Optimální volba sanační metody u objektů zasažených vlhkostí (1. část)
U vlhkých objektů je možnost omezení vlhkosti nejrůznějšími metodami. Problematika je rozdělena do dvou článků. V první části příspěvku autor analyzuje podmínky šíření vlhkosti v objektu, řeší výběr sanační metody s méně obvyklou technologií provádění, v druhém díle pak představuje konkrétní příklady s využitím vzduchoizolačního systému.
Druhy průzkumů
a) Inženýrsko-geologický a hydrogeologický průzkum
Provádí se přiměřeně k rozsahu objektu buď studiem archivních materiálů nebo konkrétními rozbory vzorků zemin. Kopanými nebo vrtanými sondami podél obvodových zdí se získávají informace o základových poměrech objektu a o složení základové půdy. Výsledkem je zjištění koeficientu propustnosti, křivka zrnitosti zeminy, skladba půdního profilu, stabilita a únosnost vrstev a hladina podzemní vody. Dále je vhodné ověřit chemismus vody, aby neobsahovala látky, které by mohly narušovat případně znemožňovat uplatnění navrženého sanačního zásahu.
b) Historický a stavebně technický průzkum
Studiem původní dokumentace a porovnáním se skutečností lze zjistit dostavby, přístavby a další změny během užívání budovy, které by mohly ovlivnit vlhkostní poměry. Dále se tak mohou získat informace o materiálech používaných v té době. V rámci stavebního průzkumu se ověřuje technický stav zdiva, existence a stav hydroizolačního systému, druh a složení konstrukcí apod. Také je důležité věnovat pozornost omítkám, přítomnosti trhlin, kaveren a jejich stáří.
c) Průzkumy vlhkosti
Tyto průzkumy jsou v zásadě destruktivní a nedestruktivní. Měření se provádí v profilech podle projektu, minimálně ve třech výškách (např. 300, 750, 1500 mm od podlahy), maximálně 300 mm ve výšce nad maximální hranicí pozorovaných znaků vlhkosti, v hloubce cca 80 mm v tloušťce zdiva (u hmotnostní metody), v maltě i zdicím materiálu a v průběhu delšího časového období (nejlépe březen–květen).
Mezi nedestruktivní způsoby zjišťování vlhkosti patří metody elektrické zaměřené na měření odporu nebo kapacity zdiva a jeho změny v důsledku vlhkosti, metoda neutronová využívající principu rozptylu a zpomalení neutronů atomy vodíku obsaženými v měřeném prostředí, metoda absorpčních tělísek založená na absorpčních vlastnostech sádry, metoda termovize vycházející z teorie vlnění a přejímání tohoto vlnění na optickou desku, dále objektivní a spolehlivá hmotnostní metoda, jejíž podstatou je gravimetrické (váhové) oddělení vody od pevné fáze a tím stanovení hmotnosti vody podle vztahu:
[%],
kde je
- mV
- – hmotnost vlhkého materiálu [kg]
- mS
- – hmotnost suchého materiálu [kg]
- um
- – hmotnostní vlhkost [%].
Potom míra vlhkosti w je dána vzorcem:
[%]
Míru vlhkosti w pomocí hmotnosti v kapalné fázi mw lze klasifikovat takto:
ČSN 73 00610 (2000)
w < 4,0 % (resp. 5,0 %) nízká (nedochází k destrukci omítek mrazem)
4,0 (5,0) % < w < 7,5 % zvýšená
7,5 % < w < 10 % vysoká
w > 10 % velmi vysoká
Chemická a biologická analýza zdiva
Při sledování chemismu zdiva se jedná především o zkoušku pH, což je faktor vyjadřující míru kyselosti, zásaditosti nebo neutrality. Dále se provádí zkouška obsahu chloridů, síranů a dusičnanů. Tyto zkoušky poskytnou informace např. o homogenitě zdiva (vysprávky jsou vždy výrazně zásaditější), zda je zdivo odvápněno (ztráta soudržnosti spojovacích materiálů ovlivňuje rozhodnutí o nasazení chemických metod sanace). Obsah síranů určí možnou agresivitu vůči vápenné nebo cementové maltě i použití injektážních způsobů, množství chloridů určuje použitelnost elektroosmotických metod a obsah solí naznačuje zvýšenou hygroskopičnost zdiva.
