Průzkumy a diagnostika staveb se zvýšenou vlhkostí

Základním předpokladem všech sanačních zásahů je tedy odstranění zdrojů nežádoucí vlhkosti, tj. zabránění zatékání srážkové a splaškové vody do objektu, zamezení kumulace vlhkosti v okolí objektu, odstranění příčin nadměrného vlhnutí a smáčení konstrukcí srážkovou vodou, vodou z tajícího sněhu a v maximální míře omezení přímého kontaktu konstrukcí se zdroji vlhkosti.

Posouzení stavby a jejich konstrukcí musí vycházet ze znalosti technických řešení historických konstrukcí a také ze znalosti možné materiálové skladby konstrukcí a tradičních výrobních a zpracovatelských postupů.

Základním údajem je stáří objektu, jeho hlavní vývojové fáze a přestavby, jakož i změny dispozice a stavebních materiálů. Součástí vstupních údajů je popis materiálu zdiva, omítek, zjištění míst použití jiného materiálu (výplně, dozdívky) a způsoby vazby. Dále je třeba zkoumat dřívější způsob využití objektů, protože tomu odpovídalo i dobové dispoziční, konstrukční a materiálové řešení (např. obranné příkopy pomáhaly snížit hladinu podzemní vody). Funkce jednotlivých místností následně výrazně ovlivňovala formy a podmínky vlhnutí (stáje, sladovny, sklepy atd.). Důležité jsou údaje o poloze kuchyní a toalet. Nutnou částí historického průzkumu je rovněž určení polohy starých studní (a to i zrušených), neboť vodní pára difunduje z vodní hladiny do prostoru sklepů.

Z historie objektu jsou důležitá fakta o tzv. historickém chátrání objektu, která upřesňují výskyt a projevy vlhkostních poruch, jak se změnily podmínky působení vlhkosti, resp. proč ochranný systém selhal. Je potřebné zjistit, kdy se začaly projevovat vlhkostní poruchy, zda toto vlhnutí bylo přechodné, nebo trvalé, jestli se vlhkost začala projevovat v souvislosti se stavebními zásahy v okolí objektu, zda byly sklepy zaplavovány, a pokud ano, kdy se tak stalo.

Stavebně-technické průzkumy

Výsledkem průzkumu fyzického stavu objektu je popis a zaznamenání projevů vlhkosti, stanovení pravděpodobných příčin vzniku poruch a spolupůsobících vlivů.
Průzkum v terénu je zaměřen na:

• umístění objektu v širším okolí (svažitý terén, blízkost vodních toků a nádrží),
• stav okolní zástavby a její vliv na sledovaný objekt (např. zemní práce ovlivňující hladinu podzemní vody, výskyt identických poruch na okolních objektech),
• stav bezprostředního okolí objektu (okapové chodníky, zpevněné a zatravněné plochy, způsob jejich odvodnění, výskyt náletové zeleně, difuzně nepropustné plochy, údržba),
• vzájemné výškové poměry daných po­dlaží a přiléhajícího terénu.

Původní nebo dodatečné izolace nepříznivě ovlivňují vlhkost zdiva, jsou-li dožité nebo pokud byly porušeny dodatečnými zásahy, a tím částečně nebo úplně vyřazeny z funkce (zazdění větracích otvorů, porušení systémů novou dispozicí, zasypání sklepů, parotěsné nátěry, obklady, cementové omítky).

Stavebně-fyzikální průzkumy

Zahrnují informace o vlhkostních poměrech vně i uvnitř stavby, o stavu zdiva, klimatologické informace, dlouhodobý vliv vnějšího a vnitřního prostředí, v němž se stavba nachází a které má vliv na její životnost. Průzkumy jsou většinou spojeny s laboratorními rozbory určenými ke stanovení vlhkosti materiálu, určení chemického složení zdiva a posouzení základové půdy objektu z hlediska podmínek pro vzlínání vlhkosti.

