Průzkum příčin vlhnutí zdiva a metodika návrhu sanace

Průzkumu v terénu předchází shromažďování všech dostupných podkladů a informací, jež se váží k danému objektu a k bezprostřednímu okolí. Důležité informace vždy podá původní plánová dokumentace, případně stavebněhistorický průzkum, jedná-li se o památkově chráněnou stavbu. Další údaje poskytnou související průzkumy (např. statický průzkum, kominický průzkum, průzkum biologického napadení, radonový průzkum).

Velmi důležité jsou průzkumy stavu inženýrských sítí (kanalizace, vodovodních řadů, ústředního vytápění), neboť jejich poruchy představují obvykle větší část celkových poruch. Orien­tačně je nutné znát inženýrskogeologické a hydrogeologické poměry, hlavně vlastnosti podloží včetně propustnosti jednotlivých vrstev, úroveň a charakter spodní vody a její kolísání v čase (např. souvislosti s množstvím srážek). Dále je nutné zjistit, jak byla konkrétní stavba proti vlhkosti původně chráněna, jak udržována a větrána, jak se změnily podmínky působení vlhkosti, resp. proč ochranný systém selhal. Vlhkostní průzkum tedy nezahrnuje jen měření vlhkosti zdiva, toto měření nám však pomůže objektivizovat informace získané jiným způsobem.

Průzkum v terénu

Během prací se vychází ze shromážděných podkladů, které se ověřují a doplňují. Rozsah průzkumu vždy závisí na velikosti stavby a příčinách poruch. Prohlídka objektu by měla zahrnovat zjišťování stavu zdiva, zkoumání tepelně vlhkostních parametrů a průzkum okolí budovy včetně posouzení vlivu sousední zástavby. Vždy se ověřuje druh a tloušťka zdiva, způsob zdění a kompaktnost zdicího materiálu. Vlhkostní poruchy v interiérech bývají často maskovány asfaltovými nátěry, cementovou omítkou nebo přizdívkami, na fasádách pak krycími disperzními nátěry. Z tohoto důvodu je nezbytné prozkoumat povrchy stěn i z hlediska materiálové skladby. Stav izolací se ověřuje sondami. Z hlediska běžné stavební praxe je nutné se zabývat i pláštěm budovy – sokly fasád, stavem střechy nebo klempířskými prvky.

Vlhkostní projevy mají většinou charakteristický vzhled i obsah vlhkosti. Podle průběhu zavlhčení v konstrukci a také ohraničení nebo časovém kolísání vlhkostní mapy lze často zřetelně rozlišit příčiny poruch. Vizuální průzkum se upřesňuje měřením hodnot vlhkosti a salinity zdiva, případně dalších potřebných veličin (např. pórovitosti a nasákavosti materiálu, pH).

Obr. 1 Zámek Karlov – hájenka (r. 2004) a) Vzlínání vlhkosti z podloží souvisí se srážkovou vodou zadržovanou na jílovitých zeminách. b) Vlhkostní stav zdiva v interiéru koresponduje s venkovním průčelím.

Vlhkost zdiva a její bilance

Vlhkost zdiva lze popisovat např. hmotností vody vztaženou ke hmotnosti zkoumaného materiálu. Tato veličina se nazývá hmotnostní vlhkost (u_m). Obvykle se vztahuje k suchému materiálu a vyjadřuje v procentech.

Pokud je třeba věnovat se vlhkosti zdiva podrobněji, provede se tzv. vlhkostní bilance. Jde o srovnávání jednotlivých změřených hodnot hmotnostní vlhkosti stavebních materiálů po výšce a do hloubky konstrukce s vlhkostí materiálu zcela nasyceného vodou, resp. nasákavostí materiá­lu. Poměr obou veličin vyjadřuje stupeň nasycení vodou (Ψ). Stanovuje se v procentech. Příklad: Je-li hmotnostní vlhkost zkoumaného cihelného zdiva 12 % a nasákavost cihly 20 %, pak stupeň nasycení vodou činí 60 %.

Stavební materiály obsahují vždy určité množství vody, jež se adsorbuje a chemicky váže na stěnách pórů. Díky chemickým změnám ve zdivu, usazování solí, zmenšování pórů chemickými i mechanickými usazeninami a souvisejícímu růstu kapilární nasákavosti se postupně zvyšuje schopnost zdiva přijímat a vázat vodu. Proto se zdivo zkoumá i z hlediska rovnovážné vlhkosti v konkrétních podmínkách teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Zároveň bývá účelné určovat i sorpční – hygroskopickou vlhkost zdiva, resp. stupeň nasycení zdiva hygroskopickou vlhkostí.

