Sanace kláštera ve Svatém Janu pod Skalou

14. února 2020

Ing. Michael Balík, CSc.

Klášter s kostelem Narození sv. Jana Křtitele ve Svatém Janu pod Skalou je rozsáhlým barokním komplexem, situovaným pod skalním ostrohem. Poruchy zdiva z hlediska vlhkosti a souvisejících vlivů se projevují v celém rozsahu půdorysu a vzhledem k výrazné památkové hodnotě bylo třeba najít kombinaci sanačních opatření, které stavbu v žádném případě nepoškodí, ale zároveň budou vysoce účinná. Byla zvolena aplikace historických a moderních úprav.

Autor:

Ing. Michael Balík, CSc.

Vystudoval Fakultu stavební ČVUT v Praze. Je majitelem ateliéru pro návrhy sanace zdiva, ochrany fasád a souvisejících vlivů. Autor jedenácti odborných publikací v oboru. Předseda odborné společnosti pro odvlhčování staveb ČSSI. Je expertem Českého egyptologického ústavu FF UK.

Z historie

Historie kláštera ve Svatém Janu pod Skalou se počíná v 9. století, tedy v době předrománské. První zmínky o klášteru jsou spojeny s příchodem legendární postavy, poustevníka sv. Ivana, a s osobou prvního křesťanského knížete Bořivoje. Z té doby pochází jeskyně, která je v současnosti poutním místem, stejně jako celý areál kláštera. Založení kláštera potvrdil král Přemysl Otakar I. v roce 1205. Dějiny kláštera v pozdějších letech jsou zrcadlem obecných českých dějin. Klášter několikrát vyhořel, byl vypleněn pražskými husity atd. Jeho výraznou osobností v 15. století byl šlechtic Oldřich Zajíc z Hazmburka a později v něm působila celá řada opatů. V 17. století byl klášter rozšířen do dnešního rozsahu. Roku 1785 byl zrušen dekretem Josefa II. Později byl využíván veřejnými službami, např. vodoléčebnými a vzdušnými lázněmi. Za totality se v něm nacházel tábor nucených prací a policejní archiv Ministerstva vnitra, a to až do roku 1994, kdy byl navrácen církvi. V současnosti v místě sídlí Svatojánská kolej – vyšší odborná škola pedagogická.

Sanace stavby

Průzkumy vlhkosti a salinity zdiva kláštera

Rozhodování o možných stavebních úpravách zásadně ovlivňovala poloha kláštera pod prudkým ostrohem travertinových skal. V minulosti již tato situace způsobovala řadu statických poruch, zejména v konstrukci kostela (stavba kostela není předmětem sanačního návrhu).

■ Vlhkost

Autor si, jako aktuální objektivizaci současného stavu, provedl vlastní měření vlhkosti zdiva, nejenom v oblastech viditelně porušovaných vlhkostí.

Klasifikace hmotnostní vlhkosti zdiva je však dána zejména způsobem a potřebou využívání. Ze zkušenosti se zavlhlými stavbami v podobném prostředí a po posuzování úspěšnosti té které realizované sanační metody je třeba najít směrné orientační hodnoty ve vazbě na stavební materiály. Dále uvedená orientační tab. 2 zpřesňuje údaje normy v závislosti na prostorové, relativní hmotnosti.

V daných prostorech je nutno kalkulovat s budoucí relativní vlhkostí do 60 %, tj. s přiměřenou hmotnostní vlhkostí materiálu cca 6 %! Výsledky měření v porušovaných oblastech jsou vesměs velmi vysoké.

■ Salinita

Autor odebral pět vzorků zdiva pro určení salinity. Rozbor prokázal vysoké zavlhčení v oblasti dusičnanů a částečně chloridů i síranů. Dusičnany mají původ v živočišných zbytcích, chloridy a sírany jsou z údržby a patří mezi vlastnosti stavebního materiálu.