Z biologického hlediska je nutno popsat tvar, barvu a množství výtrusnic, popř. vlhkost, teplotu a pH prostředí. Vzorky je třeba laboratorně vyšetřit. Výsledkem analýzy je návrh optimální sanační metody, která pravděpodobně bude kombinací řešení jednotlivých příčin vlhnutí. Výsledná metoda by měla být z ekonomického hlediska úměrná hodnotě objektu a jeho využití.
Sanace vlhkého zdiva
Tento pojem zahrnuje takový zásah do zdiva spodní stavby nebo zdiva v přízemí, který povede k trvalému snížení vlhkosti ve zdivu tím, že zamezí dalšímu pronikání vzlínající nebo difundující vody ze zeminy nebo srážkové vody nad terénem.
Metody můžeme rozdělit na:
- přímé: zahrnují veškeré zásahy způsobující hydroizolační účinek nebo vysoušení zdiva,
- nepřímé: spočívají v provedení např. odvodňovacích drenáží, snižování nebo jiné úpravy terénu, úprava vnitřního prostředí v budově, vytvoření nepropustných clon v terénu atd.
Výsledný návrh sanační metody bývá nejčastěji kombinací obou postupů. Druhy sanačních opatření a jejich principy jsou následující:
a) Mechanické metody
Do probouraného nebo mechanicky, popř. ručně proříznutého otvoru ve zdivu se vkládají fólie, desky z plastu (PE, PVC, sklolaminát) nebo hydroizolační pásy s kovovou či skelnou vložkou. Také se mohou pneumaticky zatloukat nerezové profilované desky do spár cihelného zdiva, pokud zdivo má rovnou vodorovnou spáru. Na mechanické podřezávání cihelného i smíšeného zdiva se používají elektrické řetězové nebo okružní pily, eventuelně lanové diamantové pily (vhodné zejména na betonové konstrukce).
Tento způsob provádění je velmi účinný, při použití hydroizolačních pásů s kovovou vložkou může být maximálně do kategorie středního rizika dokonce protiradonovou bariérou. V době provádění musí být okolní prostory vyklizeny. S ohledem na pracnost provádění se musí zvážit vynaložené náklady na životnost jak vkládaných materiálů, tak i objektu.
b) Metody vzduchové
Tyto metody patřící k nejstarším převládajícím způsobům vysoušení zdiva jsou založeny na zvětšení plochy, ze které se můževoda vypařovat do atmosféry. Lze je aplikovat nejrůznějšími způsoby a jejich účinnost se zvyšuje, je-li odvod vlhkosti provázen prouděním vzduchu. Vzduchové dutiny mohou být provedeny jak pod úrovní terénu, tak v soklové části. V suterénních prostorách mohou být umístěny buď u vnitřního nebo vnějšího líce. Metody vyžadují zásahy do stavebních konstrukcí (zejména do podlah, soklové části) a terénu, v suterénních prostorech s vnitřní vzduchovou dutinou pak navíc vyklizení interiérů, zábor pracovní plochy a většinou zmenšení světlosti místnosti kolmo na prováděnou přídavnou dutinu. Účinnost je zcela individuální a kromě komínového efektu v dutině napojených na interiér závisí na tloušťce, míře vlhkosti, složení a vlastnostech zdiva. U dutin napojených na exteriér je jejich funkce závislá na rychlosti větru.