Provozní podmínky objektu specifikují účel jednotlivých místností (vlhké provozy), tepelně vlhkostní parametry (teplota a relativní vlhkost vnitřního vzduchu) i způsob větrání a vytápění a jsou podkladem pro rozhodnutí o ochraně zdiva proti kondenzované vodě.

Stanovení vlhkosti materiálu

Stanovení diagnózy musí vycházet z co nejpřesnějších informací, především objektivního zjištění skutečného vlhkostního stavu zdiva. Často bývá užívána kombinace některé nepřímé, nejčastěji elektrické metody (odporová nebo kondenzační) a část vzorků se ověří metodou destruktivní – gravimetrickou. Nepřímé metody udávají hodnoty vlhkosti zdiva pouze do hloubky několika centimetrů pod povrchem konstrukce. Výhodou je nenarušení zkoumaného zdiva a okamžité zjištění výsledků. Měřicí přístroje jsou jednoduché a snadno přenosné. U všech nepřímých metod je nutné předem provést kalibraci – zjistit závislost vlhkosti na měřeném parametru. Jako etalon pro porovnání těchto metod slouží gravimetrická metoda.

Gravimetrická (vážková) metoda je považována za standardní a nejpřesnější. Při měření vlhkosti nezáleží na druhu zkoumaného materiálu. Největší výhodou je nezávislost metody na dalších fyzikálních parametrech. Princip spočívá v odebrání vzorku a stanovení procenta ztráty hmotnosti vzorku po jeho vysušení.

Odběr vzorků

Při odběru vzorků v rámci terénního průzku­mu je třeba zohlednit zejména tyto aspekty:

• způsob odběru vzorků a zhodnocení míry ovlivnění kvality vzorků různými způsoby odběru,
• množství odebíraných vzorků a jejich velikost z hlediska reprezentativnosti (k celé stavební konstrukci) pro získání relevantních analytických výsledků za současně minimálního poškození konstrukce,
• místa odběru vzorků pro další hodnocení,
• časové období odběru.

Pro stanovení vlhkostního režimu objektu odebíráme vzorky z míst, která jsou z hlediska vlhkostního namáhání typická nebo kde jsou projevy vlhnutí zřetelné (rozrušené a vlhké omítky se sníženou přídržností k podkladu apod.). Porovnatelné jsou údaje zjištěné ze vzorku stejného materiálu, i u rovnoměrně vlhkého zdiva bude různá vlhkost cihel a malty.

Kvůli objektivnosti provádíme průzkumy z hlediska vlhkosti pokud možno v rozdílném časovém období: v období častých srážek a v období sucha. Za deště se objeví řada souvislostí a příčin zvýšené vlhkosti objektu (špatný stav okapů apod.).

Příčiny poruch lze obvykle diagnostikovat podle rozložení vlhkosti ve zdivu. Základním určujícím faktorem pro rozhodování o sanaci vlhkého zdiva je hmotnostní vlhkost zdiva. Sanace staveb z hlediska vlhkosti neznamená úplné odstranění vlhkosti z konstrukcí. Stavební materiály mají svou přirozenou vlhkost v závislosti na materiálových charakteristikách a relativní vlhkosti okolního vzduchu. Při vysokých relativních vlhkostech vzduchu je přirozená vlhkost materiálu s vysokým obsahem malých pórů již tak vysoká, že klasickými stavebními opatřeními nelze zajistit hygienické požadavky na využití prostor. Těch lze omezeně dosáhnout např. úpravou vnitřního vzduchu (vytápěním, odvětráváním). Je třeba si uvědomit, že vyšší vlhkost zabudovaného stavebního materiálu znamená vždy konstrukční závadu.

