Metódy sanácie vlhkosti v stavebných konštrukciách

Priestorová vlhkosť a vlhkosť muriva patria medzi základné problémy, ktoré veľkou mierou ovplyvňujú spôsob a rozsah rekonštrukcie objektov. V poslednom čase sa však veľmi často stretávame s vlhnúcim murivom aj pri novostavbách­. Dôvody vlhnutia v oboch prípadoch môžu byť úplne rozličné.

Vlhkosť
Vlhkosť je voda viazaná na póry či kapiláry stavebných materiálov, zemín a ostatných pórovitých látok, prípadne voda vo vzduchu. Za bežných atmosférických podmienok obsahuje vodu každá pevná látka. Jej množstvo závisí od teploty, vzdušnej vlhkosti, pórovitosti, množstva hygroskopických solí a pri vonkajšom murive aj od svetových strán.

Nadmernou vlhkosťou muriva rozumieme vlhkosť stavebných materiálov, ktorá podstatne zhoršuje vlastnosti, statickú, tepelnú či estetickú funkciu muriva a vedie k tvorbe výkvetov solí a k rastu nežiaducich mikroorganizmov (obr. 1 a 2). Pri kritickej miere vlhkosti dochádza k rozpadu povrchu muriva a omietok. To sa prejavuje tmavnutím povrchov, vzdúvaním omietok, vytváraním tmavých máp a výraznými kontúrami na murive.

Na miestach, kde vlhkosť dosahuje 6 až 9 %, dobre rastú plesne a pri 10 % vlhkosti už prevládajú baktérie a drevokazné huby.

Obr. 1 a 2: Vlhké murivo

Druhy a príčiny vlhkosti v stavebných konštrukciách
Pri posudzovaní vlhkosti muriva v súvislosti s určením typu sanačnej metódy je vždy na prvom mieste určenie typu vlhkosti, respektíve určenie dôvodu jej vzniku – tak sústredíme pozornosť na konkrétnu metódu sanácie a môžeme usporiť nielen náklady na rekonštrukciu, ale aj čas a môže sa zvýšiť aj životnosť sanácie.

Na pochopenie zásad a súvislostí ochrany budov pred vlhkosťou je nutné oboznámiť sa s rôznymi druhmi vody vyskytujúcej sa nielen v prírode, ale aj v stavebných konštrukciách a materiáloch. Rozlišujeme vodu atmosférickú, podpovrchovú a prevádzkovú. Termínom atmosférická voda sa označuje všetka voda v zemskom ovzduší bez ohľadu na skupenstvo; tvorí ju vlhkosť vzduchu a atmosférické zrážky. Termínom podpovrchová voda sa označuje bez ohľadu na skupenstvo všetka voda, ktorá sa vyskytuje pod zemským povrchom. Prevádzková voda je tá časť vody a vlhkosti, ktorá vzniká prevažne vnútri objektu, a to jeho užívaním.

Atmosférická voda
Atmosférický vzduch vždy obsahuje malé množstvo vodnej pary. Vlhkosť ovzdušia sa mení následkom neustáleho vyparovania, kondenzácie, vzdušného prúdenia atď. Časové rozdelenie vlhkosti je cyklické tak počas roka, ako aj počas dňa. Pokles čiastočného tlaku vodnej pary vo vonkajšom ovzduší v zimnom období spôsobuje vo väčšine obvodových konštrukcií difúziu vodnej pary z vnútorného prostredia smerom von, lebo čiastočné tlaky vodnej pary sú vo vnútornom prostredí vyššie. Difúziu vodnej pary sprevádza často kondenzácia vodnej pary v konštrukciách, ktorá môže v niektorých prípadoch viesť k poruchám trvanlivosti a funkčnej dokonalosti konštrukcií.

Kondenzačná vlhkosť je veľmi významný a v konštrukciách často sa vyskytujúci typ atmosférickej vlhkosti. Príčinou je chladný povrch stien alebo podláh v interiéri, na ktorých kondenzuje vlhkosť obsiahnutá vo vzduchu. Zimná kondenzácia sa týka častí budov, ktoré nie sú dostatočne izolované (rohy stavieb, betónové preklady a pod.). Na týchto chladných miestach kondenzuje vo vykurovanom interiéri v zimnom období vlhkosť z teplého vzduchu. Letná kondenzácia nastáva hlavne v masívnych budovách, ktorých murivo má veľkú tepelnú kapacitu; na jar a v prvej polovici leta je budova stále veľmi chladná alebo výrazne chladnejšia než okolitá atmosféra. V dôsledku toho pri vetraní kondenzuje na chladnom povrchu stien či podlahy vlhkosť z vonkajšieho teplého vzduchu.

