Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Návrhová odolnost kotevního systému hydroizolačního povlaku mechanicky kotvené střechy

Pro výpočet kotevního plánu mechanicky kotveného hydroizolačního povlaku střechy (MEFAWAME) je nutno kromě správné hodnoty zatížení sáním větru stanovit odpovídajícím postupem také návrhovou odolnost (dovolené namáhání) použitého kotevního systému.

1. Legislativní podklady

Metodika určení návrhové odolnosti je dána normou ČSN EN 1990 (platnost od roku 2007) a řídícím pokynem ETAG 006, přičemž konkrétní hodnota by měla být uvedena v evropském technickém schválení (technické specifikaci) ETA, a to na základě předepsaných zkoušek.

Od roku 1989 platí také Směrnice Rady 89/106/EHS o sbližování právních a správních předpisů členských států týkajících se stavebních výrobků (Construction Products Directive – CPD, ve znění příslušné části směrnice Rady 93/68/EHS). Účelem CPD je zajistit sjednocení základních požadavků na stavby a návazně i na stavební výrobky a stanovit podmínky pro uvádění stavebních výrobků na jednotný trh EU.

Implementaci CPD do českých právních předpisů zajišťuje Zákon č. 22/1997 Sb. Technické požadavky na stavební výrobky, které jsou dále konkretizovány v následujících prováděcích předpisech k tomuto zákonu:

  • Nařízení vlády č. 163/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky, ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb.
  • Nařízení vlády č. 190/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na stavební výrobky označované CE, ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 128/2004 Sb.

Od 1. 7. 2013 by se měla situace změnit, a to v souvislosti s tím, že vstoupí v plnou účinnost Nařízení evropského parlamentu a rady (EU) č. 305/2011 (Construction Products Regulation – CPR), kterým se ruší směrnice Rady 89/106/EHS (CPD). Cílem tohoto nařízení je zajistit, aby byly podávány přesné, spolehlivé a důvěryhodné informace o vlastnostech stavebních výrobků nezbytných pro provádění a navrhování staveb, a upravit jednoznačná pravidla pro připojování označení CE.

2. Současný stav

Nejdůležitějším podkladem pro správné určení odolnosti kotevního systému hydroizolačního povlaku mechanicky kotveného střešního souvrství a jeho praktické použití při vypracování kotevního plánu je řídící pokyn ETAG 006. Tento pokyn je platný již od roku 2000.

Jeho vydání bylo skutečně revolučním krokem, protože se (konečně) snaží zohlednit ve výpočtu kotvení rozdílnou kvalitu vyráběných hydroizolací i kotev a jejich možných kombinací.

Bohužel po mnohaletém praktickém používání se ukazuje, že tento předpis není dobře zpracován. Obsahuje celou řadu nejasných a zavádějících ustanovení, dokonce i závažných chyb. To způsobuje nejednoznačnost výkladu metodiky i vyhodnocení zkoušek s logickým důsledkem – u některých materiálů lze vyjádřit pochybnosti o objektivitě deklarovaných vlastností.

Původní záměr sjednocení základních požadavků, směřujících k usnadnění vstupu stavebních výrobků na jednotný trh, tak byl částečně zmařen. Doufejme jen, že údajně připravované novelizaci bude věnována patřičná pozornost, a její zpracování včetně připomínkového řízení bude svěřeno skutečným odborníkům ze všech dotčených sfér stavebnictví.

Dosavadní podoba pokynu je, zdá se, příliš ovlivněna představami a požadavky zkušebních ústavů. Z toho ovšem vyplývá poměrně značná finanční náročnost předepsaných zkoušek a tak dokument ETA nebo obdobný dokument má k dispozici jen málo výrobců, dovozců a distributorů, přesto že je podle systému Eurokódů jediným podkladem pro posouzení vhodnosti výrobku k určenému použití a zároveň i prokázání mechanické stability a odolnosti jimi dodávaných sestav.

Dalším negativním jevem, který současnou situaci ovlivňuje, byla spousta výjimek pro plnou účinnost systému Eurokódů a navazujících ustanovení v některých státech EU, kde se stále projevuje určitá setrvačnost ve lpění na starých a neplatných zásadách.

