Měření vlhkosti zdiva dle kritérií WTA

1. Úvod

Pro stanovení sanačních opatření při sanaci vlhkého zdiva je potřebné vycházet ze stavu konstrukce. Jedním z důležitých ukazatelů je jak úroveň zavlhčení zdiva („vlhkost zdiva“), tak i 3D rozložení vlhkosti ve zdivu. Zjištění rozložení vlhkosti, resp. takzvané čelo zavlhčení (hranice zvýšené a nízké vlhkosti) je věnován následující příspěvek. Z výsledků zjištění rozložení vlhkosti ve zdivu a polohy čela zavlhčení lze určit příčinu zavlhčení zdiva a navrhnout cílené opatření k její eliminaci.

2. Normy a směrnice

V normě ČSN P 730610, v kapitole 7, věnované průzkumům staveb se v podkapitole 7.2 Popisuje jak destruktivní, tak nedestruktivní metody stanovení mír zavlhčení materiálů zdiva.

U destruktivního průzkumu, spojeného s odběrem vzorků ze zdiva, je jednoznačně požadován odběr z hloubek mezi 100 a 150 mm pod povrchem zdiva [1]. Je zde stanoveno doporučení odebírat vzorky zdicího materiálu „ve svislých profilech v určitých výškách nad sebou“. Je doporučeno odebírat (v jednom profilu) vždy stejný druh materiálu, aby bylo možno ze stanovené vlhkosti usoudit na rozložení vlhkosti ve zdivu. Není explicitně řečeno, kolik vzorků z jednotlivé výšky a různé hloubky má být odebráno, ani kolik různých výšek odběrů je reprezentativní.

Podkapitola nedestruktivní průzkum popisuje měřicí metody, známé v době publikování normy (rok 2000). Upřednostňuje, dle všeho neprávem, kapacitní metody měření vlhkosti omítek, mazanin a potěrů.

Místa odběru vzorků, resp. profily odběrů, mají být lokalizovány jednak do míst projevů vlhkosti, jakož i do míst typicky vlhkostně zatížených.

Měřením vlhkosti zdiva se zabývá Směrnice WTA 4-11 ve znění z roku 2016. Kromě stanovení hmotnostního podílu vlhkosti, vztažené ke hmotnosti suchého vzorku, je požadováno stanovení maximální nasákavosti materiálu UMAX, a jejich podílu, tedy stupně provlhčení materiálu, označeného jako DFG. U materiálů s různou nasákavostí UMAX lze pomocí stupně provlhčení DFG porovnat skutečný podíl zaplnění pórů vlhkostí.

3. Praxe provádění destruktivního průzkumu

V praxi provádějí průzkumy zavlhčení specialisté na odvlhčení zdiva, dále projektanti, případně osoby a firmy, zabývající se obecně stavebně-technickými průzkumy staveb všeho druhu. Zřídka odběr vzorků provádějí i laboranti stavebně-technických laboratoří.

Prvním problémem je výběr místa odběru. Pokud se držíme znění ČSN, místo odběru má být buď „místem projevu vlhkosti“, nebo naopak „místem typického vlhkostního namáhání“. Místo projevu vlhkosti bývá patrné na povrchu zdiva (často se jedná o poškození omítky, nebo jejího nátěru). Místo poškození ovšem nezřídka nesouvisí s aktuálním stavem, aktuálním zatížením vlhkostí, ale někdejším, starším zatížením – například časově omezeným zatečením (poškození střechy, později opraveným, nebo havárií sítí, mezitím odstraněnou). Pokud se orientuje průzkumník pouze na viditelně vlhkostí poškozená místa, nemusí získat relevantní data o stavu zdiva.

Druhým kritériem dle ČSN je volba místa typického vlhkostního namáhání. Namáhání může být z vnějšího prostředí (zásypu, střechy, fasády, kanalizace, komunikace), vnitřního prostředí (sítě, vlhké provozy a jejich mikroklima), případně podloží stavby (vzlínající vlhkost, tlaková voda, vodní pára v zemním tělese). K výběru místa „typického namáhání vlhkostí“ je tedy třeba znát poměry uvnitř stavby, pod stavbou (včetně geologie) a kolem stavby, včetně půdních poměrů, znalosti historických úprav terénu a jeho profilace. Toto kritérium je pro běžný průběh průzkumných prací zpravidla nesplnitelné.

V praxi se na stavbě ocitá průměrně zkušená osoba, na jejíž úvaze závisí výsledek průzkumu. Průzkumní vybírá počet měřících bodů a os, četnost a umístění vzorků a zpravidla i měřicí metodu nedestruktivního stanovení.

