Dendrologický průzkum, jeho funkce a význam

Úvod

Dřevo je materiálem přírodním, a proto disponuje velkou mnohotvárností danou růstovými podmínkami, prostředím a dědičnými dispozicemi. Tato variabilita vlastností je patrná nejen v rámci druhu, ale i uvnitř jednoho kmene a předurčuje dřevo k anizotropnímu chování. Kvůli svému charakteru, který je dán rostlinným původem, je dřevo trvale vystaveno degradačním procesům zejména biotickým (dřevokazné houby a dřevokazný hmyz), ale i environmentální (nebiologické) povahy. V důsledku této degradace dochází k významným změnám fyzikálních, mechanických a chemických vlastností. Rozsah poškození závisí na prostředí, v němž se tento materiál obvykle nachází, a na procesech, kterým je vystaven. Z pohledu stavebních konstrukčních prvků je významná změna pevnosti dřeva. Dlouhodobé působení zejména biotických činitelů může v konečném důsledku zapříčinit neplnění funkce konstrukčního prvku, případně celé konstrukce. Proto posouzení vlastností dřevěných prvků konstrukcí zůstává zásadní a praktickou otázkou.

Příspěvek si klade za cíl krátce seznámit s postupem a funkcí dendrologického průzkumu, s jeho výsledky a další návazností na projektovou dokumentaci. Uvádí základní schéma práce při průzkumu, techniky, jimiž je možné průzkum provést, a výsledky, kterých je nutné dosáhnout.

Metodický postup průzkumu

Z odborných znalostí a zkušeností je možné schematicky znázornit, co všechno je nutné zahrnout do dendrologického posouzení stavu dřevěných částí konstrukcí. Do průzkumu patří sledování vlhkosti dřevěných prvků a stanovení jejich biotického poškození, viz schéma na obr. 1.

Obr. 1: Schéma metodického postupu detekce biotického poškození (Thermo Sanace s.r.o.)

Znalost vlhkosti dřeva a vlhkostních stavů v bezprostřední blízkosti dřevěných prvků je velmi významná indicie v návaznosti na bionomii biotických činitelů, a to jak dřevokazných hub, tak i dřevokazného hmyzu. Oba činitelé potřebují pro svůj vývoj stejné jmenovatele, a těmi jsou optimální vlhkostní podmínky a dostatek živin. Dřevo jako substrát obsahující polysacharidy (celulózu, hemicelulózu a lignin) je v kombinaci se zvýšenou vlhkostí ideálním hostitelem.

Stanovení vlhkosti dřevěných prvků

U dřevěných prvků konstrukcí by měla být měřena vlhkost podle normy ČSN 49 1016 [1] nebo pomocí zařízení umožňujícího měřit vlhkost dřeva, tedy zařízení s integrovanými charakteristikami dřeva. Velmi často se používají dielektrické vlhkoměry, které měří vlhkost invazivně pomocí hrotů i kapacitně v rozpětí 5–99 % s přesností ± 1 % do hloubky 19 mm pod povrchem (obr. 2).

Obr. 2a, b: Ukázka použití dielektrických vlhkoměrů se zarážejícími sondami (Thermo Sanace s.r.o.)

Z hlediska vlhkostních podmínek ve dřevě v interakci s biotickým napadením lze stanovit hranice vlhkosti pro dřevokazný hmyz a dřevokazné houby takto:

Kromě vlhkosti dřeva je rovněž významná i relativní vzdušná vlhkost, která synergicky doplňuje vlhkost dřeva, vytváří mikroklima prostoru, a tím možné optimální okrajové podmínky pro rozvoj biotické degradace. Tabulka 1 specifikuje hodnoty vlhkosti vnitřního prostředí a rozděluje prostor do čtyř vlhkostních stavů, dle normy ČSN P 73 0610 [2].

Stanovení biotického poškození dřevěných prvků

Každý prvek konstrukce je při průzkumu hodnocen – podle změn barvy, změn struktury, povrchu, odlupčivosti vrstev apod. Sledovány jsou signifikantní znaky biotického poškození a prvky jsou zařazeny do jednotlivých tříd (stupňů poškození). Dle napadení je sledován stav konstrukce jako celku v návaznosti na jeho statickou pevnost. U destruovaných prvků je hodnocen: I) druh poškození, II) stupeň poškození, III) aktivita a doporučen je návrh sanace. Dle výsledků je následně navržen postup sanace celé konstrukce:

I. Druh poškození

Dle nejčastější biotické degradace je použito značení poškození:

• C – Cerambycidae, dřevokazný hmyz z čeledi tesaříkovití.
• A – Anobiidae, dřevokazný hmyz z čeledi červotočovití.
• H – výskyt dřevokazných hub.