Způsoby měření vlhkosti

Metod měření vlhkosti je celá řada, je známo více než 30 principů. V běžné praxi se však používá jen několik způsobů. Za univerzální je považována gravimetrická metoda. Spočívá v tom, že se v měřeném místě pomocí sekáče nebo vrtačky odebere vzorek, jenž je v laboratoři zvážen, vysušen a poté opět zvážen. Rozdíl představuje hmotnost vody, která byla ve vzorku obsažena. Má-li měření dobře odrážet skutečnost, nesmí se materiál při odběru ohřívat (nesmějí se používat vysokorychlostní vrtačky). Vzorky je nutné ihned vložit do těsně uzavřených nádobek a rychle předat do laboratoře ke zpracování. Vysušení se provádí v otevřených nádobách při teplotě minimálně 105 °C opakovaně, dokud vlhkost kolísá.

Poměrně spolehlivá je také metoda karbidu vápníku, kterou lze snadno provést i na stavbě. Je založena na chemické reakci karbidu s vodou za vzniku plynu – acetylénu. Vyžaduje však zvláštní přístrojové vybavení – tlakovou nádobu s manometrem a váhami. Do tlakové nádoby se vloží přesně odvážený rozdrcený vzorek, ocelové kuličky a skleněná ampule s karbidem. Po uzavření nádoby dojde potřásáním k rozdrcení ampule a k okamžité chemické reakci. Tlak vzniklého plynu lze odečíst na manometru a pomocí tabulek převést na vlhkost. Nevýhodou obou metod je destruktivní charakter, a tedy nemožnost opakovat měření.

Mezi nepřímé způsoby měření vlhkosti patří elektrické metody. Činnost odporových přístrojů je založena na schopnosti vodního roztoku změnit se na elektrolyt, čímž se mění elektrická vodivost (odpor) materiálu, který je za suchého stavu nevodičem. Tyto vlhkoměry jsou však méně spolehlivé, značně závislé na okolní teplotě a obsahu solí. Používají se spíše pro dřevo. Kapacitní vlhkoměry využívají faktu, že voda ovlivňuje elektrickou permitivitu zkoumaného materiálu, který jako dielektrikum kondenzátoru ovlivní jeho kapacitu. Vliv teploty a solí na funkci kapacitního vlhkoměru není tak výrazný, nutná je však kalibrace pro každý materiál. Také dosah běžně dostupných kapacitních přístrojů je poměrně nízký, cca 3 cm do hloubky zdiva. Již delší dobu se v zahraničí používají mikrovlnné vlhkoměry, které umožňují stanovit vlhkost i v hloubce 30 cm. Tento způsob využívá schopnost vody tlumit elektromagnetické vlnění a zjišťuje se útlum vln centimetrových délek.

Rozmístění vzorků

Způsob měření vlhkosti a určení míst odběru je třeba zvolit s ohledem na požadovanou přesnost výsledků a jejich vypovídací schopnost. Musíme si uvědomit, že na celkovém zavlhčení stavby se podílí více příčin, jejichž projevy se často překrývají. K diagnostice jednotlivých příčin je vhodné z měření vyloučit ta místa, kde je důvod zavlhčení zjevný (např. zatékání z porušených dešťových svodů) a představit si, jak by objekt vypadal, pokud by byly zjevné důvody poruch odstraněny. Vlhkost zdiva se tedy měří v různých lokalitách, výškových úrovních a hloubkách. Nutné je odebrat referenční vzorky i nad hranicí zavlhčení. Při určování vlivu vlhkosti vzlínající z podloží je vhodné zkoumat poměr vlhkosti mezi obvodovými a středními stěnami v nepodsklepené části přízemí a v suterénu. Pro omezení vlivů povrchové kondenzace je třeba vzorky odebírat v hloubce zdiva cca 5 až 10 cm.

Salinita zdiva

Spolu s vlhkostí se ve zdivu pohybují rozpustné soli. Nejvíce zdivo poškozují sírany, chloridy a dusičnany. Soli reagují s některými složkami stavebního materiálu, například nedohašeným vápnem, což způsobuje chemické rozrušování. Větší problémy však představuje koroze zdiva způsobená hydratačními a krystalizačními tlaky při změně krystalické formy solí, jedná se především o sírany. Dusičnany a chloridy jsou silně hygroskopické a zvyšují celkové zavlhčení zdiva.