Příčina poruch – posouzení současného stavu

Hlavními příčinami poruch zdiva (tj. vysoké hmotnostní vlhkosti zdiva) je voda vzlínající do zdiva z podzákladí. Dalším důvodem poruch je voda, která se kumuluje v oblasti nejbližšího okolí a do zdiva vzlíná druhotně. Původní možné, avšak nedoložené horizontální izolace nejsou funkční (vzhledem k charakteru a stáří budovy je možno uvažovat, že obvodové zdivo bylo chráněno jílovými vrstvami a vkládanými kamennými deskami, popřípadě ostře pálenými cihlami).

Technologie sanačních úprav

Snížení vlhkosti zdiva a části podlah bude řešeno:

metodou mírné elektroosmózy na obvodových zdech a části středních zdí;
odvětráváním zdiva v nadzákladové oblasti v prostoru nově vybudovaných vzduchových dutin, zprovozněných vdechy a výdechy;
plošnými vzduchovými dutinami pod částí podlah propojenými s komínovými otvory a podélnými dutinami;
aplikací vápenných omítek.

Metoda mírné elektroosmózy

Metoda aktivní elektroosmózy řeší odvlhčení zdiva elektrickým okruhem skládajícím se z řídicí skříňky, kladných elektrod – anod, záporných elektrod – katod a drátového propojení. Vlivem podpůrné elektrické polarizace mezi anodami a katodami dochází k postupnému odsunu vlhkosti od kladných elektrod, tj. z oblasti zdiva poškozovaného vlhkostí směrem k záporným elektrodám, do podzákladí. Anody budou uloženy na zdivo přízemí, katody v koutech mezi podlahami a ve vzduchové dutině.

Kladné elektrody – anody

Kladné elektrody jsou dotovány stejnosměrným proudem z napáječe a budou instalovány pod omítky v určené výšce obvodových zdí. Síťová kladná elektroda (s přiloženým zdrojovým kabelem ukotveným prostřednictvím mechanických příchytek) o výšce 250 mm je uchycena přímo na připravený povrch zdiva.

Záporné elektrody – katody

Záporné elektrody, protipóly kladné elektrody, jsou tyčové, o průměru 20 mm a délce 650 mm. Instalují se šikmo pod nosné zdi ve vzdálenostech cca 5000 mm a navzájem se propojí.

Řídicí skřínka

Přístroj je vybaven digitální indikací proudu, aby umožnil současné optické sledování procesu vysychání zdiva (na klesající hodnotě mA). Důležité je trvalé připojení ovládacího přístroje na napájecí síť, přičemž se navzdory trvalému provozu pohybuje spotřeba proudu těchto zařízení v nízké, takřka zanedbatelné oblasti (orientačně při současných cenách cca 400 Kč/rok).

Hlavní funkce řídicí skříňky:

transformace napětí;
snímání proudu elektroosmotického okruhu;
zaznamenávání času funkce zařízení.

Připojení řídicí skříňky je přímo do elektrické sítě. Prováděcí firma poskytuje dlouholetou záruku, během níž budou řešeny všechny eventuální dílčí problémy. Součástí této záruky je i pravidelná kontrola řídicí skříňky, odečítání stavu mA na displeji a eventuální proměřování stavu napětí ve vlastním rozvodu a ve zdivu.

Propojovací vodiče

Propojovací vodiče plus a mínus tvoří měděné kabely CYKY ø 1–2 mm chráněné pryží. Jsou vedeny v drážkách, v zemi a v případě předpokládaného mechanického zatížení jsou opatřeny chráničkami ø 16 mm. Přesné trasy rozvodů budou dohodnuty při zahájení sanace stavby a při převzetí staveniště ve spolupráci s realizační firmou.

