Příčiny nadměrné vlhkosti dřevěných stavebních prvků v budovách
V pórovitých materiálech, ke kterým patří také dřevo a materiály vyrobené na bázi dřeva, je obsaženo vždy určité množství vody. A to v závislosti na teplotě, vlhkosti a tlaku okolního vzduchu. Jedná se o vodu fyzikálně vázanou. Ta může být ve dřevě obsažena jak v buněčných stěnách (tzv. voda vázaná), tak také v buněčných dutinách (tzv. voda volná). Na několika případech ukážeme příčiny nadměrné vlhkosti dřevěných stavebních prvků v budovách včetně vlhkosti obvodového či vnitřního zdiva.
1. Vlhkost dřeva obecně
V pórovitých materiálech, ke kterým patří také dřevo a materiály vyrobené na bázi dřeva, je obsaženo vždy určité množství vody. A to v závislosti na teplotě, vlhkosti a tlaku okolního vzduchu. Jedná se o vodu fyzikálně vázanou. Ta může být ve dřevě obsažena jak v buněčných stěnách (tzv. voda vázaná), tak také v buněčných dutinách (tzv. voda volná). Stav, kdy jsou vodou nasyceny stěny dřevních buněk a buněčné dutiny jsou ještě bez vody, je definován jako bod nasycení vláken (BNV). Hodnoty bodu nasycení vláken se liší podle druhu dřeva a pohybují se přibližně v rozmezí 25 ÷ 35 %.
Pokud je dřevo, resp. dřevěný prvek po určitou dobu situován v prostředí o určité teplotě a vlhkosti vzduchu, pak se jeho vlhkost ustálí na hodnotě tzv. rovnovážné vlhkosti. Ve stavební praxi může mít rovnovážná vlhkost dřeva velký rozsah (od cca 6 % v místnosti, až po 25 % i více ve vnějším prostředí v zimě). Je-li relativní vlhkost vzduchu delší dobu okolo 95–99 %, vlhkost dřeva dosahuje hodnot okolo 28–30 %. Pro ilustraci – rovnovážná vlhkost u dřeva situovaného ve vytápěném interiéru se může pohybovat přibližně v rozmezí 8 ÷ 12 %; v nevytápěném, avšak chráněném interiéru proti přímému působení srážkové vody (např. půdní prostory) se může rovnovážná vlhkost pohybovat přibližně v rozmezí 12 ÷ 18 %.
Podrobné pojednání o vlhkostní problematice dřeva, o hodnotách bodu nasycení vláken a rovnovážných vlhkostí je možno nalézt v příslušné odborné literatuře.
2. Vlhkost stavebních prvků v budovách
Obecně je možno konstatovat, že hmotnost vody obsažené ve stavebních prvcích budov, jež jsou tvořeny z pórovitých materiálů (např. u zdiva, betonových konstrukcí apod.) je téměř vždy mnohem vyšší než hmotnost vody zkondenzované uvnitř prvků v následujícím období během užívání budovy v důsledku difúze vodní páry. Tato skutečnost bývá v počátečním období po dokončení stavby zapříčiněna mokrým procesem při realizaci. Následně se vlhkost konstrukce postupně snižuje, až se ustálí na hodnotě tzv. rovnovážné vlhkosti. Taktéž hodnoty rovnovážných vlhkostí jsou u porézních materiálů vyšší, než hodnoty vlhkostí zapříčiněných v důsledku vnitřní kondenzace vodní páry.
Z toho plyne, že množství zabudované vody ve stavebních konstrukcích není možno dále zvyšovat nedbalým prováděním – ukládáním vrstev o nadměrné vlhkosti, nebo předčasným uzavíráním těchto vrstev následujícími vrstvami, pokud nebyla jejich vlhkost snížena na hodnotu normové hmotnostní vlhkosti, jak je požadováno v ČSN 73 0540-3 [1].
V závislosti na skladbě příslušné konstrukce může v určitých případech postupem času dojít k odpaření zabudované vody. Pokud je však vrstva o vysoké vlhkosti uzavřena mezi další vrstvy s vysokými difúzními odpory, k následnému odpaření vody v průběhu užívání budovy nikdy nedojde. U obvodových konstrukcí posléze dochází ke zvyšování její vlhkosti v důsledku difúze vodní páry. V případě dřevěných prvků tato skutečnost vede k závažným negativním důsledkům – k napadení některým z biologických dřevokazných škůdců a následně k jejich destrukci.
