Polyuretanové střechy (od A do Z)
Úvod
Od počátku devadesátých let se na našem trhu objevila technologie izolací plochých střech nástřikem tvrdé polyuretanové pěny (dále jen PUR). Na různých seminářích či v odborném tisku se objevují protikladné názory, z obou stran často podpořené neznalostí problematiky. Byl jsem požádán redakcí časopisu Střechy, abych jako osoba dlouhodobě se zabývající touto technologií, připravil něco jako seriál, který výše uvedenou problematiku „osvětlí“ odborné i laické veřejnosti. Za tento poskytnutý prostor na stránkách časopisu Střechy redakci děkuji. Dále chci čtenáře ubezpečit, že můj pohled bude co nejvíce objektivní a podložený fakty.
Technologie má svůj počátek ve Spojených státech, v Evropě, resp. v sousedním Německu od poloviny šedesátých let. Širší nástup přišel v polovině sedmdesátých let (také jako důsledek ropné krize) a od konce osmdesátých let, vzhledem k novým, na provádění jednodušším způsobům, se použití v západní Evropě zredukovalo. Vysoká náročnost na dodržování technologických pravidel školeným, zodpovědným a stabilním personálem v tvrdých pracovních podmínkách (práce v horku na ploché střeše, v masce a kombinéze) vedlo často k nekvalitní práci a zániku firmy. To však neznamená, že technologie zcela zmizela ze světového trhu.
Skvělé parametry dobře realizovaného díla a krystalizace dobrých a solidních realizačních firem posunují technologii mezi alternativní, s objemem 1 až 2 % celkového poměru na trhu izolací plochých střech. Existují samozřejmě i další způsoby uplatnění nástřiku PUR pěny, kde je její místo nezastupitelné. Ale to není předmětem tohoto seriálu. V úvodu je ještě nutno uvést, že stejně jako ostatní obory se vyvíjejí, jde vývoj technologie PUR též kupředu. Tyto nové směry však popíšu až na konci seriálu, neboť nyní je nutné seznámit se blíže s vlastní technologií.
Materiál
Polyuretany jsou materiály, které nás obklopují doslova na každém kroku, jako např. podrážky obuvi, vlákna oděvů, sedadla či volanty v automobilech, plné pneumatiky stavebních strojů (v Číně jízdních kol), nábytek, matrace – molitan, izolace chladniček a mrazáků, sendvičové panely (plech-PUR-plech), nebo nejprimitivnější bombičky pro utěsnění spár a dutin, které dostanete v každé drogerii. Je zjištěno, že ve vyspělých průmyslových zemích připadá na jednoho obyvatele cca 7 kg polyuretanu.
Každé odvětví má svůj typ polyuretanu – integrální pěny, měkké pěny, strukturální pěny, syntetické kaučuky nebo např. tvrdé pěny. Nás nyní zajímají tvrdé pěny zpracovávané na místě (angl. INSITU FOAM, něm. ORTSCHAUM). Tyto se opět dělí na různé druhy a typy dle charakteru použití. Z této skupiny – pro izolace plochých či lehce skloněných střech nástřikem přímo na povrch, jenž má být izolován, vyhovují stříkané tvrdé pěny o objemové hmotnosti 60 – 65 kg/m3.
Principem metody zpracování „na místě“ je dokonalé smíšení dvou tekutých komponentů v přesně stanoveném objemovém poměru a nanesením této tekuté směsi v podobě aerosolu na suchý, nemastný a čistý podklad za předepsané teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Směs po dopadu na podklad začne ihned chemicky reagovat (do 2 sekund) – reakcí složky B (diphenyldiizokyanátu – MDI) a složky A (směs vícesytných alkoholů, katalyzátorů, retardérů hoření a přesného množství vody) vzniká exotermní teplo a kysličník uhličitý, který hmotu napěňuje – do 20 sekund vznikne tvrdá pěna s uzavřenou mikroskopickou buněčnou strukturou.
Přidáním malého množství hydrochlorofluorouhlovodíku (HCFC) do složky A se dosáhne bezkonkurenční hodnoty lambda 0,02 W/m.K. Po zestárnutí a ustálení tlaku v buňkách je dosaženo hodnoty cca 0,025 W/m.K, což je vynikající. Dříve používaný freon 11 (dnes zakázaný – od roku 1995 se nevyrábí, dle Montrealské dohody) dosahoval v tvrdé pěně hodnot l = 0,017 po zestárnutí 0,02 W/m.K. Světoví výrobci (např. Solvay) již zkoušejí nové plyny, opět s lambdou kolem 0,02 W/m.K. Díky způsobu reakce – polyadice – se z pěny neuvolňují časem žádné životnímu prostředí škodlivé látky, materiál je vhodný např. i pro potravinářský průmysl. Konkurenční tvrzení, že materiál je zatěžující pro životní prostředí, je zcela nesmyslné. Jako odpad je možno PUR pěnu běžně ukládat na skládku, avšak technologický pokrok již našel způsob recyklace – z hotové pěny opět tekuté suroviny.
Nyní se zaměříme na některé vlastnosti, které jsou určující pro použití samostatné izolační vrstvy na střeše:
Tvrdé pěny se pohybují v rozsahu 30 a 100 kg/m3.