Požadavky na zabudované komponenty mírné (drátové) elektroosmózy

Dlouhodobou funkčnost mírné (drátové) elektroosmózy podmiňuje kvalita použitých prvků zařízení a materiálů. Sledovaným faktorem je elektrochemická odolnost elektrod, zejména anody, na které může docházet k oxidaci a následnému anodickému rozpuštění. Proces anodické rozpustnosti se řídí Faradayovým zákonem. Elektrochemická odolnost této kladné elektrody ve zdivu určuje životnost a dobu, po kterou bude zařízení fungovat. Funkce zařízení je závislá na elektrických odporových poměrech v okruhu zdroj – zední (kladná) elektroda – zdivo – zemní (záporná) elektroda – zdroj. K největším změnám dochází tedy na anodě, která se elektrochemicky rozpouští a její elektrický přechodový odpor roste v čase.

Zabudované komponenty kladné elektrody musí mít elektrochemický ekvivalent Ee nižší než 1*10-6 kg/A*rok. Pro aktivní komponenty mírné (drátové) elektroosmózy je vyloučeno použití materiálu na bázi mědi, oceli aj.

Podélná dutina

Podél obvodových zdí ve dvoře a u vnějších obvodů bude vyhloubena a zastropena stavební rýha pro vzduchový kanál s odvodněným dnem. Tato dutina bude „otevřena“ vdechovými otvory ze stávajících šachet v rajském dvoru. Výdechy budou realizovány v určených parapetech. V oblasti dutinových podlah bude dutina využívána jako nasávací vdechový prvek do prostoru kanálků v podlahách. V tomto případě nebudou realizovány samostatné vdechové otvory do fasád. Celý systém je navržen tak, aby byly dutiny zprovozněny přirozeným prouděním a minimálně ovlivňovány atmosférickými podmínkami.

Podlahy se vzduchovou dutinou

Po odbourání současných podlah do hloubky 300 mm bude zvolena skladba, která obsahuje vzduchovou dutinu. Ta je tvořena systémem podélných kanálků a kanálky sběrnými vždy při nosných zdech. Kanálky budou tvořeny cihlovými řadami na zpevněný štěrkový podsyp a zastropeny PZD deskami 60/40/6,5. Sběrné kanálky budou opatřeny výdechovými otvory do stávajících komínů.

Vápenné omítky

Nové vnitřně hydrofobizované vápenné omítky nahradí v daných oblastech současné omítky, porušené vlhkostí. V místech nálezů historických zbytků omítek budou tyto plochy zachovány a návrh se přiměřeně upraví.

Pracovní postup

Příprava podkladu – stará omítka bude otlučena.
Spáry budou vyškrabány, zdivo se důkladně očistí a zbaví prachu.
Povrch se opatří postřikem proti plísním.
Podhoz se použije ve velmi tenké vrstvě, bude nanášen síťovitě.
Vrstva omítkové směsi bude nanesena dvouvrstvě, v tloušťce min. 25 mm.

Z hlediska dlouhodobé účinnosti a na základě zkušeností je třeba, aby vybraný typ splňoval technické požadované parametry (viz základní charakteristiky dále).

Základní charakteristiky

Objemová hmotnost v suchém stavu: max. 1150 kg/m³.
Pevnost v tlaku po 28 dnech: max. 4,0 MPa, min. 3,0 MPa (CS II).
Pevnost v tahu za ohybu po 28 dnech: min. 1,2 MPa.
Poměr pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu po 28 dnech: 0,3 kg.m².
Reakce na oheň: třída A1.
Trvanlivost (mrazuvzdornost): M 15.

Celkové zhodnocení návrhu

Zvolená kombinace vzduchových úprav je modifikací historických řešení. Tyto způsoby dílčího snižování vlhkosti ve zdivu a podlahách bývaly realizovány zejména v období přestavby a budování nových budov v 16. až století v době baroka. Podélné vzduchové kanály jsou typické zejména pro 19. století. Metoda mírné elektroosmózy je navržena jako nejšetrnější a trvale kontrolovatelné sanační opatření, se kterým má autor návrhu sanace dlouhodobé zkušenosti na několika stovkách objektů. Autor návrhu sanace děkuje za vynikající spolupráci zástupcům investora a památkové péče.