Příčiny vlhnutí zdiva podle rozložení vlhkosti ve zdivu
a) vzlínající vlhkost, b) povrchová kondenzace na vnitřní straně zdiva, c) vzlínající a kondenzovaná vlhkost, d) hygroskopická vlhkost, e) pronikání dešťové vody

Chemismus vlhkého zdiva

Salinita

S průzkumem vlhkosti velmi úzce souvisí průzkum salinity, neboť sůl je ve stavebních materiálech transportována ve formě vodného roztoku. Zvětšený obsah solí ve zdivu zvyšuje vlhkost zdiva. Soli činí zdivo hygroskopickým a mění kapilární vlastnosti stavebních materiálů, ucpávají na povrchu póry, a tím zmenšují přirozené odpařování vlhkosti. Hranice zavlhčení obvykle nekorespondují s hranicí zasolení, koncentrace solí bývá v omítkách i ve zdivu vysoká až 0,5–1,0 m nad ohraničením vlhkostní mapy.

Ve zdivu se běžně stanovují tři anionty, jejichž soli – sírany, chloridy a dusičnany – jsou nejčastější příčinou destrukce zdiva a omítek. Část síranů se dostává do zdiva ze zeminy, chloridy ze solí používaných v zimě k solení komunikací a dusičnany ukazují na přítomnost fekálií (bývalé toalety, stáje, hnojiště atd.). Další část chemikálií proniká do zdiva z ovzduší. Ze stanovení druhu a množství vodorozpustných solí lze určit způsob migrace vody do zdiva (déšť, vzlínání mineralizované spodní vody apod.).

Zhodnocení obsahu solí ve zdivu závisí nejen na hloubce odběru (soli se nejvíce koncentrují na povrchu v odpařovací zóně), ale i na druhu solí a rezistenci materiálu.
Pokud hodnoty zasolení výrazně překračují „vysokou zátěž“ v hodnotách dusičnanů nebo chloridů, případně budou-li hodnoty zasolení uvnitř zdiva či omítky přesahovat 1 %, je žádoucí odsolení zdiva.
Znalost obsahu síranů ve zdivu je důležitá pro posouzení agresivity prostředí na vápennou a cementovou maltu, ale i pro použití injektážních látek s obsahem vodního skla. Obsah chloridů ve zdivu ovlivňuje použitelnost elektroosmotických metod.

S chemismem zavlhlého zdiva souvisejí i elektrické vlastnosti zdiva a podzákladí. Obsah solí ovlivňuje přímo elektrický odpor těchto látek (měrný odpor). Pro doporučení aplikace elektroosmotické metody je třeba rozsah průzkumů ještě rozšířit, jde zejména o měření elektrického potenciálu ve zdivu a v zeminách, zjišťování elektrolytické vodivosti zdiva, kyselosti zdiva, charakteru zemin a základových půd.

Faktor pH

Hodnota pH zdiva klesá v závislosti na stáří objektu. Nové zdivo s čerstvým vápnem v maltě má zásaditý charakter a hodnotu pH kolem 11, zdivo po několika desetiletích pH 7 až 8, zdiva historická mívají kyselou reakci a pH v rozsahu 4–6.

Výsledky měření hodnot pH odebraných vzorků zdiva poskytují informace:

• zda je zdivo z hlediska chemismu homogenní nebo bylo-li v posledních desetiletích opravováno (vysprávky mají vždy výrazně zásaditý charakter),
• zda a nakolik je zdivo odvápněno (ztráta soudržnosti spojovacích materiálů, údaj pro rozhodování o aplikaci chemických metod sanace),
• z jakého podkladu vzlíná voda způsobující vlhkost zdiva,
• pro doporučení aplikace elektroosmotické metody je třeba průzkumem stanovit kyselost zdiva.

Geologické a hydrogeologické průzkumy

Pro stanovení vlhkostní diagnózy objektu má rovněž význam stav podloží, na němž je stavba založena, i procesy, které v něm probíhají a mohou být zdrojem poruch a zvýšené vlhkosti. Průzkum bývá často hlavním podkladem pro rozhodnutí, zda je nutný razantní stavební zásah do konstrukcí, jako jsou sanační metody mechanické a injektážní, či zda lze objekt sanovat kombinací neinvazivních metod vzduchoizolačních, elektrofyzikálních, omítkových systémů a dalších nepřímých a doplňkových způsobů sanace.