V neposlední řadě se projevuje ignorantství k platné legislativě popř. i neznalost jak na straně výrobců (dovozců a distributorů), tak státních orgánů. Je skutečně nepochopitelné, proč ÚNMZ v Technickém návodu pro činnosti autorizovaných osob při posuzování shody stavebních výrobků pro hydroizolace podle nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. uvádí, že: „Mechanicky kotvené povlakové krytiny lze posuzovat také podle NV č. 190/2002 Sb., ETAG 006“. Jako by na mechanické odolnosti a stabilitě ani nezáleželo…

Vzhledem k tomu, že máme u nás pouze několik výrobců pružných hydroizolačních materiálů a platný doklad o mechanické odolnosti jím dodávaného systému vlastní pouze jeden, jsme prakticky výlučně odkázáni na přístup zahraničních výrobců a jimi poskytnuté zdroje potřebných informací.

Absence příslušných údajů tvoří pochopitelně poměrně značné překážky v komerční oblasti. Se zvyšující se měrou informovanosti zodpovědných pracovníků vyšších dodavatelů, stavebních dozorů i investorů stále přibývá případů, kdy nelze předat kotvenou střechu bez odborně zpracovaného kotevního plánu.

Odbornost se již na první pohled pozná i podle použité hodnoty návrhové odolnosti kotevního systému. Stále ještě velké procento dodavatelů hlavních komponent řádně necertifikované sestavy mechanicky kotveného střešního povlaku (tj. hydroizolace a/nebo kotev) používá jednotnou „náhradní“, nicméně neoprávněnou, hodnotu 0,400 nebo i 0,500 kN/kotevní místo bez ohledu na konkrétní typ hydroizolace nebo kotev. Tato hodnota je čistě empirická a neodráží skutečnou odolnost kotevního prvku ve spojení s konkrétním hydroizolačním povlakem – neodráží totiž rozdílnou kvalitu povlaku, kotev ani nosného podkladu.

Někteří dodavatelé hydroizolací nebo celých sestav dokonce správným postupem stanovené hodnoty odolnosti kotevního systému tají – nejenom pokud jsou výrazně nižší než u konkurence, ale i pokud jsou docela vysoké. Je to často motivováno obchodními důvody – prodej vyššího počtu kotev u „papírově“ dostatečně odolného systému je ekonomicky nesporně zajímavý. Nic jim nezáleží na tom, že vyšším než nezbytně nutným počtem kotev se zvyšuje množství svárů v přelepení vložených řad kotev a tím se zbytečně zvyšuje riziko jejich špatného provedení. Nelze opominout určitý dopad do tepelně-technických vlastností celé konstrukce (tepelné mosty), o nesplnění požadavku hospodárnosti nemluvě (viz čl. 2.1 v ČSN EN  1990).

Některé hydroizolační systémy se dokonce mohou ve smyslu ETAG 006 dodávat pouze s jedním typem kotev, což výrazně omezuje jejich uplatnění na našem trhu. Není divu, že jejich distributor tají existenci platné ETA, z níž toto omezení vyplývá a dodává kotevní plány pro libovolnou kombinaci kotevního systému s použitím „tradiční“ empirické hodnoty 0,40–0,50 kN/kotevní místo. Takto zpracovaný kotevní plán je proto možné označit za nesprávný, neplatný a tím pádem v samém důsledku až za vadný. Tento přístup ovšem vzbuzuje podezření o snaze po dosažení monopolizace za každou cenu.

Poznámka:
Nutno podotknout, že hodnoty 0,400 ani 0,500 kN se nevyskytují ani v jednom z (autorovi dostupných) výsledků zkoušek!

3. Rozbor výsledků zkoušek

Následující rozbor byl proveden na základě údajů z vydaných technických schválení ETA a také provedených zkoušek bez následného vyhodnocení do podoby ETA. Celkem se jedná o přibližně 80 hodnot pro různé kombinace hydroizolačních materiálů, typů a značek kotev, jakož i druhů nosných vrstev střešních konstrukcí. Výsledky jsou velmi zajímavé a navíc dostatečně ilustrativní pro pochopení významu použití správné – reálné hodnoty odolnosti. Stejně tak je z nich zřejmé, kde jsou v pokynu ETAG 006 nedokonalosti.

3.1. Různé materiálové báze kotvené hydroizolace

Graf č. 1
Graf č. 1

Graf č. 1 obsahuje minimální a maximální hodnoty návrhové odolnosti jednoho druhu kotevního systému, sestávajícího z plastového teleskopu a šroubu, na nosné konstrukci z ocelového trapézového profilu, pro různé materiálové báze hydroizolačních povlaků.

Je zjevné, že z pohledu jednotlivých typů a značek hydroizolace vykazuje zvolený typ kotevního systému nejvyrovnanější výsledky s klasickým těžkým bitumenovým pásem, určeným pro mechanické kotvení. Modifikovaný SBS pás má také poměrně vyrovnané výsledky, hodnoty jsou ale navíc cca o 20 % lepší. Absolutně nejlepších ale i nejhorších výsledků dosahuje fólie PVC – hodnoty se mohou lišit více než 3×!