c) Chemické metody
Tento způsob využívá schopnosti některých látek proniknout do struktury materiálů konstrukcí a v prosycené zóně vytěsněním, hydrofobizováním nebo impregnací jejich pórů vytvořit clonu, která omezuje prostup vlhkosti jak ve skupenství kapalném, tak i plynném. Provádí se zejména destruktivní metodou infuze (tj. beztlakové napouštění) prostředky na silikátové nebo silikonové bázi v konstrukcích vyzděných z cihel i kamene. Chemické metody utěsňovací zmenšují poloměr kapilár, a tím se redukuje přísun vody s následným vytvořením rovnovážného stavu mezi přísunem vlhkosti a únikem povrchem zdiva. Chemické metody utěsňovací, hydrofobizační a impregnační nejen utěsňují póry, ale navíc hydrofobizují povrch kapilár a někdy mají i zpevňovací efekt. Jejich předností je i to, že neomezují prostor v interiéru ani v exteriéru.
Účinnost těchto metod je závislá na obsahu pórů v materiálech konstrukcí a schopnosti infuzních prostředků pronikat i do velmi malých pórů. Také samotná kvalita používaných chemických směsí (inertnost infuzních prostředků vůči agresivnímu působení roztoků migrujících materiály, nebezpečí postupné ztráty hydrofobity, objemová stálost) ovlivňují výsledek aplikace. Na provedené úpravy musí navazovat plošná izolace podlah.
d) Elektrofyzikální metody
Tyto elektroosmotické metody jsou založeny na pohybu tekuté fáze (mineralizované vody) pórovitou pevnou fází (materiálem) pod vlivem účinku stejnosměrného elektrického proudu. Elektroosmóza může být aplikována jako pasivní, galvanoosmóza a aktivní. U pasivní elektroosmózy (dnes již nepoužívané) vzniká elektrické pole mezi ocelovou elektrodou, uloženou v alkalickém maltovém loži (pH = 12–14) a ocelovým zemničem uloženým v zemině s neutrální reakcí (pH = cca 6). Galvanoosmóza se od pasivní elektroosmózy liší tím, že elektrody v zavlhlém zdivu a zemní elektrody jsou z materiálů rozdílné elektrické vodivosti, čímž oba vodiče a vlhkost ve zdivu jako elektrolyt vyvolávají elektrický proud velmi nízké intenzity a navíc elektrody v důsledku koroze mají nízkou životnost. Uvedené nedostatky jsou odstraněny u aktivní elektroosmózy, kde přídavný zdroj elektrického napětí vytváří elektrické pole s větším spádem zajišťující tak urychlení vysušování.
Tyto metody jsou ve srovnání s ostatními metodami náročnější na teorii i elektrická měření, mají řadu nevýhod a musí je provádět specializované firmy. Mají však minimální souvislosti s ostatními stavebními pracemi, montáž je málo pracná a z hlediska památkové ochrany jsou přijatelné. Proces vysušování začíná okamžitě po instalaci – v první fázi je možné pracovat s vyšším napětím a tím urychlit proces vysoušení. Další výhodou této metody je, že nezeslabuje zdivo, elektrody jsou neviditelně zabudovány, nemění se chemismus zdiva, lze je kdykoliv vypojit z činnosti.
e) Sanační úprava povrchů zdiva
Tato úprava zahrnuje jednak utěsnění povrchů zdiva, jednak sanační omítky. Utěsnění povrchů zdiva může být řešeno klasickými izolacemi v návaznosti na plošné izolace podlah (živičnými hydroizolačními pásy, fóliemi atd.), použitím utěsňovacích omítkových materiálů. Sanační omítky (to jsou omítky se zaručenými požadovanými vlastnostmi) mají vysoký obsah pórů, dostatečnou propustnost vodních par, hydrofobizační vlastnosti a jsou často i tepelněizolační. Jejich strukturou nevzlíná voda a nedochází k výkvětům. Aplikace těchto omítek je téměř vždy doplňujícím opatřením. Sanační omítky se připravují buď na stavbě přidáním tekuté modifikované přísady do míchačky při přípravě malty, ale hlavně jako suché maltové směsi určitých druhů a zrnitostí. Nejběžnější typy obsahují ve své struktuře vápno, perlit, cement a speciální příměsi.