Měrná hmotnost dále ovlivňuje tyto vlastnosti: pevnost v tlaku, v ohybu, v tahu, E modul, roztažnost, částečně nasákavost. Pro izolace střech nástřikem se praxí osvědčila objemová hmotnost min. 60 kg/m3, která určuje:
- pevnost v tlaku 0,40 N/mm2 (plně pochůzná vrstva)
- pevnost v ohybu 0,60 N/mm2 (pružná vrstva)
- pevnost v tahu 0,85 N/mm2 (rovná se hodnotě adheze)
- E modul 12 N/mm2 (dilatuje bez prasklin)
Je závislá na objemové hmotnosti, od 60 kg/m3 a více, má konstantní reversibilní hodnotu 5 x 10-5.K-1, což znamená 0,00005 mm na 1 m délky při zvýšení teploty o 1 °C. Vzhledem k dokonalé (lze říci absolutní) adhezi nastříkané vrstvy k podkladu a hodnotě E modulu neomezuje jakkoliv velikost nastříkané plochy na dilatované úseky.
Je závislá na průběhu rosného bodu v izolaci, tzn. kondenzaci – návazně na výbornou difuzi pěny, avšak též na zpracování (dodržení směšovacího poměru, teploty a vlhkosti vzduchu). Správně zpracovaná PUR pěna má maximálně 5 % objemovaý podíl vlhkosti, průměrně však do 2 % objemově. Nedodržením výše uvedených podmínek může dojít k většímu % počtu buněk s otevřenou strukturou.
Volně nastříkaná PUR pěna se vyznačuje nízkým difuzním odporem s hodnotou µ = 50 až 100, což znamená, že izolační vrstva výborně propouští tlaky vodních par zevnitř objektu, vrstva „dýchá“.
Je ovlivněna kombinací nadouvacích plynů, konkrétně CO2 a například HCFC, které jsou obsaženy v mikroskopické uzavřené buněčné struktuře. Skutečná neboli měřená hodnota l = 0,025 W/m.K. (mezera) ČSN, ale i DIN uvádí výpočtovou hodnotu l = 0,030 W/m.K. Zajímavé je to, že hodnota l je stabilní, vzhledem k teplotnímu rozsahu – 190 až + 100 °C. Tepelně izolační vlastnosti PUR pěny jsou zcela výjimečné.
Zde opět platí, čím nižší cena výsledného produktu, tím větší riziko. Požární retardéry (obzvláště moderní a vysoko účinné) zvyšují cenu produktu. Všechny naše pěny jsou požárně retardované.
Tvrdá (střešní) PUR pěna je vysoce chemicky odolná všem běžným látkám – slané a sladké vodě, kyselinám a zásadám do 10% koncentrace, benzinu a naftě, aromatům, olejům apod. Lze říci, že je prakticky nerozpustná. Je odolná biologickým vlivům – plísním, houbám, hnilobě a vrůstání kořenů. Je odolná agresivní průmyslové atmosféře. Není povrchově odolná UV záření, je nutno ji chránit vrstvou proti UV záření. Z praxe však chci uvést, že PUR pěna trpí v hlubších loužích, resp. led vznikající v zimě na střeše může způsobit povrchové poškození UV vrstvy i pěny. UV ochraně je nutné věnovat velkou pozornost. Dále je možno se setkat i s ojedinělým povrchovým poškozením PUR pěny ptáky, kteří konzumují na střeše potravu a občas se „netrefí“. K těmto problémům se ještě vrátíme. Tepelná odolnost PUR pěny je velmi dobrá, od – 190 ºC do + 140 ºC, přičemž se téměř nemění mechanické vlastnosti. Krátkodobě pěny vydrží až 250 ºC.
Tvrdá PUR pěna je výborným elektrickým izolantem – specifický odpor 5,4 x 1014 ohmů na cm. V praxi se setkáváme s jevem, že kráčíme-li po nastříkané střeše, není náš náboj statické elektřiny odváděn a při dotyku s uzemněnou částí střechy (např. atika, hromosvod) dostaneme „ránu“.
Tvrdá PUR pěna se pohybuje dle ČSN 73 0862 v rozsahu C1 až C3, a to v závislosti na „retardéru hoření“ obsaženém v pěně. PUR pěna je obvykle samo zhasitelná a odolná polétavému ohni. Dle DIN 4102 díl 1. je zatřídění B2. (mezera) Jednotlivé vlastnosti pěny lze celkem jednoduše ovlivňovat chemickým složením suroviny, resp. složky A (polyolu). Pro použití na izolace střech nástřikem se na českém trhu objevila celá řada systémů (systém znamená kombinace složek A +B) od různých světových výrobců, např. BASF Elastogran, BAYER Rhein-Chemie nebo ICI Polyurethanes-Interrokita. Dále jsou na trhu výrobky různých menších výrobců jako Nestaan (Holandsko), Pur systém (V. Británie), Resina Chemie (Holandsko) či Borsódchem (Maďarsko). Je však na zodpovědnosti každého zpracovatele – tedy realizační firmy – jaký materiál vybere a zpracuje do výše uvedených vlastností.
Samozřejmostí je povinnost každého zpracovatele mít materiál certifikovaný. To však vůbec neznamená, že výsledek musí být dobrý. O podmínkách ovlivňujících zpracování a vlastnostech konečného výrobku se dozvíte v příštím pokračování.