Z druhu a množství solí lze někdy určit i způsob migrace vody do zdiva (déšť, splašky, zatékání z chodníku, vzlínání mineralizované spodní vody apod.). Pro stanovení obsahu solí ve zdivu existuje řada metod. Při chemické analýze se obvykle určují anionty uvedených solí. Kationty jsou stanovovány pouze výjimečně. Používají se metody gravimetrické (aniont se ve výluhu přemění na nerozpustnou sůl a její množství se zváží) a postupy využívající iontově selektivní elektrody nebo spektrální metody. Analýza většího množství vzorků bývá finančně nákladná, je tedy vhodné využít všechny dostupné informace o původním využívání objektu (obvyklý je například výskyt dusičnanů ve zdivu stájí či chlévů). Místa odběru je třeba opět volit tak, aby byly vzorky dostatečně reprezenta-tivní. Podle typu průzkumu se odebírají vzorky v různých výškách a hloubkách, v exponovaných a méně exponovaných polohách. Lze provést jen stěry solí z povrchů, což poslouží k dokumentaci druhu solí, nebo lze zdivo zkoumat s ohledem na předpokládanou technologii sanace, čištění fasád apod. Osvědčilo se soli zkoumat v hloubce 0 až 2 cm (omítka), případně 0 až 0,5 cm (štuková vrstva) a 5 až 10 cm (zdivo).

Orientačně lze určit rozsah zasolení i vizuálně podle vlhkostních map, případně pomocí vlhkoměrů indikujících zavlhčení povrchových vrstev zdiva. Hranice zavlhčení však obvykle nekoresponduje s hranicí zasolení a koncentrace solí bývá ve zdivu vysoká ještě asi 0,5 až 1 m nad vlhkostní mapou. Také hodnocení obsahu solí je poněkud problematické, protože závisí nejen na hloubce odběru vzorku, ale i na druhu solí a rezistenci materiálu dané většinou jeho pórovitostí. Pro orientační posouzení lze použít směrnici WTA E-2-6-99 nebo návrh ČSN P 73 0610 (tab. 1).

Analýza zjištěných skutečností

S pomocí výsledků všech částí průzkumu včetně laboratorních rozborů je třeba určit hlavní příčiny ovlivňující vlhkostní režim objektu a odhadnout jejich vzájemný podíl. Tato část průzkumu je nejobtížnější, neboť vyžaduje zkušenosti zpracovatele průzkumu. Změřená vlhkost zdiva se vyhodnocuje podle tab. 2.

Rozdělení vlhkosti v návrhu normy je orientační a platí pro cihelné zdivo nebo vápennou maltu. V místnostech s normálním tepelně vlhkostním režimem má mít cihelné zdivo vlhkost kolem 2 % a lze jej charakterizovat jako zdivo suché. Místnosti, jejichž zdivo má hmotnostní obsah vlhkosti 6 % a více, jsou pro pobyt osob nevhodné. Z hygienického hlediska se doporučují hodnoty kolem 4 %. Vlhkost zdiva je vždy závislá na vlhkosti prostředí a naopak.

Podle relativní vlhkosti vzduchu člení ČSN místnosti do čtyř skupin (tab. 3). Při vysoké vlhkosti vzduchu je přirozená vlhkost materiálů s vysokým obsahem malých pórů již tak vysoká, že pomocí klasických stavebních opatření nelze prakticky dodržet hygienické požadavky na využití prostor. Toho lze dosáhnout jen úpravou vnitřního vzduchu (např. odvětráním či osazením vysoušecích zařízení).

Návrh sanace

Způsob sanace vlhké stavby by měl být vždy určen na základě průzkumu a analýzy příčin vlhkostních poruch. Nejdříve bychom měli odstranit zjevné příčiny zavlhčení zdiva a teprve potom řešit jejich důsledky. Jelikož se obvykle jedná o celý souhrn problémů, nevystačíme v praxi jen s jedinou metodou sanace, ale musíme je vhodným způsobem kombinovat. Optimální řešení mnohdy realizovat nelze. V těchto případech je nutné předem informovat investora, abychom předešli přehnaným očekáváním a pozdějším sporům.

Podmínky sanace

Sanace vlhkého zdiva spočívá v odvedení vlhkosti od konstrukce nebo v izolaci konstrukce od zdroje vlhkosti. Pokud to nelze splnit, je nutné separovat vnitřní prostory budovy od vlhkého zdiva a vytvořit zde hygienicky nezávadné prostředí.

