S rozvojem technologií a ekologické orientace stavebnictví přibývají úpravy, které přinášejí pro střechy další využití. Jedná se především o vegetační úpravy nebo instalace technických zařízení, nejčastější z nich jsou fotovoltaické panely. Článek přináší pohled na celou problematiku z pozice stavebního projektanta, statika a znalce.
Sřechy jsou jednou z důležitých součástí staveb. Shora uzavírají stavbu a chrání ji proti účinkům povětrnosti, sněhu a deště. Rozlišujeme je podle sklonu, tvaru, konstrukce nebo provedení a materiálu. Obvykle se zjednodušeně střechy nazývají podle použité střešní krytiny.
Vegetační střechy
Vegetační neboli zelené střechy jsou dnes běžnou úpravou moderních staveb. Tyto střechy rozdělujeme na extenzivní a intenzivní. V případě cíleného zadržování vody hovoříme o tzv. modrozelených střechách.
Zařízení na střeše
Již zmíněná fotovoltaická zařízení, jednotky klimatizace nebo ocelové plošiny a další konstrukce umístěné na střechách nových i již dokončených objektů představují další zatížení, které musí střechy přenést.
Pohled projektanta
Zřízení vegetačních střech nebo osazení fotovoltaických či jiných zařízení na střechu patří mezi současné běžné požadavky. Z pozice projektanta se pak jedná o úpravy, při kterých je potřeba změnit běžně používané řešení nosné konstrukce, tepelné izolace nebo krytiny. Doplňujeme již ověřená řešení skladeb zelené střechy a zařízení.
U každé střechy jsou úpravy jiné. Vždy je třeba počítat s rozměry a celkovým řešením celé stavby. Nové je nejen zatížení zmíněných úprav, ale co je zásadní, mění se i účinky od klimatických zatížení, tj. zejména od sněhu a větru. Nelze ani opomenout užitné zatížení od přístupu osob na střechu.
Zásadní rozdíl ale je v tom, zda střechu nově projektujeme, nebo řešíme úpravy již hotové střešní konstrukce. Novou střechu můžeme navrhnout na potřebné zatížení zařízení i účinky, ale u staré střechy musíme vycházet z jejího stavu a původního technického řešení. To přináší omezení, kterým se bude věnovat v následujícím textu.
Návrh střechy může vycházet z představy architekta doplněné v případě vegetační střechy i o doporučení nebo návrh úprav zahradníkem.
Pro návrh je dále vhodné využít i publikaci Svazu zakládání a údržby zeleně (szuz.cz).
Vhodnost konstrukce střechy
Vegetační úpravy a zařízení můžeme dnes instalovat na sklonité i ploché střechy.
Sklonité střechy sestávají z nosné konstrukce a pláště s krytinou. Nosnou konstrukci vytvářejí krovy, vazníky nebo rámy, které se v určitých vzdálenostech opakují. Osazení vegetace vyžaduje použití vhodných prvků anebo nádob. Tíha fotovoltaických panelů se na šikmých prvcích krovu – jako jsou krokve – lépe roznáší. Důvodem je, že část zatížení se přenáší ve směru krokví a jen část působí kolmo a způsobuje ohyb.
Ploché střechy můžeme rozdělit pro uvažované úpravy na následující typy:
1) Jednoduché jen s krytinou, například s trapézovým plechem na nosnících.
2) Jednoplášťové s nosnou konstrukcí a na ní uloženými vrstvami střešního pláště a krytiny.
3) Dvouplášťové sestávající ze stropní konstrukce, dutiny a samostatného pláště nesoucího krytinu.
Z hlediska vhodnosti pro instalaci vegetační střechy je staticky téměř vždy nevhodná první uvedená kategorie. U druhé kategorie musí být nosná konstrukce dostatečně únosná pro novou úpravu, u starších konstrukcí je možné, že tíha vegetačních vrstev nahradí tíhu původní spádové vrstvy nebo izolačního násypu. To je otázka statického posouzení. U třetí varianty je druhý plášť obvykle dimenzován jen na zatížení sněhem a větrem. Proto s ním není možné počítat pro nové vrstvy vegetační střechy. Náhrada pláště pak znamená zcela novou konstrukci, která znamená další náklady a práce s tím spojené.