Zpracování
Jak jsem v předešlé části uvedl, máme tedy dvě tekuté složky (A, B), obvykle dodávané v ocelových nevratných sudech. Zpracování probíhá vždy pomocí speciálního technologického zařízení, které zhruba pracuje takto:
Do obou sudů jsou zasunuta pneumatická sudová čerpadla, která plynule dopravují jednotlivé složky do základního stroje. Tam materiál vstupuje přes filtry, dále postupuje do vysokotlakých pump (většinou pístové) a odtud do předehřívačů. Na cca 50 °CC (dle použitého materiálu) ohřáté složky putují stále odděleně soupravou vyhřívaných hadic do směšovací pistole a opět přes filtry až ke směšovací komoře. Tlakem 80 až 120 atm se obě složky (bez přístupu vzduchu) do sebe dokonale zamíchají a vycházejí z pistole v podobě aerosolu. Materiál je zkušeným pracovníkem nanášen na suchou plochu (např. stará lepenka), kde po dopadu okamžitě reaguje. Po cca 20 sekundách je materiál vyreagovaný, odolný vodě a plně pochůzný. Kvalitní zpracování systému je podmiňující pro všechny vlastnosti tvrdé PUR pěny. V první řadě je to samostatná volba technologického zařízení.
Technologické zařízení
Celosvětově (např. i Japonsko!) se osvědčil americký GUSMER H 2000, v Evropě vedle něj ještě švýcarský IZOTERM nebo německý POLYPLAN. Existují však i další výrobci, avšak ne všechny stroje jsou pro nástřik střech vhodné. Setkal jsem se i s použitím finského stroje, konstruovaného na vypěňování spojek předizolovaného potrubí nebo dokonce se strojem pro vypěňování obalů křehkého zboží (packaging foam). Stroj, resp. souprava, kterou tvoří sudová čerpadla – stroj (předehřívače, vysokotlaké pumpy, řídící elektronika, filtry) – hadicové vedení – směšovací pistole musí být dokonale sladěna, aby bylo dosaženo dodržení co nejpřesnějšího směšovacího poměru, teploty komponentů a dokonalého smíšení obou složek. V případě technologického zařízení kvalitu pěny konkrétně ovlivňují:
- bezporuchová činnost sudových dopravních pump
- čisté filtry na vstupu do stroje
- těsné (nepropouštějící materiál) vysokotlaké pumpy, čistota ve vedení materiálu
- bezporuchová činnost topení (ve stroji i v hadicovém vedení)
- čisté filtry v pistoli
- správně seřízená pistole, naprosto čistá!
- výměna „spotřebních náhradních dílů“ tak často jak má být, nebo je zapotřebí (směšovací moduly apod.)
Nedodržením některého z těchto pravidel může dojít k nesprávnému směšovacímu poměru. Přesto, že pěna vznikne, ztrácí však důležité kvalitativní prvky – obrysovou stabilitu (může se smršťovat a zapříčinit tak vznik prasklin) a buněčná struktura bývá otevřená (pěna je nasákavá). Tyto závady na střechách bývají často přisuzovány materiálu – PUR pěně – obecně, což není pravda. Vždy je příčina v provedení nástřiku, ve výše popsaných závadách. Důležitým prvkem v technologii PUR je prováděcí personál, jenž musí být roky stabilní a mít technologické zařízení „za vlastní“. Odbornost, zkušenost, čistota a zodpovědnost zde musí být stoprocentně naplněny – i ze strany vedení firmy.
Kvalita zpracování však nespočívá pouze ve vhodném a seřízeném stroji, ale též v připravenosti střechy k nástřiku, klimatických podmínkách, volbě vlastního polyuretanového systému (složek A+B), vlastním nástřiku, a nakonec též UV ochranném nátěru. Nyní probereme postupně všechna hlediska.
Materiál - PUR systém
Materiál by měl být samozřejmě chemicky zkonstruován pro nástřik (tzn. především čas startu chemické reakce, objemová hmotnost atd. – viz I. díl seriálu), avšak je nutné vždy přihlížet k typu stroje, na kterém má být zpracován. Doslova – stroj musí umět materiál ohřát, nadávkovat a zamíchat. Nelze zpracovávat PUR systém se směšovacím poměrem 1 : 1,1 na stroji, který „umí“ pouze 1 : 1, je třeba zvolit systém 1 : 1. Je třeba též posoudit viskozitu složek ve vztahu k výkonnosti topení stroje a hadic (hydraulický odpor může způsobit kavitaci v sání a výsledné nedodržení směšovacího poměru).
Klimatické podmínky
Klimatické podmínky jsou také kvalitu ovlivňujícím prvkem, často však ze strany konkurenčních technologií zbytečně dramatizované.
Vlhkost vzduchu max. povolená je 70 %, měří se při nástřiku elektronicky. Hodnota 70 % je v praxi značně vysoká, obvykle se pohybuje ve výši 30 až 50 %. Při překročení 70 % se může u pěny objevit špatná adheze k podkladu nebo jednotlivých vrstev mezi sebou. Také se lehce mění směšovací poměr, složka B ve směsi aerosolu na sebe váže vlhkost. (mezera) Teplota vzduchu nejméně 10 °C, maximálně 35 °C.
Teplota podkladu nejméně 15 °CC, čím více, tím lépe, max. 60 °CC.
Rychlost větru max. do 6 m/s, větší vítr způsobí úlet materiálu (ekonomická ztráta), může způsobit i nerovnost vrstvy nástřiku. (mezera) Všeobecně lze stanovit časové rozmezí pro realizaci od dubna/května do října, s ohledem na deštivé či větrné dny 50 až 100 pracovních dní v roce. Při průměrné kapacitě jednoho stroje 800 m2 denně, je to zcela dostačující prostor. V roce 1998 jsme začínali s realizacemi začátkem dubna. V roce 1999 jsme končili začátkem listopadu – vždy ve 100% kvalitě.
Ze strany konkurence jsem slyšel názor „vždyť PUR nelze aplikovat v dešti“, což je pravda. Ale kterou technologii lze realizovat v dešti – kvalitně? Samozřejmě, lze zkazit PUR stejně jako asfaltové pásy, PVC folie či nátěrové systémy. Také je ale možné PUR udělat výborně. Jde to – když se chce.
