Poruchy a renovácie klenieb
Murované konštrukcie klenieb musia okrem statických požiadaviek (pevnosť, súdržnosť, deformovateľnosť a plasticita) spĺňať aj mnohé iné stavebnofyzikálne požiadavky, ktoré zásadne ovplyvňujú trvanlivosť muriva, a tým aj reálnu životnosť celej konštrukcie. Pri výbere konkrétneho spôsobu sanácie porúch murovaných konštrukcií treba zistiť ich prvotnú príčinu. Ďalej treba prieskumom určiť, či je porucha v aktívnom, alebo pasívnom stave. Pri aktívnom stave možno k samotnej sanácii poruchy pristúpiť až po odstránení jej prvotnej príčiny.
Poruchy klenieb a ich odstránenie
Klenby sa rozdeľujú podľa rôznych hľadísk. Podľa základných geometrických tvarov, z ktorých vychádzajú, ich možno rozdeliť na:
- valcové klenby (valené, kláštorné, krížové, lunetové),
- sférické klenby (kupoly, české sféroidy),
- pruské a diamantové klenby [6].
Prvotná príčina porúch sa môže nachádzať v základoch alebo podzákladí. Môže byť vyvolaná teplotnou rozťažnosťou, vyplavovaním spojiva z malty dažďom a pod. Bez riešenia prvotnej poruchy môže byť sanácia druhotnej poruchy (trhlín, zmeny tvaru) zbytočná, pretože vplyvy prvotnej poruchy sa zvyčajne opätovne prejavia na tom istom alebo na inom mieste konštrukcie.
Klenby musia byť vždy pevne a stabilne podopreté nosnými podpornými konštrukciami (stenami, pásmi alebo prekladmi), do ktorých sú pevne zakotvené. Pohyby podpory či podpôr patria medzi primárne poruchy klenieb a treba ich vždy odstrániť ako prvé. Klenby sú na pohyby týchto podpôr, resp. na stratu funkcie pôvodného ťahadlového systému (kovových ťahadiel v ich pätách, drevených ťahadlových konštrukcií na ich rube a pod.) citlivé. Následkom vynúteného pretvorenia sú väčšinou deformácie, sprevádzané trhlinami, ktoré vznikajú kolmo na smer zakrivenia konštrukcií. Trhliny nachádzajúce sa na líci klenby sú príznakom jej rozostupovania, trhliny na rube zasa jej stláčania. Ich výskyt v klenbách však nemusí vždy znamenať ich havarijný stav, pretože klenby sú schopné zniesť deformácie do určitej miery aj bez straty stability, resp. po vhodnej sanácii môžu opäť nadobudnúť svoju pôvodnú funkciu.
Dôležitým faktorom poškodzovania klenieb je vplyv počasia (dážď, sneh, mráz, slnko), pretože narušuje aj spojivo (maltu), aj základný materiál klenieb (tehly, kamene). Podobne sa prejavuje aj zatekanie klenieb z poškodených inštalácií, najmä ak sú na rube klenieb zásypy, v ktorých sa vlhkosť môže dlho udržať. Okrem toho sú viaceré historické klenby postihnuté mladšími úpravami, pri ktorých sa odstránili časti ich konštrukcie alebo ktoré v nich zanechali diery a prierazy. Tieto poškodenia možno pomerne ľahko opraviť, hoci oprava je v podstate dostavbou klenby do pôvodného tvaru (najmä pri oprave klenieb pamiatkových budov).