Pro zelenou střechu je vždy možné vytvořit novou konstrukci, vlastně další plášť s dostatečnou nosností a stavebními úpravami nad původní střechou.
Pro instalaci fotovoltaické elektrárny nebo jiného zařízení platí shodné podmínky. Pro panely je možné vytvořit nad střechou nezávislý ocelový rošt, který přenáší nové zatížení nad sloupy, stěny nebo dostatečně únosné prvky střechy.
Navrhování nosné konstrukce pro zelené střechy
Vodorovná nebo popřípadě sklonitá nosná konstrukce pro vegetační střechu může být navrhována z obvyklých železobetonových, ocelobetonových, ocelových nebo popřípadě i dřevěných nosných prvků za použití dnes platných návrhových norem a stanovení působícího zatížení. Konstrukční systém střechy a její schéma jsou předmětem odborného návrhu projektanta.
Následující popis bude pro řadu projektantů a statiků známý. Přesto jej uvádím pro dovysvětlení obvyklých postupů všem ostatním. K návrhu vlastní nosné konstrukce pro střechu se používá dnes platných norem – eurokódů. Ty jsou rozčleněny do dvou skupin – na normy pro zatížení staveb a na návrhové normy vlastních stavebních materiálů.
Pro návrh zatížení na vegetační střeše uvažujeme s vlastní tíhou stavebních konstrukcí, tíhou růstového substrátu a zatížení sněhem a větrem. Pro pochozí zelené střechy uvažujeme s užitným zatížením, pro nepochozí se zatížením pro údržbu. Velikost užitných a klimatických zatížení převezmeme z platných norem řady ČSN EN 1991. Kombinace zatížení, čili součinnost jednotlivých typů zatížení a stanovení nejnepříznivějších účinků, stanovíme podle kombinačních rovnic, konkrétně podle normy ČSN EN 1990.
Návrhové normy jsou členěny podle jednotlivých materiálů nosných konstrukcí na řady označené čísly 1992 až 1999. Představují návrh a posouzení dřevěných, ocelových, železobetonových nosných střešních prvků nebo konstrukcí z dalších materiálů na základě účinků stanoveného zatížení. Novou i upravovanou střechu posuzujeme na nosnost, tj. na mezní stav tzv. únosnosti. Dále konstrukci posuzujeme na deformace, tj. průhyby a případně na další mezní stavy použitelnosti.
Bezpečnost osob na střeše
Pro střechu se zároveň vypracují provozní podmínky, které zahrnují také požární a bezpečnostní řešení. Jedná se o provozní řád včetně údajů o počtu osob. Údaje jsou pro bezpečný pohyb a případný únik osob ze střechy, například při požáru. Počet osob může být limitován také únosností střechy, tedy hodnotou maximálního zatížení na jeden metr čtvereční.
Nové zelené střechy
Nové vegetační střechy dnes můžeme běžně navrhnout a realizovat z kvalitních a vhodných současných stavebních materiálů. Celková skladba vrstev vegetační střechy je, jak již bylo zmíněno, složitější, těžší a vyšší než u řešení střech bez vegetační úpravy. Nosnou konstrukci pro střechu proto patřičně zesílíme. Rozměry ostatních stavebních konstrukcí přizpůsobíme požadavkům skladby a řešení střechy.
Užitné zatížení na pochozí a vegetační střeše
Zelená střecha nebo pochozí střecha jsou často spojeny i s pohybem osob a instalací různých pobytových zařízení. Tím na střeše působí kromě její vlastní tíhy další zatížení. Výše působícího tzv. proměnného zatížení pro užívání je dána normami. Účinek je pro jednoduchost převeden na rovnoměrné zatížení, kterému říkáme užitné, a bodová břemena. Různorodost zatížení by bylo totiž složité jinak stanovit. Šlo by o velké množství variant a zanesení nepřesností. Proto byly z hlediska bezpečnosti stavby pro různé prostory stanoveny povinně užívané minimální hodnoty, které vycházejí z dlouhodobého sledování a rozborů. Pro pohyb osob může být velikost tohoto tzv. užitného zatížení mezi 1,5 až 5 kN/m2, a to podle účelu užívání prostoru střechy. Je třeba zdůraznit, že jinak tomu bude u bytu s užitným zatížením právě 1,5 kN/m2 a jinak u veřejně přístupného volného prostoru pro pohyb osob. Právě zde může dosáhnout hodnota užitného zatížení až 5.0 kN/m2. To odpovídá plochám v budovách označeným v normě ČSN EN 1991-1-1 jako tzv. kategorie C3 určená pro plochy bez překážek pro pohyb osob. Část z této hodnoty ale může připad- nout mobiliáři instalovanému na střeše, jako jsou lavičky, stolky nebo zábrany. Výrazné hmotnosti přenášené na střechu bodově započítáme samostatně. Jedná se třeba o přemísťované stojany, lampy nebo opravdu velmi velké květináče s rostlinami. Samozřejmostí je, že pro správný návrh střechy je nutné znát všechna upřesnění a použité vybavení.
