Tepelné mosty v podkroví bytového domu

Z hľadiska ekonomiky a využiteľnosti je rozmach výstavby podstrešných priestorov opodstatnený. Návrh a realizácia členitého podkrovia s množstvom vikierov je aj pre skúseného odborníka úlohou, ktorá si vyžaduje veľa skúseností. Častým dôvodom chýb a porúch v konštrukciách strešných plášťov obytných podkroví je nedokonalé technické riešenie stavebnej tepelnej techniky.

Dotiahnutie prvotného architektonického návrhu do fázy uskutočniteľného stavu je bez kompletného realizačného projektu vopred prehratou vojnou. Vytvorenie obytného podkrovia je náročné. Ide predovšetkým o správne riešenia skladby obalových konštrukcií a ich vzájomného prepojenia, o výber materiálu, zabudovanie materiálu a o zhotovenie detailov vzhľadom na požadovaný stav vnútorného prostredia a daný stav vonkajšieho prostredia.

Veľmi dôležitou časťou je umiestnenie nosných prvkov v konštrukcii, predovšetkým ak ide o materiál s výrazne odlišnými tepelnotechnickými charakteristikami, akým je napríklad oceľ.

Opis stavebného objektu
Riešený bytový dom má dve nadzemné podlažia a podkrovie. Bytový dom je zastrešený manzardovou šikmou strechou, ktorá je značne členitá a obsahuje vikiere (obr. 1). Nosnú konštrukciu strechy tvoria drevené väzníky a krokvy, ktoré sú uložené na nosnom oceľovom ráme. Oceľový rám zvarený z dvoch valcovaných oceľových profilov v tvare U je uložený na železobetónovom prahu na úrovni posledného stropu bytového domu. Použila sa skladaná krytina z betónových škridiel. V smere z exteriéru strešný plášť ďalej pozostáva z poistnej hydroizolácie, vzduchovej vrstvy s hrúbkou 40 mm, tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien s hrúbkou 140 mm vloženej medzi drevené krokvy, podkrokvového zateplenia s hrúbkou 50 až 75 mm z tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien, nosnej konštrukcie pre pohľadovú vrstvu a opláštenia zo sadrokartónu.

Pôvodná skladba strešného plášťa:

• skladaná krytina z betónových škridiel;
• laty;
• kontralaty;
• vetraná vzduchová vrstva s premenlivou šírkou približne 40 mm;
• poistná hydroizolácia;
• tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien s hrúbkou 140 mm;
• nosná konštrukcia pohľadovej vrstvy zo sadrokartónu vyplnená tepelnou izoláciou na báze minerálnych vlákien s hrúbkou 50 mm;
• parozábrana – PE fólia;
• sadrokartón s hrúbkou 12,5 mm.

Zhodnotenie konštrukčného riešenia
Existujúca skladba predstavuje štandardné riešenie, ktoré je vo väčšine prípadov strešných plášťov obytného podkrovia bezproblémové. Skladba strešného plášťa spĺňa tepelnotechnické požiadavky. Výrazná členitosť strechy, použitie oceľovej nosnej konštrukcie bez doriešenia súvislostí s tým spojených, neúplný projekt a čiastočne aj chyby vzniknuté pri realizácii spôsobili poruchový stav, ktorý nespĺňal podmienky vhodné na plnohodnotné a bezproblémové užívanie podkrovného obytného priestoru.

V predmetnom podkrovnom byte sa zistilo viacero tepelných mostov (obr. 2). Tepelný most je miesto v konštrukcii, kde je možný výrazne vyšší únik tepelnej energie z interiéru do exteriéru alebo iného chladnejšieho priestoru.

Obr. 2 Prejavy porúch z dôvodu vzniknutých tepelných mostov

Pri miestnom šetrení na bytovom dome sa zistili tieto nedostatky:

• nedostatočné zateplenie železobetónové­ho prahu (obr. 3) na kotvenie oceľového rámu strechy. Železobetónový prah nebol vo svojej zvislej časti teplne izolovaný, ale bol iba prekrytý difúznou fóliou;

Obr. 3  Nedostatočné zateplenie nárožnej krokvy

• nedostatočné zateplenie oceľového rámu (ani po dodatočných opravách). Počas užívania sa oceľový rám viackrát zatepľoval. Opravy opláštením niektorých jeho častí XPS polystyrénom s hrúbkou 50 mm nevyriešili problém dostatočne;
• nedostatočné vyplnenie profilov nosného roštu pod sadrokartón tepelnou izoláciou a predovšetkým ich prechod do exteriéru (obr. 4 a 5). To môže spôsobovať prúdenie chladného vzduchu a vytváranie výraz­ne nižších povrchových teplôt v rohoch podkrovného priestoru. Teoretickým výpočtom sa môžu všetky podmienky javiť ako splnené, ale malá odlišnosť v realizácii môže výrazne zmeniť skutočné hodnoty a správanie sa konštrukcie;

Obr. 4  Tepelný most pri železobetónovom prahu a oceľovom ráme a jeho navrhovaný stav

Obr. 5  Nedostatočné vyplnenie nosného roštu pod sadrokartón a napojenie profilov na exteriér vytvára prúdenie chladného vzduchu.

• nedokonale vyhotovená difúzna fólia proti prenikaniu vzduchu (vetrová prekáž­ka) v oblasti zložených drevených stĺpikov, čím vzniká citeľné prúdenie chladného vzduchu do tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien cez vzniknuté škáry medzi drevenými prvkami (obr. 6 a 7). Táto difúzna fólia je ukončená na zloženom stĺpiku;

Obr. 6  Škáry medzi drevenými prvkami aj po niekoľkých opravách spôsobujú prúdenie chladného vzduchu do tepelnej izolácie na báze minerálnych vlákien.

