Predelavo podstreąja v mansardno stanovanje moramo izvesti tako, da preprečimo neprijetne pojave kot so v prvi vrsti kondenzacija vodne pare v konstrukciji in zamakanje toplotne izolacije. Prav v tako moramo preprečiti tudi morebitne pojave plesni in vlage, prevelike toplotne izgube na mestih toplotnih mostov ter preprečiti previsoke bivalne temperature v poletnih mesecih. Vzroki teh pojavov so klasične gradbeno – fizikalne napake: nezadostna debelina toplotne izolacije, pomanjkljivo izvedene prezračevane plasti, nepravilno vgrajena in izbrana parna zapora (ovira) ter rezervna kritina. V podstreąnih prostorih se mnogokrat v neupravičenem strahu pred morebitno kondenzacijo vodne pare, vgrajujejo visoko zaporne sintetične ali aluminijaste folije, namesto primernejąih za paro prepustnih folij.

 Pri sodobnih konstrukcijah strmih streh z vsemi potrebnimi sloji, od kritine do stropne obloge, vgrajujemo različne sintetične folije, ki opravljajo funkcijo rezervne kritine. Vgrajene so nad toplotno izolacijo in pod streąniki. Folije so za paro prepustne in za vodo nepropustne. Narejene so iz sintetičnih materialov ali drugega materiala. Z rezervno kritino ąčitimo pod njo leľeče sloje pred deľjem, snegom, navlaľevanjem in kondenčno vodo. Pri vseh strehah, ki jih sestavljajo ąkarniki in toplotno izolacijski materiali, je pomembna tudi parna ovira, ki mora biti izvedena zrakotesno na stikih s stenami in streąnih prebojih. Za parne ovire se pri novejąih izvedbah uporablja folije z relativno visoko paraprepustnostjo, z zaporno vrednostjo (S_d = 0, 8 do 2 m), kar zavisi od koeficienta difuzijskega upora izolacijskega materiala in tudi difuzijskega upora ostalih slojev, ki sestavljajo strmo streho. Strmo streho z vsemi vzporednimi sloji, od kritine do stropne obloge imenujemo tudi »streha – strop«.

1. Izvedbe strmih streh in njihove gradbeno tehnične karakteristike

b) Izvedbe strmih streh z rezervno kritino

Z streąno konstrukcijo nad podstreąnimi bivalnimi prostori moramo doseči :

·       zaąčito streąne konstrukcije in notranjih prostorov pred navlaľevanjem,

·       optimalno toplotno, zvočno in poľarno zaąčito,

·       statično neoporečnost.

Streho z rezervno kritino lahko izvedemo v osnovi na dva načina:

·       z dvema prezračevanima plastema zraka, nad in pod rezervno kritino (slika 2a),

·       z enim prezračevanim slojem, samo nad rezervno kritino (slika 2 b).

 Streha z rezervno kritino in dvema prezračevanima plastema zraka (slika 2a), kjer je za rezervno kritino uporabljena sintetična, delno za paro prepustna folija in največkrat armirana se vse redkeje izvaja. Prav tako tudi izvedba, kjer za podlogo rezervni kritini izdelamo leseni opaľ nad ąkarniki. V krajih z večjimi sneľnimi padavinami se je zelo pogosto uporabljala bitumenska lepenka, poloľena na leseni opaľ.

Na sliki 2 b je razvidna novejąa izvedba strehe z eno prezračevano plastjo zraka. Za rezervno kritino je uporabljena za vodo neprepustna in paro prepustna sintetična folija z relativnim uporom difuzije vodne pare (zaporna vrednost S _d = 0,02 m). Polagamo jo neposredno na ąkarnike oziroma na toplotno izolacijo leľečo med ąkarniki. Glede na DIN 68800 – 2 – 1996 je moľna tudi izvedba strehe z rezervno kritino na lesenem opaľu in eno prezračevano plastjo zraka. Deske ne smejo presegati ąirine 10 cm, med njimi pa morajo biti odmiki najmanj 0,5 cm.

