Lepené systémy střešních plášťů s PVC-P krytinou a izolací z kamenné vlny

Fatra, a.s., Napajedla ve spolupráci s výrobcem tepelně izolačních materiálů na bázi kamenné vlny ROCKWOOL, a.s. realizovala v posledních letech testování a vývoj lepených systémů pro povlakové krytiny z fólií na bázi PVC-P.

Článek “Lepené systémy střešních plášťů z povlakovou krytinou z fólií z PVC-P a tepelnou izolací z desek z kamenné vlny” k dispozici ZDE.

Lepené systémy hydroizolačních povlaků jsou rozšířeny především v USA, kde podíl lepených systémů činil v roce 2010 cca 52 % oproti mechanicky kotveným systémům s podílem necelých 43 %. V Evropě zůstávají lepené systémy stále neprávem opomíjenou variantou stabilizace povlakových krytin proti působení vnějších i vnitřních sil a to především z důvodu vyšší finanční náročnosti, přísnějším požadavkům na přípravu podkladu, složitějšímu posouzení statické účinnosti a přísnějším aplikačním podmínkám. Fatra, a.s., Napajedla ve spolupráci s výrobcem tepelně izolačních materiálů na bázi kamenné vlny ROCKWOOL, a.s. realizovala v posledních čtyřech letech testování a vývoj lepených systémů pro povlakové krytiny z fólií na bázi PVC-P. Součástí tohoto procesu byl rovněž přenos získaných informací z praktických aplikací těchto systémů v rámci ověřovacích i komerčních aktivit obou partnerů.
Prioritní uplatnění mají lepené systémy ve skladbách střešních plášťů s problémovou statikou, při rekonstrukcích s omezenou možností mechanického kotvení, případně tam, kde perforace hydroizolační vrstvy není žádoucí. Výhody lepených systémů jsou, nižší spotřeba fólie, daná menšími přesahy pásů, eliminace tepelných mostů a zrychlení pokládky u vybraných typů lepidel a skladeb střech. S požadavky na co nejnižší součinitel prostupu tepla obálky staveb získávají lepené systémy stále více příznivců se snahou o jejich rozšíření i pro standardní skladby střech a všechny druhy tepelných izolací, jakými je kamenná vlna i PIR materiály.
Studie, která hodnotí a porovnává vybraná lepidla dostupná na českém trhu s výčtem jejich výhod, nevýhod, technických parametrů i cenových relací byla podkladem pro výběr vhodných druhů lepidel pro jejich ověřování ve zkušebních i komerčních aplikacích.

Rozdělení lepidel pro střešní systémy
Pro využití ve stavebnictví jsou vyráběna lepidla na různé materiálové bázi. Pro lepené střešní systémy je výběr lepidel omezený. Tato můžeme rozdělit podle následujících kritérií:

1. Podle materiálové báze polyuretanová akrylátová kaučuková

2. Podle fyzikální povahy rozpouštědlová - roztok org. rozpouštědel disperzní - vodní disperze reaktivní- reaktivní složky s přísadami

3. Podle počtu složek jednosložková - kvalita lepeného spoje z části závisí na vnějších vlivech dvousložková - min. ovlivnitelnost kvality spoje vnějšími podmínkami

4. Podle způsobu vytvrzení odpařením vody/rozpouštědla vytvrzení vlhkosti prostředí vzájemnou reakcí složek

5. Podle způsobu aplikace kontaktní - nanáší se na oba povrchy, po odvětrání a zatížení - pevný spoj adhezní, reaktivní - nanáší se na jeden povrch, po zatížení lepených ploch a reakci složek vytvoření pevného spoje

Požadavky na lepidla a lepené systémy
Lepidla pro lepené systémy střešních plášťů budov musí splňovat požadavky na dlouhodobou a trvalou funkčnost při mechanickém, tepelném a vlhkostním namáhání. Ve střešních pláštích dochází v průběhu jejich životnosti ke značným výkyvům teploty, vlhkosti a mechanickému namáhání deformací a dilatací konstrukčních prvků. Tyto aspekty kladou na všechny materiály použité ve skladbách střešních plášťů vysoké nároky.

Obecné požadavky
Z hlediska aplikace a užitných vlastností lze shrnout obecné požadavky na lepidla pro lepené systémy střech do několika bodů:
- snadná a rychlá manipulace - co nejširší teplotní okno pro aplikaci - rychlé dosažení počáteční pevnosti spoje - vysoká a trvalá pevnost lepeného spoje při dlouhodobém vystavení zvýšené teplotě a vodě - hygiena a čistota práce
Kromě výše uvedených požadavků je žádanou vlastností lepidel i co nejdelší skladovatelnost a tepelná odolnost vůči kladným i záporným teplotám.

