Vysušování zdiva vzduchovými systémy: Podpodlahové sanační dutinové systémy

Cílem těchto úprav je snížení vlhkosti zdiva tak, aby nebyl nadále zhoršován stav vnitřního prostředí daných prostor a nepokračovala degradace stavebního materiálu.
V neposlední řadě se jedná o úpravy povrchového vzhledu ploch zdiva. Přestože jsou předmětem předkládaného článku úpravy dodatečné, je třeba konstatovat, že právě systémy vzduchových úprav bývaly prováděny často i současně s původní výstavbou. To je možná jedním z důvodů jejich velké obecné oblíbenosti. Dutiny, ve kterých se pohybuje vzduch, a tím podporuje difuzi vlhkosti z ploch zdiva, bývaly často přirozenou součástí historických staveb.

Historické vzduchové sanační úpravy
Byly-li vzduchové úpravy budovány spolu se stavbou, jako její konstrukční součást, znamená to, že podmínky stavby a opatrnost stavitele vyžadovaly tuto úpravu vzhledem k vlastnostem staveniště. V současnosti je tedy třeba posoudit, jak dalece se tyto podmínky změnily - pravidlem bývá, že jsou horší než v době výstavby. Vliv blízkých vozovek a neprodyšných chodníků se často kombinuje s vlivem nevhodných stavebních opatření i přímých zásahů do vzduchových systémů.

¤ Obr. 2. Jižní průčelí je tvořeno srostlicí budov z několika časových údobí a má výrazně průmyslový charakter

Obvyklý nález

• Porušené rozvody vzduchu dodatečným zazděním. Tyto starší úpravy jsou svědectvím o nepochopení původního systému.
• Dodatečně provedené vstupy do dutin pro potřeby instalací, nových otvorů apod.
• Difuzně neprodyšné povlaky, obklady, sokly, povrchy chodníků a zejména dvorů. Tyto úpravy poruší systém podstatným snížením možnosti vydýchávání vlhkosti z povrchů stěn a podlah.

Při zhodnocení nálezů z hlediska technického je nutné vycházet z posouzení historicko-památkového. Často je nalezený vzduchový systém chráněn i přes jeho nefunkčnost.

Možná řešení
Obecně je možné dřívější opatření respektovat a použít k odvlhčení současnému. Po posouzení, zda je toto řešení vhodné z hlediska technického, je třeba dále posoudit jeho účinnost pro současný stav zdiva a pro současné využití.
Nebude-li vyhovovat daný historický systém, může být:

• nahrazen novým řešením s tím, že původní bude po opravě sloužit jako exponát technického řešení minulosti;
• doplněn tak, aby se zvýšila jeho funkčnost a zároveň nebyla porušena jeho podstata.

Nebude-li třeba chránit dřívější vzduchové opatření, anebo to již nelze, vzniká volný prostor pro návrh vhodné metody, která může znamenat i celkové zrušení pro dnešní stav nevyhovujícího odvlhčovacího opatření. Může však také znamenat pouze jeho dílčí konstrukční úpravy. Taková řešení jsou obvyklá u domů z konce 19. století a pozdějších, u nichž se téměř zásadně budovaly podlahové dutinové systémy. Ty se však vesměs celé nedochovaly a často jsou ještě cestami šíření mikrobiologických škůdců.

¤ Obr. 3. Stávající stav objektů bývalého pivovaru

Druhy vzduchových sanačních metod
Základními principy těchto historicky nejstarších doložených opatření jsou:

• zvětšení plochy, ze které může difundovat vodní pára do atmosféry;
• podepření tohoto procesu prouděním (zajištěním výškovými nebo tepelnými rozdíly).

Vhodné odvětrávací systémy jsou budovány jako:

• Dutina v interiéru s přívodem i odvodem vzduchu do atmosféry. Může být spojena s ?dutinovým soklem? (je třeba počítat s dílčí změnou mikroklimatu z hlediska tepelně technického).
• Vzduchová dutina pod úrovní terénu. V případě rozdílných nivelet částečně nebo v celé výšce s přívodem vzduchu z interiéru. Řešení je vhodné za předpokladu odvodu vzduchu do atmosféry. Dno kanálku se doporučuje odvodnit, strop budovat ve spádu od stavby, se zamezením průniku dešťové vody. Tyto metody nejsou zásadně vhodné v oblastech s výskytem volné podzemní vody.
• Soklové části s využitím ?vzduchové dutiny?. Velmi časté řešení, jehož účinnost je znásobena eventuálním propojením s interiéry. Tato úprava je doporučená v co nejširším rozsahu.
• Celodutinové podlahy s pasivním prouděním vzduchu pomocí ?vdechových? a ?výdechových? otvorů.

¤ Obr. 4. Rozsáhlé interiéry v 1. NP, klenby stažené do kamenných pilířů. Obvodové zdi jsou v celém rozsahu poškozované vlhkostí, často až do výšky celého podlaží.