Příprava podkladu pro nástřik
V prvé řadě je to příprava technická. Vždy je nutné střechu vidět na vlastní oči, rozhodnout, zda je střecha pro nástřik tvrdou pěnou vhodná, projít a často udělat sondy (v případech, že jsou pochybnosti o skladbě). Dobré je střechu posoudit z hlediska kondenzace a tepelného odporu (pomocí software). Důležité je nezanedbat klempířské prvky a konstrukce, dle stavu tyto vyměnit. Vždy je nutno vzít v úvahu, že střecha bude sloužit 30 či více let a PUR pěna je nanesena i na klempířské výrobky – vhodné je používat titanzinkový plech. Pozornost vyžadují i vpusti.
Dalším důležitým prvkem je vlastní krytina a její stav (a obsah vlhkosti pod ní.). Jedná-li se o asfaltové pásy a jsou-li na nich boule, je nutné je rozříznout, vysušit hořákem a zpět zatavit. Uvolněné části (na atikách) je vhodné zcela odstranit. Je-li pod pásy větší množství vlhkosti, nebo pásy nekotví k podkladu, je nutné je celoplošně demontovat. Podcenění přípravy je častou příčinou poruch nově rekonstruovaných střech (a nejen purem). U plechových krytin – falcovaný nebo trapézový plech – je nutné odstranit povrchovou korozi, natřít základovou barvou a snýtovat uvolněné spoje. Hliníkový plech podle stavu povrchu opatřit primerem. Vlnitý eternit vždy dokonale očistit (drátěným koštětem, lépe tlakovou vodou a nechat dobře vyschnout), napenetrovat.
Hromosvodovou soustavu je vždy nutné rozebrat a po nástřiku opět smontovat. Viděl jsem také střechy, kdy „firma“ přestříkala vše, co na střeše bylo, včetně hromosvodů, odložené trubky lešení a okapových žlabů. To je samozřejmě vrchol neserióznosti a taková firma nemá právo na existenci.
Před vlastním nástřikem se střecha musí dobře zamést. Plochy v bezprostřední blízkosti nástřiku (světlíky, ventilátory, okna apod.) je dobré zakrýt folií, neboť nástřik velmi dobře ulpívá i tam, kde nemá.
Nástřik
Nástřik se provádí za výše zmíněných klimatických podmínek – s citem pro daný typ podkladu. Plechové střechy lze stříkat pouze ve vyšších teplotách (od 20 °C výše), neboť plech je dobrý tepelný vodič a při nízkých teplotách odvádí reakční teplo při nástřiku (snižuje se adheze k podkladu). U asfaltových podkladů nebo eternitu je situace podstatně lepší.
Před nástřikem plochy je vhodné „zastříknout“ detaily – tzn. atiky, odvětrávací komínky apod. Celková tloušťka nástřiku může být neomezeně silná, vždy vrstvená po 10, max. 15 mm. Způsob vrstev zaručuje rovinnost nástřiku za předpokladu dobře seřízené pistole a zručného stříkače. U rovných podkladů (asfalt. pásy, beton ap.) se nástřik provádí vždy ve vrstvách na sebe kolmých – nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná. U vlnitých podkladů (vlnitý, trapézový plech, eternit) se nástřik opět provádí vždy ve vrstvách – nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná – avšak vždy ve směru spádu střechy. Vrstvy se na sebe vždy přesazují, opět za účelem rovinnosti nástřiku. Přerušení nástřiku je nutné ukončit celkovou hotovou vrstvou, neboť pokračování další vrstvy na již nastříkaný PUR může za určitých podmínek znamenat riziko separace vrstvy.
Rozhodující pro kvalitu střechy je zručnost a zodpovědnost osádky stroje a stříkačů – zručnost a cit získává po letech a v zájmu firmy je stabilita tohoto personálu. Fluktuace a nezkušenost jsou časté příčiny vzniku nekvalitní práce.
Ochranná UV vrstva
Jako u většiny plastů, dochází vlivem UV záření na povrchu hmoty ke změnám, resp. narušování poslední molekulární vrstvy, která zhnědne a zkřehne do tloušťky max. 1 mm. Tato vrstva tvoří sama o sobě opět jakousi ochrannou vrstvu proti UV záření (například měď a měděnka). Chemicky dochází ke změně dvojné vazby benzenového jádra na jednoduchou. Z tohoto důvodu se na pěnu nanáší ochranný UV nátěr.
UV nátěr má v některých případech i další funkci – ochranu povrchu pěny proti mechanickému poškození. Nejčastějším bývají pohyby ledu (zmrzlých louží) v zimě. Spád střechy vyžaduje vhodnou volbu UV nátěru, kterých je celá řada, v různých cenových relacích a tomu odpovídajících kvalitách. Dále je třeba též posoudit difuzní odpor nátěru ve vztahu k charakteru střechy a bilance vodních par.
Typy ochranných UV nástřiků
Nejrozšířenějším typem ochranného UV nátěru jsou akrylátové, které jsou též cenově nejlevnější. Jako pojivo je používána akrylátová disperze a z tohoto důvodu jsou zcela ekologické, vodou ředitelné (nikoliv vodou rozpustné). Vyznačují se velmi dobrou odolností UV záření a poměrně velkou elasticitou. Vzhledem k vyšší nasákavosti filmu u některých typů (závislé na výrobci), jsou vhodné na střechy, kde nestojí srážková voda. Životnost, v závislosti na expozici klimatickým podmínkám, se pohybuje mezi 8 až 10 lety. (mezera) Životnost je výrazně ovlivněna kvalitou provedení a tloušťkou suchého filmu. Nátěr by měl být dvojnásobný. Dodávají se jako 1 – komponentní.