Základní podmínkou všech sanačních zásahů je odstranit zatékání vody do objektu. Proti pronikání vlhkosti z přilehlé zeminy je nutné u zapuštěných stěn provést svislé izolace, štěrkové zásypy nebo jiná podobná opatření. Vhodným řešením tepelně vlhkostního režimu budovy, zateplením obvodového pláště nebo povrchovými úpravami interiéru lze omezit i kondenzaci vzdušné vlhkosti. Ve všech případech je důležité eliminovat působení hygroskopických solí. Ze zkušeností vyplývá, že uvedené vlivy představují až 70 % všech obvyklých vlhkostních poruch.

Souvisí-li zavlhčení zdiva se vzlínáním vlhkosti z podloží nebo zdroj vlhkosti pod terénem nelze odstranit či alespoň snížit vlhkost na přijatelnou míru (např. vzduchovými systémy nebo drenáží), bývá většinou nutné stěny budovy podřezat a do spáry vložit kvalitní izolaci, případně tuto vodorovnou bariéru proti vodě vytvořit injektáží, kdy se pomocí vrtů vpraví do stěn izolační roztok. Je-li rekonstrukce staršího domu spojená i se zateplením obvodového pláště, je dodatečná izolace zdiva nezbytná. Jinak by došlo k nadměrnému vlhnutí vnitřního líce zdiva a následnému rozvoji plísní, neboť zateplený plášť obvykle brání odpařování vlhkosti do exteriéru. 
Přiměřenost sanačního zásahu lze v konkrétním případě ještě konfrontovat s významem prostor nebo konstrukcí, jež mají být před vlhkostí chráněny. Jako pomocné kritérium může sloužit i vzájemný poměr vlhkého zdiva a kubatury místností. Zjednodušeně lze říci, že větší prostor snese vlhčí zdivo. Z tohoto pohledu je například absurdní provádět sanaci kostela, tedy halové stavby s občasným pobytem osob, podřezáním stěn s vložením hydroizolace. Přiměřenější je upravit okolní terén, aby k patě zdiva nezatékala voda, a také obnovit či pročistit větrací otvory ve stěnách a klenbě, které odvedou vlhkost z prostoru.

U stavebních památek musíme respektovat požadovanou míru ochrany původních stavebních materiálů nebo konstrukcí. V případě, že nalezneme dobové řešení izolace stavby, měli bychom posoudit účinnost opatření v současných podmínkách, eventuálně je doplnit nebo rehabilitovat.

Projekt sanace

Jak již bylo zmíněno v úvodu, je nutno při výběru příslušné sanační metody v rámci průzkumu posoudit celý komplex příčin, jež ovlivňují vlhkostní režim, a odhadnout jejich vzájemný podíl. Volba nesprávné metody a chybné stavební úpravy mohou stupeň zavlhčení zdiva ještě zhoršit. Určité komplikace nastávají v případech, pokud stavební objekt neměl izolaci vůbec navrženou. Při náhlé změně vlhkostního režimu během vysušování zdiva může dojít ke snížení vaznosti malty, a tím i její pevnosti, až k následným statickým poruchám.

Dodržení technologického postupu konkrétního způsobu sanace je věcí prováděcí firmy. Úloha projektanta spočívá především ve správném návrhu souvisejících detailů. Je-li izolace umístěna příliš nízko nad terénem nebo není-li dořešeno napojení rozdílných výškových úrovní izolací či oddělení izolovaných a neizolovaných úseků zdiva ve svislém směru, může vlhkost proniknout i nad úroveň vodorovné izolace, kde dochází k její kumulaci. Problémy vznikají zejména u špatně řešených detailů fasád nebo ve styku s terénem.

Projektový návrh je tedy většinou nezbytný. Zpracovává se buď samostatně, nebo jako součást projektu rekonstrukce celé stavby. V projektu by měly být zdůvodněny zvolené metody s ohledem na využití vnitřních prostor. Součástí projektové dokumentace by měl být také předpis opatření průběžné údržby po sanaci.

Rozdělení sanačních metod

Velmi podrobné členění sanačních metod uvádí norma ČSN P 73 0610 Sanace vlhkého zdiva. Zjednodušeně lze způsoby sanace rozdělit podle toho, zda zasahují do zdroje vlhkosti, nebo do konstrukcí, a také podle umístění dodatečné izolace.

Do metod, jež omezují zdroj vlhkosti, se zahrnují:

• úpravy vnitřního prostředí budovy (větrání a klimatizace),
• úpravy vnějšího prostředí budovy (spádování a odvodnění terénu),
• odvedení spodní vody (drenáže, štoly).