Utěsnění povrchů zdiva se používá při obnovách objektů většinou omezeně (podmínky stavby nedovolují jiná řešení), neboť znamenají uzavření vlhkosti ve zdivu a tím i jejich nahromadění a postup do jiných částí stavby (zpravidla výše). Téměř výjimečně nabízí výrobce utěsňovací přípravky s částečnou propustností zabraňující kumulaci vody ve zdivu. Některé druhy sanačních omítek se svým složením přibližují tradičním historickým omítkám, a proto jsou vhodné i pro památkové účely. Jejich použití je ze všech hledisek příznivé, účinnost je patrná i v případě zasolení zdiva. Některé druhy odolávají i většímu mechanickému namáhání (použití na soklové zdivo).
f) Povrchová impregnace
Tato úprava zahrnuje nátěry a nástřiky vnějších, často neomítaných ploch, které mají zpevňovací, hydrofobizační nebo obě uvedené vlastnosti. Kromě vodoodpudivosti by měly vykazovat paropropustnost, odolnost proti atmosférickým vlivům a neměnný vzhled. Nejvhodnější a těmto požadavkům vyhovující jsou organokřemičité sloučeniny (silanoláty a silany).
Vzduchoizolační a drenážní systémy vytvářené fóliemi
Oba systémy používají tvarované plastové fólie s nopy doplněné přídavnými tkaninami. Principem vzduchoizolačních systémů je oddělení zdroje vlhkosti od stavební konstrukce vzduchovou dutinou zajišťující trvalý přísun a odvod vzduchu. Drenážní systémy, aplikované především na terasách a balkonech, umožňují plynulý odtok prosakující vody v celé kontaktní ploše mezi vyspádovanou vrstvou izolace a ochrannou vrstvou (cementový potěr, písková vrstva). V současné době se objevují na trhu fólie s nopy výšky od 8 do 20 mm.
Vzduchoizolační systémy mohou být reprezentovány např. polyetylénovou fólií s navařenou polyetylénovou mřížkou, která má funkci nosiče omítky. K provětrávání je určena větrací lišta osazená pomocí hmoždinek u podlahy a stropu. Fólie s nopy se připevňuje speciálními hmoždinkami, popř. nastřelovacími hřeby či vruty ve vzdálenosti min. 30 mm (cca 15 ks.m−2). Jako drenáž se rovněž osvědčil systém s membránou z HDPE s nopy stejné výšky jako u předchozího systému. Membrána je opatřena filtrační polypropylénovou tkaninou, která při kladení na vodotěsný podklad je osazena směrem nahoru. V místě přesahu se nopy přeloží přes sebe a odtržená tkanina se opět přiloží na původní místo. Drenážní kanálky na spodní straně membrány zabraňují škodám na izolaci nebo podkladní vrstvě v důsledku zvětšení objemu zmrznutím vody.
Systém Technodren je založen na spojení vodo- i plynotěsné izolační fólie s příznivým působením vzduchové mezery v nopech tvarovaného výrobku, která umožňuje jak odvádění vody, tak i radonu z okolí izolované stavby. Výchozím materiálem je speciálně modifikovaný neměkčený vinyl zajišťující rychlé odvedení vody k drenážnímu systému, vytvoření mikroventilační vrstvy, bezpečnou ochranu hydroizolace proti mechanickému poškození a pronikání radonu do spodní stavby. Při napojení tvarované fólie na drenážní potrubí vyústěné do kanalizace je nutno drenážní trouby chránit proti zanesení jemnými nečistotami překrytím geotextilií a drenážním obsypem.
