Zateplení stropu nad nejvyšším podlažím je zajímavé proto, že je konstrukčně nejjednodušší stavební úpravou, která může zásadním způsobem upravit energetickou náročnost budovy. Rekonstrukce zateplené šikmé střechy může být zajímavá proto, že se vzrůstajícími nároky na úroveň zateplení můžeme začít uvažovat o nových méně tradičních skladbách a zároveň nemusí vznikat nutnost demontáže vnitřních podhledů - paradoxně tak rekonstrukce zateplené šikmé střechy směřující k dosažení vyšších než běžných tepelně technických parametrů může být pro investora finančně méně náročná než rekonstrukce vyžadující kompletní demontáž stávajících podhledů mající za cíl dosažení pouze tzv. parametrů (normou) požadovaných.

Zateplení stropu nad nejvyšším vytápěným podlažím

Nejjednodušší situace nastává v případě, že není nutné zajistit, aby podlaha v půdním prostoru zůstala pochozí, popřípadě kdy pro potřeby údržby postačuje zřízení lávek. Pokud je stávající konstrukce stropu bezpečná z hlediska kondenzace vlhkosti, tak lze předpokládat, že zateplení provedené pouhým položením tepelné izolace o příslušné tloušťce jednak sníží ztráty tepla a jednak nezhorší (ve skutečnosti vždy spíše zlepší) vlhkostní bilanci konstrukce. Pokud je požadováno vytvoření pochozí podlahy umožňující širší využití půdního prostoru, pak lze vytvořit jednoduchý rošt z na výšku položených dřevěných fošen a na ten položit například prkenný záklop. To, že by záklop neměl jako celek vytvořit vrstvu s vysokým difúzním odporem, je zjevné (nevhodné je použití různých velkoformátových konstrukčních desek s vyšším dif. odporem). Nicméně vždy se jedná o zateplení, které lze správně provést i s minimem řemeslných zkušeností a zároveň s významným pozitivním vlivem na celkovou spotřebu energie v budově.

Zateplení stropu seshora tak může být relativně velmi levným opatřením, které (spolu například s výměnou oken nebo zateplením fasády) umožní dosáhnout příslušné procentuální úspory tepla podle požadavků programu "Zelená úsporám".

Rekonstrukce zateplených šikmých střech shora

Od začátku devadesátých let minulého století došlo k poměrně prudkému vzrůstu množství šikmých střech, které byly u novostaveb i u rekonstrukcí řešeny jako střechy zateplené. Kvalita provedení takovýchto zateplených střech při tom byla v mnoha případech velmi nízká. Příčinou byla velmi často prostá neznalost základních principů, které je v takové konstrukci třeba respektovat. Chyby byly páchány jak na úrovni projektové přípravy, tak i při vlastní realizaci. I dnes u celé řady novostaveb musíme konstatovat smutnou skutečnost, že jejich řešení sotva balancuje na hranici minimálních přípustných hodnot.
Celá řada majitelů a uživatelů těchto budov je tak nucena k úvahám o rekonstrukci zateplených střech. Tito investoři již přitom často vědí, že kvalitní provedení stavebního díla je důležitější, než stokoruna ušetřená na zdánlivě nepodstatném detailu. Důležitým impulzem by pro ně mohl být i program ministerstva životního prostředí "Zelená úsporám".

Zateplení střešního pláště (případně stropu nad nejvyšším podlažím) je ekonomicky efektivní součástí komplexního zateplení obálky budovy nebo dílčího zateplení domu. Při realizaci dílčích opatření je třeba, aby zateplení střechy nebo nejvyššího stropu dosáhlo alespoň hodnoty doporučené, tj. UN ≤ 0,16 W/m2·K
(pro střechy ploché a šikmé do 45 °, viz
ČSN 73 05 40-2, obdobné požadavky klade program "Zelená úsporám" i na ostatní prvky, které tvoří obálku budovy).

Lze rekonstruovat zateplenou střechu a nenarušit přitom život v podkrovních místnostech?