Mezi metody zasahující do stavebních konstrukcí patří:

• vzduchové systémy (podél stěn a pod podlahami),
• vkládání izolací do prořízlé spáry (tzv. mechanické metody),
• injektážní metody (tzv. chemické metody),
• metody využívající elektrokinetických jevů (aktivní elektroosmóza),
• povrchové úpravy (sanační omítky, hydrofobní nátěry).

Podle umístění dodatečné hydroizolace se rozdělují na:

• svislé hydroizolace (vnější a vnitřní),
• vodorovné hydroizolace (ploch a stěnových konstrukcí),
• doplňující sanační opatření.

Kombinace nejvhodnějších metod se volí tak, aby způsob sanace odpovídal příčinám a stupni zavlhčení, charakteru zdiva, případně statickému narušení. Investor by se měl také zajímat o vzájemný poměr spolehlivosti metody vůči její ceně. Sanační zásah by měl být komplexní a zahrnovat i povrchové úpravy zasoleného zdiva. Důležité je také využití prostor, tj. zda jsou sanované místnosti určeny pro dlouhodobý pobyt osob nebo uskladnění předmětů citlivých na vlhkost. Jinou metodu lze volit u sklepních prostor, jinou u obytných místností, skladu nebo archivu písemností. Ve speciálních případech je třeba před vlhkostí samostatně chránit cenné povrchové úpravy (malby, fresky apod.) nebo kamenné prvky.

Ochrana staveb v minulosti Ochrana budov proti vlhkosti byla v minulosti řešena především vhodným situováním staveb do poloh, v nichž bylo možno ovlivnit vlhkostní poměry umělými úpravami využívajícími jednoduché „přírodní“ postupy. Pro zdivo byly používány méně nasákavé materiály jako hutný kámen na jílovou maltu nebo ostře pálené cihly. Důraz byl kladen i na řešení detailů tvarosloví fasád, spádování vodorovných předsazených prvků říms a soklů. Členité plochy fasád představovaly spolehlivou ochranu proti dešti hnaném větrem. Na významných stavbách byly pro venkovní omítky používány kvalitní malty s vysokým obsahem pojiva, často s hydraulickými přísadami. Nezbytnou součástí ochrany staveb proti vlhkosti byla vždy průběžná stavební údržba. Důmyslně býval řešen i odvod dešťových a spodních vod. Často se v okolí objektů zřizovaly drenáže nebo štoly jímající podzemní vodu. Separace zapuštěného zdiva od terénu byla řešena obvodovými vzduchovými kanály nebo otevřenými dvorky. Výskyt „vzduchových izolací“ je u starších staveb poměrně častý, lze je nalézt již v barokních stavbách. Byly používány i pro izolaci podlah, např. sýpek. V některých horských oblastech lze spatřit řadu větracích otvorů v soklech chalup, otvory slouží k odvádění vlhkosti z prostoru pod podlahou v období s výskytem srážek nebo při tání sněhu. Od 19. století se odvětrávané mezery tloušťky asi 15 cm používaly jako systémové opatření separace zdiva od vlhké zeminy.

Ing. Pavel Fára
Foto a obrázky: archiv firmy CUBUS, s. r. o.

Autor po ukončení studia na Fakultě stavební ČVUT v Praze, obor tepelno-vlhkostní analýza konstrukcí, pracoval ve Státním ústavu pro rekonstrukci památkových objektů (SÚRPMO) Praha jako projektant. V roce 1992 založil ateliér CUBUS. Je místopředsedou Společnosti pro technologie ochrany staveb – STOP. Specilizuje se na problematiku sanace objektů z hlediska vlhkosti a povrchové ochrany staveb. Je autorizovaným inženýrem pro obor pozemní stavby.

Literatura:
(1) Weber, H.: Mauerfeuchtigkeit, Ursachen und Gegenmassnahmen, Expert Verlag, Renningen, 1988.
(2) Semerák, P.: Metody měření vlhkosti stavebních materiálů, STOP, Praha, 1998.
(3) Fára, P.: Sanace vlhkého zdiva, STOP, Praha, 2003.
(4) Fára, P.: Vlhkostní průzkumy zdiva stavebních objektů, Materiály pro stavbu 3, Springer Media CZ, Praha, 2005.
(5) ČSN P 73 0610: Hydroizolace zdiva, Sanace vlhkých staveb, Základní ustanovení.