Za minimální hodnotu užitného zatížení ploch pochozích střech mimo byty je možno považovat 3 kN/m2. Tato hodnota bude také nejnižší při spojení střechy nebo terasy s balkonem, kde právě 3 kN/m2 jsou nejnižší předepsanou normovou hodnotou zatížení pro balkony v kategorii ploch označených v normě A, tj. pro obytné plochy a plochy pro domácí činnosti (tab. 6.2 ČSN EN 19991-1-1).
Z uvedeného poměrně odborného popisu vyplývá, že musíme rozlišit, zda pochozí střecha přiléhá pouze k bytu, nebo je veřejně přístupným prostorem v bytovém domě, či prostorem pro shromažďování.
Podklady pro řešení střech na starších objektech
Při požadavku na umístění zelené střechy nebo nového zařízení na starší objekt je proto nejprve potřeba prověřit nosnost stávající střešní konstrukce a její technický stav. K tomu jsou potřeba znát technické údaje o jejím provedení. Bez těchto údajů nelze statické posouzení provést.
Ke statickému posouzení potřebujeme znát jak rozměry nosné konstrukce, tak i kvalitu použitého materiálu. Například pro železobetonové střešní konstrukce, jako jsou monolitické desky, trámy nebo panely, musíme znát kvalitu betonu a jeho vyztužení. Jedná se o uložení výztuže, její množství, profily a kvalitu oceli. Uvedené údaje je možné získat v původní projektové dokumentaci. Bez těchto údajů nelze konstrukci posoudit. Bohužel ale častým problémem je právě nedostatek původních výkresů i dokladů ke konstrukci. To se týká starších a bohužel i novějších dokončených staveb. Dokumentace není zachována nebo je neúplná a nedostatečná bez uvedených potřebných technických údajů. Neexistují vhodné přístupné databáze dříve vyráběných nosných prvků nebo konstrukčních soustav. K dispozici jsou jen dílčí údaje například o panelech a některé původní katalogy zachované v inženýrských kancelářích nebo ve starší technické literatuře.
Pokud potřebné údaje pro statické posouzení konstrukce nejsou k dispozici, je třeba je získat jiným způsobem. Jedinou možností je zjištění daných podkladů zkouškami. Existují nedestruktivní a destruktivní metody takového zjišťování. U nedestruktivních metod zjišťujeme údaje většinou magnetometrickým měřením, u destruktivních metod na vzorku betonu a výztuže ve vysekané nebo vyvrtané sondě. Tím ale zjistíme jen stav v jednom místě konstrukce. Toto zjišťování je technicky, ekonomicky i časově náročné a zvládnou jej jen odborná pracoviště vybavená potřebnými nástroji a zkušenostmi. Například odvrtaný válec betonu je potřeba odzkoušet na lisu ve zkušebně. Jedná se tudíž o zkušební ústavy, stavební zkušebny nebo specializované firmy a pracoviště vysokých škol. Navíc je potřeba spolupracovat se statikem. Jiné řešení ale není. Všechny jiné postupy, nebo dokonce odhady jsou nepřesné a nepřípustné. Znám případ, kdy byly tyto postupy vynechány, a následkem toho pak bylo dodatečně určováno shazovaní sněhu při jeho napadnutí, aby nedošlo k vypočtenému přetížení střechy. To ale samozřejmě nelze vždy plně zajistit a hrozí poškození střechy.