Technické a legislativní požadavky
V rámci lepených systémů střech, neexistuje harmonizovaná evropská norma, ETAG, CUAP (nově od 1. 7. 2013 evropský dokument pro posuzování tzv. EAD) ani jim podobný obecně závazný mezinárodní předpis. Z tohoto důvodu není jednotné pravidlo pro testování lepených systémů. Ve většině států nejsou požadovány zkoušky odolnosti lepených skladeb na zatížení větrem.
Dílčí požadavky a zkušební metody na lepené systémy jsou popsány v Technické specifikaci UEAtc pro posuzování fólií z PVC-P vyztužených, nevyztužených a s textilní podložkou, na kterou se odkazuje holandská norma BRL 1511, část 4. Tyto dokumenty specifikují jednotlivé parametry týkající se lepených spojů jak pro upevnění hydroizolace k podkladu, tak k provedení spojů pásů hydroizolace navzájem (požadavek platný především pro pryžové pásy).

Požadavky na lepené povrchy
Výběr druhu lepidla je limitován kvalitou podkladu. Limitující jsou nejen mechanicko-fyzikální vlastnosti podkladu, strukturální pevnost, savost, soudržnost a celistvost, ale rovněž členitost a sklon plochy, rovinnost povrchu.
Zatímco kontaktní lepidla se nanášejí na oba povrchy a po uplynutí odvětrací doby dosáhneme stlačením lepených ploch okamžitého spojení s dostatečnou počáteční pevností spoje, především u reaktivních lepidel musíme uvažovat s delší reakční dobou, což může trvat minuty, u některých druhů lepidel i hodiny. Po celou reakční, tzv. „otevřenou“, dobu lepidla musíme zajistit co nejtěsnější kontakt lepených ploch. Zde pak rovinnost povrchu významně ovlivňuje výslednou kvalitu spoje.

Hydroizolační fólie
Hydroizolační fólie lepených systémů mají obvykle spodní stranu laminovánu netkanou textilií. Tato vrstva zajišťuje zakotvení lepidla k fólii a dosažení potřebné adheze. Díky tomu lze lepit i fólie na bázi TPO, jejichž lepení by bylo jinak téměř vyloučeno.
Fólie na bázi PVC-P bez textilní podložky lze lepením kontaktními lepidly fixovat na svislé plochy, případně montážně kotvit např. kolem prostupů. Pro tuto aplikaci je nutno použít speciální typy kontaktních lepidel, které se s fóliemi vzájemně fyzikálně ani chemicky neovlivňují. Problematické je lepení hladkých TPO fólií, které je z principu z důvodu nepolární povahy polymeru vždy komplikované.

Ověřovací aplikace lepeného systému
Na základě laboratorních zkoušek 17 druhů testovaných lepidel bylo pro ověřovací aplikaci vybráno jednosložkové PU lepidlo Insta-Stik výrobce DOW Chemical. Výběr byl podpořen úspěšným provedením zkoušky pevnosti v tahu kolmo v rovině desky lepeného systému, která je součástí odborného posudku č. ZP 492/03/12 vydaného Centrem stavebního inženýrství, a. s., Praha.
V rámci zkoušky byla testována fólie Fatrafol 807/V společnosti Fatra, a.s., Napajedla, tepelně izolační tuhé desky z kamenné vlny ROCKWOOL MONROCK MAX E společnosti ROCKWOOL a.s., Bohumín a PU lepidlo Insta-Stik spol. Dow Europe GmbH, Praha. Komerční aplikaci zajistila Fatra, a.s., Napajedla ve spolupráci se zahraničním obchodním partnerem v Rumunském městě Timisoara, na objektu společnosti Procter & Gamble roce 2013. Původní střešní plášť s povlakovou krytinou z několika vrstev oxidovaných asfaltových pásů bez zateplení nesplňoval požadavky na ochranu vnitřního prostředí před srážkovou vodou ani součinitele prostupu tepla. Tenkostěnná monolitická železobetonová konstrukce zastřešení spolu s přísnými požadavky na hygienu provozu pod střešním pláštěm nedovolovala použití mechanického kotvení. Řešení nabízel právě lepený systém.