To je otázka, kterou si mnohý investor ani nepoloží. Domnívá se totiž, že jakékoliv stavební úpravy znamenají vždy také prach a nepořádek v interiéru a že je nejlépe se po dobu rekonstrukce prostě vystěhovat. Přitom je možné nabídnout rekonstrukci zateplené střechy z vnější strany bez jakéhokoliv zásahu z vnitřku.
V souvislosti s takovou úpravou je vždy nutno, kromě dosažení odpovídajících hodnot součinitele prostupu tepla (UN), řešit skladbu tak, aby vlhkostní bilance takové konstrukce odpovídala požadavkům ČSN 730540-2, tj. aby roční zkondenzované množství vodní páry dosáhlo maximálně Mc,N = 0,10 kg/(m2·a). To platí pro hodnotu zjištěnou výpočtem (podle ČSN EN ISO 13788, resp. ČSN 730540-4) a s tím, že vlhkostní bilance musí být aktivní. U střech, které jsou zateplovány běžným způsobem, je těchto požadavků dosaženo, mimo jiné, s pomocí fólií, které slouží jako tzv. parozábrany. Přičemž, teoreticky, je výhodné tyto parozábrany umístit co možná nejblíže k rovině vnitřního obložení. Kromě zvýšení celkové tloušťky tepelných izolací je tedy nutné skladbu vyřešit tak, aby nikde uvnitř konstrukce ani na povrchu vnitřního obložení konstrukce nemohlo dojít k nepřípustné kondenzaci vodní páry.

Poznámka: tzv. parozábrany mají za úkol omezovat plošnou difúzi vlhkosti, ale zároveň slouží jako konvekční zábrany - zajišťují těsnost konstrukce proti vzniku proudění interiérového teplého a vlhkého vzduchu do konstrukce a přes konstrukci směrem k exterieru. Netěsnost parozábran (a tedy vznik vzdušného proudění) je jednou z nejčastějších příčin poruch zateplovaných konstrukcí šikmých střech.

Jaké konstrukční varianty je možné zvolit?

1. v konstrukci je správně a funkčně provedena původní parozábrana.

To je z hlediska rekonstrukce zateplení šikmé střechy situace nejjednodušší. Pro dosažení lepších parametrů je dobré vytvořit prostor pro vložení větší tloušťky tepelné izolace. Schéma výchozí skladby pro všechny následující příklady je na obr. 1. Krokve 100 x 160 mm
s roztečí 900 mm, použitá tepelná izolace je s λ = 0,040 W/m·K); Výsledná hodnota
U = 0,29 W/m2·K.

Nejjednodušším řešením by zde mohlo být prosté zvýšení prostoru mezi krokvemi s pomocí jednoduchého dřevěného námětku, pokud tento námětek bude o stejné šíři jako krokev. Pak pro dosažení hodnoty doporučené
(UN ≤ 0,16 W/m2) by musela být celková výška takovéto zdvojené krokve 330 mm. Tloušťka střechy je tedy zvýšena o 170 mm a je zřejmé, z celé řady hledisek, že se nejedná o optimální řešení.
Jednou z možností, jak zvýšit výšku krokví s přerušením tepelných mostů, je vytvoření námětku kombinací hranolů z extrudovaného polystyrénu a dřeva. Ze skupiny tepelných izolací vyráběných na bázi plastů (EPS, PUR, XPS...) dosahuje XPS nejlepších hodnot, například z hlediska pevnosti v tlaku. Přitom vytváření nadkrokevního zateplení z PUR nebo dokonce EPS desek je relativně běžná praxe, jejich kotvení do krokví přes kontralať
(např. 40 x 80 mm) uznáváme jako funkční. Využití hranolů z XPS, v kombinaci s minerální vlnou jako tepelnou izolací, odstraňuje některé nectnosti zateplení s výhradním použitím tuhých desek a zároveň celou skladbu významně zlevňuje.
XPS se vyznačuje mj. tím, že ho lze velmi snadno formátovat s pomocí běžného ručního nářadí. Snadno lze standardní desku z materiálu URSA XPS N-III (třída dotvarování tlakem CC(2/1,5/50)125, tj. deformace do 2 % po extrapolaci na 50 let při zatížení cca 13 t/m2; podle EN 1606) nebo URSA XPS N-V (třída dotvarování tlakem CC(2/1,5/50)175, tj. deformace do 2 % po extrapolaci na 50 let při zatížení cca 18 t/m2; podle EN 1606) naformátovat na hranoly o šířce 100 mm, s výškou odpovídající tloušťce desky. Ke krokvím je lze kotvit přes pomocný dřevěný prvek, s pomocí vhodných vrutů, obdobně jako se kotví systémy, které využívají tuhé tepelně izolační desky v celé ploše. Takto lze vytvořit prostor pro vložení tepelné izolace URSA GLASSWOOL (například typ URSA SF 35, SF 40, DF 40). Manipulace s materiálem URSA XPS je, vzhledem k jeho nízké hmotnosti, poměrně snadná. V praxi se osvědčilo nejprve zkompletovat celý námětek na zemi a na střechu ho namontovat jako celek. Na pomocný dřevěný profil o rozměrech 60 x 100 mm a délce odpovídající krokvi, na kterou bude namontován, se s pomocí částečně zašroubovaných vrutů připevní hranoly z XPS (tlakem by XPS měl být namáhán vždy kolmo k rovině desky). Následně lze takto vytvořený prvek položit shora na bednění a od úrovně okapové hrany postupně došroubovat jednotlivé vruty. Způsob kotvení (typ vrutů, rozteče, momentové síly při jejich dotahování) záleží mj. na sklonu střechy, klimatickém pásmu, typu krytiny a je vhodné ho konzultovat se statikem. Následně se namontuje kontaktní pojistná hydroizolační fólie, kontralatě, latě (případně další bednění) a krytina. Pro zvýšení stability lze na úrovni okapové hrany námětek založit na plném dřevěném hranolu v tloušťce odpovídající tloušťce XPS. Pro dosažení doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla u konstrukce, kde výchozí stav odpovídá obr. 2. postačí námětek ve skladbě XPS hranol šířka 100 mm, výška 80 mm (řezáno z desky o tloušťce 80 mm) a hranol dřevěný šířka 100 mm a výška 60 mm. Takto zhotovená konstrukce (schéma na obr. 2) vykazuje, s mírnou rezervou, součinitel prostupu tepla U = 0,16 W/m2·K.