Ak historické klenby nie sú dlhodobo vystavené poveternostným vplyvom ani pohybu podporných konštrukcií či prílišnému preťaženiu, ich životnosť je dlhá. Väčšina porúch klenieb preto nevyžaduje ich odstránenie či nahradenie novými konštrukciami, ale možno ich sanovať vhodne zvolenou technológiou. Na základe vyhodnotenia doteraz preskúmaných porúch klenbových konštrukcií môžeme určiť ich pôvod v dvoch oblastiach:
- zmena konzistencie základovej zeminy vplyvom zatekania k základom objektu, keď v dôsledku nerovnomerného sadania dochádza k preťaženiu konštrukcie vynúteným pretvorením (platí pre konštrukcie nezaložené priamo na skalnom podloží);
- príčinou porúch vyskytujúcich sa najmä na barokových klenbách je znížená alebo zaniknutá funkcia dreveného ťahadlového systému (umiestneného pôvodne z rubu klenby), ktorým bola zachytená vodorovná zložka reakcií klenbových pásov. Poškodením alebo zničením profilu drevených vodorovných nosníkov dochádza k preťaženiu klenbovej konštrukcie vynúteným pretvorením v mieste podpôr [4].
Spevňovanie muriva
V prípade výrazne skorodovanej hmoty dielcov muriva ich možno do určitej miery stabilizovať (petrifikovať chemickými roztokmi). Takáto stabilizácia však zvyčajne zníži paropriepustnosť, čo môže zapríčiniť zvýšenie úrovne vlhkosti v murive. Alternatívou môže byť použitie organokremičitanov bez hydrofóbneho efektu. Nevhodné je spevňovanie lakmi, neriedeným vodným sklom, epoxidmi a kolofóniou, ktoré úplne zabraňujú difúzii vodných pár. Preto treba zvážiť, či je murivo až natoľko skorodované, aby sa zvlášť sanovalo, alebo je skorodovaný len povrch muriva.
Debnenie klenieb
Pri stavbe nových klenieb alebo pri rozsiahlejších opravách starších klenieb musia byť klenby podopreté debnením. To sa skladá z ramenátov (skruží), ktoré kopírujú vnútorný tvar klenbového oblúka a sú podopreté sústavou vzpier. Na ramenátoch sú uložené doskové debnenia tvoriace úložnú plochu, do ktorej sa klenba vymuruje.
Celá konštrukcia debnenia musí byť pevná, zavetrovaná a musí mať dostatočne hrubé profily, aby pri realizácii uniesla hmotnosť čerstvého klenbového muriva. Debnenia klenieb sa musia zostaviť tak, aby sa po ukončení prác mohli ľahko uvoľniť. Na zabezpečenie ľahkého uvoľnenia treba medzi podpory a ramenáty vsadiť kliny alebo možno postaviť stojky debnenia na špeciálne odskružovacie stolice. Tie môže nahradiť aj osadenie stojok do hrncov naplnených pieskom, ktorý sa pri oddebňovaní z hrncov uvoľní. Stolice alebo hrnce nemusia podopierať všetky stojky debnenia; stačí, aby sa umiestnili aspoň pod jednu jeho stranu.
Vlastné oddebnenie možno realizovať až po úplnom zatvrdnutí muriva. Malé klenby sa nemusia realizovať do debnenia, na ich zhotovenie stačia ramenáty. Pri objektoch ľudového staviteľstva môže ako debnenie slúžiť aj vytvarovaný a upravený povrch zeminy, ktorý sa spod klenby následne odkope.
Oprava trhlín v klenbách
Jednoduchú dočasnú opravu, ktorá klenby čiastočne spevní, možno dosiahnuť vyklinovaním trhlín v klenbe klinmi z tvrdého dreva (napr. dubového). Kliny sa do trhlín zatĺkajú suché a následne sa navlhčia, čím zväčšia svoj objem a takto vnesú do klenby potrebné napätie. Po zatlčení klinov a prípadnom vyplnení väčších trhlín (napr. konopným povrazcom) možno klenbu omietnuť. Širšie trhliny sa môžu zaliať redšou maltou (pričom sa z lícovej strany najprv vyplnia konopným povrazcom alebo handrami).
