Energeticky úsporné střechy
Tepelné ztráty prostupem tepla přes střechu u běžných domů dosahují přibližně 5 až 20%. Je tedy logické, že se neustále zvyšuje zájem o budování energeticky úsporných střech, která zamezují únikům tepla. Použitím vhodných materiálů s dostatečnou tloušťkou, jakož i správným návrhem a realizací střechy s vyloučením tepelných mostů se šetří energií během celého užívání stavby a zároveň se eliminuje tvorba plísní.
Do poloviny minulého století se používaly pouze klasické konstrukce krovů
Stavělo se individuálně, ne masově. Času i dřeva na krovy bylo dostatek. Pevnost krovu nezaručovaly výpočty, a tak se možná pro jistotu přidalo více dřeva. V podstatě ani nebyl důvod přemýšlet, jak co nejúsporněji zhotovit krov - podkroví se využívalo na bydlení málokdy. Příčné trámy, sloupky, kleštiny vzpěry a ostatní prvky tradiční vaznicové soustavy se stojatou stolicí při uskladnění sena (nejobvyklejším využití půdy) tedy nepřekážely. Naši předkové přemýšleli ekologicky: seno v zimě plnilo funkci tepelné izolace. Díky dobrému provětrávání a pravidelné výměně byla tato tepelná izolace vždy nová a čerstvá. V místech spojů byla často konstrukce sice zúžená, a tedy oslabená, ale jelikož se počítalo s tím, že střecha má vydržet mnoho desetiletí až století, dělával se mohutný a pevný krov; jeho mírné naddimenzování nikomu nepřekáželo.
Ve 20. století se však začalo stavět masověji
Šlo zejména o rychlost práce a úsporu materiálu. Slušné bydlení si najednou mohla dovolit prakticky každá rodina. To byl jeden z faktorů, které podnítily zracionalizování stavby krovů. Navíc, vznik úsporných krovů a střech urychlila požadavek zobytnění podkroví a uvolnění půdorysu. Začalo se počítat s každým prostorem v domě - i s dosud nepříliš využívaným podkrovím. Při tvorbě krovů bylo třeba eliminovat vazné trámy (ty se v klasické vaznicové soustavě nacházely po celé šířce podkroví ve 4 až 5 m rozestupech přibližně půl metru nad podlahou a bránily volnému pohybu v podkrovním prostoru). Při bydlení v podkroví by se sice některé trámy dali nahradit nebo přesunout, daleko jednodušší však bylo vymyslet takový typ krovu, ve kterém by se vůbec nenacházely. Zároveň vznikl požadavek na úsporu dřeva, čili zmenšení průřezů jednotlivých prvků na minimální možnou míru a takovou konstrukci spojů, aby nebylo nutné prvky spojovat tak, aby se na některých místech oslabovaly. Toto zmenšení průřezu jednotlivých prvků krovu je při zateplených podkroví významné i z energetického hlediska, neboť umožňuje zateplit prostor prakticky v celé tloušťce tepelně izolačním materiálem, a tím je střecha lépe tepelně izolována. Samotné dřevo má totiž součinitel tepelné vodivosti až 4-krát vyšší než tepelně izolační materiály. To znamená, že v místech, kde se v ploše střechy nacházejí pouze krokve bez izolace, uniká teplo až 4-krát rychleji.Použitím krokví z příhradových nosníků se poměrně jednoduchým a levným způsobem dá umístit do prostoru mezi nimi izolace o tloušťce až 40 cm (a to bez tepelných mostů a nutnosti uchycovat izolaci pod nebo nad krokvemi), což je již standard pro pasivní domy. Pevnost na pohled velmi jemných příhradových krokví z latěk malých průřezů je srovnatelná s běžně používanými krokvemi.
Na konstrukci úsporných krokví se používá masivní dřevo,
ale i lepené a hřebíkované profily. Takto se využijí i menší průřezy dřevní hmoty, které by jinak zůstaly bez užitku. Menší spotřebu materiálu přináší použití lehkých střešních plášťů, které jsou lehčí než klasické, proto postačí na tvorbu krovu pod ně méně dřeva než u klasických těžkých střešních krytinách.