4. Destruktivní průzkum

Destruktivní průzkum se v praxi omezuje na několik sad vzorků, náhodně odebraných ze zdiva v místech poškození, resp. jejich sousedství. Zřídka se vzorky z jednoho místa odběru odlišují na povrchové (např. omítka) a hloubkové (zdicí materiál, resp. ložná malta), spíše se jedná o směs (např. omítka + cihla). Vypovídací schopnost se omezí tedy pouze na zjištění, zda poškození souvisí s aktuálním vlhkostním stavem, nebo stavem, který již pominul. Velikost portfolia vzorků se řídí nejčastěji objednávkou – nezřídka je vzorků 3–5 z celé stavby o více podlažích a mnoha místnostech v patře. Výjimkou jsou podrobné průzkumy, popisující jednotlivé stěny podle orientace ve stavbě, polohy (vnitřní/obvodová) a studující vzorky v různých polohách nad podlahou/nad terénem vně a v různých hloubkách pod povrchem zdiva. Znění normy nebývá u destruktivního průzkumu oslyšeno.

Je to paradoxně především destruktivní průzkum, který je schopen podat obraz rozložení vlhkosti jak ve svislé ose, tak ve vodorovném řezu zdivem, a jednoznačně tak ukázat směr působení vlhkosti, a tím i příčinu zavlhčení, kterou je třeba eliminovat.

5. Nedestruktivní průzkum

Praxe provádění nedestruktivního průzkumu zahrnuje jak orientační povrchové průzkumy elektronickými přístroji na principu měření elektrické kapacity, elektrického odporu a elektromagnetických vln, tak sofistikované mikrovlnné měření odrazu a absorpce vln v širším či soustředěném svazku.

5.1 Měření jednoduchými přístroji

Jednoduché přístroje na principu vodivosti a kapacity lze snadno oklamat. Hodnoty, které přístroje uvádějí, jsou závislé velmi silně na množství sorbované vlhkosti na povrchu stavebního dílce, a velmi málo na vlhkosti pod vrstvou povrchové úpravy (omítky, obkladu). Přestože je často výrobcem měřicí pole přístroje popisováno jako vrstva do určité hloubky materiálu (několik desítek mm), naměřená hodnota je silně ovlivněna vlastnostmi povrchu:

• Kondenzační vlhkostí
• Koncentrací vodorozpustných, zejména hygroskopických solí v povrchové vrstvě
• Krystalické vody ve vodonerozpustných solích
• Nerovnostmi povrchu a plochou styku elektrody s podkladem

Kondenzační vlhkost se projeví na chladném podkladě, který se dostane do styku s vlhkým teplým vzduchem. Tento jev je patrný při měření v zimních měsících, kdy během měření naměřená vlhkost stoupá v místech, kde se pohybují osoby, nebo kam proniká teplý vlhký vzduch (řádově změny v procentech vlhkosti během několika minut měření). Nedestruktivní měření, prováděná v období s rozdílnou teplotou podkladu a vzduchu (chladného podkladu a teplého vzduchu) nelze považovat za směrodatná.

Vodorozpustné soli, ať již ve spojení s kondenzací, nebo vysokou vlhkostí vzduchu, zvyšují hodnoty rovnovážných (sorpčních) vlhkostí porézních materiálů. Přístroje mohou registrovat vyšší hodnotu elektrické kapacity, nebo vodivosti, než je reálný obsah vody. Nezřídka lze dojít k výrazně nižším naměřeným hodnotám, pokud se strhne povrchová vrstva nátěru nebo štuku na omítce a měření provede na obnaženém podkladu. Tehdy se odstraní vrstva s vysokou koncentrací solí a hodnota elektrické kapacity povrchu se změní.

Experimentem s vrstvou odpojeného cementového samonivelačního potěru se ukázala závislost na krystalické vodě v povrchové vrstvě. Předmětem byla cca 1cm vrstva ztuhlého potěru, uloženého po několik měsíců ve stabilním prostředí laboratoře. Zatímco horní plocha (původní vzdušný líc) ukazoval vlhkost kolem 3,7 % hm., původně spodní líc (odpojený od podkladu) vykazoval vlhkost 0,5 % hm. Po suchém obroušení horní plochy povrchu skelným papírem se naměřená hodnota přiblížila hodnotě na spodním líci (0,8 % hm.). Je tedy pravděpodobné, že měření bylo ovlivněno tenkou vrstvou „cementového mléka“ na povrchu a jeho dielektrickými vlastnostmi.

Měřením dvou líců jedné, dlouhodobě uskladněné cihly, se prokázalo, že hladký a rovný líc vykazuje jinou, vyšší hodnotu elektrické kapacity než hrubý líc téže cihly.

Přečtěte si také Technická zařízení budov vždy pod kontrolou Přečíst článek

5.2 Mikrovlnné měřicí zařízení

Mikrovlnná měřicí zařízení jsou vybavená elektrodami, vysílajícími více či méně koncentrované svazky mikrovln. Sondy v elektrodě zachycují odražené mikrovlny a odečítají vodou absorbované záření jako přepočet hodnoty vlhkosti v nastaveném měřeném materiálu. Výsledkem je jednak statistika měření, jednak grafická 2D síť s naznačenými tendencemi šíření vlhkosti. Přes líbivé výstupy z měření (izohyety) je patrné, že některé křivky jsou spíše výsledkem osamocených bodů naměřené vysoké hodnoty, než skutečné tendence (viz obr. 1, 2).