Barevné odstíny: šedý, červenohnědý, zelený, bílý
V Evropě neznámé, široce používané ve Spojených státech. Patří mezi dražší, ale s nejlepšími parametry. Jsou velmi vysoce odolné UV záření a povětrnostním vlivům včetně dlouhodobě stojící vodě. Film je velmi elastický a prakticky nenasákavý. Nátěr by měl být dvojnásobný. Nejkvalitnější provedení spočívá v kombinaci: silikon/drcená břidlice/pečetící transparentní silikon. Předpokládaná životnost je přes 40 let bez servisu údržby. Dodávají se jako 1- komponentní. Firma PUR IZOLACE TRADING s.r.o. na základě zahraničního know-how (USA) produkuje vlastní vysoce kvalitní silikonový nátěr pod názvem SILICOAT®.
Silicoat® je jednosložkový rozpouštědlový nátěr na bázi methylsilikonového kaučuku kondenzačního typu s oximovým síťujícím systémem používaný jako UV ochranná a hydroizolační vrstva polyuretanové střešní tepelné a vodotěsné izolace. Tento materiál je homogenní směsí pojiva, inertních plniv a pigmentů, rozpouštědla, reologických aditiv, síťovadel, promotoru adheze a katalytické složky. V případě Silicoatu, jenž je pojivově založen na silikonové kaučukové prostorové síti, je tedy základní pojivovou jednotkou hydroxy-terminovaný polydimethylsiloxan (polydimethylsiloxandiol). Tento polymer je při své vlastní výrobě zbaven vakuovou destilací zbytkových monomerních silanů na obsah pod 1 hm.%. Plniva a pigmenty obsažené ve směsi jsou naprosto inertní a ve směsi zůstávají po vulkanizaci ve stále stejném zastoupení. Toto rovněž platí o přítomnosti reologických aditiv. Jako rozpouštědla je použito těžké benzínové hydrogenované frakce (tj. zbavené nenasycených vazeb, hydrogenací došlo k dearomatizaci frakce, neboť aromáty byly převedeny na cykloalkany) s bodem vzplanutí 40 °C (Pensky-Martens) a s destilačním rozmezím 145-200 °C. Síťovadly jsou v tomto případě trojfunkční alkyloximosilany, promotor adheze je substituovaný alkyltriethoxysilan a jako katalyzátor jsou pak užity organocíničité sloučeniny. Materiál SILICOAT® je vyráběn na základě receptury vyvinuté ve Spojených Státech.
Je jedna z variant, která se používala v Německu. Je to levné a účinné řešení ochrany tvrdé PUR pěny, avšak velmi staticky zatěžuje konstrukci střechy. Aplikace UV nátěrů je možná válečkováním, nátěrem nebo nástřikem. Ten je nejvhodnější, neboť tloušťka filmu je stejnoměrná a odpadá doprava materiálu po střeše a možnost mechanického poškození tvrdé pěny. Nátěr se nanáší ve dvou vrstvách (křížem) na suchou a čistou pěnu. Důležité je proschnutí první vrstvy před aplikací druhé. V místech možných louží je dobré nátěr zesílit. Obnova nátěrů je individuální, dle jejich stavu. Dobře aplikovaný nátěr by měl vydržet 5 let. V případě místního poškození nátěru však nehrozí žádné velké nebezpečí a střecha je plně funkční. Ze strany konkurenčních technologií je často slyšet, že „PUR se musí natírat každý druhý rok“. Je to samozřejmě nesmysl, neboť většina nátěrů (i akrylátových) má životnost více jak pět let. Dalším paradoxem, se kterým je možno se setkat je tvrzení, že „akrylátové nátěry jsou obecně rozpustné ve vodě“ – opět lživé tvrzení. Zde je ať záměrně či nevědomky zaměněno – vodou ředitelné za vodou rozpustné. Jistě každý zná Balakryl, Eternal či jiné nátěry. Jsou to akrylátové nátěry, které po zaschnutí jsou zcela nerozpustné. Pravda, film mívá nepatrně větší nasákavost, pokud je trvale exponovaný pod vodou, ale na druhé straně se vyznačuje poměrně nízkým odporem difuzi vodních par a ekologickým přínosem pro životní prostředí. Na současném českém trhu je asi nejlepším výrobkem inovovaný SANAKRYL PUR-TOP. Nevhodnou kombinací materiálů, nedodržením tech. pravidel však může dojít k lehčím i vážnějším závadám.
Závady a jejich příčiny
Závady polyuretanových střech je časté téma zástupců jiných technologií. Bohužel, celá řada firem (některé dnes již neexistující) poskytla k tomuto tématu dlouhou řadu příležitostí. Konkurenční boj na přesyceném trhu v České republice za podpory citelného snížení investic samozřejmě využívá chybných aplikací tvrdé pěny – avšak často za „každou cenu“ bez znalostí skutečných příčin. V žádném případě však nechci poruchy nikterak zlehčovat či podceňovat. Je pravda, že řada aplikací je na žalostné úrovni a investoři jsou často v nepříjemné situaci. Závady lze rozdělit do třech skupin – lehké, opravitelné a neopravitelné. Jejich příčiny mohou být různé, v zásadě však tyto:
- nedodržení klimatických podmínek při realizaci
- nevhodný stav podkladu
- nevhodný druh a kvalita materiálů
- technika nástřiku
- typ a stav technologického zařízení.