Hodnocení vzduchových metod obecně

• Vzduchové metody jsou zásadními stavebními opatřeními a vyžadují obvykle zásahy do konstrukcí podlah, terénů, soklové části zdiva atd.
• Jejich účinnost je individuální. I velmi radikální systém např. podpodlahových dutin propojených vdechy a výdechy s atmosférou dokáže snížit hmotnostní vlhkosti ve zdivu (cca 400-600 mm nad podlahami a v hloubce cca 40 mm) o max. 2,5-3 %.
• Pokud jsou dutiny aplikovány v interiérech, znamená to omezení provozu (je třeba prostory vyklidit). V exteriéru se musí počítat s nutnou pracovní plochou (zábor).
• Vzduchová opatření jsou z hlediska metodiky památkové ochrany vhodná, navazují na systémy historické, často však vyžadují zásadní zásahy do zdiva (omezeními bývají např. chráněné podlahy, dlažby, sokly atd). Velmi vhodné je takto ošetřovat například režné zdivo, plochy s malbami a freskami (tam, kde vlhkost nepřesáhne 6 %).

V následujících dílech seriálu budou jednotlivé úpravy postupně popisovány, vždy na příkladech projektů nebo realizací, většinou obnov památkově chráněných staveb.

¤ Obr. 5. Detail obnoveného sousedního objektu a nosné zdi pivovaru

Návrh podpodlahového dutinového systému
budovy bývalého pivovaru v Jindřichově Hradci
Nejúčinnějším druhem dodatečných sanačních úprav, které využívají proudění vzduchu - nejlépe pasivního, jsou celoplošné dutiny pod podlahami. Jistým problémem, který komplikuje takovéto sanační návrhy, je potřeba tyto dutiny ?zprovoznit?, tj. navrhnout systém vdechových a výdechových otvorů. Tento systém je účinný za předpokladu, že se využijí výškové rozdíly podlah a nivelet terénů, a s ohledem na tepelně technické vlastnosti zdiva. Návrhy výšky vzduchové mezery, vzdálenosti nasávacích a výdechových otvorů a jejich dimenze jsou dány celkovou plochou daného prostoru, jeho kubaturou a zejména potřebami budoucího využití. Předmětem tohoto článku nejsou výpočty, autor se soustředil na reálný příklad sanačního návrhu.
Budova bývalého pivovaru je historickou srostlicí starších objektů situovaných v podhradí, v severním terénním zářezu. Na straně západní je stavba umístěna vysoko nad terénem při řece. Úrovně jednotlivých podlaží jsou tedy navzájem relativně komplikované. Například suterén v úrovni -4,4 m je, z hlediska nástupu od jihu, přízemím. Do jihozápadní části dispozice zabíhá další objekt, který není předmětem řešení.
Budova je v současnosti opuštěna a její stav byl z hlediska stavebního ovlivněn změnami způsobu jejího využívání v minulosti. Prováděné stavební úpravy (betonové podlahy, různé základy, difuzně tvrdé omítky atd.) měly negativní dopad na stav konstrukcí. Budova také trpí dlouhodobým neudržováním a vandalizmem - dešťové svody, blízké okolí stavby apod. Zdivo je zavlhlé zejména při obvodě na jihu a na straně východní, tj. ve spádu do ulice. K této situaci je třeba přiřadit poruchy na straně severní, tj. na zdivu hluboko pod terénem.

¤ Obr. 6. Analýza poruch zdiva v úrovni 1. PP. Barevně jsou vyznačeny kategorie poruch, které vycházejí z měření hmotnostní vlhkosti a salinity. Místa měření jsou zvýrazněna.

Podklady pro sanační návrh
Základními podklady, které obsahovaly výchozí informace pro sanační návrhy jsou:

• projektová dokumentace návrhu obnovy;
• vlastní šetření na místě a konzultace s autory architektonicko- stavební části projektu;
• předchozí stavebně technické průzkumy;
• nejdůležitější informace však byly obsaženy ve výsledcích - protokolech o měření vlhkosti a salinity a zkušenosti s účinností navržených metod u budov srovnatelného stáří, lokalizovaných v podobném prostředí.

Měření hmotnostní vlhkosti prokázalo vysoké a velmi vysoké hodnoty v označených oblastech (viz obr. 7) a vysoké obsahy vodorozpustných solí, zejména dusičnanů a chloridů v oblasti východního a severního obvodu stavby. Vysoký obsah síranů je ve všech měřených vzorcích. Jedná se tedy o dlouhodobé poškozování zdiva vlivem živočišných produktů, zimní údržby nejbližšího okolí budovy a vlastnostmi zdicího materiálu. K vysokému zasolení v oblasti dusičnanů rozhodně přispělo i využívání budovy v minulosti, zejména skladování zemědělských chemickým materiálů apod.

¤ Obr. 7. Schématický návrh sanačního opatření v úrovni 1. PP

Základní příčiny poruch
Základní příčinou poruch zdiva z hlediska vlhkosti je:

• voda vzlínající do zdiva z podzákladí (pravděpodobně relativně vysoká hladina náhlé spodní vody - jev, při kterém se po vydatných deštích hladina spodní vody dočasně zvýší);
• voda, která se kumuluje v nejbližším okolí a druhotně do zdiva vzlíná;
• vysoká salinita.