U dřevěných konstrukčních prvků v objektech pozemních staveb, pokud vykazují hodnoty rovnovážných vlhkostí, nebývá z tohoto hlediska zpravidla žádný problém. Problémy nastávají tehdy, jestliže dojde ke zvýšení jejich vlhkosti.
Důvody zvýšení vlhkosti dřevěných konstrukčních prvků mohou být z obecného hlediska následující:
- Zatékání vody (srážkové, nebo z interiéru).
- Povrchová kondenzace vodní páry na dřevěných prvcích.
- Kondenzace vodní páry uvnitř stavebních konstrukcí se zabudovanými dřevěnými prvky.
- Zabudování dřevěných prvků o vyšší vlhkosti je požadováno v ČSN 73 0540-3 [1].
Vlhkost dřeva má negativní vliv na jeho vlastnosti i na praktické použití. To proto, že:
- S rostoucí vlhkostí dřeva se snižuje jeho pevnost a modul pružnosti.
- S rostoucí vlhkostí se zvyšuje riziko napadení dřeva biologickými škůdci (dřevokaznými houbami, dřevokazným hmyzem, hnilobou a plísněmi). Viz obr. 1 a 2.
- Měnící se vlhkost způsobuje tvarové změny příčného průřezu dřeva. Je to vlastnost velmi nepříjemná a při použití dřeva je nutno s ní počítat.
- Při neregulovaném nebo vícenásobném vysoušení se mohou ve dřevě vytvořit trhliny (viz obr. 3) které snižují únosnost příslušného dřevěného prvku, čímž omezují jeho použití.
Obr. 1: Ukázka napadení dřevní hmoty dřevokaznou houbou – dřevomorkou domácí
Obr. 2: Ukázka napadení dřevní hmoty dřevokazným hmyzem – tesaříkem krovovým
Obr. 3: Sesýchací trhlina na dřevěném prvku krovu
3. Konkrétní příčiny vlhkostních poruch dřevěných konstrukcí
Obr. 4: Nadměrná vlhkost dřevěného bednění šikmé střechy způsobená srážkovou vodou v důsledku netěsnosti skládané střešní krytiny
Obr. 5: Detailní pohled na zcela rozpadlé zhlaví stropního trámu v místě uložení na obvodovou zeď v důsledku dlouhodobého zatékání srážkové vody
Dřevěné konstrukce v budovách bývají ohrožovány působením vody, nebo vodní páry. To má za následek zvyšování jejich vlhkosti. Praktickým důsledkem nadměrné vlhkosti u dřevěných prvků v budovách (např. u dřevěných stropů a krovů, dřevěných podlah na terénu a na stropních konstrukcích) bývá jejich napadení biologickými dřevokaznými škůdci (dřevokazné houby, dřevokazný hmyz, hniloba a plísně).
Příčinou nadměrné vlhkosti dřevěných prvků může být například:
- Zatékání srážkové vody v důsledku porušení střešní krytiny do konstrukce střechy a následně do interiéru. Pokud je nosná konstrukce střechy tvořena dřevěným krovem, pak je zasaženo nejprve dřevěné bednění či laťování. U okrajů střech – pozednice, vazné trámy v místech uložení na zdivu, námětky, krokve atd.; v ploše střech rovněž krokve, vaznice, eventuelně další prvky. Viz obr. 4.
- Vysoká vlhkost obvodového či vnitřního zdiva. Příčinou vysoké vlhkosti zdiva může být například zatékání srážkové vody, zatékání vody v důsledku úniku z rozvodů technických zařízení budov (viz bod 6.). Příklad důsledku zatékání srážkové vody je znázorněn na obr. 5.
- Kondenzace vodní páry na povrchu dřevěných prvků. Ke kondenzaci vodní páry na povrchu dřevěných prvků dochází tehdy, jestliže jejich povrchová teplota je nižší, než je teplota rosného bodu okolního vzduchu. K povrchové kondenzaci vodní páry dochází například:
- U dvouplášťových plochých střech – na dolním povrchu horního pláště (viz obr. 6), který je tvořen dřevěným bedněním. Příčiny mohou být následující:
- nedostatečná výměna vzduchu – zejména u dvouplášťových střech nevětraných, ale také u dvouplášťových střech větraných, avšak nedostatečně.