Posuzování starších konstrukcí
Původní nosné konstrukce zatížené nově zelenou střechou nebo zařízením na střeše včetně fotovoltaických panelů musejí z hlediska dlouhodobé spolehlivosti vyhovovat dnešním požadavkům legislativy a norem. Neplatí tudíž, že je posoudíme podle původních předpisů, podle kterých byly navrhovány. Konstrukce musí vyhovovat nejen dnes, ale i v budoucnu, a to po následnou dobu předpokládaného užívání. Z toho jednoznačně vyplývá, že stávající konstrukce pod plánovanou zelenou střechou nebo osazenou technologií posuzujeme podle dnes platných norem pro zatížení staveb i pro navrhování nosných konstrukcí. Zde je třeba upozornit, že současné normy udávají hodnoty a postupy platné na území České republiky pro současné podmínky. Dříve užívané normy užívaly jiný postup a měly některé hodnoty nižší. Tím už vždy u posuzování starších konstrukcí, navržených zejména před rokem 2010, vycházejí pro tyto konstrukce účinky zatížení dnes vyšší než v minulosti.
Vždy je nutné uvažovat s účinky sněhu a větru, to nelze obejít. Navíc nová zařízení a vyšší rostliny mění účinky těchto zatížení na střeše. Většinou jde o lokání nebo celkové jeho zvýšení. Hodnota navýšení se stanoví podle článků příslušných norem. Tuto práci provádí stavební projektant nebo statik.
Pro upřesnění původních materiálů nosných konstrukcí a jejich technických vlastností využíváme norem ČSN ISO 13822 – ČSN 730038, kde jsou uvedeny například původní značení pro starší betony, dříve užívané typy výztuže, konstrukční oceli a jejich pro posouzení potřebné technické údaje. Nutné je ale určit typ původních materiálů přesně z dochované dokumentace nebo průzkumem.
Poznámka ke střechám u panelových domů
U panelových objektů existují dva typy provedení střech, a to jednoplášťové a dvouplášťové. Jednoplášťové provedení střechy můžeme očekávat zejména u soustav realizovaných před roky 1960 až 1970. Tíhu dřívějšího násypu a krycí betonové mazaniny u jednoplášťové střechy může po zvážení statických účinků nahradit lehká tepelná izolace a vrstvy vegetačního souvrství. Určitá rezerva může vzniknout tam, kde byly pro nejvyšší stropní konstrukci použity zesílené panely. To však musíme potvrdit a nejlépe to lze zjistit z původní dokumentace.
U dvouplášťového provedení není střešní plášť většinou dimenzován na více jak zatížení sněhem nebo užitné zatížení pro nepřístupné ploché střechy s hodnotou 0,75 kN/m2. Při návrhu na úpravu střechy panelového domu na vegetační je třeba vždy provést kvalitní odborné posouzení. Je potřeba vycházet z podrobných údajů k použité panelové soustavě, ověřit současný technický stav střešních prvků a provést důkladný rozbor všech působících faktorů. Je třeba počítat s tím, že ne pro všechny objekty bude ale posouzení vycházet.
Výsledky posudku
Výsledek posouzení stávající konstrukce pro zřízení zelené střechy nebo její jiné úpravy může být často negativní. V případě, že staticky únosnost původní střešní konstrukce nevyhovuje, nastávají tři možnosti: odstoupení od návrhu, technicky složité zesílení konstrukce nebo zřízení nové konstrukce pro zelenou střechu. Ta může být provedena nad ponechanou nebo upravenou stávající střechou. Pozor ale, nová střecha klade i vyšší zatížení na svislé konstrukce budovy umístěné pod střechou. Při úvaze o zesílení střešní konstrukce je třeba uvážit, jak je způsob úprav vázán technickými možnostmi stávající konstrukce, jejího odkrytí, zásahu do ní a možností provádění stavebních prací na místě. Zasáhneme tak do prostor pod střechou, například do bytů nebo kanceláří.
Nosnost upravované střechy lze také omezit. Potom doporučujeme, aby nosnost střechy byla deklarována tabulkou instalovanou na viditelném místě a s uvedenou hodnotou možného proměnného užitného zatížení na střeše a zároveň stanovena v předpisu (provozním řádu) pro užívání.