Samozřejmě dochází k možnosti součtu několika těchto příčin najednou, o to horší bývají následky.
Lehké závady
Obecně lze říci, že se jedná o závady, které nebrání provozu či funkci střechy a které budou odstraněny při následné údržbě (dosud je PUR běžně realizován jako údržbová střecha). Cyklus údržby vychází z typu použitého UV nátěru, např. akrylátový, činí 5 až 7 let. Mezi lehké závady patří:
- drobná poškození UV nátěru
- povrchová mechanická poškození do hloubky 1. vrstvy
- povrchové trhlinky v místech posunu ledu (zmrzlé louže)
- drobná poškození ptactvem
- maloplošná uvolnění krytiny včetně podkladní lepenky od podloží (při pocházení nízký průhyb)
- menší boule na pěně ve třetí (poslední) vrstvě
Některé ze závad (např. posledně jmenovaná) vypadají pro nezasvěceného podezřele, či alespoň neesteticky. Je-li však pěna dobře zpracovaná a tedy nenasákavá, není se čeho bát. Při obnově UV nátěru se drobná poškození zatmelí, nátěr v loužích zesílí a střecha slouží dále.
Mezi lehkými a opravitelnými závadami je též problém rovinnosti nástřiku. Rovinnost, resp. tolerance tloušťky vrstvy je závislá na zručnosti pracovníka, čistoty a seřízení pistole. Nerovný nástřik způsobuje stání vody a poškození UV nátěru. Nerovný nástřik však neznamená kopírování nerovností podkladu. Nerovnost v rozmezí 20 % není na závadu.
Závady opravitelné
Tato kategorie je značně široká a obsahuje závady způsobené mnoha vlivy:
- uvolnění vrstvy PUR od podkladu – bývá způsobeno jak nízkou teplotou podkladu při nástřiku nebo nečistým či vlhkým podkladem, též nedodržením směšovacího poměru.
Oprava – demontáž plochy s boulemi a nastříknutí nové pěny.
- tvoření boulí mezi vrstvami – signalizuje opět nedodržení klimatických podmínek (překročení relativní vlhkosti vzduchu) nebo špatný stav technologického zařízení (špatné míšení složek, odkapávání jedné ze složek u pistole, přívod ovládacího vzduchu do pistole s obsahem kondenzátu). Výjimečně mohou boule vzniknout i při místním zhoršení adheze vrstvy při nástřiku, ty však jsou tvořeny všemi vrstvami pěny.
Oprava – demontáž plochy s boulemi a nastříknutí nové pěny.
- ohraničené místo s nasákavou, měkčí pěnou – je důsledkem chvilkového výpadku směšovacího poměru (porucha stroje, nedohlédnutí na výpadek jedné ze složek materiálu ap.).
Oprava – demontáž plochy a nastříknutí novou pěnou.
- uvolnění pěny od oplechování – je způsobeno neodmaštěním plechu (u nových) či absencí základního nátěru. Také nízká teplota při provádění (pod 10 °C) může způsobit uvolnění od plechu.
Oprava – demontáž plochy a nastříknutí nové pěny.
- uvolnění pěny od omítky – je způsobeno nekvalitní zvětralou omítkou a pěna se uvolní s ní. Je lépe omítku oklepat a pěnu aplikovat přímo na zeď nebo omítku opravit. Nabílená zeď či omítka je též rizikem – vápno separuje pěnu od vlastní omítky.
Oprava – demontáž plochy a nastříknutí nové pěny.
- trhliny nebo praskliny do dvou vrstev nebo skrze celou tloušťku pěny – jedna z příčin může být absence dilatačního spoje nebo náhlý abnormální pohyb podloží. Vážnější příčinou je nedodržení poměru.
Oprava – položení dilatačního pásu, demontáž plochy a nastříknutí nové pěny
Závady neopravitelné
Jsou výsledkem neodborného provedení či úmyslného ošizení zákazníka „tzv. zlatokopy“. Někdy to může být i tlak ze strany zákazníka na dokončení práce – pokud zhotovitel nedokáže obhájit nevhodnost klimatických podmínek. Nedodržení poměru – („podsíťování pěny“) v celé ploše může být důsledkem:
- špatných klimatických podmínek
- nevhodným technologickým zařízením
- neškolenou nezkušenou obsluhou
V tomto případě je nutno celé úseky špatné pěny demontovat a znova nastříkat. Podcenění přípravy podkladu – např. demontáž zcela zdegradovaných asfaltových pasů nebo vysoký obsah vlhkosti mezi či pod nimi může způsobit závažné poruchy (velké boule, způsobené separací podkladních pásů mezi sebou). Aplikace ve velmi chladném a vlhkém počasí (pod 10 ºC, rel. vlhkost nad 70 %) způsobí velmi špatnou adhezi pěny k podkladu a mění též mechanické vlastnosti pěny – křehká, drolivá, nasákavá. Při nástřiku tvrdé pěny je nutno vzít do úvahy to, že při chemické reakci, kdy se pěna tvoří, vznikají síly, které působí různými směry na podklad a navazující konstrukce. Tam je nutno dodržovat to, aby podklad – atiky, okapnice, závětrné lišty atd. – byly pevné a pevně ukotvené. V některých případech mohou tyto síly podklad či konstrukci deformovat a způsobit poruchu.
Výjimečně mohou být poruchy PUR pěny způsobeny i špatnou dodávkou materiálu. Převážně však příčiny spočívají v realizaci. Jak jsem v úvodu uvedl, stavební trh se u nás velmi zúžil a o zadání zakázky více a více rozhoduje nejnižší cena. Ta se pak projevuje i v kvalitě díla – u technologie PUR to vede k volbě nevhodných materiálů (lehčí pěna, než smí být, menší tloušťka nástřiku, špatná nebo žádná příprava podkladu atd.).
Při dodržení všech podmínek pro provádění nástřiku, je výsledek bez jakýchkoliv rizik. Bohužel, referáty na odborných seminářích nebo v tisku, vždy hovoří pouze o problémech. Paradoxem je, že není slyšet o kvalitních realizacích, kterých je většina. Je to náhoda nebo úmysl?
Závady a jejich prevence
V minulém díle jsem popsal nejčastější typy poruch a jejich příčiny. Poruchám je možno samozřejmě předcházet, a to především dodržováním již dříve uvedených podmínek, zejména klimatických a nepodceněním přípravy podkladu. Také vhodnost technologického zařízení a jeho obsluha výrazně ovlivňuje kvalitu a může zcela vyloučit široké spektrum možných poruch. Nejvážnější poruchy mají příčinu v nedodržení směšovacího poměru (přestože tolerance poměru může být A : B až -2 % ÷ +10 % ve prospěch B). Nedodržení poměru, se kterým je možno se setkat u poruchových střech je však daleko větší. Nejčastější příčinou je neodborná, neškolená obsluha bez zkušeností. Vlastním zdrojem nedodržení poměru bývá:
- špatná funkce tzv. „sudových čerpadel“, které dopravují materiál ze sudů do stroje. Funkce těchto čerpadel musí být 100% a je doporučeno stroj plnit tlakem nad 10 atm (při vyšších viskozitách vznik kovitace)
- zanešení vstupních filtrů technologického zařízení, obzvláště složky B, která při nízkých teplotách krystalizuje. Nedostatek B komponentu potom při reakci způsobí větší počet buněk s otevřenou strukturou a nasákavost pěny
- netěsnost hlavních vysokotlakých pump, které bez výměny těsnících kroužků mohou propouštět materiál. Tato příčina je signalizována manometry rozdílem hodnot na výstupu materiálu
- netěsnost hadicového vedení, tzn. ztráta materiálu z hadice od stroje k pistoli. Obvykle se tato závada projevuje na straně složky A, která hadici po dvou až třech letech zevnitř poškodí. Signalizace okamžitě na manometru výstupu materiálu
- zanešení filtrů na pistoli nebo zanešení trysek v pistoli. Signalizace okamžitě na manometru výstupu materiálu. Každý výrobce technologického zařízení doporučuje pistoli po ukončení práce vyčistit, při velkých pracích průběžně. Již sestavení pistole a nastavení jejích částí mezi sebou může ovlivnit kvalitu nástřiku – např. rovnoměrnost nastříkané vrstvy.
Každé technologické zařízení vyžaduje zodpovědného a školeného pracovníka, který při nástřiku neustále kontroluje činnost stroje. Nezanedbatelné je kontinuální zásobování sudových čerpadel materiálem, protože malé zavzdušnění jedné z cest materiálu může způsobit nepoměr směsi nebo až nákladné poškození stroje. Před nástřikem a načerpání materiálu do stroje je nutné velmi dobře zamíchat složku A, ve které jednotlivé prvky sedimentují (po 24 hodinách). Nezamíchaná složka A může způsobit nerovnoměrnou objemovou hmotnost pěny na střeše (nerovnoměrné mechanické vlastnosti vrstvy, hlavně pevnost v tlaku).
Samozřejmě, že zdrojem poruchy může být i vlastní materiál, i když to bývá zřídka kdy. Bohužel i s tímto jsem se setkal a je na výrobci materiálu, zda podpoří zpracovatele při odstranění závady (pokud zpracovatel neporušil pravidlo zpracování, lze to zjistit při prohlídce). Možná, že výše uvedená fakta mohou vyvolat dojem, že je nemožné neustále dodržet 100% kvalitu – není to pravda. Pro zkušený personál, sehraný a pracující v neustálém kontaktu mezi sebou, je to hračka. Vím, že zkušený „stříkač“ pozná změnu poměru již na odstínu dopadajícího aerosolu (!), či na změně tlaku materiálu vycházejícího z pistole. Tato práce vyžaduje mistry – zkušené řemeslníky. A čím více nastříkají, tím je jejich práce kvalitnější.
Kontrola kvality
Kontrola kvality je magický pojem a skrývá se pod různými systémy (Czech Made, ISO 9000, TÜV apod.). Všichni máme ale zkušenost, že málokterá věc je však naprosto kvalitní. Stejně tak u technologie PUR je dodržování kvality důležité – více jak u např. pokládky asfaltových pasů či folií z PVC. Je třeba vzpomenout též na velmi dobrý záměr vytvořit Asociaci PUR, volné sdružení firem provádějících tuto technologii, kde jedním z hlavních úkolů měla být kvalita. Bohužel, v zemi, kde se někdy těžko dodržují zákonné předpisy a normy, je nepravděpodobné věřit na dobrovolnou zodpovědnost.
Řadu nekvalitních realizací provedly právě některé dnes již neexistující firmy, zaštiťující se členstvím v Asociaci. Přesto, velké uznání patří p. Ing. Švecovi, který se dodnes snaží udržet kvalitu technologie. Myslím si však, že všechny systémy kontroly kvality vždy končí v daném momentě na stavbě u té skupiny pracovníků, která nástřik provádí. Osobně jsem stoupencem vazby kvality na ekonomické ohodnocení práce, což se mě (mé firmě) vždy vyplatilo. Kvalitu výsledného díla žádný papír nezajistí, ať má jakkoliv honosný název. Podotýkám, že jsou to mé subjektivní názory a některý čtenář nemusí se mnou souhlasit.