C – Cerambycidae

Dřevokazný hmyz z čeledi tesaříkovitých patří mezi nejčastější škůdce destruující dřevěné konstrukce. Velmi často nacházíme poškození způsobené konkrétně tesaříkem krovovým (Hylotrupes bajulus L.). Larvy rozežírají krovové konstrukce, stropní trámy, zárubně dveří i oken, podlahy, obložení a další dřevěné výrobky. Plně vzrostlá larva váží 150–200 mg (výjimečně až 500 mg), tělo má žluto-bílou barvu, silná kusadla jsou tmavě hnědá [3] (obr. 3). Průměrná plodnost samičky je 165 vajíček, avšak zdatná samice může naklást až 400 vajíček [3]. Tesařík krovový je považován za dosti sedentární druh (nepřelétává na velké vzdálenosti). Samičky obvykle po mnoho generací kladou vajíčka do míst již dříve napadených tímto broukem [4]. Vývoj tohoto škůdce trvá 2–10 let (Sláma (1998) uvádí až 15 let) v závislosti na teplotě, vlhkosti a kvalitě dřeva [3]. Larvy vytvářejí ve dřevě charakteristické chodbičky orientované podél dřevních vláken a větší komůrky v místech s dřevem vhodným pro vývoj larvy. Ocelli (3 malá očka) detekují i malé množství světla, což larvě pomáhá držet se těsně pod povrchem dřeva a neprokousat se až na povrch [5]. Nejvýznamnějším faktorem ovlivňujícím spotřebu potravy larvy tesaříka krovového je teplota. Jako optimální pro vývoj larvy je uváděna hodnota 28–32 °C [6]. Optimální relativní vlhkost dřeva je kolem 28 % (často je uváděno rozpětí hodnot 15–30 %), avšak larva se dokáže vyvinout i ve dřevě výrazně sušším – už od vlhkosti zhruba 10 % [3].

Obr. 3: Larva a dospělý jedinec tesaříka krovového (Hylotrupes bajulus L.), včetně detailů kusadel (Thermo Sanace s.r.o.)

A – Anobiidae

Červotoč proužkovaný (Anobium punctatum L.) stejně jako tesařík krovový upřednostňuje dřevo jehličnaté s vyšší vlhkostí, nejlépe v pokročilém stadiu hnědé hniloby. Ve vysušeném dřevě pod 20 % vlhkosti už není aktivní. Vyhovuje mu teplejší prostředí, optimálně se vyvíjí při teplotách okolo 25 °C až 26 °C, nicméně v zimním období přežije i při teplotách pod bodem mrazu. Samička klade cca 30 vajíček do trhlin a štěrbin nejlépe již dřeva napadeného hnědou hnilobou. Po 3 až 4 týdnech se líhnou dospělí brouci (imago) s délkou do 10 mm (obr. 4). Generace je nejběžněji dvou- až tříletá. Výletové otvory dospělého imaga jsou kruhové v průměru do 3 mm [7].

Obr. 4: Dospělec, larva a výletový otvor červotoče proužkovaného (Anobium punctatum L.) [9]

II. Stupeň poškození

Rozlišují se čtyři stupně (1–4), kde (1) znamená nejmenší rozsah poškození, (2) střední rozsah poškození prvku, (3) větší rozsah poškození prvku a (4) největší rozsah poškození – totální destrukci prvku. Detailněji hodnocení specifikuje tab. 2, ukázky jsou na obr. 5 (podle VVÚD Praha, pracoviště Březnice).

Obr. 5a, b: Ukázka degradace dřevěného prvku konstrukce. Vlevo poškození ve stupni 2, vpravo poškození ve stupni 4, totální destrukce.

III. Návrh sanace

Jednotlivá zjištěná fakta, hodnoty vlhkosti, druh degradace, jeho rozsah a stupeň, příčiny napadení a návrhy řešení jsou zakresleny do výkresové dokumentace (obr. 6). U konstrukční sanace (protézace prvků) je přesně vypsáno, kolik metrů je nutné odstranit a nahradit prvky novými. Výsledná identifikace rozsahu poškození tedy obsahuje tato důležitá a při průzkumu zjištěná fakta [9]:

• popis prvku (detailní označení – krokev, vazný trám, sloupek…),
• umístění prvku v konstrukci (číslování konstrukčního celku, schéma umístění),
• rozměry prvku (průřez, délka, zakřivení),
• výsledky měření pomocí diagnostických přístrojů (fyzikální nebo mechanické vlastnosti),
• fotodokumentace,
• druh poškození (hmyz, houby),
• stupně poškození (stupnice 1–4),
• návrh sanace (C – celková výměna prvku, P – protézace (nastavení) prvku …),
• poznámky.

Obr. 6: Značení biotické degradace dřevěných prvků krovu objektu bývalé tvrze č.p. 54 v Nemile, okres Šumperk

Způsoby provádění průzkumu

Stanovení rozsahu a stupně poškození, včetně detailního popisu napadených prvků krovové konstrukce, je prováděno na základě vizuální prohlídky, tedy pomocí smyslových metod (vzhledu, barvy, degradace a narušení povrchu dřevěných prvků – velikosti lomů a tvarů skeletů). Posouzení je zpravidla doplněno o jednoduché mechanické zkoušky (zásek tesařským kladivem a vryp dlátem) a vizuální zhodnocení charakteristiky třísek získaných těmito zkouškami. V případech, kdy je nutné stanovit přesný rozsah poškození nebo vznikne podezření na vážnější skryté defekty, je přistoupeno k použití speciálních průzkumových metod umožňujících zjištění materiálových charakteristik (v tomto případě hustotního profilu – tj. pevnosti prvku), který definuje rozsah poškození. Použita může být například metoda semidestruktivního testování (dále jen SDT – konkrétně odporové vrtání), která umožňuje šetrný zásah do konstrukčního prvku přímo v in-situ krovu, ovšem bez ztráty konstrukční integrity.

