Využití fóliových hydroizolačních systémů při rekonstrukcích střech

Příkladem pro dokumentování náročnosti řešení používaných při rekonstrukcích může být vedle komplexních oprav jednotlivých objektů, jako je Obecní dům nebo Rudolfinum, také areál výstaviště v Brně, který byl v roce 1991 prohlášen za kulturní památku. Brněnské výstaviště totiž patří k nejucelenějším souborům české moderní architektury. Objevuje se zde však velmi často problém, co s dosluhujícími konstrukcemi jednotlivých pavilonů. Nejrozšířenějším důvodem poruch stavebních konstrukcí je zatékání nebo vliv vody a vlhkosti, která se dostává do konstrukce různými způsoby. Za nejzávažnější jsou považovány problémy způsobené nedostatečně funkční střešní konstrukcí budov. Nejhorším následkem působení vody a zvýšené vlhkosti je koroze jak ocelových konstrukcí, tak i výztuže železobetonových konstrukcí, což jsou případy vyskytující se také v areálu brněnského výstaviště. Za příklad mohou posloužit pavilony označené prvním a posledním písmenem abecedy. Málokdo si totiž dnes dovede představit, co by se stalo, když by buď karbonatace železobetonové konstrukce pavilonu A, nebo koroze kopule pavilonu Z dosáhly neúnosné míry. Pak by nezbylo než rozhodnout, zda postavit repliky uvedených staveb, neboť sanace nosných konstrukcí by byla nereálná, případně ekonomicky neúnosná, nebo postavit nové objekty současné architektury. 

Osvědčenou zásadou je ale takovým krizovým situacím pokud možno včas předcházet. Na základě průzkumu ocelové konstrukce kopule pavilonu Z se proto v roce 1989 přistoupilo k její úplné repasi, zpevnění a opravě uvolněných třmenových spojek. Protože ale v posledních letech do objektu při deštích zatékalo, byla v minulém roce zhotovena nová vodotěsná izolace kopule pavilonu. Zatékající dešťová voda skapávala na mnoha místech přímo do interiéru pavilonu, čímž docházelo mj. i ke znehodnocování expozic v období výstav, ale zejména byla ocelová konstrukce vystavena zvýšenému riziku koroze. Před rozhodnutím o způsobu opravy střešního pláště byl proveden podrobný stavebně-technický průzkum střechy, při kterém byly identifikovány následující důvody zatékání:

S přihlédnutím ke skutečnostem, že pavilon Z patří k významným historickým objektům, dokládající um a odvahu našich stavitelů, je navíc neodmyslitelnou dominantou brněnského výstaviště, a protože jeho kopule má velmi odvážné statické řešení, byly investorem stanoveny následující podmínky pro výběr vhodné technologie opravy i pro vlastní realizaci díla:

Na tomto místě je vhodné uvést ještě několik údajů týkajících se pavilonu Z. Největší stavba na výstavišti byla vybudována v letech 1958–1959 v rámci příprav pro 1. mezinárodní strojírenský veletrh. Stavba má kruhový půdorys o průměru přes 120 m. Válcová podnož, ve které jsou vestavěna tři prstencová podlaží a mezigalerie, je vysoká téměř 18 m. Centrální kruhový prostor je pak zastřešen ocelovou konstrukcí kopule ve tvaru vrchlíku koule s lucernou, která dosahuje ve vrcholu výšky přes 46 m. Nosná ocelová konstrukce kopule je vytvořena jako prutová skořepina se třemi systémy spirálově tvarovaných trubek, z nichž dva jsou diagonální. Ty jsou ve svých průsečících svázány ocelovými třmeny s vodorovnými trubkami tvořícími kruhové prstence. Střešní plášť byl vytvořen kazetami z hliníkového plechu tloušťky 2 mm a délky 1800 mm. Osazeny jsou po spádnicích po spádnicích na nosné a dilatační lišty, které by zároveň měly plnit úlohu odvodu kondenzátu. Zajímavostí je, že tato konstrukce byla navržena na základě statického výpočtu prof. ing. Ferdinanda Lederera, CSc. kombinovaného s měřením deformací na modelu. Hmotnost ocelové konstrukce kopule činí 220 t, což je při ploše půdorysného průmětu báně 6850 m² zhruba 33 kg/m² půdorysu. To je hodnota téměř neuvěřitelná a dokládá opravdovou lehkost realizovaného konstrukčního řešení. Je třeba si také uvědomit, že tato odvážná konstrukce se vychyluje v závislosti na oslunění během dne, což bylo také prokázáno měřením pohybu lucerny nad půdorysem. I to byl jeden z momentů, který výrazně ovlivnil volbu technického řešení nové hydroizolace střešního pláště o celkové ploše 7500 m² (uvedený údaj se týká pouze plochy krytiny a nezahrnuje výměru prosvětlujícího prstence ve spodní části kopule). 