Důvodem může sice být nedodržení předepsaného postupu průběhu zkoušek notifikovanou osobou nebo rozdílná charakteristika použitých kotev (která je ale až na pár excesů prakticky stejná), nejpravděpodobnější je ale neočekávaně velký rozdíl ve skutečné kvalitě hydroizolačního povlaku, daný kvalitou použité nosné vložky, množstvím plniv ve směsi PVC, dodržením technologické kázně ve výrobě apod.

3.2. Vliv tloušťky pásu hydroizolace PVC-P

Graf č. 2
Graf č. 2

Na grafu č. 2 jsou zobrazeny výsledky zkoušek odolnosti kotevního systému stejného hydroizolačního pásu renomovaného evropského výrobce a to pro tloušťky 1,2 mm a 1,5 mm. Každá tloušťka byla zkoušena v jiném zkušebním ústavu a v různou dobu.

Zajímavé je, že hodnota pro tl. 1,5 mm, naměřená ještě před vydáním řídícího pokynu ETAG 006, se shoduje s později zveřejněným údajem v technickém schválení ETA, přičemž podle předepsaného postupu interpolace by pro tento typ kotev měla být návrhová odolnost menší.

Cca 2 roky po vydání ETA byla provedena nová zkouška a to pouze pro tloušťku fólie 1,2 mm a plastový teleskop odlišné materiálové báze, kdy byl naměřen přibližně o 30 % horší výsledek, než udává ETA hydroizolace. Podle ETA kotev má však tato kotva stejné pevnostní charakteristiky jako kotva předešlá…

Neméně zajímavé je zjištění, že naprosto stejné výsledky byly naměřeny pro kombinaci šroubu s kovovou podložkou, což je plně v souladu s ETA pro použité kotvy. To ale logicky znamená, že porušení systému nastalo na straně hydroizolace, což by mělo znemožnit použití jiných kotev s nižší charakteristikou.

Může to znamenat, že druhý z ústavů provedl zkoušku špatným postupem, stejně ale i to, že tloušťka hraje v určování odolnosti větší roli, než je výrobce ochoten přiznat. Oficiálně totiž garantuje vyšší hodnotu pro obě tloušťky.

3.3. Jiné neočekávané vlivy

Graf č. 3
Graf č. 3

Pozoruhodné jsou i výsledky zkoušek pro jinou fólii na bázi PVC-P, prováděné v rozmezí let 2008–2012 toutéž předepsanou metodikou (nicméně různými zkušebnami) a znázorněné na grafu č. 3.

Pro kotvení byla vždy použita kombinace plastového teleskopu se šroubem do ocelového trapézového profilu, vždy však od jiného výrobce kotvy. V roce 2008 byl použit teleskop z polypropylenu (PP), v roce 2011 z polyamidu (PA). Výsledky obou zkoušek byly zahrnuty do dokumentu ETA s tím, že kotvy jiných výrobců, které mají menší charakteristiky, nelze použít.

To ovšem značně zkomplikovalo výrobci možnost uplatnění jím vyráběné fólie na trhu. V roce 2012 bylo proto přikročeno k další zkoušce, při níž bylo použito PA kotev dalšího výrobce, s „papírově“ nižší charakteristikou o 17 %. S těmito kotvami bylo kupodivu dosaženo o 15 % lepších výsledků!

Oficiálně však výsledky třetí zkoušky nejsou výrobci moc platné, protože její výsledky nejsou zapracovány do ETA a tedy v podstatě jako by nebyly.

Může to znamenat chybu v metodice zkoušek, ale takřka třetinový rozdíl v naměřených hodnotách také evokuje otázku, zda během oněch čtyř let byla zachována vždy stejná kvalita zkoušené hydroizolace…

3.4. Vliv subjektivních chyb zpracovatele certifikátu

Graf č. 4
Graf č. 4

Někdy je nutno se nad údaji, uvedenými v ETA kotvené hydroizolace, více zamyslet a případně je i upravit – pokud možno kvalifikovaně „objektivizovat“.

Pro zkoušky, sloužící k vydání ETA jednoho typu PVC-P fólie, bylo použito dvou druhů kotev:

  • kombinace šroubu a plastového teleskopu
  • kombinace šroubu a kovové podložky

Při sestavování ETA došlo zřejmě k překlepu zpracovatele – zaměnil navzájem referenční odolnost použitých kotev. Navíc dokonce u jednoho z typů zaměnil střední a charakteristickou hodnotu.