Pri vseh kritinah moramo speljati rezervno kritino do roba napuąča. Najbolje je, če morebitna voda odteka na tla pred ľlebom. S tem je moľna kontrola vodotesnosti kritine. Pri vgradnji sekundarne kritine moramo upoątevati sledeče:

·       polagamo jo praviloma hkrati z kontra letvami, ki jih pritrdimo na ąkarnike,

·       polagamo jo preko slemena strehe, da zagotovimo vodotesnost in zaąčito pred snegom,

·       pri strmih strehah z opečno in betonsko kritino znaąajo preklopi sekundarne kritine 10 do 15 cm,

·       v primeru, da je streha pod priporočenim naklonom strehe za 6°, morajo preklopi znaąati vsaj 25 cm in jih je potrebno zalepiti z ustreznimi lepilnimi trakovi,

·       sekundarno kritino oziroma folijo polagamo vzporedno na kap (ob ľleb se pritrdi letev, ki ne sme segati v sam ľleb),

·       pri vgradnji elementov, ki prebadajo streho (okna, dimnik) je potrebno folijo vgraditi oziroma zavihati tako, da je onemogočeno vdiranje prąiča, deľja in prahu.

Na sliki 2 c je prikazana vgradnja sekundarne rezervne kritine nad toplotno izolacijo in vetrne zapore – parne ovire.

2. Prehod vodne pare skozi elemente streąne konstrukcije

V streąno konstrukcijo lahko notranja zračna para zaradi različnih vzrokov:

            I.     Na notranji strani toplotne izolacije se pojavijo netesnosti. Vzroki so: stropna obloga ni dovolj tesno spojena, toplotna izolacija ne zapolnjuje ves prostor med ąkarniki, parne zapore (ovire) niso dobro zalepljene ali so predrte zaradi električnih instalacij.

           II.     Kadar niso pravilno izbrane difuzijske upornosti vodni pari v posameznih plasteh sestave strehe.

           III.     Parna zapora (ovira) je vgrajena nad toplotno izolacijo oziroma je njen upor difuziji vodne pare večji od upora spodnjih plasti.

Z difuzijo vodne pare, to je prodiranjem pare skozi gradbene konstrukcije in njihove sloje, se dejansko izenačijo različni parcialni tlaki. Sloji nudijo toku vodne pare določeno difuzijsko upornost ( m.d), ki je izraľena z debelino zračnega sloja ekvivalentne upornosti.

 2 a. Obstoječi predpisi

Osnovne zahteve za zasnovo gradbenih konstrukcij z ozirom na difuzijo vodne pare so zbrane standardu SIST 1025. V standardu so predpisani osnovne zahteve za zasnovo gradbeni konstrukcij z ozirom na difuzijo vodne pare. Opredeljene so z naslednjimi zahtevami:

·       gradbena konstrukcija mora biti zasnovana tako, da pri računskih temperaturi in vlagi vodna para, ki prodira skozi gradbeno konstrukcijo ne kondenzira,

·       če vodna para kondenzira, ne sme preseči dopustne vlaľnosti materiala,

·       da kondenzirana vlaga izpari v poletnem obdobju.

Po DIN 4108 – 3 del velja glede izračuna prehoda vodne pare sledeče:

            I.     Pri neprezračevanih strmih strehah ni potrebno računsko preverjanje difuzije vodne pare če je pod ali med toplotno izolacijo vgrajena sklenjena parna zapora z relativno difuzijsko upornostjo oziroma zaporno vrednostjo S_d > 100 m. Če je parna zapora vgrajena v toplotni izolaciji, ne sme biti pod parno zaporo več kot 20 % celotne toplotne upornosti, kar je običajno 20 % debeline toplotne izolacije

           II.     Pri prezračevanih strmih strehah, ki imajo vsaj eno prezračevano plast nad toplotno izolacijo ni potrebno preverjanje na kondenzacijo vodne pare, če je naklon strehe večji od 10^o in izpolnjujejo sledeče pogoje:

·       povrąina dovodnih odprtin na nasproti leľečih napuąčih mora znaąati 2 ^o/_oo  tlorisa strehe, toda ne manj kot 200 cm² na tekoči meter napuąča,

·       skupna povrąina odvodnih povrąin mora znaąati najmanj 5 ^o/_oo tlorisne povrąine strehe,

·       da znaąa neoviran svetli prerez zračne plasti nad toplotno izolacijo pod kritino vsaj 200 cm² na tekoči meter napuąča, pravokotno na smer zračnega toka in da ima v najoľjem mestu vsaj viąino 2,0 cm,

·       pri streąnih konstrukcijah količina kondenzirane pare ne sme preseči1,0 kg/m²

·       v primeru, da kondenz nastaja v ravnini med dvema materialoma, je največja dopustna količina kondenza največ 0,5 kg/m²,

·       pri lesu je dopustna vlaľnost največ 5 %, pri ivericah, vlaknenkah, vezanih ploąčah ipd, pa največ 3 %,

