Některé postřehy z projektování a řešení úprav pozemních staveb pro ekologii v tomto článku jsou víceméně obecné a pro někoho budou možná jednoduché a jasné, pro jiného nové a technicky složitější. V případě potřeby je možné uvést bližší doplnění.
Fotovoltaická zařízení na střechách
V minulém vydání časopisu Z+i ČKAIT 1/2023 jsem psal o problematice osazování fotovoltaických zařízení na střechách budov. Rád bych k tomuto tématu doplnil některé informace získané z činnosti v ČKAIT i z vlastní praxe v kanceláři:
Návrh rozmístění FVE panelů na střeše většinou neobsahuje stavební řešení – Půdorys rozmístění FVE panelů na střeše je většinou jen zákresem z pozice energetického řešení a pokrytí předpokládaného výkonu zařízení. Podle mé zkušenosti nemívá žádnou souvislost se stavebním řešením stavby a její střechy. Stavební řešení úprav je třeba doplnit a dopřesnit.
Podklady ke konstrukci střechy často chybí – Pro odborné stavební a statické posouzení konstrukce střechy na účinky instalace FVE je potřeba mít podklady. Těmi jsou podrobné stavební výkresy a technické popisy. Investor často nemá úplnou dokumentaci, mnohdy má jen její dílčí část. Popřípadě disponuje zjednodušenou dokumentaci určenou pro stavební povolení, nebo nemá dokumentaci žádnou. Přitom je ale očekáváno brzké rozhodnutí o instalaci FVE. Je třeba investorovi vysvětlit, že pokud nejsou výkresy, nejprve je nutné střechu zaměřit a vykreslit stavební konstrukce. A to si vyžádá čas. Také může vzniknout problém, zda se lze pro měření k nosné konstrukci vůbec fyzicky dostat, neboť může být nepřístupná nebo zakrytá.
Umístění panelů často neřeší sání větru ani sníh – Umístění panelů FVE je z hlediska nižších účinků sání větru vhodné mimo kraje a rohy ploché střechy. Určení vhodných zón je možné podle platné normy pro zatížení větrem Eurokódu ČSN EN 1991-4. Ze statického hlediska jsou vhodné takové panely, které jsou přimknuté ke střeše a jsou bez volného prostoru pod nimi. Na ploché střeše působí především sání větru. Jeho účinky se při přimknutí panelů výrazně snižují oproti šikmo položeným panelům na samostatné konstrukci. Pokrytí sněhem u přimknutých panelů je pak obdobné jako na ploché střeše. Ideální jsou instalace přímo v rovině střešní krytiny. To platí pro ploché střechy. Panely na sklonitých střechách různě zadržují sníh. Více vzdálené panely nebo řady působí jako zachytače sněhu – sněžníky. Panely jsou většinou na konstrukci těsně nad krytinou. Při návrhu střechy bez panelů se běžně uvažuje se snížením tíhy od sněhu při vyšších sklonech krytiny. Při instalaci FVE je ale nutné uvážit velikost zatížení sněhem bez jeho omezení spádem střechy.
Poznámka k fotovoltaickým panelům položeným a lepeným ke krytině ploché střechy – Pokud je panel na lištách, má srážková voda protékat pod ním. Důsledkem ale je dotvarování krytiny a pod ní umístěné měkké tepelné izolace. Tento nežádoucí jev, kdy jsou vytvářeny prohlubně pro vodu, zde často vzniká se všemi následky od účinku mrazu po usazování nečistot. K obdobnému stlačení dochází pod všemi úložnými místy při osazení fotovoltaických zařízení a jejich konstrukce na střešní krytině. Celý tento jev velmi záleží nejen na uložení a působící síle od panelů FVE, ale i na použité tepelné izolaci pod krytinou. Jinak se budou chovat různé druhy polystyrenu nebo izolací z minerálních vláken. Při užití minerálních izolací přímo pod krytinou ploché střechy by obecně měla být jejich objemové hmotnost nad 1,0 kN/m3. Těžší zpevněné desky jsou tužší.
Vliv FVE na celou stavbu nemusí být marginální – Instalace FVE na staré budovy vyžaduje často ocelovou konstrukci pro panely. Konstrukce umístěná nad střechou je výrazně zatížena větrem, který působí shora na kolmo panely a zespodu na celou konstrukci a zařízení. Velikost zatížení lze stanovit podle článků normy ČSN EN 1991-1-4 pro zatížení větrem. Vhodná je analogie návrhu pro přístřešky. Účinky takové konstrukce mohou být zásadní nejen pro její ukotvení na budovu, ale i pro celou střešní nosnou konstrukci této budovy nebo i pro horní část objektu. To platí zejména při velkých plochách panelů na samostatné ocelové konstrukci. Posouzení takových účinků vyžaduje poměrně podrobné podklady a více práce stavebního inženýra než objednatel pravděpodobně očekává. Jinak ale dobrého výsledku nelze dosáhnout.