Obzvláště tragický je tento omyl pro možnost použití plastového teleskopu se šroubem jiných výrobců, což tato ETA umožňuje.

Uvedená referenční odolnost je totiž 1800 N, přičemž běžné (a skutečně kvalitní) kotvy tohoto druhu dosahují hodnoty 1060–1080 N (viz graf č. 4). Oficiální dopad je fatální:

  • hodnota návrhové odolnosti se sníží z 541 N na pouhých 318 N
  • použití jiných než zkoušených kotev vede ke zvýšení jejich počtu o 70 % (!!)

Další kuriózní situace nastává u kotev s ocelovou podložkou, pro niž byla uvažována referenční odolnost 1450 N. Výrobce kotev, použitých pro zkoušku, mezitím inovoval svoji ETA, podle níž tento typ kotvy má deklarovánu hodnotu 1080 N. Tím se ale teoreticky tento dodavatel kotev (ne vlastní vinou) vyšachoval u tohoto typu kotvené hydroizolace – nyní by se mělo pro dosažení požadované mechanické stability a odolnosti dodat o 26 % týchž kotev více…

4. Závěr

Od července 2013, kdy nastane plná účinnost Nařízení EP a Rady EU č. 305/2011 o stavebních výrobcích (CPR), které dále posílí zodpovědnost projektanta resp. realizátora střešního pláště za zvolené řešení, se riziko volby a posouzení špatné kombinace prvků systému dále zvýší. Podle CPR bude sice povinnost připojit ke všem stavebním výrobkům, na které se vztahují harmonizované normy (hEN) nebo pro které bylo vydáno evropské technické posouzení (ETA), označení CE a prohlášení o vlastnostech ve všech státech EU bez výjimky, nelze ale objektivně předpokládat, že situace ve vydávání ETA se ze dne na den změní a bude tak možno zajistit spolehlivou a užitečnou informaci o vlastnostech stavebních výrobků, které se vztahují k plnění základních požadavků na stavby.

Velké rezervy jsou na straně profesních a zájmových organizací, které by měly této problematice věnovat více pozornosti. Praxe ukazuje, že informovanost odborné veřejnosti je až na výjimky zoufale nízká.

Nelze než doufat, že se situace co nejdříve vyjasní a veškerá související legislativa přestane být pouhým nepříliš dokonalým byrokratickým aktem s podobným „významem“ jako direktivně určená velikost klecí pro slepice nebo zákaz ohřívání guláše.

K dobru věci by jistě prospěla i větší aktivita státního dozoru nad trhem v harmonizované oblasti (výrobky s CE). Cílem CPR je totiž mimo jiné zajistit, aby vnitrostátní orgány dozoru byly vybaveny rovnocennými prostředky zásahu a nezbytnou pravomocí zasahovat na trhu tak, aby mohly omezit nebo stáhnout z trhu výrobky, které nejsou v souladu s právními předpisy Společenství.

 
Komentář recenzenta doc. Ing. František Kulhánek, CSc., ČVUT Praha

Velmi zajímavý a čtivý článek špičkového odborníka v oblasti kotvení střešních krytin. Text ukazuje na mimořádné znalosti autora jak v oblasti legislativy s kotvením spojené, tak i na praktické znalosti a zkušenosti – viz porovnání výsledků měření a kritická analýza řady experimentů.
Oceňuji podrobný výpis všech legislativních dokumentů s touto oblastí souvisejících, uvedený v úvodu článku.
Následný „Rozbor výsledků zkoušek“, vycházející z analýzy cca 80 provedených experimentů, je nesmírně zajímavý, a to jak co se týče dílčích výsledků jednotlivých experimentů, tak i s ohledem na jejich rozbor a závěry, plynoucí pro použití jednotlivých druhů kotevních prvků a příslušných hydroizolačních materiálů. Svůj nesporný půvab mají i komentáře autora k výsledkům experimentů s ohledem na změnu množství kotevních prvků, dopadu závěrů měření do tržního mechanismu a české i evropské legislativy. Rozhodně doporučuji tento článek k publikování.
doc. Ing. František Kulhánek, CSc.

English Synopsis
Design resistance of fasten system of waterproofing sheet on mechanically fastened roof

To calculate the fastening plan of mechanically fastened waterproofing roof sheet (MEFAWAME) it is necessary in addition to the correct wind suction procedure also determine by the corresponding way the resistance (allowable stress) of the fasten system.

 
 
Reklama