Obr. 7  Schéma prúdenia chladného vzduchu do tepelnej izolácie z dôvodu nesprávneho vyhotovenia vetrotesnej prekážky

• nesprávne osadené oplechovanie priamo na drevenú konštrukciu vikiera, stĺpik vedľa okna bez použitia tepelnej izolácie v ostení (obr. 8);

Obr. 8  Osadenie oplechovania priamo na drevenom stĺpiku bez zateplenia v ostení

• množstvo tepelných mostov v spojitosti s oceľovým nosným rámom v nadväznosti na krokvy a väzníky (obr. 9 a 10).

Obr. 9  Tepelný most v mieste uloženia nárožnej krokvy na oceľový rám

Obr. 10  Schéma tepelného mosta nárožnej krokvy na oceľovom ráme

Návrh opravy strešného plášťa podkrovia
Riešenie viac ako 30 tepelných mostov v jednom podkrovnom byte si vyžadovalo komplexný prístup. Oprava strechy nebola možná navrhnutím zateplenia z exteriéru. Jediné vhodné riešenie predstavovalo nie práve najjednoduchšie celoplošné zateplenie z interiéru. Najskôr sa však museli odstrániť tepelné mosty, ktoré by ani interiérové zateplenie neeliminovalo. Všetky práce sa museli realizovať z interiéru, a preto sa museli obyvatelia z bytu vysťahovať. Pri návrhu sa použili výpočtové programy tepelnej techniky. Jednotlivé tepelné mosty sa overili riešením 2D teplotného poľa. V špecifických prípadoch sa tepelné mosty museli overiť 3D teplotným poľom.

V šikmej časti strechy sa ponechala tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien a na pô­vodné krokvy sa osadili dosky OSB. Pôvodne sa uvažovalo o vytvorení vhodného podkladu na lepenie dosiek PIR z drevených dosiek so vzájomnými škárami približne 25 mm. Po overení, že dosky OSB ako vrstva s pomerne vysokým difúznym odporom nebudú predstavovať z hľadiská vlhkostného režimu problém, sa pristúpilo na toto praktickejšie a rýchlejšie riešenie. Na podklad vytvorený z dosiek OSB boli PUR lepidlom lepené tepel­noizolačné dosky PIR. Následne bola celoplošne zabudovaná PE parozábrana. Vnútorné opláštenie zo sadrokartónovej požiarnej dosky s hrúbkou 15 mm je kotvené do nosnej konštrukcie na podhľadovú vrstvu. Jednotlivé profily podhľadovej vrstvy sa podtesnili a kotvili do OSB dosiek cez PE parozábranu a tepelnoizolačné dosky PIR.

Navrhovaná skladba strešného plášťa:

• skladaná krytina z betónových škridiel;
• laty;
• kontralaty;
• vetraná vzduchová vrstva s premenlivou šírkou približne 40 mm;
• poistná hydroizolácia;
• tepelná izolácia na báze minerálnych vlákien s hrúbkou 170 mm;
• celoplošný záklop z dosiek OSB s hrúbkou 12 mm;
• tepelná izolácia na báze PIR s hrúbkou 60 mm (lepená PUR lepidlom);
• parozábrana z PE fólie s vyztužovacou vložkou (celoplošné prelepenie spojov);
• nevetraná vzduchová vrstva s hrúbkou 30 mm;
• nosná konštrukcia pohľadovej vrstvy;
• sadrokartónová doska s hrúbkou15 mm.

Záver
Vznikajúci problém by sa mal eliminovať už v projektovej fáze, a to návrhom umiestnenia nosnej oceľovej konštrukcie do obytného podkrovia, keďže realizačná firma sa bez kompletného projektu s týmto faktom väčšinou dokonale nevyrovná. Je veľmi dôležité pristupovať zodpovedne už k návrhu podkrovia. V prípade, že sa preukáže nesprávnosť alebo neúplnosť technického riešenia navrhovaného projektantom, mala by realizačná firma na tento fakt projektanta upozorniť a žiadať o doplnenie. V opačnom prípade sa hlavná vina za poruchy pripisuje zhotovovateľovi a ten znáša všetky následky s tým spojené. Výsledkom je komplikované a náročné riešenie obnovy. Precízna obnova je vždy náročná z technického aj finančného a organizačného hľadiska.

TEXT: Ing. Stanislav Šutliak, PhD., Ing. Petra Obermajerová
FOTO a OBRÁZKY: archív autorov

Ing. Stanislav Šutliak, PhD., je odborným asistentom na Katedre konštrukcií pozemných stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave.
Ing. Petra Obermajerová pôsobí v expertíznej a projekčnej kancelárii A.W.A.L., s. r. o.

Literatúra
1. Oláh, J. – Šida, M. – Šutliak, S.: Strešný plášť pre obytné podkrovie. Stavajte a bývajte s nami, roč. 8, č. 11. s. 10 – 13.
2. Oláh, J. – Šida, M. – Šutliak, S.: Konštrukcie striech a strešné krytiny. Dom a byt: časopis o stavebníctve a kultúre bývania, roč. 17, č. 7 – 8, s. 4 – 8.
3. ČSN 73 0540: 2005: Tepelná ochrana budov (část 1-4).
4. ČSN 73 0038: 1986: Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách.
5. ČSN ISO 13822: 2005: Zásady navrhování konstrukcí. Hodnocení existujících konstrukcí.
6. www.izolace.cz
7. www.knauf.cz
8. www.isover.cz

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov