Prevence jako nejlepší způsob sanace
Poruchy dřeva zabudovaného ve stavbách zpravidla začínají jako drobná poškození, která rostou úměrně s naší nevšímavostí. Brzké odhalení a zákrok v pravou chvíli vyřeší problém na dlouhou dobu a za přijatelnou cenu. V případě, že závady zůstávají bez povšimnutí, prudce stoupá nebezpečí znehodnocení interiérových částí budov nebo dokonce narušení statiky nosných konstrukcí, čímž se rapidně zvedá cena záchranných prací.
Úvod
Poruchy dřeva zabudovaného ve stavbách zpravidla začínají jako drobná poškození, která rostou úměrně s naší nevšímavostí. Brzké odhalení a zákrok v pravou chvíli vyřeší problém na dlouhou dobu a za přijatelnou cenu. V případě, že závady zůstávají bez povšimnutí, prudce stoupá nebezpečí znehodnocení interiérových částí budov nebo dokonce narušení statiky nosných konstrukcí, čímž se rapidně zvedá cena záchranných prací. Poškození dřeva má svoje charakteristické znaky a není těžké jej odhalit i bez zvláštního nebo drahého vybavení. Včasný zásah může prodloužit životnost staveb o několik desetiletí. Tento příspěvek má za úkol seznámit čtenáře s nejčastějšími poruchami, které je možné lokalizovat i při vcelku nenáročné prohlídce stavby (Obr. 1). Sekundárně bychom rádi čtenářům nabídli přehled ochranných opatření, která slouží pro zpomalení nebo úplné zastavení vývoje zjištěné poruchy.
Poruchou objektu, stavební konstrukce nebo prvku se rozumí každá změna proti původnímu stavu, která se projevuje menší odolností vůči konkrétním účinkům zatížení a prostředí (např. snižuje jejich únosnost, bezpečnost, použitelnost, životnost, trvanlivost, estetiku apod.).
Obr. 1 Příklad provádění prohlídky konstrukce krovu.
Fyzikální poškození
Příčinou fyzikálního poškození je především změna vlhkosti dřeva způsobená změnou vlhkosti prostředí a teploty, čímž vzniká vnitřní napětí a následná deformace, která je závislá na rychlosti změny. Voda pronikající do konstrukčního dřeva staveb je nejen prvotním činitelem poškození, ale zároveň základní podmínkou pro rozvoj biotického poškození (houby, plísně, bakterie). Voda se do staveb dostává jako:
- Srážková voda (déšť, mrholení, kroupy, sníh) přes:
- porušenou střešní krytinu (Obr. 2);
- závady v oplechování komínů, stožárů, atik, úžlabí;
- promočené obvodové stěny (chybějící okapy a svody);
- otevřená okna.
- Vzlínající vlhkost (kapilární voda) vlivem:
- nedostatečného odvedení povrchových vod z okolí objektu;
- poškození okapů a svodů (Obr. 3);
- nefunkčních odvodňovacích rigolů;
- smáčení dešťovou vodou a ostříkávání z vozovek;
- nahromaděného sněhu.
- Kondenzovaná vlhkost při:
- nedostatečné tepelné izolaci a v místě tepelných mostů;
- vysoké vlhkosti prostředí (bazény);
- neprodyšně uzavřeném dřevě (dřevo pod linoleem)
- špatném odvětrání místností a dalších uzavřených prostor.
- Vlhkost zabudovaná ve stavbě při:
- mokrém stavebním procesu (čerstvé betony);
- promočení násypů v průběhu stavby.
- Narušené vnitřní instalace vodovodu nebo odpadů zejména v:
- kuchyních;
- koupelnách a záchodech.
 Obr. 2 Navátý sníh do prostoru podkroví v důsledku poškození střešní krytiny. |
 Obr. 3 Ucpaný dešťový svod způsobující destrukci omítky a posléze i zdiva. |
Preventivní prohlídky a ochranná opatření, kterými je možné zabránit další destrukci dřevěných konstrukcí zabudovaných do staveb vlivem fyzikálního poškození:
- Srážková voda (cílem je chránit dřevo před vodními srážkami):
- pravidelná údržba střešní krytiny;
- vhodné řešení detailů oplechování komínu, atik, úžlabí;
- čištění a údržba střešních okapů a svodů;
- pravidelná údržba střešních oken.
- Vzlínající vlhkost (cílem je eliminace kontaktu dřeva s jinými vlhkými materiály):
- odstranění zdrojů zvýšené zemní vlhkosti;
- osazení vodotěsné izolace zdiva;
- omezení kontaktu dřeva se zemí;
- omezení kontaktu dřeva se zdivem.
- Kondenzovaná vlhkost (cílem je zamezení tvorby kondenzátu):
- návrh vhodné tepelné izolace;
- návrh správného větrání (bez kondenzování vody a sorpce);
- odstranění neprodyšných nátěrů a podlahovin (např. linoleum, Obr. 4).
- Vlhkost zabudovaná ve stavbě (cílem je omezení používání mokrých procesů):
- vyloučení mokrých procesů z částí stavby, kde by došlo ke kontaktu se dřevem;
- dbát na zakrytí dřevěných částí stavby po celou dobu rekonstrukce (Obr. 5).
- Narušené vnitřní instalace:
- nezbytná údržba všech instalací.
 Obr. 4 Odkrytá část linolea v místě kondenzace vody a tím vznik podmínek pro rozvoj dřevokazné hniloby. |
 Obr. 5 Provizorní zakrytí střechy v průběhu rekonstrukce je prvotní podmínkou pro zdárné provedení sanačních prací. |
Biotické poškození
Prvotní příčinou biotického poškození dřeva zabudovaného ve stavbách je voda. Dostatek vody potřebují nejnebezpečnější škůdci dřeva - dřevokazné houby a dřevokazný hmyz, ale potřebují ji i méně závažní škůdci - plísně, dřevozbarvující houby a bakterie. Houby vytvářejí ve dřevě plísňové porosty (plísně), způsobují zbarvení (dřevozbarvující houby), nebo zapřičiňují jeho rozklad, který se označuje jako hniloba (dřevokazné houby). Na stavbách dochází nejčastěji k poškození houbami hnědého tlení (rozkládají celulózy a hemicelulózy), které výrazně ovlivňují mechanické vlastnosti konstrukčních prvků. Rozklad všech složek buněčných stěn (vč. ligninu) vyvolávají houby bílého tlení, které snižují mechanické vlastnosti dřeva podstatně pomaleji než houby hnědého tlení. Ze statického pohledu méně závažné poruchy způsobuje dřevokazný hmyz, který poškozuje dřevo v larválním stadiu. Degradace dřeva potom závisí na velikosti, množství a lokalizaci požerků. Pro růst a aktivitu biotických poruch je potřeba vhodná kombinace podmínek:
- Dřevokazná hniloba:
- vlhkost dřeva - minimálně 20 %, optimální nad 30 % podle druhu hub;
- teplota - optimální 20-25 °C, min. 3 °C, max. 40 °C;
- kyslík - potřebují k vývoji;
- kyselost - optimální hodnota pH je 4,5-5,5;
- přímý kontakt se zdivem nebo neprodyšnost konstrukce.
- Dřevokazný hmyz:
- vlhkost dřeva - minimálně 10 %;
- teplota - optimální 20-30 °C, larvy přežívají teploty od -20 °C, do 50 °C;
- kyslík - potřebují k životu.
Preventivní prohlídky a ochranná opatření, kterými je možné zabránit další destrukci dřevěných konstrukcí zabudovaných do staveb vlivem biotického poškození:
- Dřevokazná hniloba (cílem je eliminovat vhodné podmínky pro rozvoj hniloby):
- snížení vlhkosti pod 20 %;
- přirození větrání;
- pravidelná preventivní chemická ochrana;
- eliminovat kontakt se zdivem a neprodyšnost konstrukce (Obr. 6);
- části s aktivní hnilobu je potřeba sterilizovat (ohřev, plynování, opalování, mikrovlnné záření, laboratorně radiace).
- Dřevokazný hmyz (cílem je eliminovat vhodné podmínky pro rozvoj hmyzu):
- Povrchová hladkost a odkorněnost (Obr. 7);
- snížení vlhkosti pod 10 % (v exteriéru nedosažitelné);
- pravidelná preventivní chemická ochrana;
- části s aktivními larvami je potřeba sterilizovat (ohřev, plynování, plynování, laboratorně radiace).
 Obr. 6 Nevhodné zazdění nosných trámu bez vzduchové mezery způsobuje často vážné poškození zhlaví. |
 Obr. 7 Povrchová hladkost a odkorněnost dřevěných prvků výrazně snižuje pravděpodobnost napadení dřevokazným hmyzem. |
Abiotické poškození
Poruchy vyvolané atmosférickou korozí dřeva (např. fotodegradace, barevné změny, eroze, rozměrové změny, deformace, trhliny) jsou vlastně změny způsobené vlivem přirozeného stárnutí dřeva především ve venkovních expozicích. V interiérech je stárnutí dřeva podstatně pomalejší. Závažné poruchy dřevěných konstrukcí vznikají požárem. Přes nesporně výborné vlastnosti dřeva je jeho náchylnost k tepelné degradaci vážným problémem. Na druhou stranu s dostatečnou dimenzí trámů (nosníků) si masivní dřevo při požárech zachovává svoji nosnost podstatně déle než ocelové nosníky. Při preventivních prohlídkách a zjišťování stavu poškození dřeva je nejsložitější identifikace ztráty pevnosti trámů tam, kde dochází nebo došlo ke kontaktu dřeva s agresivními chemikáliemi. Důvodem je výraznější snížení pevnosti, které není pouhým okem na první pohled viditelné. Mezi hlavní faktory, které vyvolávají jednotlivé druhy abiotického poškození patří:
- Atmosferická koroze (Obr. 8):
- sluneční záření;
- cyklická změna teploty;
- vlhkostní změny (déšť, mrholení, kroupy, sníh, mráz);
- znečištění ovzduší (prach, emise, písek);
- mikroorganismy;
- vítr.
- Tepelná degradace (Obr. 10):
- přítomnost kyslíku;
- vlhkost (zvyšuje odolnost k zapálení);
- kvalita povrchu a poměr mezi povrchem a objemem trámu;
- obsah hemicelulóz a hustotou dřeva;
- dostatečně vysoká teplota.
- Agresivní chemikálie (Obr. 9):
- koncentrace chemikálie;
- druh rozpouštědla (rozpouštědla jako např. voda přispívají ke ztrátě pevnosti);
- doba působení;
- teplota vystavení (s teplotou roste rychlost reakce).
 Obr. 8 Čela trámů roubené stěny poškozena atmosférickou korozí |
 Obr. 9 Rozvláknění povrchu krokve způsobené protipožárním nátěrem. |
Preventivní prohlídky a ochranná opatření, kterými je možné zabránit další destrukci dřevěných konstrukcí zabudovaných do staveb vlivem abiotického poškození:
- Atmosférická koroze:
- výběr vhodného druhu dřeva;
- preventivní konstrukční opatření;
- povrchové ošetření proti povětrnosti.
- Tepelná degradace:
- používaní retardérů hoření (ohnivzdorné látky);
- zajištění konstrukčně bezpečnostních opatření proti vzniku požáru (dělení stavby na požární úseky, požární signalizace, stabilní hasící zařízení, požární klapky, dveře);
- požárně fyzikální vlastnosti dřeva (tvarová a povrchová optimalizace konstrukčních prvků).
- Agresivní chemikálie:
- celkové omezení kontaktu agresivních chemikálií se zabudovaným dřevem.
 Obr. 10 Protézovaná část nosného trámu (v pozadí) byla vlivem vyšší vlhkosti méně poškozena požárem než starší část (v popředí). |
 Obr. 11 Růstové vady dřeva (suky, trhliny, atd.) zastoupené ve větším rozsahu nebo v kombinaci více druhů mohou způsobit vážné statické problémy. |
Ostatní poškození
Poškození nazývané v učebnicích poněkud eufemisticky jako "ostatní" má společného jmenovatele, kterým není nikdo jiný než člověk. Ten totiž svým přístupem při výběru materiálu, jako projektant a zhotovitel stavby, a v neposlední řadě i jako její uživatel je obvykle odpovědný za poruchy vyvolané nekvalitně provedenou prací nebo nesprávným užívaním stavby. Mezi hlavní faktory, které vyvolávají jednotlivé druhy ostatního poškození patří:
- Růstové a výrobní chyby:
- suky, trhliny (nadměrné množství a především velikost v závislosti na umístění v prvku, Obr. 11);
- zabudovaná hniloba a požerky hmyzu;
- nadměrný odklon vláken, stáčivost a křivost trámů, špatně odkorněné obliny (Obr. 12);
- tlakové dřevo;
- nevhodné povrchové úpravy.
- Projekční chyby:
- konstrukční závady;
- nedostatečné dimenzování.
- Změny zatížení konstrukce:
- nadměrné zatížení (výměna střešní krytiny, nahodilé zatížení sněhem);
- neuvážené odlehčení (poškození větrem, roztlakem kleneb)
- nevhodné rekonstrukční zásahy;
- dynamické namáhání (doprava v těsné blízkosti stavby).
Preventivní prohlídky a ochranná opatření, kterými je možné zabránit další destrukci dřevěných konstrukcí zabudovaných do staveb vlivem ostatního poškození:
- Růstové a výrobní chyby:
- eliminovat výskyt prvků s větším množstvím přirozených vad dřeva;
- nepoužívat bioticky poškozené dřevo;
- při výrobě konstrukčních prvků dbát na kvalitu provedení;
- používat vhodné povrchové úpravy.
- Projekční chyby:
- hledat individuální řešení pro danou situaci;
- nepodceňovat dimenzování;
- orientovat se v typologii a funkci historických konstrukcí.
- Změny zatížení konstrukce:
- nadměrné nezatěžovat dřevěné konstrukce (ani při opravách) (Obr. 13);
- vyhýbat se lokálnímu přetěžování a nesymetrickým stavům zatížení
- vyloučit dynamické namáhání.
 Obr. 12 Nevhodné použití nosných prvků s nadměrnou křivostí. |
 Obr. 13 Nadměrné zatěžování stropu způsobilo vytrhávání vláken roznášecí podpěry. |
Závěrem je potřeba konstatovat, že čím dříve si vlastníci staveb začnou uvědomovat nutnost pravidelných preventivních prohlídek (dobrý hospodář při přívalovém dešti nesedí v křesle, ale jde se podívat na půdu) a s tím souvisejících ochranných opatření, tím větší mají naději na prodloužení životnosti dřevěných konstrukcí zabudovaných ve stavbě až o několik desítek let. V opačném případě se s největší pravděpodobností stavby začnou kontinuálně s časem proměňovat v archeologická naleziště (Obr. 14). Prevence je vždy lepší než léčba a výdaje na včasné opravy jsou mnohem menší než výdaje na celkové výměny konstrukcí v případě, kdy se nechají prvotní problémy bez povšimnutí.
Obr. 14 Zanedbaná údržba konstrukce krovu.
Odbornou pomoc při řešení komplikovaných situací stavebně-technických průzkumů dřevěných konstrukcí u nás nabízejí specializovaná vědeckovýzkumná pracoviště jako je např. Ústav teoretické a aplikované mechaniky (ÚTAM) AV ČR, v.v.i. v Praze nebo ústav nauky o dřevě (ÚNoD) Lesnické a dřevařské fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně.
Defects in inbuilt wooden structures usually start as a small damage, which then increases in proportion to our neglect. Early detection and intervention at the right time will solve the problem for a long time and for an affordable price. Leaving those defects unattended increases de risk of deterioration of the interior parts of buildings or even the distortion of load-bearing structures with the subsequent rapid rise in the costs of sanitation works.