Tvar střechy
Při snaze o energetickou (i finanční) úsporu je potřeba zvážit nejen složení střešního pláště, druh a tloušťku použitých materiálů, ale i tvar střechy. Podle fyzikálních zákonů platí: čím menší plocha střechy je nad stejným půdorysem, tím by měly být tepelné ztráty menší. Pro úsporu energie jsou vhodné zejména pultové a ploché střechy, ale chybu neuděláme ani tehdy, pokud se rozhodneme pro klasickou hladkou sedlovou střechu bez výčnělků.
Pultové střechy
Pultové střechy s mírným sklonem a přesahem na jižní straně umožňují efektivní stínění a tím se ušetří na ochlazování domu v létě, v zimě slunce bývá nízko, takže se sluneční paprsky dostanou dovnitř. Při volbě sklonu střechy je třeba zvážit vhodnost konkrétního materiálu střešní krytiny na určitý sklon střechy:
• již od sklonu 7 ° se dají použít jisté druhy tašek, pod kterými však musí být plné bednění a hydroizolace,
• při sklonu nad 12 ° až 15 ° se již dá uvažovat o použití více druhů betonových i pálených tašek, ale o stavební úpravě podle pokynů výrobce
Plech je rovněž vhodnou a také lehkou krytinou, ale vysoce estetický působící falcované plechy mohou být poměrně drahé. Pultové střechy jsou však obecně levné a navíc, při běžné výšce rodinného domu umožní plnohodnotné využití obou podlaží. Úspory při jejich použití mohou vzniknout i tehdy, když mírnou šikminu střechy v interiéru přiznáme a vyhneme se budování stropu nad posledním podlažím. Při použití příhradových nosníků se zas vyhneme budování cenově náročnějšího železobetonového nebo keramického stropu tím, že spodní část vazníků použijeme jako nosný prvek pro sádrokartonový strop. Taková střecha se může zateplit přímo nad podkladem foukanou tepelnou izolací splňující kritéria nízkoenergetických staveb.
Valbové a sedlové střechy
Pokud se přes zmíněné výhody jednoduchých tvarů rozhodneme pro složitou valbovou nebo sedlovou střechu s množstvím vikýřů, úžlabí a dalších problematických detailů, nemůžeme očekávat ani zdaleka takovou úsporu energie (materiálu, peněz), než když si vybereme jednoduchou střechu bez zbytečných výstupků a výklenků. Kromě vyšší spotřeby materiálu a různých předražených specifických prvků hrozí u střechy složitého tvaru nebezpečí, že se nezhotoví kvalitně a že některý detail po krátkém čase začne dělat problémy.
Úsporné typy konstrukcí krovů
Do této kategorie patří zejména příhradové nosníky, úsporné střešní a lepené krovy.
Příhradové nosníky
Příhradovými nosníky lze zastřešit prostory široký až 30 m. Nepotřebují podpory ve středech půdorysu, proto umožňují výjimečnou variabilitu a odlehčenost vnitřní dispozice. Lze jimi docílit i různorodé členité tvary střech, zejména pro členité domy typu bungalov. Celá konstrukce bývá vyrobena z tenkého nehoblovaného řeziva (nejčastěji ze smrku) s vysokou třídou pevnosti. Desky jsou ostře hraněné a jejich tloušťka je přibližně 20 až 40 mm. Je nutné použít předepsanou kvalitu dřeva, jakož i dohlédnout na to, aby byly spoje správně zhotoveny, protože od jejich spolehlivosti závisí únosnost celé konstrukce. Spoje jsou konstruovány tak, aby se dřevo ve spojích co nejméně oslabovalo, čili jeho průřez se zachovává v celé délce.
Vazníky sbíjené (hřebíky) a šroubované se používají k zastřešení jednodušších staveb,
obyčejně se kombinují s lehkou střešní krytinou kladenou na vazničky. Pro exponované polohy nebo nadmořské výšky nad 600 m n. m. nejsou vhodné. Příhradové konstrukce se styčníkovými deskami jsou vhodné i do exponovanějších podmínek a v současnosti se využívají stále častěji.Styčníkovými deskami se spojují jednotlivé dřevěné prvky. Desky jsou z kvalitního galvanizovaného plechu, případně z nerezového plechu, jsou na nich desítky hřebíků (hustě zatlučených na malé ploše). Jejich velikost navrhuje software, dokonce každý vazník se posuzuje samostatně statickým výpočtem s přihlédnutím na povětrnostní a sněhové podmínky lokality stavby. Ve výrobně se vtiskují styčníky do dřeva z obou stran, čímž vznikne vazník potřebného tvaru. Jde o jakýsi polotovar, který se (nejčastěji ve tvaru tupoúhlého trojúhelníku) vyrobí ve výrobní hale a dřevo se zároveň ošetří přípravkem proti dřevokaznému hmyzu. Konstrukce se dopraví na stavbu a postupně se ukládá do vymezeného prostoru.