Semidestruktivní určení stavu dřevěných prvků

V kritických místech a případech, kdy je nutné získat informaci o vnitřním stavu prvků, je jejich pevnost a konstrukční integrita hodnocena na základě ztráty hustoty pomocí invazivní (semidestruktivní) metody využívající odporového vrtání. Principem metody je měření mechanického odporu zkoumaného materiálu při vrtání, přičemž odpor materiálu úzce koreluje s hustotou. Správná interpretace výsledných grafických záznamů (tzv. dendrogramů) je závislá na druhu dřeviny, jakosti, hustotě a vlhkosti dřeva. K měření v terénu je použit přístroj Resistograph (na obr. 7 je Resistograph 4450 P/S), který umožňuje na základě měření energie potřebné k udržení konstantní rychlosti wolframového vrtáku zjistit stav vnitřní struktury dřeva vybraných prvků v konstrukci. Menší vrtný odpor je spojený s menší hustotou, která je dána hnilobou, dutinou či trhlinami, a vyžaduje tak menší točivý moment. Výstupem z měření je grafický záznam, který koresponduje s hustotním profilem měřeného prvku, zaznamenaný jak na papírové pásce, tak i graficky v softwaru DECOM.

Obr. 7a, b, c: Semidestruktivní zařízení měřící hustotní profil, a tím pevnost dřevěných prvků konstrukcí (Thermo Sanace s.r.o.)

Závěr

Na základě diagnostiky, definování druhu, stupně a rozsahu biotického poškození je navržen postup sanace dané krovové konstrukce nebo její části. Výsledky průzkumu slouží jako podklad pro projektovou dokumentaci, pro detailnější návrh dalších sond nebo návrh dalších podrobných analýz. Všechny výsledky jsou zakresleny do výkresové dokumentace nebo schematicky značeny do nákresu vytvořeného v in-situ krovové konstrukce. Součástí zprávy je rovněž podrobná fotodokumentace stávajícího stavu a detailů poškození v návaznosti na celkovou únosnost konstrukce. V případě, že mimo entomologické poškození (dřevokazný hmyz) jsou přítomny i dřevokazné houby a není zjevné, o jaký druh dřevokazné houby se jedná, je vhodné provést mykologický rozbor. Vyústěním zprávy z dendrologického průzkumu je postup opatření při sanaci krovové konstrukce a další doporučení vedoucí k zachování dobré vitality konstrukce, potažmo celého objektu.

Původní verze článku byla otištěna ve Zpravodaji Společnosti pro technologie ochrany památek STOP 1/2020. Pro portál TZB-info upravena s respektováním návrhů recenzenta.

Literatura

1. ČSN 49 1016 (491016) Řezivo. Způsoby stanovení vlhkosti, nahrazena ČSN EN 13183-1.
2. ČSN P 73 0610 Hydroizolace staveb – Sanace vlhkého zdiva – Základní ustanovení.
3. ROBINSON, W. H.; CANNON, K. F. (1979): The life history and habits of the old house borer, Hylotrupes bajulus (L.), and its distribution in Pennsylvania. Melsheimer. Entomol. 27: 30–34.
4. SLÁMA M. E. F. (1998): Tesaříkovití – Cerambycidae České a Slovenské republiky (Brouci – Coleoptera). Krhanice: Milan Sláma, 378 pp. ISBN 80-238-2527-1.
5. KŘÍSTEK, J.; URBAN, J. (2004): Lesnická entomologie. Praha: Academia, 429 pp. ISBN 80-200-1052-1.
6. ROBINSON, W. H. (2005): Handbook of Urban Insects and Arachnids. New York: Cambridge University Press, 472 pp. ISBN 978-0-511-11138-9.
7. FETTKÖTHER, R.; REDDY, G. V. P.; NOLDT, U.; DETTNER, K. (2000): Effect of host and larval frass volatiles on behavioural response of the old house borer Hylotrupes bajulus (L.) (Coleoptera: Cerambycidae) in a wind tunnel bioassay – Chemoecology 10(1): 1–10.
8. KEMPE K. 2009: Holzschädlinge, Vermeiden, Erkennen, Bekämpfen. 2009 HUSS-MEDIEN GmbH Berlin, s. 182.
9. KLIBER, M, DRDÁCKÝ M. (2015): Diagnostika dřevěných konstrukcí. Informační centrum ČKAIT, s. 168. ISBN 978-80-87438-64-0