Prvořadou úlohou průzkumu je zjistit výskyt hladiny podzemní vody pod terénem a pod základy stavby a posoudit základovou půdu objektu jak z hlediska druhu, tak i z hlediska propustnosti pro vodu. Hydrogeologická charakteristika je důležitá v lokalitách, kde hladina podzemní vody buď trvale, nebo epizodicky dosahuje do blízkosti základové spáry, pokud se v podloží vyskytuje napjatá hladina podzemní vody, případně je-li známo, že podzemní voda v dané lokalitě je agresivní.

Zpráva průzkumu má být doložena především lokalizací sond, součinitelem propustnosti zemin, skladbou půdního profilu a stabilitou vrstev. Závěrem geologického a hydrogeologického průzkumu je zhodnocení podmínek pro vzlínání a určení, zda složení půdy v této oblasti umožňuje shromažďování vody, jestli bude trvalé nebo nárazové a za jakých podmínek k němu bude docházet.

Někdy se na nepropustných vrstvách podzákladí projevují účinky průsaků atmosférické vody – občasná hladina podzemní vody, čímž se stavba dostává do vlivu hladiny tlakové vody. Tato voda vzlíná do zdiva stavebních objektů a značným procentem se podílí na celkové bilanci vlhnutí zdiva. Vodní pára difunduje od hladiny podzemní vody vzhůru k povrchu terénu a do zdiva objektu. Základové kamenné zdivo je studené, vzduch s vodní párou se při pohybu vzhůru ochlazuje pod rosný bod a vodní pára na povrchu zdiva kondenzuje.

Návrh sanačních opatření

Otázka volby efektivní sanační metody je vzhledem k jejich značnému počtu a vzájemné funkční a technologické nesourodosti velmi složitá. Účinnost navržené sanace je třeba zajistit vhodnou kombinací různých metod a opatření. V současnosti se používá řada sanačních metod, které je možno podle fyzikálních principů jejich působení shrnout do čtyř skupin:

•  zajištění přirozeného proudění vzduchu a zvětšení odpařovací plochy konstrukce (vzduchové metody),
• přerušení kapilárního systému zdiva vložením izolace do vytvořené spáry (mechanické metody),
• změny vlastností zdiva zúžením kapilár ne­bo vytvořením hydrofobity při napouštění zdiva izolačním roztokem (injektáže),
• potlačení vody vzlínající z podzákladí vlivem účinků stejnosměrného proudu (elektrofyzikální metody).

Sanaci vlhkého zdiva lze – z technologického a ekonomického hlediska a s ohledem na spolehlivost a životnost navrženého řešení – navrhnout alternativně dvěma odlišnými způsoby:

• neinvazivní řešení s podmíněnou účinností (zlepšení systému větrání, sanační omítky apod.), které v případě, že se neprokáže jeho funkčnost, bude doplněno následujícím stupněm řešení,
• invazivní – radikální řešení (mechanické a injektážní metody).

Koncepce obnovy hydroizolačního systému musí vždy obsahovat zdůvodnění zvolených metod dodatečné hydroizolace a vysušování zdiva stavby. Součástí projektu jsou i návrhové požadavky na vnitřní prostředí a vymezení způsobu využití prostor po provedení sanace. Komplexní návrh sanačních opatření současně předepisuje technologický postup jejich realizace.

Tento článek vznikl za podpory Výzkumného záměru MSM 6840770001 Spolehlivost, optimalizace a trvanlivost stavebních materiálů a konstrukcí.

doc. Ing. Eva Burgetová, CSc.
Obrázek: archiv autorky

Autorka vyučuje na Katedře konstrukcí pozemních staveb na Fakultě stavební ČVUT.

Literatura
(1)    Massari, G. – Massari, I.: Risanamento igienico dei locali umidi, Hoepli Milan, 1974.