Masivní izolování stěn staveb klade vyšší nároky
Všichni se setkáváme s tím, že trendem posledních let je zvýšení tepelného izolování staveb. U nových i dokončených staveb se realizuje na obvodových stěnách kontaktními zateplovacími systémy. Tyto systémy jsou lepeny a mechanicky kotveny k podkladu. A právě zvyšování tloušťky tepelné izolace klade vyšší nároky na celý systém. Jde o délku hmoždinek, jejich ukotvení do stěny a kotvení desek. Při délce hmoždinek ke kotvení izolace o tloušťce nad 200 mm je potřeba zvážit průhyb hmoždinek, s nímž se samozřejmě svěsí i izolační desky. Měkké izolační desky se budou i přes lepení ke stěně více snášet a mohou hrozit poruchy v omítce a případných obkladech na ní. Působí zde i účinek sání větru, možné deformace izolačních desek za větru a jejich zachycení hmoždinkami. Zásadní je tudíž návrh počtu vhodných ohybově tuhých hmoždinek a pevnosti desky tepelné izolace. Hmoždinka je zde obvykle ocelová s plastovým krytem a zapuštěním. Její průhyb může být vyšší než 1 mm. Dovolím si upozornit, že pro zajištění vhodného připojení v okolí hmoždinky se vyžaduje tepelná izolace o výrazně vyšší tuhosti, než se někdy užívá dnes. Tím bude i izolace těžší a původně lehkou úpravou je potřeba se staticky zabývat. Bohužel zatím nemáme vhodné normativní podklady, které by v návrhu více pomohly. Ale existují zkušenosti ze zahraničních předpisů, například slovenské normy. V dnešní praxi se rozhodnutí o kotvení izolačních desek očekává od statika. Pomoci mohou i programy firem vyrábějících kotevní techniku. V rámci ČKAIT se touto problematikou také zabýváme.
Vegetační střechy by měly počítat i s akumulací vody
Problematikou zelených střech se zabývám podrobněji od doby, kdy jsme v kanceláři byli požádáni o názor na umístění vegetační střechy na stávajícím panelovém domě. Při tom jsme narazili na základní otázku – je střecha jednoplášťová nebo dvouplášťová? Byla jednoplášťová. Díky tíze původního násypu a zesíleným panelům pod střechou bylo možno realizovat vrstvu růstového substrátu pro danou vegetační úpravu. Paradoxem je, že o zmíněných faktorech firma zajišťující projekt i realizaci mnoho nevěděla. Šlo o úpravu, která neprošla ani stavebním povolením.
Ohledně určení tíhy zelené střechy bych rád připomenul, že nejslabší skladba vegetačního souvrství je mezi 85 až 100 mm nad krytinou. Tloušťka samotné rozchodníkové rohože je cca 20–40 mm, zbytek je vrstva substrátu nebo měkké vláknité izolace a drenážní a hydroakumulační vrstva z nopové fólie v tloušťce obvykle 25 mm. Pokud není použita rohož a rozchodníky se osazují do substrátu, pak bude jeho tloušťka nejméně 60 mm. Nad nopovou fólií je položena separační vodě propustná geotextilie. Samotnou tíhu vegetace doporučuji volit nejméně 20 kg/m².
U vegetačních střech je potřeba uvažovat s tíhou akumulované vody. Pokud má nopová fólie výšku 25 mm, je potřeba započítat nejméně 20 až 35 % objemu vrstvy jako tíhu vody v nopech. Při zpomalování odtoku a u tzv. modrých střech, kde jsou akumulační prostory ve střeše podstatně větší, bude tíha akumulované vody tvořit velkou část hodnoty zatížení střechy.
Co se týká problematiky zelených střech, doporučuji publikaci „Vegetační souvrství zelených střech – Standardy pro navrhování, provádění a údržbu“. Standardy byly vydány Svazem pro zakládání a údržbu zeleně, z.s., a obsahují informace nejen pro zahradníky. V současné době je připravována i nová norma ČSN 73 1901-4 věnovaná vegetačním střechám.
Zelené fasády jsou technicky náročné
Fasády s vegetačními prvky jsou jistě přínosem pro klima v našich městech, navíc dělají stěny domů zajímavější. Zelené fasády se objevují v dnešních návrzích architektů stále více. Pokud se ale podívám na umístění rostlin na fasádách z pohledu stavebního inženýra, vidím několik otázek, které bude třeba řešit.
Tou první je to, kde vlastně zelené rostliny rostou, kde mají svůj kořenový systém. Je to na lodžiích, balkonech, ve zvláštních květnících nebo v nádobách, které třeba i visí na fasádě? Všechny uvedené možnosti jsou reálné a je třeba je vhodně uvažovat. Druhým tématem je to, jak vlastně zmíněné nádoby na stavbě drží a jak ji zatěžují. Třetí téma se týká přístupnosti, kontroly a budoucí údržby zeleně. A také přívodu vody k zavlažování rostlin a případné akumulace a odvodu vody.
Přečtěte si také |
Martin Zídek: Judikatura ke střetu památkové péče a fotovoltaiky
Rostliny mohou být osazeny i v zemi před domem nebo v k tomu určených kontejnerech při fasádě. Co když ale zelená fasáda začíná až výše v podlažích? Kam teče voda při plošném zavlažování? Musíme pak stavební úpravou zajistit, aby voda nekapala na osoby a chodník. Možná by se těchto otázek našlo ještě více. Určitě je však už někdo řešil. Máme k dispozici nejen zahraniční zkušenosti, například z budov ve Vídni, ale již existuje i řada kvalitně provedených projektů v ČR. Můžeme jmenovat sídlo ombudsmana v Brně či loni na podzim dokončený bytový dům v Českých Budějovicích. Doporučuji proto novou metodiku s názvem „Ozelenění fasád“ od Ing. Samuela Buriana, který se vegetační problematice dlouho věnuje. Metodika vznikla v rámci projektu Zelené fasády jako součást adaptačních opatření na změnu klimatu. Projekt byl finančně podpořen hlavním městem Prahou. Publikaci vydal Svaz pro zakládání a údržbu zeleně, z.s., v listopadu 2022.
Doporučené publikace jsou volně ke stažení na stránkách zelenestrechy.info/knihovna.
Luděk Vejvara