Opravy rozostupujúcich sa klenieb
Častým prípadom porúch klenbových konštrukcií je ich rozostupovanie. Klenby sú schopné zniesť určitú úroveň deformácie; možno ich opraviť aj v novom, mierne zdeformovanom tvare. Stiahnutie samotnej klenby možno realizovať stiahnutím päty klenby železným alebo oceľovým ťahadlom. Keďže ťahadlo prechádza otvoreným priestorom, treba zohľadniť jeho primeranú pohľadovú úpravu. Ak nemožno umiestnením ťahadla blokovať priestor pod valenou klenbou, môžu sa ťahadlá umiestniť v čelných stenách klenby. Ak nemožno použiť ani tento spôsob, treba klenby opraviť prenesením funkcie ťahadiel do stabilizovaných podpôr klenby, prípadne do nižšie položenej stropnej konštrukcie, resp. až do základov podpôr.
V praxi dnes býva väčšinou jednoduchšie nahradiť alebo doplniť pôvodné poškodené kované ťahadlo oceľovým prútom, pásom, lanom alebo valcovaným prierezom. Takisto možno do stavby doplniť nové ťahadlá. Namiesto vkladania bežných kovových ťahadiel sa stavby môžu sťahovať aj ťahadlami z ocele alebo uhlíkových vlákien, ktoré možno predpínať a do konštrukcií tak vnášať aktívnu sťahovaciu silu. Pri navrhovaní ťahadiel treba dbať na to, aby nenarušili komínové alebo vetracie prieduchy, a pri predpínaných konštrukciách treba zvážiť, či nové napätie vnesené do konštrukcie nespôsobí nové poškodenia. Vtedy dochádza k strate predpätia v ťahadlách, čo treba priebežne kontrolovať a regulovať. Spomínaného pohybu konštrukcie sa pritom netreba obávať, pretože sa zvyčajne zastaví najneskôr vrátením konštrukcie do pôvodnej polohy.
Niektoré historické klenbové konštrukcie majú prenos zaťaženia posilnený ťahadlovým systémom, ktorý sa nachádza na ich rubovej strane. Tento systém zväčša tvorí sústava drevených a kovových prvkov (ukotvených do muriva podpôr a prenášajúcich vodorovné zložky zaťaženia), z ktorých najmä drevené sú náchylné na poškodenie. Pri oprave takýchto klenieb treba sfunkčniť pôvodný systém, čo môže stačiť na stabilizáciu vývoja poruchy, alebo vytvoriť novú podobnú ľahkú konštrukciu (z dreva alebo ocele). Vhodným spôsobom opráv klenieb pamiatkových budov je nové vytvorenie takéhoto systému aj v miestach, kde pôvodne nebol a kde to situácia dovoľuje (napr. v podkroví). Uplatniť zásady tohto riešenia možno v súčasnosti aj pri spôsobe sanácie porúch niektorých klenieb, pri ktorom môže byť do systému prenosu zaťaženia zapojená aj časť konštrukcie stropu alebo krovu nad klenbou.
Opravy stláčaných klenieb
Klenba sa môže deformovať aj tlakom na jej konštrukciu zboku. Tento tlak môžu zapríčiniť susedné klenby alebo tlak zeminy na obvodové múry v podzemných častiach stavieb. Dochádza k stláčaniu klenby, ktoré môže zapríčiniť až drvenie jej dielcov v líci klenby, ďalej k roztváraniu konštrukcie zvrchu a k trhlinám pozdĺž podpôr. Vtedy treba pred sanáciou klenby odstrániť bočné tlaky napr. stiahnutím susedných klenieb klieštinami alebo odkopaním zeminy či násypu, ktoré tlakom pôsobia na konštrukcie. Ak sú niektoré prvky klenby rozdrvené, treba ich vybúrať a znovu domurovať z nových dielcov.
