Vlhkostní poruchy dřevostaveb a možnosti jejich odstranění

Voda může vnikat do konstrukčních materiálů a detailů stavby několika způsoby. Jednou z nejčastějších příčin vniknutí vlhkosti do staveb je neexistující nebo poškozená hydroizolace spodní stavby. Vzlínající vlhkost není pouze problémem ve starých budovách a památkách, ale v posledních letech se často objevuje i u mnohem mladších staveb, kde byla špatně odvedena práce při budování základů, nevhodným postupem kladena izolace, ale i nedostatečně zohledněn terén v okolí stavby, což umožňuje přímé působení povrchové vody na základy stavby, především v kontaktu dřeva se základem. K zásadním problémům může docházet i uvnitř konstrukce v důsledku poruch nebo skrytých instalačních chyb vodovodního systému či ústředního topení a dále kondenzaci vody na povrchu materiálů v interiéru při nesprávném tepelně-technickém návrhu skladby konstrukcí.

Poškození dřevěných konstrukcí
Způsoby poškození dřevěných konstrukcí lze rozdělit do tří částí:

• nedodržení konstrukčních zásad a požadavků;
• chyby při výstavbě;
• poruchy technických zařízení budov (TZB).
  

Při návrhu dřevěných konstrukcí se v některých případech nedodržují požadavky na mechanickou odolnost a stabilitu, stavební fyziku, hygienu, akustiku. Často se lze setkat s nekvalitně odvedenou prací (obr. 1), především při provádění tepelných izolací a instalací různých druhů fólií, při řešení konstrukčních detailů a správné skladby podlahových konstrukcí nebo při montáži konstrukčních desek. Následně se projevují závady ve stavbě. Mohou být patrné již v průběhu výstavby, např. praskáním skel či rámu otvorových výplní, fasády atd. V případě chybného statického posudku nebo provedení se musí navrhnout zesílení jednotlivých prvků nebo celé konstrukce. Postup zesílení závisí na stupni poškození biotickými činiteli a způsobu zatížení daného prvku či celé konstrukce (obr. 2).

Dalším problémem se může stát nerespektování, popřípadě neřešení detailů z hlediska stavební fyziky. Každý detail je vhodné posoudit a zjistit, zda nevyvstanou navazující problémy s kondenzací a následným rozvojem plísní a dřevokazných hub. Výstavba dřevostaveb představuje novější technologii než ostatní stavební řemesla a o to více je třeba se zaměřit na kvalitu prováděných prací.

V případě výskytu kondenzace s následným růstem plísní je potřebné daný detail posoudit. Samozřejmě je ?vhodnější? tento výpočet provést před zahájením stavby. Na základě výpočtu lze opravovat, dodatečně přidat izolaci, vyměnit napadené dřevěné prvky a chemicky sanovat stávající dřevěné prvky.

Další problémy mohou nastat chybnými postupy v průběhu výstavby, od chybně uskladněného materiálu (obr. 3) po masivní napadení dřevokaznými houbami, nebo například zatékáním mezi fasádu a nosnou konstrukci (obr. 4), či chybným provedením krytiny ploché střechy.

Většinu vad dřevěných konstrukcí provází zvýšení vlhkosti dřeva a ostatních materiálů. Požadavek na vlhkost dřeva se uvádí v ČSN EN 1995-1-1, ČSN 731702:

• dřevo použité ve třídě použití 1 (interiér) - maximálně 12 %;
• dřevo použité ve třídě použití 2 (nevytápěná střecha) - maximálně 20 %;
• dřevo použité ve třídě použití 3 (venku nezakryté bez kontaktu se zemí) - maximálně 25 %pro zamezení trhlin.
  

Snižování vlhkosti dřeva
V případě problémů v konstrukci může být vlhkost dřeva zvýšena nad 30 %. Dřevo s touto vlhkostí nelze nechat bez povšimnutí, ale musí se snížit jeho vlhkost. K tomu slouží několik přístupů:

• výměna prvků (zejména napadených);
• přirozené vysoušení;
• umělé vysoušení.
  

Výměnu některých prvků, například spodních podkladových prken, nelze v některých případech provést bez zásahu do nosné konstrukce. Vysoušení přirozeným způsobem by bylo dlouhé (několik měsíců), proto se v současnosti s úspěchem používá vysoušení mikrovlnným zářením.