Zelené střechy
● Výhody a nevýhody zelených střech
Základní výhodou vegetačních neboli zelených střech je vytvoření přírodního prostředí na ploše stavby. Střecha není jen nevyužitý prostor, ale plocha, která stavbu ozeleňuje a zlepšuje její klima, zejména u městské zástavby. Z technického hlediska také snižuje teplotu povrchu střechy a střešního pláště v letních měsících a chrání lépe konstrukční vrstvy střechy proti účinkům a výkyvům klimatu. Vrstva tzv. vegetačního souvrství zadržuje vodu déle a více na střeše oproti řešení jen s krytinou. Další možností je také vytvoření pobytového a rekreačního prostoru na střeše stavby s přírodním povrchem.
Vegetační střechy mají ale i svá negativa. Ta spočívají v složitějším technickém provedení, větší váze užívaných souvrství oproti běžným střechám, a tudíž potřebě zesílené nosné konstrukce. Důležité je také dodržení provozních a bezpečnostních podmínek pro pobyt osob na střeše a opatření pro jejich splnění. Nutné je také zajištění zahradnické údržby a v případě intenzivních zelených střech i vytvoření systému pro zalévání rostlin. S tím vším je potřeba pro návrhu nové střechy nebo při úpravě již dokončené střechy počítat.
● Extenzivní a intenzivní zelená střecha
Rozdělení střech na extenzivní a intenzivní je možno popsat jako dělení na jejich jednodušší a hodnotnější vegetační řešení. Extenzivní zelená střecha je výraz pro typ střechy s malou potřebou údržby vegetačního porostu. Má nízkou vrstvu růstové zeminy. Ta představuje několikacentimetrovou vrstvu většinou lehčeného substrátu pro nízké a pěstebně nenáročné a vybrané rostliny. Výška substrátu se pohybuje mezi 40 až 150 mm. Je možno ji rozdělit na velmi nízké vrstvy pod 60 mm a nízké o tloušťce 60 až 80 mm, využitelné převážně pro rozchodníky. Obvyklé jsou střední tloušťky 80 až 120 mm.
Intenzivní zelená střecha představuje velkorysejší řešení ozelenění s vyššími rostlinami, a jak název napovídá, i s intenzivnějšími porosty. Je také často řešena jako místo pro relaxaci a pohyb osob. Pak bývá označována jako střešní zahrada. Pro intenzivní střechy se užívá tloušťka vrstvy substrátu přibližně nad 300 mm a více. Tloušťka závisí na potřebách pro růst větších rostlin, stromů anebo na celkovém řešení střešní zahrady.
Polointenzivní jsou takové střechy, které leží mezi střechami extenzivními a intenzivními. Výška substrátu se pohybuje přibližně mezi 150 a 300 mm použitelnými pro trávy a byliny. Takto je realizováno velké množství střech, neboť se jedná o kompromisní řešení mezi požadavky na zeleň a tíhou substrátu.
● Vlastní porost vegetace na střeše
Rostliny na zelené střeše vytvářejí drsný povrch z hlediska zatížení větrem. Náhradní plošná hmotnost porostu se stanovuje podle vegetace. Nejnižší plošná hmotnost vegetace se zavádí hodnotou 0,2 kN/m2.
● Voda ve střeše
Zvýšení zatížení zelené střechy je také způsobeno množstvím vody zachycené ve vegetačním souvrství. I v běžném stavu je nutné uvažovat s určitou minimální tloušťkou zvodnění zejména substrátu. Při velkých nebo dlouhodobých vodních srážkách jsou plně saturovány i ostatní vrstvy vegetačního souvrství. Hrozí také výrazně větší nebezpečí ucpání nebo zasycení odtokových otvorů než u běžných střech. Toto zatížení není uváděno v normách a statik jej musí s dostatečnou bezpečností odhadnout. I krátkodobé přetížení může konstrukci ohrozit, protože zelená střecha prakticky neumožňuje kontrolu stavu uvnitř skladby střechy. V souladu s novelou normy pro navrhování střech ČSN 731901 z konce roku 2020 je potřeba uvažovat s vrstvou vody na střeše při výrazných deštích. Je třeba uvažovat i promrznutí vodou nasáklého substrátu a následného zatížení sněhem. Promrznutí substrátu vyvolává i horizontální tlaky na konstrukce lemující zeminu. Navíc může mrazem dojít k omezení či zamezení odtoku vody a jejímu hromadění. Nutné jsou konstrukční úpravy.