- netěsnosti v dolním plášti – například v důsledku perforace podhledu, který vykazuje velmi nízký difúzní odpor (viz obr. 7.), nebo v důsledku netěsností okolo svítidel, která jsou nevhodně umístěna v úrovni dolního pláště (viz obr. 8). Z tohoto důvodu je vhodnější umísťovat svítidla pod úrovní dolního pláště.
Obr. 6: Pohled zespodu na dřevěné bednění horního pláště dvouplášťové ploché střechy s výskytem plísní
Obr. 7: Příklad perforovaného podhledu o nízkém difúzním odporu
Obr. 8: Ukázka svítidla umístěného v podhledu nevhodným způsobem. Vnitřní vzduch může proudit okolo svítidla do vzduchové mezery -
U šikmých a strmých střech. A to zejména v rizikových místech – například místa, kde jsou krokve uloženy na pozednice na obvodovém zdivu (viz obr. 9). Důvody, proč v uvedených místech dochází k povrchové kondenzaci vodní páry, mohou být:
Obr. 9: Pohled zespodu na dřevěné bednění u šikmé střechy s výskytem plísní
- výška obvodového půdního zdiva nad úrovní povrchu podlahy na půdě je velmi malá (nebo dokonce i nulová – viz obr. 9). Tehdy zpravidla nedochází k řádné výměně vzduchu v uvedeném místě, což má za následek zvýšení relativní vlhkosti vnitřního vzduchu v tomto místě. V důsledku toho pak, pokud se zvýší teplota rosného bodu vnitřního vzduchu nad povrchovou teplotu stavebních konstrukcí, dochází ke kondenzaci vodní páry na povrchu zde umístěných dřevěných prvků (tedy pozednic a konců krokví) a zdiva.
- Výška obvodového půdního zdiva nad úrovní povrchu podlahy na půdě je třeba i dostatečná, ale v místě mezi pozednicí a dolním povrchem střechy dochází k proudění venkovního vzduchu dovnitř. Toto proudění venkovního vzduchu může sice na jednu stranu působit pozitivně z hlediska výměny vzduchu a tím i snižování jeho vlhkosti v daném místě. Na druhé straně však může působit negativně tím, že dřevěné prvky v tomto místě mohou být výrazně ochlazovány. A to tak, že jejich povrchová teplota se sníží natolik, že bude nižší než je teplota rosného bodu odpovídající hodnotám teploty a relativní vlhkosti vnitřního vzduchu v půdním prostoru.
-
V místech uložení dřevěných nosných prvků stropů (stropních trámů u trámového stropu, resp. povalů, fošen či lepených stropních nosníků u povalového stropu, fošnového stropu či stropu z dřevěných lepených nosníků). Kondenzace vodní páry může být zapříčiněna:
Obr. 10: Princip dodatečného zateplení z vnitřní strany konstrukce se znázorněním posunutí oblasti kondenzace vodní páry. Oblast kondenzace vodní páry před zateplením je znázorněna modře, po provedení zateplení červeně.
- Pokud je zhlaví uvedených nosných prvků zapuštěno ve zdivu bez vzduchové mezery. Jestliže není dodržena konstrukční zásada, že zhlaví dřevěných nosných prvků musí být na zdivu uloženo na dřevěné podložce impregnované vhodným biocidním prostředkem a mezi zhlavím trámu a zdivem musí být provedena vzduchová mezera o šířce min. 50 mm.
- V důsledku neodborného návrhu dodatečného vnitřního zateplení obvodové stěny, na které jsou uloženy nosné prvky dřevěného stropu. Průběh teplot v obvodové zdi je po vnitřním zateplení výrazně nižší než před zateplením a oblast kondenzace se posouvá směrem k vnitřnímu povrchu zdiva. To může mít negativní důsledky na materiály, které se v této oblasti nacházejí (např. zhlaví dřevěných trámů, v krabicích elektroinstalace kondenzuje vodní pára atd.). Viz obr. 10. Pokud jde o zhlaví dřevěných nosných prvků stropů (např. stropních trámů), v případě povrchové kondenzace vodní páry hrozí vážně riziko jejich napadení některým z biologických dřevokazných škůdců (např. hnilobou), což ve svém důsledku znamená ztrátu únosnosti dřeva v daném místě a nutnost provedení sanace. Ta pak bývá technicky náročná, pracná a finančně nákladná.