Projektová příprava
Projektová příprava zahrnovala zaměření objektů (celkem 5 sekcí), provedení sond ke zjištění soudržnosti původních vrstev s nosnou konstrukcí, projednání technických i legislativních podmínek zakázky, požadavků na bezpečnost a ochranu zdraví při práci, požární ochrany, provozních omezení a zohlednění dalších požadavků investora.
Součástí projektové přípravy bylo zpracování kotevního plánu lepeného systému pro jednotlivé sekce střešního pláště. Proměnná kvalita podkladních konstrukcí vyžadovala individuální řešení způsobu jejich sanace. Kotevním plánem byly stanoveny normy spotřeby PU lepidla pro návrhové oblasti střešního pláště, samostatně pro lepení tepelné izolace i hydroizolační fólie. Posouzení návrhu vycházelo z výpočtové hodnoty pevnosti v tahu kolmo k rovině desky ověřené odborným posudkem.
Celková spotřeba PU lepidla Dow, Insta-Stik byla stanovena na 872 kg pro celkovou aplikovanou výměru 6 677 m2 pro lepení obou vrstev. Spotřeba PU lepidla pro lepení tuhých desek ROCKWOOL MONROCK MAX E i pro fólii PVC-P Fatrafol 807/V tloušťky 1,9 mm byla totožná a to 436 kg. Technologický postup instalace nového střešního povlaku byl zpracován Studiem izolací, Fatra, a.s., Napajedla ve spolupráci s rumunským partnerem. Investor na základě splnění všech relevantních podmínek zakázky udělil souhlas se zahájením prací.

Realizační fáze

Příprava podkladu
Realizace lepeného systému byla zahájena z účasti zástupců Fatra, a.s., Napajedla rumunským partnerem 5. 8. 2013. Jasné slunečné počasí s teplotami až +40°C ve stínu bylo limitujícím faktorem pro zpracovatelské okno při jednosměnném provozu. Práce začínaly s rozbřeskem cca ve 4:50 a po dosažení limitní teploty podkladu (+ 43°C), předepsané výrobcem lepidla, byly ukončeny. Vysoké teploty podkladu limitovaly zejména lepení tepelné izolace na původní asfaltový povlak, respektive na nově instalovanou asfaltovou parotěsnící vrstvu černé barvy. Kvalita podkladu v sekcích s ponechanými původními asfaltovými hydroizolačními pásy vyžadovala stavební úpravy povrchů před lepením tepelné izolace z kamenné vlny.
Původní podklad z asfaltových oxidovaných pásů bylo nutné před lepením zbavit nesoudržných částí a prachu; boule a výtluky vyřezat, resp. vyplnit a přelatovat asfaltovými přířezy. Pro očištění povrchu bylo používáno vysokotlaké čistící zařízení (WAP). K čištění byla použita čistá voda s přidáním saponátu s nízkou pěnivostí. Po neutralizaci povrchů čistou vodou byly kaluže vymeteny ke střešním vtokům. O dokonalé vysušení povrchů se postarala sama příroda.

Lepení tepelné izolace z kamenné vlny ROCKWOOL
Protože v praxi nikdy nepracujeme s ideálními podklady, jsou pro lepené systémy k lepení tepelné izolace téměř výhradně používána expanzní lepidla, která po aplikaci vlivem plynů vznikajících při reakci částečně napění, zvětší svůj objem a jsou schopna vyplnit drobné nerovnosti v podkladu a tak zajistit požadovanou pevnost spoje v lepené ploše.
Aplikace PU lepidla Insta-Stik pomocí aplikační hubice s regulačním kohoutem spojené s tlakovou nádobou krátkou flexibilní hadicí umožňuje efektivně nanést stopy expanzí napěněného lepidla požadovaného průměru, v roztečích stanovených kotevním plánem. Jednotlivé desky tepelné izolace z kamenné vlny byly bezprostředně po nanesení lepidla položeny do finální polohy, zatíženy pocházením a stabilizovány v pozici po dobu nejméně 25 minut lokálním zatížením. Korekce pozice desek jsou v otevřené době lepidla možné, nicméně pokud úprava pozice vyžaduje nadzvednutí a nové položení desek je nezbytné nanesení nových stop lepidla. Na površích s větším spádem, zahajujeme montáž ze spodu (v úžlabí) směrem nahoru (k hřebeni). Průběžně kontrolujeme pozici desek a styčné spáry. V případě tvarově složitých ploch je nutné desky tepelné izolace upravit formátováním nebo naříznutím a ohnutím do požadovaného tvaru. Mezery šířky > 5 mm je nutné vyplnit protipožární pěnou. Nečistoty na líci desek z kamenné vlny neodstraňujeme zametáním, ale vysátím nebo foukáním. Dbáme na to, aby se pohyb a stavební činnosti na již zabudovaných deskách tepelné izolace omezily na nezbytné minimum. Každá dílčí vrstva střešního pláště, překrývaná následující vrstvou, byla protokolárně předána zástupci investora. Další vrstvu lze aplikovat až po jeho schválení zápisem v montážním deníku.