Současným trendem je využívání a konstruování tzv. modrých střech. Ty představují takové úpravy ve vrstvách střechy, které umožňují výrazné množství vody zadržet přímo na střeše. Konstrukčními úpravami jsou prodlužovány dráhy pro odtok vody ze střechy nebo i vytvoření kapes a nádržek pro její dočasné zachování. Celá úprava přináší větší nároky na nosnou konstrukci střechy způsobené tíhou akumulované vody.
Fotovoltaická zařízení (FVE) na střechách
● Návrh rozmístění FVE panelů na střeše Půdorys rozmístění panelů FVE na střeše je čistě zákresem z pozice energetického řešení a pokrytí předpokládaného výkonu zařízení. Ze zkušenosti nemá žádnou souvislost se stavebním řešením stavby. Stavební řešení úprav je třeba doplnit. Často je zadáním pouze zakreslení obdélníků panelů do ortogonálního snímku střechy. To pro stavební a statické posuzování není dostatečné. Potřebuje znát přesné rozmístění panelů. Pro projektanta není k dispozici žádná norma nebo předpis, které by statické výpočty s fotovoltaikou uvažovaly a například zatížení globalizovaly nebo zjednodušovaly, jako je tomu u užitných zatížení nebo klimatických zatížení. Plošná hmotnost nestačí, jedná se i o přenos zatížení na rámy a opory panelů a dále na střechu. Vše je bohužel nutno při práci projektanta vykreslit, namodelovat a provést potřebné statické výpočty. Tyto práce nelze zjednodušovat; pokud se tak stane, mohou výsledky vyjít výrazně vysoké, a tím nevhodné. A ještě jedno upozornění. Změna polohy fotovoltaických panelů nebo rámů mění výsledky a je nutno provést nové výpočty.
● Podklady ke konstrukci střechy
Víme již, že pro odborné stavební a statické posouzení konstrukce na účinky instalace FVE je potřeba mít podrobné stavební výkresy a další doklady. Investor často nemá úplnou dokumentaci, často jen dílčí část, zjednodušenou dokumentaci pro stavební povolení nebo nemá vůbec žádnou. A očekává brzké rozhodnutí. Proto je nutné mu vysvětlit, že nelze takovou střechu hned posoudit. Nejprve je třeba střechu zaměřit a vykreslit stavební konstrukce. Vidíme ty přístupné a ty zakryté nevidíme. Zde nastupuje zjišťování, případně odkrytí konstrukcí, sondy, měření a ověřování materiálů. A to si vyžádá čas sna zpracování.
● Umístění panelů
Umístění panelů je z hlediska účinků sání větru vhodné mimo kraje a rohy ploché střechy. Zde jsou účinky sání větru nejvyšší. Určení vhodných zón je možné podle platné normy pro zatížení větrem eurokódu ČSN EN 1991-4. Ze statického hlediska jsou vhodné panely přimknuté ke střeše bez volného prostoru pod nimi. Účinky sání větru jsou tak výrazně nižší než u panelů šikmo položených na konstrukci. Pokrytí sněhem je pak obdobné jako na ploché střeše. Pozor ale na vznik navátí sněhu. To platí u plochých střech. Panely na sklonitých střechách zadržují sníh podle povrchu a spádu střechy. Více vzdálené panely nebo řady působí jako zachytače sněhu. To zvyšuje zatížení střechy proti stavu před montáží FVE.
● Položení panelů na střechu
Ještě poznámka k fotovoltaickým panelům položeným a lepeným ke krytině ploché střechy. Pokud je panel na lištách, má srážková voda protékat pod ním. V důsledku dotvarování krytiny pod oporami rámů pro panely ale dochází k stlačení měkké tepelné izolace pod krytinou. S tímto nežádoucím jevem, při kterém jsou vytvářeny prohlubně pro vodu, zde často vzniká problém se všemi důsledky – počínaje účinky mrazu až po usazování nečistot. Obdobné stlačení vzniká pod všemi úložnými místy při osazení fotovoltaických zařízení a jejich konstrukce na střešní krytině na měkké tepelné izolaci.