- U dvouplášťových plochých střech – na dolním povrchu horního pláště (viz obr. 6), který je tvořen dřevěným bedněním. Příčiny mohou být následující:
-
Nesprávný konstrukční návrh u šikmých střech, který umožňuje zatékání vody. Jedná se o chybná řešení úžlabí, nároží a detailů, která umožňují zatékání srážkové vody pod skládanou krytinu a následně do střešního pláště a do interiéru. Viz obr. 11 a 12.
Obr. 11: Pohled na úžlabí, kdy v důsledku malého sklonu jedné ze střešních rovin může dojít za prudkého deště, nebo v zimním období v důsledku kumulace sněhu k zatékání vody do střechy
Obr. 12: Chybějící lemování komína umožňuje zatékání srážkové vody - Kondenzace vodní páry (v důsledku její difúze) v konstrukci, která obsahuje dřevěné prvky. Často se jedná o následující případy:
- Kondenzace vodní páry v šikmé či strmé střeše v důsledku chybného návrhu její skladby, nebo neodborného provedení. Například:
- Nedostatečný difúzní odpor parotěsné vrstvy.
- Netěsnosti v parotěsné vrstvě.
-
Nadměrná tloušťka tepelné izolace před parotěsnou vrstvou.
Obr. 13: Místo s výskytem povrchové kondenzace vodní páry v zimním období uvnitř skladby šikmé střechy - Ochlazování tepelné izolace v důsledku proudění venkovního vzduchu – absence pojistné hydroizolace, netěsnosti v pojistné hydroizolaci (neslepené spoje, perforace).
- Tepelná izolace přiléhá těsně k dřevěnému bednění (bez vzduchové mezery).
- Vysoký difúzní odpor střešní krytiny (např. z asfaltových šindelů) a zároveň nedostatečné odvětrání vzduchové mezery pod dřevěným bedněním (zapříčiněné například v důsledku složitého tvaru střechy).
- Zabudování kovových prvků do tepelné izolace (např. ocelového nosníku).
- Kondenzace vodní páry v obvodové stěně u dřevostavby v důsledku chybného návrhu její skladby, nebo neodborného provedení. Například:
- Nedostatečný difúzní odpor parotěsné vrstvy.
- Netěsnosti v parotěsné vrstvě.
- Nadměrná tloušťka tepelné izolace před parotěsnou vrstvou.
- Ochlazování tepelné izolace v důsledku proudění venkovního vzduchu.
- Vysoký difúzní odpor vrstev v místě venkovního povrchu.
- Zabudování kovových prvků do tepelné izolace (např. ocelového nosníku).
- Kondenzace vodní páry v dřevěném trámovém stropě s nášlapnou vrstvou o vysokém difúzním odporu. A to tehdy, jestliže k difúzi vodní páry skrze konstrukci stropu dochází směrem zespodu nahoru (v opačném případě by byla nášlapná vrstva podlahy o vysokém difúzním odporu žádoucí). Zde jsou ohroženy stropní trámy, prkna podhledu či záklopu, polštáře. Tento případ nastává zejména v důsledku dodatečného provedení podlahové vrstvy z materiálu jako například PVC, linoleum, syntetický nátěr apod.).
- Kondenzace vodní páry v konstrukci podlahy situované na terénu – pokud jsou v podlaze obsaženy dřevěné prvky. Příčinou bývá zpravidla neodborný návrh skladby podlahy.
- Kondenzace vodní páry v šikmé či strmé střeše v důsledku chybného návrhu její skladby, nebo neodborného provedení. Například:
- Zatékání vody unikající z rozvodů technických zařízení budov v důsledku poruchy do dřevěné konstrukce (např. trámového stropu, stěny u dřevostavby apod.).
Jedná se o vodu, která uniká z vodovodu, kanalizace nebo ústředního vytápění v důsledku poruchy. Tento únik se může projevit jako:
- náhlá havárie,
- nepatrné úniky.
- prasknutí přívodní vodovodní trubky (z plastické hmoty) vedoucí ke splachovací nádrži u klozetu,
- ucpání klozetové mísy a zároveň nefungující plovákový ventil ve splachovací nádrži. V důsledku poruchy funkce plovákového ventilu je splachovací nádrž neustále zásobována vodou, která odtéká do klozetové mísy. V důsledku jejího ucpání pak voda přetéká z mísy přes její okraje ven.