Obr. 1: Zdrojová data, naměřená přístrojem MOIST 350 na neizolovaném zdivu

Obr. 2: 2D simulace průběhu izohyet v materiálu z téhož měření – souvislé zavlhčení

Obr. 3: Měření vlhkosti zdiva MOIST 430, rozložení vlhkosti – osamocené vlhké body

Obr. 4: Fotografie plochy, měřené na obr. 3

6. Chybná volba místa měření

Volba bodů měření / odběru „podle míst projevů vlhkosti“ může vést k opomenutí konstrukčních zvláštností stavby. Zejména se jedná o různé:

• izolační přizdívky
• izolace pod omítkami
• nenasákavé (hydrofobní) omítky
• vliv proudění vzduchu kolem povrchu

6.1 Izolační přizdívka bez odvětrání a izolace pod omítkou

Bez provedení destruktivní sondy nelze často provedenou přizdívku objevit. Zdivo se na pohled jeví jako nepoškozené, suché, odezva přístroje je nízká. Přesto je za lícem a za izolací vodou nasycené zdivo.

Pokud je přizdívkou opatřena jen jedna ze zdí, objeví se projevy vlhkosti na sousední zdi kolem místa styku. Nápadné změny poškození zdiva a vysoké hodnoty vedle nízkých indikují některý z typů izolace pod omítkou, nebo pod přizdívkou. Při destruktivním měření a odběrech materiálu je nutné odebírat z větší hloubky, než je tloušťka přizdívky (zpravidla 70 mm plus omítka). Požadavek normy na odběry z hloubky 100–150 mm je proto zcela logický.

Obr. 5: Pohled na neizolovanou zeď s vážným poškozením. Vpravo zdivo s přizdívkou, bez viditelného poškození.

6.2 Hydrofobní sanační omítka

Také sanační omítka zkresluje naměřené hodnoty nedestruktivního měření. Průměrování povrchové vlhkosti („suché“) s podpovrchovou v omítce („suché“) a hloubkovou ve zdivu pod omítkou („vysoká“) vede k závěru, že vlhkost je nízká až zvýšená. Klasicky se s tímto měřením autor setkával při měření vlhkosti zdiva sanovaných zdí po povodních, kdy na jediné zdi dle typu omítek vlhkost kolísala mezi 5 % hm. (sanační) a 20 % hm. (vápenocementová). Destruktivní sondy na „suchých plochách ukázaly naopak velmi vysoké vlhkosti za sanační omítkou – důsledek pomalého odparu přes hydrofobní omítku.

Obr. 6: Mikrovlnný měřicí přístroj MOIST 350

Obr. 7: Sanační omítka jako rozhraní. Vlhkost na povrchu je pod rozhraním nízká, nad ním vysoká. Zdivo vykazuje vysokou vlhkost nad i pod rozhraním.

6.3 Vliv proudění vzduchu

Prouděním vzduchu dochází k rychlému prosychání povrchových vrstev omítek a zdiva. Na jedné straně je povrch zdiva při měření sušší, než na plochách, kolem kterých vzduch neproudí, ale na straně druhé v přesoušených vrstvách dochází k většímu transportu vody a krystalizaci solí. Tyto vrstvy jsou při měření sušší, než jiné, avšak silněji poškozené, než vlhké. Z rozdílného poškození a aktuálního zavlhčení nelze usoudit nic o příčině zavlhčení a míře provlhčení zdiva – to je nutno stanovit odběrem materiálu z hloubkové sondy.

7. Závěr

Na základě uvedených příkladů praxe je patrné, že praxe si žádá sepsání rámcové metodiky. Metodika by měla specifikovat, kolik měřících os a kolik odběrů materiálu by měl průzkum objektu zohlednit dle velikosti stavby, počtu podlaží. Dále by měla specifikovat rozložení vzorků v jedné ose: v kolika výškách a hloubkách by měly být vzorky odebrány. Tím by se mohlo předejít situacím, kdy sanační projekty jsou na jedné straně silně podhodnoceny (vlhké zdivo není projektem ošetřeno, a sanaci musí prosadit dodavatel), nebo na druhé straně je sanaci silně nadhodnocena a sanuje se suché, případně již izolované zdivo (nehospodárné investice).

5. Literatura

1. ČSN P 730610. Hydroizolace staveb. Sanace vlhkého zdiva. Základní ustanovení
2. ŠŤASTNÝ, P. Vysoušení zdiva po povodních. Konference WTA CZ, 2003
3. ŠŤASTNÝ, P. Kladruby, Husova 6. Vlhkostní průzkum. Praha 2023
4. WTA Merkblatt 4-11 Messung des Wassergehalts bzw. der Feuchte bei mineralischen Baustoffen. Beuth Verlag 2016
5. ŠŤASTNÝ, P. Velké Hamry, Restaurace Starý Lázně. Vlhkostní průzkum. Praha 2023
6. ŠŤASTNÝ, P. Kaple Božího hrobu, Praha 2. Vlhkostní průzkum. Praha 2024