·       Če kontroliramo difuzijski izračun, moramo upoątevati difuzijsko ekvivalentno debelino zračne plast v odvisnosti od dolľine ąkarnikov a:

a <10 m S_d > 2 m

a <15 m S_d > 5 m

a >15 m S_d > 10 m

3. Gradbene fizikalne lastnosti posameznih folij

a Parna zapora in parna ovira, določitev zaporne vrednosti S_d

Da lahko vzdrľujemo in ohranimo kvalitetne klimatske pogoje v mansardnem bivalnem prostoru, moramo zagotoviti, da se izolacija prekomerno ne navlaľi. Če se toplotna izolacija prekomerno navlaľi, hitro pade njena toplotna izolativnost, kar pomeni znatno povečanje toplotne prevodnosti. V primeru vgradnje toplotne izolacije i iz mineralna volne, ki ima gostoto pribliľno 30 kg/m³, zadostuje za znatno povečanje toplotne prevodnosti, omočenega z vodo ľe samo 3 % vmesnega prostora. Ker s z padcem izolativnosti poveča toplotna prevodnost, prihaja do pospeąenega navlaľevanja, zamakanj ter vseh posledic kot so plesen in povečane toplotne izgube. Vsemu temu se lahko pri strehah, ki jih sestavljajo ąkarniki in toplotno izolacijski materiali izognemo, če vgradimo primerno parno zaporo (oviro) na notranji strani streąnega elementa. Parna zapora (ovira) mora biti sklenjena po celi povrąini. Izvedena mora biti zrakotesno na stiku z stenami in streąnih prebojih. Najvaľnejąa lastnost parne zapore (ovire) je upor prehodu pare oziroma relativna difuzijska upornost vodni pari S_d. Zaporno vrednost izrazimo z enačbo

 S_d = d.m (oznaka za S_d je v SIST 1025  označena z črko »r«)

V enačbi pomenijo:

S_d = d . m (m)

d (m) debelina materiala

m (-) difuzijska upornost vodni pari

 Po definiciji iz ustreznega standarda je »m« razmerje med difuzijsko prevodnostjo vodne pare v zraku d_a in difuzijsko prevodnostjo vodne pare v obravnavanem materiala d_m (folije). Enačbo zapiąemo:

m = d_a/d_m

Gostoto difuzijskega toka vodne pare izrazimo z enačbo:

i = p_i - p_{a /} d_a = Dp _/ d_a    (kg/m²h)

Dp = razlika delnih tlakov vodne pare  v zraku ( Pa = N/m²)

 1/D  = 1,5 . 10⁶  ( m_n.d_n) .... Pa m²h/kg ... difuzijska upornost   n  plasti

Difuzijska prevodnost voden pare v zraku se s temperaturo le malo spreminja, zato lahko vzamemo:

d_a  = 0,62.10^-6   kg/mhPa

1 /D = d.m/ d_a  = 1,5 .10⁶ . m.d

Difuzijsko prevodnost vodne pare skozi folijo ( d_{m =} d_fol ) izračunamo po enačbi:

d _fol = 1,5 . 10⁶ m.d (Nh/kg)

Prehod vodne pare oziroma gostoto difuzijskega toka vodne pare skozi folijo izrazimo:

i = Dp _/ 1,5 10⁶ m.d (kg/m² h)

 Pri tem pomeni:

m.d = S_d = r (m) … relativna difuzijska upornost prehodu vodne pare oziroma ekvivalentna zračna plast

m… ( - )  difuzijska upornost  prehodu vodne pare  (snovna lastnost, določena eksperimentalno)

d (m)……… debelina materiala (folije)

 Difuzijske koeficiente »m« za različne materiale dobimo iz ustreznih tabel, kjer so navedene toplotne lastnosti materialov (DIN 4108 – 3 del).

Za folije iz različnih materialov dobimo z izračunom sledeče vrednosti:

V podstreąnih prostorih se mnogokrat v neupravičenem strahu pred morebitno kondenzacijo vodne pare, vgrajujejo visoko zaporne sintetične ali aluminijaste folije, namesto primernejąih za paro prepustnih folij. Iz tega staliąča je zelo pomembna izvedba parnih zapor oziroma parnih ovir. Pri tem moramo biti pozorni na izraze. Parna zapora onemogoči napredovanje pare, parna ovira pa napredovanje pare samo ovira. Meja med parno oviro ni zaporo ni točno določena. Materiale, ki jih uporabljamo kot parne zapore, imajo zaporno vrednost Sd > 6(10) do 160 m.