Na závěr této kapitoly se možná hodí rčení – „kdo nic nedělá, nic nezkazí“ – ale nemůže to být stálé zdůvodňování mnohdy závažných poruch. Solidní přístup je chybu opravit – ale solidních přístupů dodavatel – odběratel je čím dál tím méně. Často slýchám „normální je neplatit“ a negativní efekt podružné platební neschopnosti vytváří řetězovou reakci negativních vztahů. Nebo snad „hlavu vzhůru?“
Výběr firmy
Výběr firmy – pokud se pro „PUR“ rozhodnete – je klíčovou záležitostí, jako ve všem. Bohužel, v dnešní době většinou nerozhodují kritéria kvality či zkušenosti, ale výše provize. Tento fakt není specifikem u technologie PUR, ale celonárodním jevem ve všech odvětvích. Zprostředkování či provize není v řadě případů v tržním prostředí ničím nelegálním, ale u nás se tento obchodní vztah stává zásadní podmínkou mnoha zadání prací.
Pokud bychom chtěli volit objektivně, považuji za důležitá tato kritéria:
- jak dlouho firma existuje (pod stejným jménem a IČO) – rizikem může být, že firma je „přetransformovaná“ z jiné, která napáchala řadu nekvalitních prací či zanechala velké dluhy nebo zcela nová firma nemá zkušenosti a „musí se někde učit“
- kolik má pracovníků pro realizaci puru a jak dlouho u firmy pracují – fluktuace v případě vlastních „stříkačů“ je opět rizikem kvality
- jaké má firma technologické zařízení – stroj určený na vypěňování obalů křehkého zboží nebo na vyplňování spojek bezkanálového vedení jistě nepřispěje ke kvalitní realizaci
- jaký používá materiál, především objemovou hmotnost (pod 60 kg/m3 je nevhodný na střechu) a jakou tloušťku izolace vám nabízí – minimum je 30 mm!
- jaký typ UV nátěru a v kolika vrstvách (ještě dnes se najdou „firmy“, které aplikují PUR bez UV nátěru, což je na střeše zcela nepřípustné!)
- jak dlouhou záruku firma poskytuje – záruka by se měla pohybovat mezi 5 až 10 lety (obvykle v závislosti na typu UV nátěru), záruky pod 5 let jsou krátké, nad 10 let podezřelé a neseriózní.
PUR na střechu, ano či ne?
Již slyším konkurenci nebo některé „nezávislé“ znalce – PUR nikdy nebo PUR se již nikde nedělá. Pravda je, že PUR se dělá po celém světě, ale v poměru s ostatními technologiemi výrazně méně. Je náročný na provádění, a proto zpracování této technologie zvládne pouze pracovník vysoce odborně vyškolen. Často podmínky stavby neumožňují realizaci v plánovaném čase, obzvláště realizuje-li se stavba v období října až března.
Kalkulujeme-li s realizací ve zbytku roku, tedy duben až září, je to bez problémů. Uplatnění technologie PUR se však většinou nachází při rekonstrukci stávajících střech, kde je nutno dodatečně zateplit a zároveň i vodotěsně izolovat – ať se jedná o plechové, lepenkové či eternitové střechy. PUR však není „univerzální všelék“ a nehodí se na zcela bezespádové střechy. Potřebuje spád 2 – 3 %, což je v některých případech možné docílit dodatečným vyspádováním.
Polyuretanová pěna stříkaná na střeše je technicky téměř dokonalá:
- bezespará hydroizolační vrstva, nejméně 30 mm silná
- bezespará tepelně izolační vrstva, bez tepelných mostů, nenasákavost vrstvy zaručuje stabilní hodnotu l (i po zestárnutí, pod 0,03 W/m.K)
- absolutní adheze k podkladu, tzn. odolnost vlivu sání větru na okrajích střech
- dokonalé zatěsnění kritických detailů (odvětrávací komínky, světlíky, vpusti atd.) izolace složitých tvarovaných podkladů – bez omezení, běžně použitelné na trapézových nebo vlnitých plechách či eternitu nebo laminátu, betonových skořepinách
- nízký difuzní odpor
- nízká hmotnost (zanedbatelné statické zatížení)
- odstranění dilatací podkladu
- poměrně vysoká odolnost agresivnímu prostředí (kyseliny – zásady do 10 % koncentrace)
- výborná tepelná odolnost od – 180 ºC do + 140 ºC
Závěrem
Chtěl bych rád poděkovat všem, kteří věnovali seriálu pozornost. Doufám, že se mi podařilo alespoň z části „osvětlit“ technologii s tak protichůdnými názory. Byl bych rád, kdyby znalci, kteří PUR na střechách stabilně kritizují, pochopili skutečné záludnosti technologie a příčiny poruch, stejně jako jeho výhody. Byl bych rád, kdyby se projektanti nebáli s „purem“ počítat do projektů s doporučením konkrétní dobré realizační firmy. Přál bych si, kdyby investoři nabyli v PUR opět důvěru – v dnešní době neustálého zdražování energie je PUR skutečně ekonomicky výhodné řešení. Technologie PUR se opět dostává do kursu ve své zemi původu – ve Spojených státech. Nákladem 650 000 USD bylo postaveno v minulém roce špičkové školící a vývojové centrum. Bylo mi umožněno toto zařízení navštívit a též prohlédnout řadu starých i nových střech, realizovaných technologií PUR.
