů je nutné dbát na to, aby se konstrukčními prvky neporušila parozábrana.

Obr. 5: Vhodná skladba zateplení šikmé střechy		Obr. 6: Nedostatečné odvětrání nekontaktní pojistné hydroizolace zapříčinilo tvorbu kondenzátu na její vnitřní straně.
Obr. 7: Netěsné spoje parozábrany způsobují její úplnou nefunkčnost.		Obr. 8: Ukládání tepelné izolace ve dvou vrstvách

Konstrukční řešení tepelné izolace ploché střechy
Primární hydroizolační vrstva. Porušení této vrstvy většinou znamená zatékání vody do oblasti tepelné izolace. Primární hydroizolační vrstvu je třeba realizovat tak, aby mezi jednotlivými pásy nevznikaly netěsnosti. Musí mít dostatečnou pevnost a pružnost.

Vrstva tepelné izolace. Nedostatečná tloušťka tepelné izolace způsobuje tepelné ztráty a nízkou povrchovou teplotu mate­riálu, což má za následek tvorbu kondenzátu na interiérové straně. Tepelnou izolaci je nutné ukládat minimálně ve dvou vrstvách, aby nevznikaly netěsnosti mezi jednotlivými deskami. K podkladu se lepí nebo mechanicky kotví.

Parozábrana. Častou poruchou je poškození nebo úplné vynechání parozábrany. V tomto případě vlhkost prostupuje do tepelné izolace, kde dochází k jejímu kondenzování a následnému degradování tepelněizolačního materiálu.

Závěr
Při správném fungování tepelné izolace v šikmých a plochých střechách je důležité vyhnout se uvedeným chybám ve všech fázích její realizace a přípravy. Projekt rekonstrukce musí navrhnout projektant, volbu materiálů není možné skončit při pohledu na cenu a realizaci je třeba svěřit kvalitní rea­lizační firmě. Při dodržení těchto zásad zabezpečí tepelná izolace ve střešním plášti nejen energetickou úsporu, ale i tepelnou pohodu během studených zimních dní.

Obr. 9: Nesprávně realizovaná parozábrana zapříčinila zatečení.		Obr. 11: Parozábrana musí být na podkladu uložena souvisle a spoje jednotlivých pásů by měly být přelepeny nebo přeloženy.
Obr. 12: Správná aplikace tepelné izolace mezi krokve		Obr. 13: Mechanické kotvení hydroizolační vrstvy spolu s tepelnou izolací

Ing. Miroslav Zliechovec
Foto: autor

Autor pracuje jako aplikační technik ve společnosti Knauf Insulation, s. r. o.