Lepení fólie FATRAFOL 807/V na tepelnou izolaci z kamenné vlny ROCKWOOL
K lepení fólie na tepelnou izolaci bylo použito stejné technologie, jako pro lepení samotné tepelné izolace z kamenné vlny k podkladu. Jeden typ adheziva pro celou lepenou skladbu je ekonomicky efektivnější a přináší zjednodušení pracovního procesu a snížení nároků na vybavení pracoviště. Způsob aplikace lepidla i rozložení stop lepidla v ploše pásu je shodné s lepením tepelné izolace z desek z kamenné vlny. Role fólie byly vyrovnány ve směru pokládky s předepsanými bočními přesahy a postupně s nanášením stop lepidla rozvinuty. Před rozvinutím druhé a další role fólie Fatrafol 807/V bylo nutné označit na instalovaných pásech doporučené podélné přesahy sousedních pásů z důvodu kontroly jejich pozice po tzv. otevřenou dobu lepidla. Zaválením fólie článkovým ocelovým nebo pryžovým válcem bylo dosaženo dokonalé adheze fólie k podkladu. Z důvodu zaválení pásů fólie do lepidla na sklonitých plochách a drobnému posunutí fólie po spádnici, byla drobná korekce jejich pozice nutná. Stabilizace fólie proti posunutí pocházením byla zajištěna pomocí PE pytlů s pískem o hmotnosti cca 15 kg.
Lepení pásů fólie je možné dvěma způsoby. Nalepení poloviny pásu s přeložením, srolováním, na šířku pásu a/nebo přeložením pásu na polovinu v podélné ose. Oba způsoby byly použity na této zakázce.

Svařování fólie a kompletace povlaku
Pro svaření fólie Fatrafol 807/V bylo použito horkovzdušného svařovacího zařízení fy. LEISTER a to automatu VARIMAT pro hlavní sváry v ploše střechy a ruční zařízení TRIAC S pro detailní a opravné sváry. Svařování fólie v přesazích je doporučeno nejdříve po 4 až 5 – ti hod. od nalepení. V případě nezbytnosti, např. déšť, je možné tento interval zkrátit. Před vlastním svařením volného přesahu fólie bylo nutné svařované plochy zbavit nečistot, zejména volných skleněných vláken, které mohou způsobit nehomogenity ve svaru. Jednotlivé denní záběry byly voleny tak, aby nemohlo dojít k zatečení srážkové vody do instalované skladby a volné kraje byly chráněny proti posunutí či nadzvednutí větrem. Dokončené plochy byly po 24 hodinách od svaření zkontrolovány zkušební jehlou a zkompletovány. Opracování detailů bylo provedeno podle dodavatelské dokumentace výrobce fólie a montážní firmy, schválené investorem.
Jednotlivé sekce střešního pláště byly realizovány a předávány postupně podle požadavků investora. Předání kompletně dokončeného díla bylo plánováno na konec října října 2013. Z důvodů na straně investora a nepříznivého počasí byl termín dokončení posunut na začátek měsíce listopadu.

Závěr
Zakázka byla po celou dobu realizace monitorována pracovníky Fatra, a.s., Napajedla. Technická řešení problémových detailů byla operativně zpracována ve studiu izolací v Napajedlích, na základě zaměření a zdokumentování koordinačním technikem na stavbě. Ověření navržených technických řešení přímo na místě montáže potvrdilo jejich účinnost a přineslo důležité zpětné vazby pro zdokonalení montážních technologií.
Výrobní proces spol. Procter & Gamble, Romania nebyl po celou dobu realizace činnostmi na střešním plášti nijak ovlivňován. Koordinace postupu prací a rozdělení celé zakázky do 5 sekcí umožnila pružně reagovat na požadavky provozu a operativně přesouvat kapacity podle požadavků investora. Výsledek rekonstrukce střešního pláště splnil očekávání všech zúčastněných stran. Technické zhodnocení střešního pláště příznivě ovlivnilo provozní náklady výrobního objektu a přispělo ke zlepšení kvality pracovního prostředí.

Zdroj: Archiv Fatra, a.s., Napajedla, Třída Tomáše Bati 1541, Studio izolací