Jednotlivé vazníky je nutné zvedat, přepravovat i skladovat pouze ve svislé poloze,
aby se jejich spoje nepoškodily bočními tlaky. Ukládají se na zdivo na impregnované dřevěné podložky. Aby se zajistila stabilita osazené konstrukce, současně s vazníky se montují i tužidla a zavětrovací prvky. Po dokončení montáže se vazníky připevní ke kotevním příchytkám a kotevní otvory se zalijí cementovou maltou. Pokud jsou příhradové nosníky součástí nejvyššího patra (podkroví), je vhodné použít podhled, protože nejsou příliš vzhledné. Prostor mezi nimi se dá výhodně využít na skladování. Na takový krov s příhradovými vazníky se spotřebuje mnohem méně dřeva, ale při cenové kalkulaci musíme počítat i s přidruženými výdaji, jako je doprava velkých kusů, montáž či dokonce případné ubytování dělníků-specialistů určených ke smontování krovu.
Úsporný střešní krov
Úsporný hambalkový krov se v současnosti používá asi nejčastěji. Tvoří ho prázdné vazby - dvojice krokví ve vzájemné vzdálenosti 90 až 110 cm, které jsou uloženy na dřevěných pozednicích kolmo na okap. V horní části jsou dvojice krokví spojeny na ostříhá nebo přeplátuje. Od rozpětí střechy 4 až 6 m jsou zpevněné kleštinami, které ztužují krov v příčném směru. Při rozpětích 6 až 10 m bývají krokve uložené navíc i na 2 vaznicích ukotvených v nosném zdivu, případně na jedné vaznici v hřebeni střechy. Spotřeba dřeva je menší než u klasických krovů díky absenci sloupků a vzpěr a i vzniklý prostor je mnohem variabilnější. Ještě větší obytný prostor lze získat přizpůsobením hambalkového krovu mansardové tvaru střechy. Vzniknou tím dva různé sklony střechy - při pozednici bude sklon strmější a v části nacházející se u hřebene střechy mírnější. Toto řešení je však náročnější na přesné provedení detailů střešního pláště. Vhodným materiálem při budování úsporného hambalkového krovu je masivní dřevo (domácí smrk, finská a ruská borovice nebo sibiřský modřín) a materiály na bázi dřeva, které jsou lehké a příliš nezvětšují zatížení v nosných konstrukcích.
Sbíjené střešní krovy byly vyvinuty zejména pro rodinné domy
Jak jejich název napovídá, jejich konstrukci včetně pozednice tvoří sbíjené desky. Obdobou tohoto krovu je i krov z fošnových vazníků zhotovených z fošen, které se rovněž sbíjejí hřebíky.
Lepené krovy
Jsou úsporné díky tomu, že nevyžadují použití masivního dřeva velkých průřezů, ale nosné prvky se utvoří slepením několika vrstev tenčích dřevěných desek či fošen. Tak umožňují použít i tenčí profily, které by jinak v konstrukci krovu nenašli uplatnění. Obyčejně se používá zdravé jehličnaté dřevo, lepené plochy musí být vždy hladce hoblované. Pro lepení se používají vodovzdorná lepidla ze syntetických pryskyřic. Lepené prvky se používají na vazníkové konstrukce se styčníky, na krovy z lepených dřevěných rámů, jakož i na střešní krovy. Lepené krovy mohou použít k vytvoření efektních nosných konstrukcí s rozpětím až do 100 m. Zastřešují se pomocí nich sportovní haly, výstavní pavilony, průmyslové objekty, ale i obytné budovy.
Plášť střechy
Úspory energie i financí přinese i správně zvolený plášť střechy.