Podpovrchová voda
Podpovrchová voda vzniká vsakovaním, teda infiltráciou povrchovej vody pod zemský povrch. Iba nepatrná časť podzemných vôd vzniká kondenzáciou hlbinných pár. Podľa polohy v aeračnej zóne možno rozlišovať vodu pôdnu, presakujúcu, gravitačnú a kapilárnu. Podľa väzby vody v zemine sa v aeračnej zóne rozoznávajú tri základné kategórie vody: adsorpčná voda, kapilárna voda a gravitačná voda.

Vzlínajúca (kapilárna) voda preniká do stavebných konštrukcií zo zeminy, ktorá ju obklopuje. Vzlínanie zaisťuje kapilarita otvorených pórov zeminy alebo skondenzovaná voda na základových konštrukciách­. Voda pôsobiaca hydrostatickým tlakom je voda, ktorá preniká do zeminy a stavebných konštrukcií pôsobením gravitácie. V období dažďov alebo pri rozmŕzaní snehu väčšie množstvo tejto vody vsiakne do zeminy a tou potom putuje tak dlho, kým nenarazí na menej priepustnú vrstvu, kde sa zastaví a hľadá si inú cestu. Rovnakým spôsobom sa voda šíri napríklad v zásypoch stavebných jám.

Prevádzková voda
Prevádzková alebo užívateľská vlhkosť vniká do konštrukcií budovy počas jej užívania (najčastejšie v kúpeľniach a kuchyniach). Vlhkosť môže do konštrukcií stavieb vnikať aj pri poruchách zdravotnícko-technických zariadení. Táto voda silno premáča stavbu a len veľmi ťažko sa odparuje.

Možnosti sanácie vlhkého muriva
Na určenie typu sanačnej metódy je vždy dôležité poznať nielen druh a množstvo vody v stavebnej konštrukcii či materiáli­, ale tiež súvislosť úrovní jednotlivých podlaží a okolitého terénu, skladbu najbližšieho okolia budovy (t. j. chodníkov, dvorov a pod.) aj vývoj stavby a jej opráv, ktoré môžu naznačiť problémy riešené v minulosti. S konkrétnymi údajmi sa môžeme pustiť do rozboru jednotlivých metód a ich aplikácie na konkrétnu konštrukciu.

Princípy sanácií spodných častí budov možno všeobecne rozdeliť na priame a nepriame. Medzi nepriame princípy, ktoré znižujú hydrofyzikálne namáhanie konštrukcií, zaraďujeme:

• odvodnenie základovej škáry drenáží,
• tvarovanie povrchu terénu v okolí objektu,
• vytvorenie hydroizolačných clôn v horninovom prostredí,
• vetranie budov a miestností,
• vysúšanie vnútorných povrchov konštrukcií.

Nepriamymi spôsobmi možno dosiahnuť obrovské úspory stavebných nákladov pri realizovaných sanačných opatreniach.

Medzi priame metódy sanácií, ktoré bránia vnikaniu a šíreniu vlhkosti v konštrukciách­, sa zaraďuje ochrana:

• vkladaním hydroizolácie do prerezanej škáry (mechanické metódy),
• napustením muriva chemickými pro­striedkami (chemické metódy),
• vzduchovou dutinou,
• elektroosmózou.

Mechanické metódy
Pri metóde sanácie vlhkosti podrezaním vytvárame vodorovnú škáru, do ktorej vkladáme dodatočnú hydroizoláciu. Ako izolačný materiál sa najčastejšie používajú asfaltované pásy, pásy z PVC, PE fólie, sklolaminátové dosky a plechy z nehrdzavejúcej ocele. Pri všetkých materiáloch sa musí dbať na to, aby sa precízne urobili spoje, cez ktoré by mohla prenikať voda a vodné pary. Vodorovnú škáru možno rea­lizovať ručne (pomocou ručnej píly – obr. 3) alebo strojom (reťazovou alebo kotúčovou pílou či diamantovým lanom).

Podrezanie má vzhľadom na svoju životnosť najspoľahlivejšie účinky a možno ho použiť až pri 8 % vlhkosti.

Jeho použitie má však svoje obmedzenie: okolo dodatočne izolovaných stien je nutné vytvoriť po celej dĺžke vo vzdialenosti až 1,5 m od steny voľný priestor. Vzhľadom na manuálnu náročnosť je tak táto metóda v porovnaní s ostatnými finančne náročnejšia.