Metody chemické
Vytvoření bariéry se dociluje aplikací chemické směsi do vrtů v závislosti na hloubce pronikání infuze do zdiva – obvykle ve vzdálenosti 120–150 mm. Zdivo je izolováno hloubkově vrty provedenými šikmo, event. rovně k líci zdi, a to z jedné nebo z obou stran. Hloubka vrtů bývá o 50–100 mm kratší než je tloušťka zdiva. Plnění vrtů je prováděno tlakově nebo častěji samospádem pomocí kalibrovaných nádobek event. napouštěním pomocí čerpadla z mísící nádoby. V případě unikání směsi do trhlin (např u nehomogenního zdiva) se před samotnou infuzí provede injektáž zdiva.
Injektáží prostředky se stále vyvíjejí. Běžným příkladem metody s následnou infuzí bylo použití TOSILU jako utěsňovacího prostředku a organokřemičitého přípravku LUKOF ME s výrazným hydrofobizačním účinkem. Oba prostředky se napouštějí do zdiva po sobě, čímž se vytvoří podmínky pro utěsnění pórů i dosažení vodoodpudivých vlastností. Předností této metody jsou nekorozivní účinky na stavební materiál, tzn. že nedochází k výkvětům solí. Má vysokou pronikající schopnost do cihelného i kamenného zdiva, je odolná vůči agresivnímu prostředí a je vhodná při větších tloušťkách zdiva, kdy podřezávání je obtížné. Zavádí se pouze malé množství vody, clona je stálá ve všech vlhkostních podmínkách (nedochází k synerezi). Provedení izolace je vhodné ponechat specializované firmě.
Metody elektrofyzikální
Uvedené metody typu pasivní elektroosmózy a galvanoosmózy mají malou účinnost a životnost (cca 3 roky), a proto se v současné době nepoužívají. Aktivní elektroosmóza vytváří elektrické pole s větším napětím od 1 do 24 V. Elektroda ve zdi je připojena na kladný pól a je vystavena velkému elektrochemickému namáhání. Pro zvýšení její účinnosti bývá někdy opatřena smyčkami. Její životnost závisí na základě Faradayova zákona na anodické rozpustnosti materiálu. Podle toho byly některé materiály z aktivní elektroosmózy vyloučeny (měď, ocel). Často používaným materiálem byl uhlík, který byl ekonomicky výhodný. Tím, že s narůstajícím obsahem solí se zvyšuje koroze anody, je tradiční uspořádání elektrokinetického vysoušecího systému nevhodné, a proto se hledaly nové technologie, které by omezily působení těchto negativních jevů. První pokrok spočíval v použití elektrovodivých plastů odolných vůči korozi, jako je tomu např. u systému Elkinet. Závěry aplikace tohoto systému přinesly výrazné zlepšení parametrů a přispěly k dalšímu studiu, jehož výsledkem je nejen elektroosmotické vysoušení, ale podle potřeby i možnost elektroforézního odsolení.
Sanační úprava povrchů zdiva
Tento způsob většinou doplňuje ostatní metody, ale může být i základní metodou. Sanační omítka má být přibližně 20 mm tlustá, dostatečně pevná a přilnavá, ale ne pevnější než podklad (na cihelném podkladu je nevhodná tvrdá cementová omítka). Dále má být odolná proti praskání, exhalacím a biokorozi. Difuzní odpor směrem ven má klesat a tepelný odpor naopak stoupat. Uvedené vlastnosti je možno získat minimálně u dvouvrstvé omítky.
Dlouhodobá životnost sanačních omítkových systémů je důsledkem toho, že oproti vápenným, vápenocementovým a dalším typům běžných omítek, kde voda s obsahem rozpuštěných solí může ze zdiva prostupovat až k jejich povrchům a teprve tady se odpařovat (tím na povrchu a těsně pod ním dochází ke vzniku solných výkvětů a následně k vlhnutí a k rychlému rozrušování omítky), je v sanačních omítkách díky jejich pórovému systému a homogenitě struktury zóna odpařování posunuta až na rozhraní omítky a podkladu. Takto je vytvořena suchá a od soli oproštěná povrchová vrstva vhodná pro paropropustné nátěry. Nátěry, které nejsou vodoodpudivé, lze opatřit hydrofóbní impregnací. Difuzní odpor nátěru má být nižší než omítky. Vhodné jsou vápenné nátěry, barvy na bázi silikonových pryskyřic, dvousložkové křemičité barvy s hydrofobizací apod.