Priťaženie klenieb
Klenbu možno stabilizovať tak, že sa na jej vrchnej (rubovej) strane zhotoví násyp alebo sa klenba z rubu priťaží v pätách primurovkou nového muriva. Priťaženie zaliatím rubu betónovou zmesou je v rozpore so zásadami ochrany pamiatok a prináša aj technické komplikácie (napr. zníženie paropriepustnosti konštrukcie). Pri pamiatkovo chránených budovách sa tento postup neodporúča.
Podoprenie klenieb
Klenby možno spevniť aj podoprením primurovanými klenutými pásmi z lícnej (spodnej) strany, napr. na miestach pilierov alebo v pravidelných či nepravidelných rozstupoch v poli klenieb.
Spevnenie klenieb škrupinou (torkrétovanie)
Dodnes sa u nás používa sanácia porúch klenieb formou „vyvesenia“ jestvujúcej klenby do škrupiny natorkrétovanej na jej rube, prípadne podoprenia klenby škrupinou z jej líca. Obe metódy sa však zvyčajne aplikujú bez toho, aby sa najprv odstránila hlavná príčina vzniku deštrukcií. Viaceré klenby historických stavieb tak boli zatorkrétované, hĺbkovo preškárované aktivovanou cementovou maltou, a pritom nebola opravená strecha a dažďová voda naďalej voľne zateká k základom do nezasypaných sond po inžinierskogeologickom alebo archeologickom prieskume. Takouto sanáciou dochádza k znehodnoteniu konštrukčnej podstaty pamiatky, pretože pôvodnej klenbe sa tým prisudzuje len formálna existencia – zavesená klenba stráca povahu klenbovej konštrukcie a mení sa na preparát [4].
Táto technológia je preto v rozpore so základnými zásadami prístupu k pamiatkovej obnove historických stavieb. Jej odstránenie (reverzibilita) je zložité, do stavby sa vnáša cudzí prvok, ktorý vyraďuje pôvodné konštrukcie klenieb z funkcie a zároveň môže spôsobiť ďalšie poruchy budov (preťaženie nosných konštrukcií, prílišné stuženie objektu, zvýšenie hmotnosti a tým aj zotrvačnosti klenieb pri zemetraseniach, zamedzenie prirodzenej difúzie vodných pár). Torkrétovanie historických klenieb, najmä v pamiatkových budovách, dnes preto viacero odborníkov odmieta ako spôsob pamiatkovej obnovy.
Opravy klenieb doplnením, premurovaním alebo zhotovením kópií
Pri renováciách historických pamiatkových stavieb treba často opraviť historické klenby s rôznym stupňom poškodenia (od lokálnych prierazov cez deštruované časti konštrukcií až po úplne chýbajúce pôvodné klenby). Ak sa nepoškodili podporné konštrukcie a poškodená je len hmota klenby, jej porušenú časť možno doplniť, odstrániť a nanovo premurovať alebo zhotoviť kópiu klenby realizovanú tradičným spôsobom. Ak je rozsah porušenia malý, vložia sa na uvoľnené miesta nové dielce. Utesnia sa drevenými klinmi, prípadne konopným povrazcom, a zalejú maltou. Ak sa poruší rozsiahlejšia časť klenby, treba pod poškodené miesto zhotoviť debnenie, do ktorého sa klenba domuruje. Okraje novej časti klenby sa zaklinujú do starej klenby a rubová strana celej opravenej časti sa zaleje maltou.
Kašírovanie konštrukcií
V niektorých situáciách môže byť vhodné vytvorenie nových zaklenutých priestorov – najmä tých, v ktorých je zaklenutý podhľad súčasťou riešenia interiéru – nakašírovaním klenieb. Môžu sa na to využiť napr. maltonosné pletivá, oceľové alebo hliníkové profily či lamely, ktoré sa po omietnutí a ďalšej povrchovej úprave pohľadovo zladia so zvyškom miestností. Takéto riešenia sa používali aj v minulosti, napr. v renesancii a baroku. Výhodou je ich ľahká dostupnosť, pomerne nízka cena, malé dodatočné zaťaženie iných konštrukcií a jednoduché odstránenie.