Ďalšou mechanickou metódou je vytvorenie hydroizolačnej vrstvy z plechu z nehrdzavejúcej ocele, ktorý sa zaráža pomocou špeciálneho zariadenia do maltovej škáry muriva – metóda HW (metóda pomenovaná podľa rakúskeho europatentu Häbock & Weinzierl – pozn. red.). Mechanické zariadenie (pneumatické alebo elektrické kladivo) sa pohybuje okolo muriva po oceľovej koľajnici alebo rámovom lešení (obr. 4 a 5). Použitie nehrdzavejúceho materiálu zvyšuje životnosť dodatočnej hydroizolácie, ale súčasne zvyšuje aj jej cenu. Práce prebiehajú rýchlo a na rozdiel od podrezania muriva sa okolité prostredie neznečisťuje prachom alebo vodou.

Veľkou nevýhodou je vplyv úderov potrebných na vtlačenie plechov do maltového lôžka na statiku budovy a nepoužiteľnosť tejto metódy pri murive s nepravidelnou horizontálnou škárou. Navyše v mieste styku plechov môžu byť nadväzujúce dosky netesne spojené.

Obr. 5: Vtlačený plech – spoj	Obr. 6: Líniová injektáž

Chemické metódy
Hydroizolačná vrstva sa pri týchto metódach vytvára tak, že sa do zavlhnutého muriva napustí látka, ktorá prenikne do pórov, kapilár a trhlín. Murivo sa touto látkou nasýti a vznikne clona, ktorá zadrží vzlínajúcu vodu a plní funkciu dodatočnej izolácie. Chemickú clonu možno vytvoriť pomocou beztlakovej infúzie, infúzie s hydrostatickým pretlakom či tlakovou injektážou (obr. 6 a 7).

Beztlaková chemická injektáž sa robí do vrtov so sklonom 30 až 45 stupňov s priemerom 25 až 38 mm. Najvhodnejšie je navŕtať otvory vo dvoch radoch nad sebou vo vzdialenosti 120 až 125 mm.

Vzdialenosť vrtov musí zodpovedať hĺbke prieniku injektáže látky do materiálu. Hĺbka vrtov je o 50 až 100 mm menšia než hrúbka muriva. Vyvŕtané otvory sa vyčistia od prachu podľa technologických postupov. Injektážne vrty sa plnia pomocou elektrického čerpadla alebo samospádom.

Tlakové injektáže sa robia do horizontálnych vrtov s priemerom 10 až 12 mm vo vzdialenosti 20 až 30 cm. Do vrtov sa osadia injektážne ventily. Tlakovým injektážnym čerpadlom sa polyuretánové alebo epoxidové živice vháňajú do muriva pod tlakom okolo 250 barov. Kvapalný materiál napenením zväčší objem a zaplní časť spektra pórovitej štruktúry.

Použiteľnosť chemických metód sa určuje technickým stavom muriva a možnosťami vŕtania – pneumatickými alebo elektrickými kladivami. Preto je pri stavbách s narušenou statikou muriva použitie týchto metód absolútne nevhodné. Aj pri dutinovom murive sa chemické metódy veľmi ťažko realizujú, výnimkou je iba prípad, ak sa dutiny najprv injektujú maltou, s čím ale stúpa náročnosť a cena vykonanej sanácie.

Vzduchovoizolačné metódy
Izolácia vzduchovými dutinami alebo vrstvami je osvedčený spôsob ochrany budov použiteľný v podmienkach pôsobenia zemnej vlhkosti.

Princípom vzduchovoizolačných systémov je oddeliť zdroj vlhkosti od samotnej stavebnej konštrukcie pomocou vzduchovej dutiny – napríklad prevetrávanou štôlňou, soklom, podlahou či vzduchovou dutinou na interiérovej strane steny (obr. 8).

Cirkuláciu vzduchu v týchto dutinách potom môžeme dosiahnuť vhodnou voľbou nasávacieho a výdychového otvoru alebo pomocou ventilátorov, ktoré do dutín vzduch vháňajú alebo ho z nich vysávajú (obr. 9). Aby bola vzduchová dutina účinná, musí sa vnútri dutiny zaistiť nepretržité prúdenie vzduchu bez kondenzácie vodnej pary.

Tieto skutočnosti možno pri projektovaní sanácie vlhkého muriva s pomocou vzduchovej dutiny overiť výpočtom, ktorý pozostáva zo stanovuje priebeh:

• rýchlosti prúdenia vzduchu v dutine – w_x (m/s),
• teplôt prúdiaceho vzduchu v dutine – t_x (°C),
• parciálnych tlakov vodnej pary vo vzduchu v dutine – p_dx (Pa),
• parciálnych tlakov vodnej pary vo vzduchu v dutine pri jeho nasýtení – p_dx (Pa),
• posúdenie kondenzácie vodnej pary vo vzduchovej dutine,
• stanovenie tlakového spádu prúdiaceho vzduchu ∆p (Pa),
• výpočet tlakových strát ∆p_z (Pa),
• posúdenie správnej funkcie dutiny.