Pokud se k vytvoření námětku použije XPS o tloušťce 140 mm s přítlačnou latí o tloušťce 60 mm (nejvyšší skladba kterou jsem v praxi realizoval), tak celková tloušťka izolace v konstrukci bude navýšena o 200 mm (obr. 3) a výsledná hodnota bude U = 0,13 W/m2·K. Pokud bude v konstrukci použita minerální tepelná izolace vykazující nižší hodnotu součinitele tepelné vodivosti (například URSA SF 35; λ = 0,035 W/m·K), potom výsledná hodnota bude U = 0,11 W/m2·K a konstrukce by tak vyhovovala i pro dům pasivní.

2. v konstrukci není správně a funkčně provedena původní parozábrana

S touto situací se můžeme setkat v mnoha variantách. Podotýkám, že tyto případy je vhodné vždy, z hlediska vlhkostní bilance, ověřit výpočtem a zároveň je k nim třeba přistupovat s technickým citem tak, aby výsledná skladba byla funkčně bezpečná. Vždy je také třeba zjistit, zda jsou všechny prvky původní konstrukce v pořádku a zda nejsou napadeny například houbami nebo dřevokazným hmyzem. Příklad schematu výchozí konstrukce je na obr. 4. Krokve 100 x 160 mm s roztečí 900 mm, pod krokvemi je realizován nezateplený podhled, stávající latě jsou přímo na krokvích.

V konstrukci je nejprve třeba provést funkční paro a konvekční zábranu. Na základě výpočtových modelů, které máme k dispozici i na základě již provedených praktických aplikací se zdá být vhodné následující řešení: fólii tvořící parotěsnou vrstvu je možné položit shora na stávající podhled přes krokve. Fólie tvořící tuto vrstvu by měla vykazovat ekvivalentní difúzní odpor na úrovni tzv. parobrzdy (tj. 2 až 4 m, teoreticky výhodné se zdá být použití fólií s proměnlivým difúzním odporem - u nich je však, podle některých názorů, včetně mého, častým problémem nedostatečná mechanická odolnost). Nevhodné je použití běžných parozábran s vysokým difúzním odporem a zcela nevhodné je použití podstřešních vysoce difúzně otevřených fólií. V místě, kde fólie přiléhá k boku krokve, je nutno provést vzduchotěsný spoj (vhodný tmel, expanzní páska s přítlačnou latí atd.), zároveň musí být řádně provedeny i vzduchotěsné spoje fólie - fólie (obr. 5).