• Při rekonstrukcích střech s původním krovem, když chceme maximalizovat vnitřní prostor obytného podkroví, je výhodné použít moderní jednoplášťovou střechu. Tu tvoří (směrem zevnitř ven) podhled, nosná konstrukce krovu, na níž jsou uchyceny speciálně tvarované desky ze stabilizovaného polystyrenu (kladou se přímo na střešní latě) a nakonec těžká skládaná střešní krytina, která tyto lehké zateplovací prvky stabilizuje. Tvarované polystyrénové desky plní souběžně funkci tepelné izolace, pojistné hydroizolace, zvukové izolace i větrotěsné zábrany.
• V případě, že volíme klasickou dvouplášťovou střechu, úsporu dřeva v krovu můžeme dosáhnout například volbou lehkých střešních krytin (různé druhy profilovaných i hladkých plechových střešních krytin, krytin z prvků na bázi asfaltu a krytin z vláknocementových, plastových nebo dřevěných prvků). Protože jejich plošná hmotnost dosahuje maximálně 100 kg / m 2, na vybudování nosné konstrukce spotřebujeme méně dřeva či oceli, díky čemuž je celková cena "lehké" střechy o něco výhodnější než cena klasické střechy pokryté pálenou či betonovou taškou. Při srovnávání cen jednotlivých druhů střešních krytin je třeba si uvědomit, že cena za 1 m 2 materiálu v obchodě nemusí odpovídat ceně 1 m2 materiálu na střeše. Některé materiály vyžadují větší přesahy, takže na některých místech musí být materiál uložen dvojmo. Jiné zase výrobce dodává v jiné šířce, jakou potřebujeme, a tak nám může zůstat poměrně velké množství nevyužitého materiálu.
Ploché střechy
Konstrukce plochých střech, podobně jako i jejich dodavatelé, se během posledních dvaceti let výrazně zlepšily a zdokonalili. Proto dnes nejsou důvody k obavám, že nám o několik let bude například zatékat střecha. Jelikož jde o střechu v jedné rovině bez zalomení či výstupků, je jednodušší na ní eliminovat tepelné mosty, a dokonce je vhodnější i při nepříznivých klimatických podmínkách. Dnešní technologie umožňují zachovat funkčnost i původní vzhled ploché střechy několik desetiletí. Plochá střecha má ještě pár dalších výhod, například umožňuje maximalizovat zisky ze sluneční energie - můžeme na ní jednoduše umístit a pohodlně kontrolovat například fotovoltaické články na výrobu elektrické energie či solární kolektory pro výrobu teplé vody nebo vytápění budovy.Snad největší problém s plochými střechami v současnosti naštěstí už není tedy funkční (při správném návrhu, realizaci i údržbě), ale spíše estetický - oko si na tento druh střechy v naší zvlněné rázovité zemi neumí zvyknout. Moderní materiály však umožňují velkou variabilitu tvarových i konstrukčních řešení, proto není důvod nepoužít plochou střechu v nové zástavbě mimo historických částí měst a obcí.
Dalším výborným řešením je použití extenzivní vegetační střechy,
při které se umístí na střechu jednoduchá a nenáročná vegetace (bezúdržbové společenství trav). Tato zelená vrstva s vrstvou zeminy v zimě pomáhá snižovat tepelné ztráty, v létě zase zamezuje přehřívání střechy, tak přispívá výraznou měrou k prodloužení životnosti střešního pláště.
Plochá střecha versus energeticky úsporný dům
Při energeticky úsporných domech je vhodné realizovat plochou střechu s klasickým pořadím vrstev, čili (zevnitř ven): parozábrana (zabraňuje pronikání par z interiéru do konstrukce) - nosná konstrukce - tepelná izolace (v případě požadavku na úsporu energie je velmi důležitá) - hydroizolace ( povlaková krytina - chrání konstrukci a tepelnou izolaci před povětrnostními vlivy). Pro nízkoenergetické a pasivní domy je ještě výhodnější než takovou plochou jednoplášťovou použít dvouplášťovou střechu, složenou ze dvou nosných konstrukcí, mezi nimiž je provětrávaná vzduchová mezera. Její hydroizolační a tepelně izolační vlastnosti jsou obyčejně výborné, je však finančně náročnější, což může stavebníky odradit, na pasivní domy se hodí asi nejvíce. Zevnitř ven ji tvoří postupně tyto vrstvy: nosná konstrukce dolního pláště, parozábrana, tepelně izolační vrstva, provětrávaná vzduchová mezera, nosná konstrukce horního pláště, expanzní vrstva a povlaková krytina.