 Uporaba parne zapore na notranji strani konstrukcije reąi problem vlage v konstrukciji, če je vgrajena dovolj strokovno. Vendar pa je lahko po zaključku gradnje ali obnove konstrukcije v zgradbi prisotna ąe velika vsebnost vlage, kar lahko povzroči poąkodbe lesenega dela konstrukcije. Če ľelimo zagotoviti hitro in učinkovito izsuąevanje vse leto, je primernejąe vgraditi parno ovironamesto parne zapore. Upor vodni pari naj bi bil pri parni oviri vsaj  10 – krat večji kot je pri foliji, ki je vgrajena na hladni strani. Če ima v naąem primeru folija, vgrajena na hladni strani toplotne izolacije  in upravlja funkcijo rezervne kritine, zaporno vrednost S_d = 0,02 m, naj ima parna ovira zaporno vrednost za vodno paro v mejah od  S_d =0,2 -  2 m. V primeru, če se kot izolacijski material uporabi mineralna volna z nizko difuzijsko upornostjo prehoda vodne pare (m = 1 do 1,25), lahko namestimo na notranji strani parno oviro, ki ima zaporno vrednost S_d = 0,5 do 0,8 m. Pri tem mora biti pravilno izveden prezračevani sloj nad za paro prepustno folijo - rezervno kritino. Parna ovira mora biti na stikih pravilno poloľena (s preklopi) in tesnjena, kar velja tudi za vse preboje.

Vgrajevanje parne zapore namesto parne ovire ali obratno, je odvisno od sestave konstrukcije, klimatskih razmer in mikro klimatskih pogojev v prostoru. Zato je neko posploąeno določevanje, v katerem primeru zapora in v katerem primeru ovira, praktično nemogoče. Natančen izbor materiala je moľen le z izračunom parno difuzijskih karakteristik glede na ľe omenjene pogoje.

Parno zaporo (oviro) je potrebno zaąčiti pred poąkodbami in s tem pripomoči k zadostni izolacijski učinkovitosti strehe v vetrovnih dneh. Zrakotesnost je poleg ugodnih difuzijskih lastnosti in toplotne izoliranosti odločilna za učinkovitost in trajnost celotnega sistema konstrukcije sestave strehe. Zaąčito parne ovire izvedemo tako,da jo premaknemo v notranjost sistema. Način izvedbe je prikazan na sliki ąt 3.

Pri montaľi mavčno kartonskih ploąč za zaključno stropno oblogo, se ob uporabi posebnih drľal za pritrjevanje nosilne kovinske podkonstrukcije lahko izkoristi prostor, ki nastane med parno oviro in stropno finalno oblogo za razvod instalacij. Ta prosto lahko ostane kot zračni sloj, lahko pa ga napolnimo s toplotno izolacijo (slika 3 a). Maksimalna debelina izolacije pod parno oviro znaąa 4 cm pri debelini osnovne izolacije 16 cm oziroma 5 cm pri debelini osnovne izolacije 18 cm. Toplotni upor dela slojev pod parno oviro lahko doseľe maksimalno 20 % toplotnega upora celotnega sistema. Zrak je dober izolator le v primeru, če je suh in miruje ter zaprt v manjąih prostorih. Iz tega razloga, parne ovire ne smemo premakniti pregloboko v sistem, ker se odvečna vlaga lahko vrne nazaj v prostor.

 Kadar ľelimo doseči dobro poľarno zaąčito, uporabimo za stropne obloge ognje varne mavčne kartonske ploąče v enem ali dveh slojih. V kuhinjah vgrajujemo impregnirane ognje varne mavčno kartonske ploąče. V primeru, da je zahtevana protipoľarna zaąčita streąne konstrukcije, za strop pa ľelimo uporabiti lesen opaľ, ga vgradimo pod oblogo iz ognje varnih mavčno kartonskih ploąč.

b) Vetrna pregrada

Če streąna konstrukcija ni zaąčitena pred vetrom, lahko pride do znatnih poąkodb. V kritičnih pogojih se lahko zaradi vetra, ki vdre v toplotno izolacijo, zmanjąa toplotno izolacijska vrednost streąine tudi za 25 % in več. Problem reąimo tako, da med toplotno izolacijo in notranjo oblogo vgradimo vetrno zaporo, ki istočasno lahko sluľi tudi kot parna ovira. Vetrno zaporo se polaga vedno na notranjo stran ąkarnikov. To je posebej pomembno, kadar imamo v streąni konstrukciji pod kritino dve prezračevani plasti zraka. Vertikalna prekrivanja zapore morajo biti vedno nad ąkarnikom in dodatno zlepljena z ustreznimi lepilnimi trakovi. Na izpostavljenih legah, ob stenah in elementih, ki segajo skozi povrąino streąne konstrukcije (streąna okna, dimniki) moramo zagotoviti zadostno prekrivanje posameznih plasti sekundarne kritine.