Dalším krokem bude vyplnění celého prostoru mezi krokvemi tepelnou izolací. Výsledná hodnota součinitele prostupu tepla zde bude stejná jako u skladby na obr. 1. (U = 0,29 W/m2·K), tedy nevyhovující. Konstrukce však vzhledem k rozložení vrstev tepelné izolace bude zjevně (v porovnání s následujícími příklady), z hlediska vlhkostní bilance, nejrizikovější. Posuzovaná konstrukce je na obr. 6. Podhled bude z 25 mm dřeva beze spár, rákos, a 20 mm omítky. Pojistná hydroizolace; kontaktní fólie
sD = 0,02 m.

Poznámka: Výpočet vlhkostní bilance u této specifické skladby je možno provést s využitím 2D modelu v programu URSA STRECHA, viz. www.ursa.cz. Volba "Při rekonstrukci shora" v kartě doplňkových údajů pro vrstvu "tepelná izolace mezi trámy".
Pro výpočty vlhkostních bilancí byly ve všech případech uvažovány klimatické podmínky pro "Ostravu" (tzn. nižší než v ČR průměrné teploty v zimním období) a třída vlhkosti místností 4 - běžné obytné místnosti.

Výsledky výpočtu vlhkostní bilance vypadají takto:

Konstrukce je nevyhovujíci z hlediska součinitele tepelné vodivosti a povrchových teplot, ale z hlediska vlhkostní bilance se nejeví jako problematická.
V případě, že zvýšíme tloušťku izolace z chladné strany, tak zároveň zvyšujeme i míru funkční bezpečnosti. Na obr. 7. je zvýšen prostor pro vložení tepelné izolace stejným způsobem jako v případě znázorněném na obr. 2. (námětek ve skladbě XPS hranol šířka 100 mm, výška 80 mm a hranol dřevěný šířka 100 mm a výška 60 mm, celková výška námětku 140 mm).

Dosažená hodnota součinitele prostupu tepla U = 0,16 W/m2·K.

Pro účel výpočtu jsem bohužel musel výpočtový model upravit tak, že jsem nad krokve umístil homogenní vrstvu izolace (80 mm; λ = 0,040 W/m·K), a nad ní izolaci 60 mm (λ = 0,040 W/m·K) v dřevěném roštu 60 x 100 s roztečí 900 mm.

Výsledky výpočtu vlhkostní bilance pro takto zkonstruovaný model vypadají takto:

Pro jistotu jsem posouzení vlhkostní bilance provedl ještě v zjednodušeném modelu 1D pro řez v ose krokví (shora: 1. podstřešní fólie, sD= 0,02 m; 2. měkké dřevo, 60 mm; 4. XPS, 80 mm; 5. parobrzda, sD= 2 m; 6. měkké dřevo, 160 mm; 7. měkké dřevo 25 mm; 8. vápenocementová omítka, 20 mm). I v tomto řezu se konstrukce jeví jako bezpečná.

Konstrukční varianty s vyššími nadkrokevními námětky budou míru funkční bezpečnosti konstrukce již jen zvyšovat.
Pokud zvažujeme rekonstrukci střešního pláště, která by měla vést k dosažení vyšších než běžných standardů, nabízí se úvaha, zda by při takových tloušťkách tepelných izolací nebylo možné fólii, která plní funkci parozábrany, umístit přímo do roviny nad krokvemi(!). Obecně uznávané doporučení o tom, že pod parozábranou může být max. 20 % celkového tepelného odporu konstrukce zde postupně přestává platit, protože s výrazně rostoucí tloušťkou tepelné izolace může být bezpečný například i poměr 50 % ku 50 %, zvlášť pokud krokev jako tepelný most (a prvek s vyšší tepelnou kapacitou) zůstane pod parozábranou.
Střešní okna v takto poměrně mohutně zateplených konstrukcích jsou samostatnou kapitolou. Postup při jejich montáži je sice prakticky shodný s postupem montáže ve střeše zateplené pouze na minimální požadovanou úroveň. Opatrní při jejich používání bychom měli být například z hlediska vnitřních povrchových teplot.

Je zjevné, že zvyšující se požadavky na snižování ztrát tepla stavebními konstrukcemi, a tedy i zvyšování tlouštěk tepelných izolací, otevírá řadu nových a netradičních konstrukčních variant. Pro firmy které se specializují na realizace šikmých střech se tak otevírají nové příležitosti k uplatnění.
jan.kurc@uralita.com

URSA CZ, s.r.o.
Pražská 810/16, 102 21 Praha-Hostivař
tel: +420 281 017 374
fax: +420 281 017 377
e-mail: ursa.cz@uralita.com
http://www.ursa.cz