Napadení stěn plísněmi a výkvěty
Účinkem vlhkosti se nejen pomalu rozpadají stavební materiály a snižují tepelně izolační vlastnosti stěn, ale narušuje se i estetický vzhled povrchu – na povrchu jsou zřetelně zbarvená místa, na kterých vyrůstají různé plísně i anorganické krystalické látky). Plísně jsou mikroskopické vláknité houby, které vytvářejí jemné povlaky na různých površích. Na vlhkých stěnách je růst plísní patrný žlutými, zelenými i černými skvrnami a zatuchlým zápachem, zvlášť rozpoznatelným při vstupu do místnosti z čerstvého vzduchu. Barevné skvrny jsou neklamnou známkou, že u plísně dozrávají výtrusy, které se rozšíří do nejbližšího okolí.
Nebezpečí plísní spočívá v jejich působení na zdraví člověka. Plísně v procesu látkové výměny vyvíjejí celkové množství oxidu uhličitého, organických kyselin i toxických látek. Některé druhy plísní produkují tzv. mykotoxiny, které mohou vyvolat onemocnění kůže a plic. Plísně vytvářejí velké množství výtrusů, které znečišťují ovzduší a mohou vyvolávat u zvláště citlivých osob, např. astmatické záchvaty, bolení hlavy, pocity nevolnosti apod. Při sanaci stěn napadených plísněmi by se mělo postupovat následujícím způsobem:
- určit primární příčinu vzniku plísní (např. kapilární příjem vlhkosti, tepelné mosty, kondenzace vodních par, nedostatečné větrání atd.),
- po odstranění primární příčiny je třeba provést chemickou sanaci sestávající z:
- preventivního aerosolování zasaženého místa např. přípravkem Savo s dobou expozice 20 až 30 minut,
- mechanického odstranění plísní pokud možno bez šíření jejich zárodků (nejlépe za použití vysavače),
- ošetření postiženého místa fungicidními prostředky, zejména Pregnolity (náhrada Lastanoxu s menšími dopady na životní prostředí) – např. Pregnolitem Prim (pro prevenci plísňových a houbových napadení dřeva, stěn, maleb a pro jejich ochranu především v interiérech), Pregnolitem Ultra (pro sanaci úporných plísňových a houbových nákaz a pro dlouhodobou ochranu dřeva a stavebních materiálů) nebo Pregnolitem Uni (univerzální přípravek pro sanaci, impregnaci a dlouhodobou ochranu dřeva, stavebních materiálů v exteriérech a interiérech) přidáním do malířských nátěrů,
- provést novou malbu v celé zasažené místnosti – do malířských nátěrů je vhodné přidat např. Pregnolit Ultra nebo Pregnolit OMB, který je určen pro silikátové materiály a jejich ochranu.
Výkvěty tvoří různě zbarvené skvrny, které jsou škodlivé nejen svou nevzhlednou barvou, ale též narušují celistvost střepu a podporují loupání výrobků. Tvoří-li se výkvěty z rozpustných solí, které byly již obsaženy ve výchozích surovinách nebo které se do nich dostaly během výrobního procesu, označují se jako prvotní. Ostatní výkvěty vznikající ze solí v důsledku znečištění vzduchu, se nazývají druhotné. Jsou nejčastěji bělavého zabarvení vlivem síranu vápenatého, hořečnatého, sodného atd.
V druhém díle dále příklady s využitím vzduchoizolačního systému.
Moisture in moist buildings can be limited by the most different methods. Problems are divided into two papers. The author of paper analyses the conditions of moisture-spread in building in the first part of paper and he solves the selection of sanitation method with less frequent technology of realization. The concrete cause with utilization of air – insulation system then will present in the second part.