Návrhy sanačního opatření
Návrhy sanačního opatření jsou přímo odvozeny z kvalifikace poruch a z potřeb budoucího provozu. Při jejich volbě bylo nutné počítat s památkovou ochranou nejenom budov jako celku, ale i z hlediska historických materiálů. Metody úprav tedy musely být šetrné. Byla zvolena kombinace dvou základních úprav a doplňující povrchové opatření aplikací sanačních omítek.
Základní sanační metodou, která zajistí dílčí vysušení nosného zdiva, je vybudování dutiny ve skladbě pod podlahami. Další úpravou, kterou lze kvalifikovat jako druhou metodu základní, je aplikace systému mírné elektroosmózy na určené části nosného zdiva - zejména obvodového, viz obr. 8.
Podpodlahová dutina bude vdechovými a výdechovými otvory propojena s atmosférou. Vdechové otvory budou řešeny dvakrát zalomenou drážkou. Budou umístěny v interiérech suterénů ve výšce 150 mm nad úrovní podlahy. Výdechové otvory budou umístěny do fasád ve výšce 600 mm nad úrovní terénu a budou mít srovnatelné parametry s otvory vdechovými. Otvory budou opatřeny ochrannými mřížkami.
Skladba navrženého IPT systému:

• beton B20 se sítí;
• hydroizolační fólie;
• tepelná podlahová izolace, extrudovaný polystyren PSB-S-25;
• betonový potěr B15;
• IPT desky;
• geotextilie 300 g/m2;
• zhutněný štěrkopískový podsyp.

Na obrázcích charakteristických řezů (obr. 9-11) jsou uvedeny jednotlivé typy vdechových a výdechových otvorů v návaznosti na podpodlahovou dutinu. Na obr. 12-14 jsou uvedeny skladby navrženého systému s ohledem na budoucí využití - zatížení podlah v jednotlivých prostorech.

¤ Obr. 8. Výdechový otvor - trasa proudění vzduchu v návaznosti na plošnou dutinu pod podlahami s vytvořením potřebného výškového rozdílu a s kombinací s instalací minusové elektrody systému mírné elektroosmózy

¤ Obr. 9. Výdechové otvory z prostoru pod podlahami, které využívají parapetů oken

¤ Obr. 10. Přímé vyústění podpodlahové dutiny, jako nádechový otvor, v kombinaci s minusovou elektrodou systému mírné elektroosmózy

¤ Obr. 11. Otvory pro vstup vzduchu do podpodlahového systému situované v interiéru

¤ Obr. 12. Varianta 1 - Skladba podlahy pro větší zatížení, s tepelnou izolací a ještě další, pojistnou hydroizolací. Ve skladbě jsou využity dva nosné prvky, tj. systém IPT desek s betonem a další betonová deska s vloženou ocelovou sítí.

¤ Obr. 13. Varianta 3 - Skladba podlahy s plošnou dutinou bez tepelné izolace

¤ Obr. 14. Varianta 2 - Skladba podlahy pro běžné zatížení, ve které se počítá s utěsněním proti vlhkosti samotnými IPT deskami a s jejich přiměřenými nosnými vlastnostmi ve spolupůsobení s betonem. Vložená tepelná izolace je chráněna parozábranami.

Zhodnocení navržených sanačních úprav
Navržené řešení je kombinací historicky snad nejstarších úprav - vzduchových a metody novodobé - mírné elektroosmózy. Obě tato opatření jsou z hlediska památkové péče, tj. ochrany samotné stavby a jejích historických konstrukcí, velmi šetrná. Při budování vzduchových opatření - podpodlahové dutiny se však nelze obejít bez nutných otvorů, vdechových a výdechových, které se objeví na fasádách. Autor návrhu a tohoto článku není příznivcem vytvářením tzv. falešných svodů, které nahrazují vysekávání drážek v historickém zdivu. Svoji roli zde hrají nepříznivé tepelné vlastnosti a podmínky v různých časových obdobích. Celoplošná dutina zajistí účinné odvětrání vody, která difunduje z podzákladí, snížení vlhkosti zdiva je dílčí - částečné, avšak trvalé. Kritické vlhkosti (ne však pronikání volné vody) zajišťuje v daném případě elektroosmóza a sanační omítky.

V dalším díle seriálu o odvlhčování budov bude představeno řešení systémem podélných vzduchových dutin na příkladu sanace obvodových zdí a obnovy fasád budovy bývalých koníren v Malé pevnosti NKP Terezín.

¤ Obr. 15. Realizace plošné dutiny s využitím IPT desek

¤ Obr. 16. Jednotlivé desky jsou kladeny na zhutněné štěrkové lože nebo na jalovou betonovou vrstvu tak, aby byla umožněna přiměřená difuze vlhkosti ze spodních vrstev. Desky jsou spojovány ?sešíváním? (v případě použití ještě další hydroizolace) nebo svařováním horkým vzduchem. Dutinové prvky se zalévají betonem a tím vzniká nosná deska. Její dimenze je dána zatížením podlahy - viz varianty skladeb.

Základní údaje o projektu
Architektonicko-stavební část: VSP - projekt v.o.s.
Část sanace: Ing. Michael Balík, CSc.