Oprava škárovania muriva
Pri oprave škárovania treba odstrániť popraskanú alebo uvoľnenú časť malty. Po dosiahnutí neporušenej malty treba škáry očistiť od prachu a tesne pred škárovaním navlhčiť vodou. Do pripravených škár sa potom vtlačí maltová zmes. Treba dbať na dobré previazanie novej malty s pôvodným materiálom. Škáry sa musia dôkladne vyplniť maltovou zmesou, aby medzi maltou a murivom nezostali dutiny.
Vzhľad povrchu opravených škár treba zladiť so vzhľadom autentického muriva. Škáry často na prvý pohľad vizuálne prezradia použitie sivého cementu, ktorý sfarbuje sanovanú škáru do siva, čo je v kontraste s pôvodným sfarbením historickej škáry. Okrem zladenia použitej malty možno použiť aj patinačné techniky. Jednoduchým spôsobom, ako to dosiahnuť, je úprava škáry predmetom, ktorého jedna plocha má nerovný povrch a ten sa otlačí do čerstvej škáry. Takto upravenú škáru je ešte dobré patinovať vrstvou jemnej pieskovej drviny zo sutiny. Určité výtvarné zladenie celého povrchu škárovaného muriva možno dosiahnuť aj urýchlením vytvárania patiny (napr. natretím muriva roztokom sadzí vylúhovaných vo vode). Pri takomto riešení treba vyskúšať jeho pôsobenie (vrátane vyschnutia náteru) na malej odľahlej časti muriva tak, aby dosiahnutý vzhľad zodpovedal požiadavkám [4].
Pri oprave treba dbať aj na kvalitu prác, aby sa novou maltou neznečistili pohľadovo exponované povrchy, ktoré je potom väčšinou náročné opätovne vyčistiť. Môže sa na to použiť napr. metóda lepiacej pásky (oblepenie čiel kameňov okolo opravovanej škáry krepovou lepiacou páskou, ktorá sa po ukončení škárovania odtrhne) alebo metóda maltového sendviča (vtláčanie malty pomedzi dve fólie vložené do škár, ktoré sa súčasne s vtláčaním vyťahujú) [1].
Ing. Oto Makýš, PhD.
Foto: autor
Autor je pedagógom na katedre technológií stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave. Profesijne sa zameriava na záchranu a obnovu pamiatkových budov na Slovensku aj v zahraničí.
Literatúra
1. Ashurst, J., Ashurst, N.: Practical Building Conservation. Vol. 3. Plasters, Mortars and Renders. Hants: English Heritage Technical Handbook Gower Technical Press, 1989.
2. Klotz-Warislohner, G., Saar, M.: Reparatur in der Baudenkmalpflege. München Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, 1999.
3. Kohout, J., Tobek, A., Barták, K.: Zednictví. Tradice z pohledu dneška. Praha: Grada Publishing, 1998, 224 s. ISBN 80-7169-653-6.
4. Kolektív autorov: Ochrana zrúcanín v kultúrnej krajine. Lietava: ZnZLH, 2006.
5. Kos, J.: Rekonstrukce pozemních staveb. Brno: CERM, 1999, 512 s. ISBN 80- 7204-132-0.
6. Lipanská, E.: Historické klenby. Praha: EL Consult, 1998, 71 s. ISBN 80-902076-1-8.
7. Makýš, O.: Technologie renovace staveb. Bratislava: JAGA GROUP, 2004.
8. Pieper, K.: Sicherung historischer Bauten. Berlín – Mníchov, 1983.
9. Vitruvius, M. P.: Deset knih o architektuře. Rím – Praha: Svoboda, 1979.
10. Witzany, J.: Poruchy a rekonstrukce zděných budov. Praha: ČKAIT, 1999.
