Stabilizace střechy provozní budovy mezinárodního letiště v Popradu

Komplexní návrh stabilizace plochých střech zohledňující všechny okrajové podmínky je nutností, o níž nás každoročně přesvědčují další havárie střech v důsledku silových účinků větru.

Příkladů je velké množství v mnoha oblastech Slovenska i České republiky. Mezi nejrizikovější z hlediska působení větru na konstrukce plochých střech patří zejména horské a podhorské oblasti. Přesvědčit jsme se o tom mohli například i v průběhu roku 2007, kdy v podtatranské oblasti došlo ke dvěma krátkým, ale intenzivním letním bouřkám. Bouřky byly doprovázeny větrem, který měl v nárazech rychlost okolo 130 km/h. Jednou ze střech, která náporu větru neodolala, byla i střecha provozní budovy mezinárodního letiště Poprad-Tatry. Vítr odtrhl atiky a následně i povlakovou střešní krytinu (obr. 1).

Příčina vzniku havárie
Přibližně před deseti lety prošla střecha letiště rekonstrukcí, během níž byla dodatečně zateplena izolací z minerální vlny o tloušťce 120 mm a pokryta modifikovanými asfaltovými pásy povlakové krytiny z APP (obr. 2). Problémy se silovými účinky větru byly na střeše pravděpodobně již od té doby, kdy byly tyto nové vrstvy zhotoveny (obr. 3).

Z toho důvodu se na střeše provedly dodatečné úpravy, které měly nedostatky odstranit. Střešní vrstvy se dodatečně ukotvily a střecha se lokálně zatížila betonovou dlažbou. Použily se kotvy na výplňové konstrukce stavebních otvorů (obr. 4) a fasádní natloukací kotvy ke kotvení kontaktních zateplovacích systémů (obr. 5). Délka kotev byla asi 150 mm (obr. 6), což u tloušťky tepelné izolace 120 mm znamená, že nové vrstvy se ukotvily pouze do původního souvrství z oxidovaných asfaltových pásů.

Namísto rozpěrného trnu byly do fasádních kotev natlučeny hřebíky, což odřelo spodní části plastového dříku každé kotvy. Dřevěné atikové hranoly byly k původní železobetonové koruně atiky přichyceny pomocí hřebíků, jejichž délka byla o 4 cm větší, než je tloušťka atikových hranolů. Takto zrealizovaná konstrukce střechy samozřejmě nemohla plnit svou funkci spolehlivě.

Obr. 3: Kotva k uchycení rámů oken do ostění stavebních otvorů	Obr. 2: Zvlněná povlaková krytina v důsledku silových účinků sání větru
Obr. 4: Fasádní kotva	Obr. 5: Délka použitých kotev a dřík kotvy poškozený při nahrazení rozpěrného trnu hřebíky
Obr. 6: Přichycení atikového hranolu k původní betonové koruně atiky hřebíky	Obr. 7: Příprava tahové zkoušky

Průzkum a tahové zkoušky
Před návrhem samotného materiálového řešení rekonstrukce střechy bylo třeba zohlednit všechny konstrukční souvislosti, na základě kterých se určil přesný způsob fixace střešního pláště. Pro ověření únosnosti podkladu se provedly tahové zkoušky na pěti různých místech střechy (tab. 1). Minimální výpočtová únosnost kotevního prvku by měla být 400 N. Do této hodnoty je však zapotřebí zahrnout bezpečnostní součinitel. Během tahových zkoušek musí být tedy dosažená průměrná výtažná síla nejméně 1 200 N a  jednotlivé síly musejí být větší než 1 000 N. Na základě této zkoušky se stanovil vhodný druh a délka kotevních prvků.

Návrh
Návrh materiálového složení skladby byl vypracován ve dvou alternativách. Obě alternativy počítaly s odstraněním tepelné izolace z minerální vlny, protože byla zcela promočena srážkovou vodou, která zatekla do skladby střechy, a s dodatečným zateplením střechy tepelnou izolací z expandovaného polystyrenu EPS o tloušťce 100 mm.

Alternativa A dále počítala s použitím povlakové střešní krytiny z měkčeného PVC o tloušťce 1,5 mm určené k mechanickému kotvení.

Alternativa B navrhovala použití povlakové střešní krytiny ze souvrství SBS modifikovaných asfaltových pásů. Spodní pás tohoto souvrství tvořil samolepicí asfaltový pás a vrchní pás sou­vrství tvořil asfaltový pás s ochranným břidlicovým posypem. Investor se rozhodl právě pro toto řešení.

Obr. 8: Odstraňování promočené tepelné izolace z minerální vlny	Obr. 9: Lepení desek tepelné izolace lepidlem
Obr. 10: Mechanické kotvení desek tepelné izolace	Obr. 11: První vrstva povlakové střešní krytiny ze samolepicího SBS modifikovaného asfaltového pásu

Postup realizace
Poškozené vrstvy střechy byly odstraněny až po původní souvrství z oxidovaných asfaltových pásů, které budou v nové skladbě střechy sloužit jako parotěsnicí vrstva. Na tuto vrstvu byly položeny desky tepelné izolace z polystyrenu EPS tloušťky 100 mm. Každá deska se k podkladu přilepila polyuretanovým lepidlem určeným k lepení tepelných izolací a zároveň se mechanicky přikotvila kotvami 50 × 220 mm.

Na desky z polystyrenu byla uložena první vrstva povlakové střešní krytiny ze samolepicího modifikovaného asfaltového SBS, který zároveň sloužil jako dočasná hydroizolace v době realizace střechy (obr. 7). Vrchní vrstvu souvrství asfaltových pásů tvořil SBS modifikovaný asfaltový pás s hrubozrnným břidlicovým posypem. Pásy byly vytaženy až po vnější hranu atiky a ukončení na přesahujících konstrukcích bylo překryto oplechováním z pozinkovaného plechu.

Správnost řešení se potvrdila přibližně dva týdny po dokončení střechy, kdy se přihnala další bouřka doprovázená větrem o síle asi 160 km/h, která opět trhala střechy budov. Střecha letiště však zůstala neporušena.

Ing. Tomáš Kober, Ateliér DEK

Článek byl uveřejněn v knižní publikace Stavební ročenka 2009.