Pro rekonstrukci bylo využito osvědčených výhod fóliových hydroizolačních systémů. S ohledem na požadované estetické nároky byly pro novou izolaci kopule použity izolační pásy z měkčeného PVC standardní světlešedé barvy, v tomto případě s lakovaným povrchem, kvůli samočisticí funkci na plochách s velkým spádem. K upřednostnění fóliového systému vedla zejména jeho nízká hmotnost a paropropustnost. Tyto dvě základní vlastnosti umožňují ve většině případů provést rekonstrukci střechy, aniž by se muselo sejmout stávající souvrství, v tomto případě hliníkový plech. Ten byl naopak využit jako vhodný podklad pro nový hydroizolační systém. Skutečnost, že nemuselo dojít k demontáži stávající konstrukce, minimalizovala také riziko zatečení do konstrukce během montáže nové hydroizolace. Další typickou vlastností hydroizolačních fólií je jejich teplotní odolnost v širokém rozsahu teplot. V našem zeměpisném pásmu jsou tedy fólie zpracovatelné i v přechodných obdobích, v nutných případech i v zimních měsících. Právě tato vlastnost fóliového systému byla při popisované realizaci využita.

Zjednodušeně lze konstatovat, že největším omezením pro aplikace střešních fólií je lidský faktor. Fóliové izolace plochých střech vytvářejí jednovrstvé systémy, jejichž provedení sice vyžaduje vysokou technologickou kázeň, je však snadno a kdykoliv kontrolovatelné. To je jak pro realizační firmy, tak zejména pro investory, vysoce hodnoceným hlediskem. Pro všechny zainteresované je kvalita a spolehlivost hydroizolace tou nejdůležitější vlastností. A spojování hydroizolačních fólií je u většiny výrobků, které se horkovzdušně svařují, nejspolehlivější metodou. Horkovzdušný svar je totiž naprosto homogenní a izolace má tak v oblasti spoje vlastně dvojnásobnou tloušťku. Veškerá napojení na systémové povlakované nebo kašírované plechy zaručují také dokonalé a dlouhodobě funkční řešení. K vlastní rekonstrukci střechy pavilonu Z je třeba ještě uvést, že striktní požadavek na minimální přitížení nosné konstrukce kopule vyloučil variantu doteplení střešního pláště, a proto požadavek ČSN 730540 na tepelně technické vlastnosti nemohl být splněn. Nový hydroizolační systém byl navržen tak, že se přes celou plochu střešního pláště položila separační vrstva z polypropylénové textilie gramáže 300 g/m², a v místech svislých dilatačních spojů se mezi jednotlivými poli střešních hliníkových kazet aplikovaly tzv. „omega“ profily z povlakovaného plechu, které byly upevněny k nosným hliníkovým kazetám kluznými spoji. Přechody dilatačních polí po vrstevnici byly řešeny tzv. „zet“ profily z povlakovaného plechu, opět s kluzným upevněním k nosným hliníkovým kazetám. Do jednotlivých polí se pak mezi předem osazené profily z povlakovaného plechu pokládal v potřebných rozměrech hydroizolační pás z plastů na bázi měkčeného PVC a horkovzdušně se navařoval k vodorovným přírubám popisovaných profilů. 

Vlastní realizace tohoto díla byla nejnáročnější etapou celého projektu a představovala zejména pro aplikační firmy velkou výzvu. Montážní práce byly zahájeny v únoru 2006 v období střídání teplot od –12 do +10 °C. Pracovní plocha se skládala z 256 polí se spádem 0–75 %, takže bylo nezbytné provádět práce se zajištěním na lanech. S přihlédnutím k možnostem minimálního zatížení bylo nutné veškeré materiály dopravovat ručně. Vzhledem ke zvolené technologii opravy střešního pláště bylo v daných podmínkách navíc nezbytné provádět všechny svary rovněž ručně bez možnosti využití jakýchkoliv na plochých střechách běžně používaných svařovacích automatů. Během realizace díla podléhala stavba velmi přísnému režimu technické i technologické kontroly, a s přihlédnutím ke statickým podmínkám bylo prováděno před realizací opravy, v jejím průběhu, i po jejím dokončení, průběžně monitorování geometrie zastřešení. Práce na střeše probíhaly také během stavebního veletrhu, což zaujalo nejednoho návštěvníka, a tak se zejména pro odborníky z oboru hydroizolací pomyslně rozšířila celková výstavní plocha brněnského výstaviště, neboť se bylo opravdu na co dívat.  Přes všechny velmi náročné limitující podmínky splnilo navržené řešení bez výhrad projektované technické i technologické požadavky. Investor stavby, výstavní společnost Veletrhy Brno, a.s., udělala touto rekonstrukcí další z mnoha kroků k zachování našeho kulturního dědictví.