● Vliv FVE na stavbu
Instalace FVE na staré budovy vyžaduje často ocelovou konstrukci pro panely. Konstrukce je kotvena do střechy, do její nosné konstrukce. Konstrukce s panely umístěná nad střechou je výrazně zatížena větrem, který působí shora a zespodu kolmo na panely. Zatížení lze stanovit podle článků podle normy ČSN EN 1991-1-4 pro zatížení větrem. Účinky od takové konstrukce mohou být zásadní nejen pro její ukotvení k budově, ale i pro celou střešní nosnou konstrukci nebo i pro celou horní část objektu. Posouzení takových účinků vyžaduje podrobné podklady a poměrně více práce, než asi objednatel očekává. Ale jinak to k výsledku nevede.
● Shrnutí k FVE
Z uvedených skutečností je patrné, že některé instalace fotovoltaických elektráren na střechách nejsou pro stavaře jednoduché. Návrh nebo posudek zabere autorizovaným osobám více času a také přináší více nákladů.
Vzhledem k rozmachu instalací fotovoltaických zařízení na střechách je vhodné si položit otázku, zda všechny střechy byly staticky správně posuzovány a vyhovují pro instalaci i při uvažování zatížení větrem a sněhem dle platných norem. Při statickém posuzování nejde tolik o přitížení od tíhy panelů, ale o změnu účinků, zejména od sání větru. Roli hraje i přichycení nebo nepřichycení panelů ke střeše a koncentrace účinků zatížení v uložení rámů pro panely.
Účinky sněhu nelze podceňovat. I když dnešní zimní hodnoty napadnutého sněhu nedosahují normových hodnot, nelze vyloučit, že nemohou přijít. Proto máme ověřené údaje v normách. Ty musí statik při návrhu střechy nebo posudku staré střechy použít. Musí také uvažovat s možností navátí sněhu za konstrukcí nebo zařízením. I z tohoto důvodu také některé střešní konstrukce nevyhovují. Nelze to podceňovat, neboť střecha musí být staticky bezpečná po celou další dobu svého užívání. A to je většinou desítky let. Představy o tom, že dnešní klima je teplejší a sníh více nenapadne, nebo kritika statika, že výpočty mají předimenzované závěry, jsou neracionální.
Závěrečné doporučení
Vegetační úpravy a fotovoltaická zařízení jsou jistě dobrým a podporovaným řešením střech s řadou technických a uživatelských výhod. Pro nové stavby můžeme stavební konstrukci pro úpravy vhodně technicky navrhnout včetně vyšší nosnosti a dalších stavebních opatření. Jiná situace je ale u stávajících staveb, kde možnost dodatečného zřízení vegetační střechy je limitována stavem a nosností původní konstrukce. Ta buď staticky novým potřebám vyhovuje, nebo nevyhovuje. Podle výsledku posudku je nutno přijmout různá opatření, od omezení přístupu osob přes návrh úsporného řešení extenzivní střechy až po odstoupení od záměru vegetační střechu zřídit.
Při osazení fotovoltaických panelů na stávající střeše je rozhodující způsob osazení na konstrukci střechy. Je třeba si uvědomit, že se zde koncentruje zatížení od zařízení i nosných rámů. Vlastní tíha panelů sice není tak velká, ale jejich osazení zejména na plochých střechách zvyšuje a mění účinky větru a sněhu. Proto je potřeba tyto účinky na střešní konstrukce posoudit odborným posudkem. Podle mého názoru existuje řada instalací, které nebyly staticky posuzovány a možná ubírají střeše rezervu uvažovanou ze zatížení sněhem nebo větrem. Pro tato posouzení je nutné, aby je zpracovávaly odborně způsobilé osoby s dostatečnými znalostmi a zkušenostmi, nejlépe s patřičnou autorizací ČKAIT v oborech Statika a dynamika staveb, Mosty a inženýrské konstrukce nebo u celkového projektu stavby či úprav i Pozemní stavby.
Základní informace k problematice zelených střech a zařízení na střeše uvedené v tomto článku je možné dále rozvést a doplnit o podrobnější popisy a údaje.
LUDĚK VEJVARA
Foto: archiv autora
Ing. Luděk Vejvara, Ph.D., FEng,
je autorizovaným inženýrem pro obory Pozemní stavby a Statika a dynamika staveb, pracuje jako projektant a statik, znalec v oborech Stavebnictví a Projektování, přednáší na ZČU v Plzni, je členem Inženýrské akademie ČR a orgánů a technických komisí ČKAIT.
Publikováno v časopise Materiály pro stavbu 5/2024
