Systémová plochá střecha na trapézovém plechu
Ve zkratce: Mechanické kotvy procházejí celým pláštěm ploché střechy a tvoří bodové tepelné mosty. Rozhodující je, zda jsou celokovové, nebo zda mají plastový teleskopický talířek – ten u většiny moderních kotev tepelný most přerušuje a zároveň brání korozi. Norma DIN EN ISO 6946 přitom u kotev s plastem (λf < 1) korekci součinitele prostupu tepla neuplatňuje.
V současné době všemožných úspor energií, při výstavbě stále více sofistikovaných objektů z nejrůznějších materiálů, umožňujících realizace nízkoenergetických a pasivních domů, je v lehkém průmyslovém stavitelství také tlak na možnosti úspor zejména tepelné energie. I na tomto poli jsou používány nové materiály a současně narůstají tloušťky tepelných izolací tak, aby byly minimálně naplněny požadavky norem. V mnohých případech jsou však požadavky investorů ještě náročnější.
Všem zúčastněným logicky musí vyvstat na mysli otázka, zda všechny materiály použité při realizaci díla umožňují dosažení společného cíle, tj. vybudovat objekt (např. výrobní či skladovou halu), který bude dlouhodobě vysoce funkční a zajistí minimální provozní náklady. Správnou tloušťku tepelné izolace, která se stanoví výpočtem nebo vybere z nabízených skladeb v návrzích výrobců SPS, je nezbytné vhodným způsobem zajistit zejména proti sání větru na střešní nosné konstrukci. Nejčastěji se tak děje mechanickým kotvením (v případech, kde mechanické kotvení použít nelze, např. lepením nebo přitížením).
Kotvy jako tepelné mosty
Kotvy procházejí od vnější strany všemi vrstvami střešního souvrství až do nosné konstrukce. V případě nosné konstrukce z trapézových plechů (dále TRP) musí šrouby proniknout až do vnitřního prostředí objektu (u jiných nosných konstrukcí zůstává zpravidla kotva v nosné konstrukci). V každém případě platí jedno: mechanické kotvy se považují za tepelné mosty.
Záleží však na typu kotvy, jak velký tepelný most způsobí. Nejhorší situace nastává, když je na kotvy speciální požadavek z požárního hlediska a lze proto použít pouze celokovové kotvy. Kombinace šroubu s kovovou talířovou podložkou způsobí zřetelný bodový prostup tepla celým pláštěm. Čím silnější bude tepelná izolace, tím menší tepelné ztráty vzniknou – počítat se s nimi musí ale vždy.
Obr. 1: I bez termokamery lze při vhodných podmínkách vznik tepelných mostů celokovových kotev snadno prokázat.
Riziko koroze celokovových kotev
U celokovových kotev číhá ještě jedno riziko – koroze. Pokud na kovové kotvě vznikne někde po její délce rosný bod (0 °C), bude na ní vlivem srážení vlhkosti docházet k masivní korozi, jak ukazuje následující obrázek.
Obr. 2: Koroze na celokovové kotvě v důsledku srážení vlhkosti.
Působení změn teplot (posuny rosného bodu) po délce šroubu způsobuje korozi kovových kotev i při dlouhodobém působení a použití šroubů s dostatečnou ochranou proti korozi dle ETAG 006 (15 cyklů Kesternicha).
Kotvy s plastovou teleskopickou podložkou
Mnohem příznivější situace je u kotev s plastovými podložkami. Podložky působí jako teleskop (od čehož získaly také svůj název) a plní hned několik funkcí současně:
- Chrání hydroizolaci proti mechanickému poškození – perforaci šroubem při lokálním zatížení v okolí kotvy.
- Přerušují tepelný most – mezi hlavou šroubu a povrchem hydroizolace je vzduchová mezera.
- Posouvají rosný bod do oblasti plastu, který nepodléhá korozi. Kovový šroub tak zůstává mimo rizikovou oblast vzniku koroze.
Přenos tepla u kovových a plastových kotev lze názorně demonstrovat:
Obr. 3: Srovnání tepelných mostů celokovových kotev a kotev s plastovou teleskopickou talířovou podložkou.
Obr. 4: Teplotní gradient způsobený upevňovacím prvkem (poskytl A.W.A.L.).
Obr. 5: Tepelný most způsobený vyjmutím kotvy.
Pohled platných norem a předpisů
Přenos tepla vlivem kotvení nelze posuzovat odděleně od platných norem a předpisů. Problematiku řeší norma DIN EN ISO 6946, příloha D.3 „Korekce pro mechanické kotevní prvky“.
Norma stanovuje: pokud tepelnou izolací prochází prvek mechanického kotvení, provede se korekce součinitele prostupu tepla podle vztahu:
∆Uf = α · λf · nf · Af
kde:
- α – koeficient dle tab. D.2,
- λf – tepelná vodivost upevňovacího prvku,
- nf – počet upevňovacích prvků v 1 m2,
- Af – plocha průřezu upevňovacího prvku.
Kdy se korekce neuplatní:
- stěnová kotva prochází vzduchovou mezerou,
- stěnová kotva je mezi zdivem a dřevem,
- tepelná vodivost upevňovacího prvku (nebo jeho části) je nižší než 1 W/(m·K).
Tyto postupy nelze použít, jsou-li oba konce upevňovacího prvku propojeny kovovým prvkem.
Obr. 6: Tepelný most – spáry mezi deskami tepelné izolace vs. nerozpoznatelná kotva s plastovým teleskopickým talířkem.
V případě použití střešních upevňovacích prvků (HTK, HTK 2G, EcoTek, FDD Plus) s plastovou talířovou podložkou, u nichž je λf < 1 W/(m·K), se korekce neuplatní.
Poznámka: Podle ISO 10211-1 (Tepelné mosty v pozemním stavitelství – Tepelné toky a teploty povrchů, díl 1 – Obecné výpočtové postupy) se korekce součinitele uplatní i v případě, kdy jsou oba konce upevňovacího prvku propojeny kovovým prvkem.
Závěr
Při realizaci ploché střechy s mechanickým kotvením je pro vznik tepelných mostů rozhodující, zda je kotva celokovová, nebo zda má plastový teleskopický talířek. Kotvu s teleskopem lze při posuzování tepelných ztrát považovat za prvek se shodnými tepelnými parametry, jaké má použitá tepelná izolace, která je jím upevněna. Odpadá nutnost dalších výpočtů jejího vlivu na tepelné ztráty objektu.
Použité snímky – zdroje
- Poruchy střech
- EJOT Baubefestigungen GmbH
- A.W.A.L.