Na streąnih pročeljih, notranjih stenah in ob kaminih se pritrdi notranjo vetrno zaporo na steno. Na sliki 3 a in 3 b  je prikazana vgradnja vetrne zapore  in parne ovire ob napuąču na kolenčni zid. Zaporna vrednost folije znaąa S_d = 2 m.

Pri vgradnji vetrne zapore v streąno okno je potrebno na zgornji in spodnji strani slepega okvirja okna pritrditi trakove vetrne zapore, katere se nato s 10 cm prekrivanjem prilepi na ľe poloľeno sekundarno rezervno kritino.

Pred montaľo notranjih oblog (mavčne ploąče, leseni opaľ) je potrebno ponovno preveriti, ali so toplotna izolacija ter zapora za veter in paro pravilno poloľena in po potrebi odpraviti morebitne pomanjkljivosti.

c) Izbira sekundarne kritine in parne ovire pri neprezračevani strmi strehi

Kadar moramo opustiti prezračevano plast nad toplotno izolacijo (v primeru, da ni prostora), je potrebno na topli strani toplotne izolacije vgraditi primerno kvalitetno parno zaporo, ki bo zmanjąala difuzijsko tok pare v streąno konstrukcijo. Nad toplotno izolacijo pa vgradimo ąe rezervno sekundarno kritino, ki naj bo dovolj difuzijsko prepustna za paro. Na osnovi difuzijskega izračuna po DIN 4108 – 5 del je na sliki 4 prikazan diagram, s katerim lahko preverimo pravilnost izbranih folij.

Na vodoravni osi je nanesena difuzijsko ekvivalentna debelina zračne plasti za parno zaporo Sd_j, na navpični osi pa difuzijska upornost rezervne kritine Sd_a. V diagramu so prikazana ątiri omejena področja:

-         I., kjer ni nevarnosti kondenzacije,

-         II. in III. , kjer je kondenzacija prevelika,

-         IV., področje, kjer se nastali kondenzat poleti posuąi (izpari).

Za primer poglejmo izvedbo strehe, kjer smo za parno zaporo uporabili navadno PE folijo z zaporno vrednostjo S_d = 8 m. Če ľelimo ostati v I. področju, brez nevarnosti kondenzacije vodne pare, moramo izbrati primerno za paro propustno rezervno kritino. Na domačem trgu imamo na razpolago folije različnih vrst (DELTA - verzije z S_d = 0,02 do 0,15 m), folije TYVEK z S_d = 0,02 m itd. Izbor ustrezne folije je odvisen od potrebne trdnosti, poľarne varnosti, obstojnosti, vrste kritine.

Iz diagrama na sliki 4 lahko razberemo:

·        V primeru, da izberemo folijo z zaporno vrednostjo Sd > 20 m pridemo v področje kondenzacije vodne pare, to je v polje I. in III.

·       V polje IV. pridemo, če za rezervno kritino uporabimo enako PE folijo kot za parno oviro (S_d = 8 m). Prav tako pridemo v polje IV, če uporabimo katerokoli folijo, ki ima zaporno vrednost med 18 m > Sd > 0,5 m.

4. Zaključek

Ker nobena kritina ni večna, lahko dokaj hitro propade zaradi zamakanja, zlasti nad podstreąnimi bivalnimi prostori. Temu sta lahko vzrok dolgotrajno deľevje in sneg, ki ob posebnih pogojih prodreta skozi kritino. Prav tako lahko zaradi vetra uhajata pod netesno kritino sneg in deľ. V takih primerih je seveda potrebna rezervna kritina – folija, ki vodo odvede v ľleb ob napuąču. Rezervna kritina je pomembna tudi v poletnem obdobju, ker prezračevalni sloj nad njo bistveno zmanjąa pregrevanje streąne konstrukcije. Med toplotno izolacijo in notranjo oblogo je potrebno vgraditi ustrezno parno oviro in obenem vetrno zaporo, kar ob pravilni strokovni vgradnji pripomore k zadostni izolacijski učinkovitosti v vetrovnih dneh. Iz tega vsega navedenega sledi, da je izbira folij in njihova natančna vgradnja pri načrtovanju strehe zelo pomembna, če ľelimo doseči primerno zaąčito streąne konstrukcije in notranjih prostorov pred različnimi nevąečnostmi.

Viri: DIN 4108 del 1 do 5