- únik vody z automatické pračky,
-
prasknutí potrubí ústředního vytápění v důsledku zamrznutí vody (např. v zimním období, jestliže objekt není vytápěn ani temperován; jestliže místnost, přes kterou je vedeno potrubí ústředního vytápění není vytápěna a je napojena na venkovní ovzduší, pak v období nízkých venkovních teplot může dojít k zamrznutí vody v potrubí).
Obr. 14: Pohled na potrubí vnitřní kanalizace vedené pod stropem v nedostatečném spádu
Obr. 15: Pohled na část vlhké obvodové zdi dřevostavby
- Nadměrně vlhký podklad pod dřevěnými podlahovými konstrukcemi, které tvoří nášlapnou vrstvu podlahy (parkety, vlysy, palubky, laminátové podlahoviny apod.). V ČSN 74 4505 [2] jsou uvedeny nejvyšší dovolené hodnoty hmotnostních vlhkostí vrstev na které se kladou nášlapné vrstvy podlah. Jsou zde uvedeny následující hodnoty:
- Pokud je podkladem cementový potěr, nebo beton – 2,5 %.
- Pokud je podkladem potěr na bázi síranu vápenatého – 0,5 %.
- Dodatečné položení nášlapné vrstvy podlahy o vysokém difúzním odporu.
Pokud se ve stávající budově nachází dřevěná podlaha (např. prkenná, fošnová apod.), která je situována na terénu a není pod ní provedena izolace proti zemní vlhkosti, může tato bez problémů fungovat i několik desítek let. Položíme-li však dodatečně na tuto dřevěnou podlahu podlahovou krytinu s vysokým difúzním odporem (např. PVC, linoleum, apod.), nebo provedeme nátěr o vysokém difúzním odporu (např. akrylátový nátěr) – uvedené úpravy brání difúzi vodní páry ze dřeva do ovzduší. Tím dochází ke kumulaci vody ve dřevěné konstrukci podlahy, což způsobuje zvyšování její vlhkosti. Výsledkem pak bývá napadení dřeva dřevokaznými škůdci (hnilobou, plísněmi, dřevokaznými houbami nebo hmyzem). - Dřevěné prvky jsou vystaveny přímému působení vody. V exteriéru to může být například:
-
Přímý kontakt dřeva se zeminou či vodou. (Příklad správného technického řešení je znázorněn na obr. 16).
Obr. 16: Správné řešení kotvení dřevěného sloupu v exteriéru – tak, aby byl vyloučen kontakt s vlhkým podkladem. - Dřevěný prvek je situován v místě, kde může docházet ke hromadění sněhu (např. v důsledku jeho navátím větrem).
- U dveřních zárubní či okenních rámů.
- V interiéru pak zejména místa, která jsou ohrožena postřikem, přímým smáčením či zaplavením (např. v koupelnách, ve sprchách či v kuchyních).
-
- Nerespektování základních konstrukčních zásad pro ochranu dřeva. Jedná se například o nedostatečnou výšku dřevěného prvku nad terénem, obezdění dřevěného prvku z více stran, aniž by bylo umožněno proudění vzduchu apod.
- Použití nevhodného druhu dřeva.
- Použití dřeva o nadměrné vlhkosti, která neodpovídá rovnovážné vlhkosti prostředí, ve kterém má být prvek situován.
- Dřevěné prvky nejsou chráněny biocidními prostředky proti napadení dřevokaznými škůdci v závislosti na třídě jejich ohrožení (viz ČSN EN 335 – 2 [3]).
Literatura
- [1] ČSN 73 0540-3: Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin (2005).
- [2] ČSN 74 4505 Podlahy. Společná ustanovení (2012).
- [3] ČSN EN – 335 – 2 Trvanlivost dřeva a materiálů na bázi dřeva – Definice tříd použití – Část 2: Aplikace na rostlé dřevo (2007).
- [4] SOLAŘ, J.: Problematika nadměrné vlhkosti u šikmých a strmých střech. http://stavba.tzb-info.cz/strechy/8852-problematika-nadmerne-vlhkosti-u-stresnich-plastu-sikmych-a-strmych-strech
The contribution deals with particular causes of excessive damp of wooden constructions in objects of the civil engineering. It concerns for instance the matter of water condensation on the surface of wooden elements and on the inside of constructions that contain wooden elements, of incorrect construction design, of constructions with wooden elements and leaking water in places wth wooden elements.