V súčasnosti možno v oblasti sanácie vlhkého muriva túto metódu úspešne aplikovať najmä v kombinácii s injektážnou infúznou metódou alebo s elektroosmózou hlavne na odvádzanie zvyškovej vlhkosti suterénneho a základového muriva.

Ak by sme uvažovali o použití vzduchovoizolačnej metódy, možno povedať, že táto metóda je menej nákladná, má neobmedzenú dĺžku trvania, jej použitie vo väčšine prípadov nevyžaduje žiadnu energiu a nie je obmedzená výberom stavebných materiálov. Nevýhodou môže byť pomalý pokles vlhkosti. Vzduchovoizolačný systém možno použiť pri všetkých druhoch materiálov a je účinný aj pri vlhkosti 8 až 9 %.

Elektroosmóza
Už v 19. storočí sa zistilo, že voda v materiáloch sa pohybuje pod vplyvom elektrického jednosmerného prúdu. Tento jav sa vysvetlil tak, že pri prúdení vody kapilárou vzniká na mieste ich kontaktu elektrická sústava, pri ktorej je dôležitý kladný potenciál pri stene kapiláry. Dodatočné vysúšanie muriva pomocou elektroosmózy je založené na poznaní, že medzi hornou časťou vlhkého muriva a základovou pôdou vzniká napätie vyvolané prúdením vody v kapilárach. Uzemnením muriva vzniká uzatvorený prúdový obvod, v ktorom má elektroosmotické prúdenie opačný smer než prúdenie kapilárne. Preto takmer ustáva prúdenie vlhkosti murivom; nad rovinou uzemnenia nadobudne odparovanie prevahu nad vzlínaním, murivo vysychá.

V teoretickej rovine sa zvyčajne predpokladá, že elektrické pole vyvolané vzlínaním bude mať kladný pól v smere prúdenia kvapaliny, teda v murive, a záporný pól v zemine. Pri aplikáciách sa dá uvažovať o pasívnej elektroosmóze, galvanoosmóze alebo aktívnej elektroosmóze. Tieto metódy sa líšia použitím rôznych materiálov pri elektródach a využitím či nevyužitím prídavného zdroja elektrického napätia.

Pri aplikácii elektroosmózy musíme brať do úvahy faktory, ktoré môžu negatívne ovplyvniť jej použitie – napríklad prítomnosť bludných prúdov v zeminách, anorganických solí v murive alebo výskyt neizolovaných kovových potrubí a inštalácie v murive, zohľadniť musíme aj vodivosť a kyslosť muriva. Použitie týchto inštalácií je nutné priebežne sledovať a regulovať. Elektroosmóza je tiež menej vhodná tam, kde sa vyskytuje kondenzačná vlhkosť od základovej škáry alebo okolitej zeminy, prípadne kde migruje vodná para. Aktívnu elektroosmózu nemožno vykonávať ani pri tehelných a betónových konštruk­ciách s prostredím s hodnotou pH < 6. Záver
Možno povedať, že voľba sanačnej metódy je ovplyvnená mnohými faktormi, či už materiálovými, alebo technologickými. Aj keď sa realizácia niektorých metód zdá jednoduchá, celková úspešnosť je závislá od kvality a dôslednosti tak prieskumných, projektových a realizačných prác, ako aj od skúseností stavebnej firmy. Veľmi významným faktorom však ostáva miera vlhkosti sanovaných mate­riálov. Túto vlhkosť možno merať rozličnými metódami a meradlami – od gravimetrickej, plynovej a termovíznej metódy až po odporové kontaktné elektronické a digitálne vlhkomery a kompaktné prístroje s integrovanou vlhkostnou sondou.

Ing. Silvie Kunhartová
Foto: archív autorky

Recenzoval: doc. Ing. Ivan Moudrý, CSc., Stavebná fakulta VUT v Brne, Ústav pozemného staviteľstva

Autorka je doktorandka v Ústave pozemného staviteľstva na Stavebnej fakulte VUT v Brne. Príspevok sa prezentoval na 11. odbornej konferencii doktorandského štúdia Juniorstav 2009.

Literatúra
1. Novotný, M. – Moudrý, I.: Odborné posouzení stávajícího stavu vlhkých obvodových stěn objektu Konvektu. Brno: 2003.
2. Beneš, P.: Sanace a adaptace budov. Studijní opora pro studijní programy s kombinovanou formou studia. Brno: 2007, 266 s.
3. http://www.hwpanty.cz – fotodokumentace.
4. http://www.havlicky.cz/technologie.php.
5. http://www.stavba-online.cz/sanace-vlhkosti/sanace-vlhkosti-volba-nejvhodnejsi-odvlhcovaci-metody/.
6. http://stavitel.ihned.cz/c4-10067840-25519800-G00000_detail-zpusoby-snizovani-vlhkosti-zdiva.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.