Vysoušení mikrovlnným zářením
Vzhledem k tomu, že zvýšenou vlhkost dřeva provází také rozvoj plísní a dřevokazných hub, lze na jejich likvidaci částečně použít mikrovlnné záření. V současné době je možné s úspěchem aplikovat mikrovlnné záření na odstranění dřevokazného hmyzu, v tom případě se musí zvýšit teplota v průřezu prvku na cca 60 °C, a na likvidaci plísní - v případě plísní je většinou jednodušší provést chemickou sanaci (obr. 5 a 6).

V dřevostavbách a dřevěných konstrukcích je použití mikrovlnného záření nejvýhodnější pro vysoušení dřeva, ostatní materiály jako sádrokarton, sádrovláknité desky se musejí většinou i po vysušení odstranit. Na každé stavbě je potřebné přizpůsobit postup aktuálním podmínkám, v současné době není možné vytvořit vzhledem k nestejným podmínkám (vlhkost dřeva, použité matriály, skladba konstrukce atd.) jednoznačný postup. Většinou se musí postup vysoušení opakovat vzhledem k vlhkosti dřeva, druhu konstrukce, podmínkám atd.

Vlhkost dřeva se snižovala v posledních třech letech na více stavbách, kde příčinu představovala většinou porucha TZB - rozvody vody, topení, vady bojlerů atd. (obr. 7). Při ověřování použití mikrovlnného záření se zjistilo, že stavbu s dřevěnými prvky o vlhkosti nad 60 % je nutné ?ozářit? několikrát, vždy v závislosti na použitých materiálech v konstrukci. Prvotní použití mikrovlnného záření proběhlo přímo na stavbě pro vysoušení dřevěných nosných prvků 60 x 120 mm povrchovou vlhkostí cca 30-90 %. Zásadním problémem se ukázalo, že dřevo bylo vysoušeno ze strany o tloušťce 60 mm, z druhé strany byl zateplovací systém. Po několika provedených cyklech se vlhkost snížila na cca 15 %, v některých případech se musel proces opakovat po nějaké době v řádu dní, aby došlo k vyrovnání vlhkosti v celém průřezu prvku. Po vysušení dřeva na požadovanou vlhkost je vhodné provést i tlakovou injektáž ochranným prostředkem.

Jak bylo naznačeno, přistupovat k jednotlivým prvkům lze většinou jen z jedné strany. Zásadní při mikrovlnném vysoušení je taky kontrola teploty konstrukce, aby nedošlo ke vzplanutí, zejména parozábrany z PE, technických fólií, které se mohou lehce vznítit, a EPS použitých v ETICS. Vysoušení v případě konstrukce SIP (structural insulated panels), kde jádro tvoří EPS, je také velmi problematické, v průběhu procesu se musí důkladně kontrolovat teplota, v případě menšího rozsahu je lepší prvky vyměnit.

S vyšší vlhkostí se pojí výskyt dřevokazných hub a plísní. Na základě provedených zkoušek a reálném použití v dřevostavbách lze konstatovat, že použití mikrovlnného záření na likvidaci dřevokazných hub je ve většině případů těžko realizovatelné s ohledem na omezenou přístupnost. Dosažení potřebných vyšších letálních teplot pro inaktivaci hub, které by měly být zajištěny především v příslušné poškozené části dřeva, není problémem. Mikrovlnné záření dokáže v krátkém čase pronikat do určité hloubky ošetřovaného materiálu, ve srovnání s jinými známými metodami probíhá nárůst teplot podstatně rychleji. Na druhé straně rozložení požadované teploty a vlhkosti v celém průřezu materiálu v průběhu sterilizace (vysoušení) probíhá nerovnoměrně z důvodu nehomogenity elektromagnetického pole, čímž může docházet k lokálnímu přehřátí materiálu. Je proto vhodné aplikovat mnohostranný ohřev materiálu o velkých tloušťkách, což představuje ve většině případů zabudovaného dřeva ve stavbě nereálný požadavek. Vzhledem k tomu, že v konstrukci se často používají materiály, které se mohou lehce vznítit, doba ozařování nesmí být dlouhá (nad 10 min.), proto je výhodnější napadené prvky vyměnit.

Prevence poruch dřeva vlivem vlhkosti
Poruchy dřeva zabudovaného ve stavbách zpravidla začínají jako drobná poškození, která rostou úměrně s lidskou lhostejností. Nadále platí, že prevence představuje nejlepší způsob sanace dřevostavby. Včasné odhalení a zásah může prodloužit životnost staveb a eliminovat nebezpečí znehodnocení částí budov či narušení statiky nosných konstrukcí. Možností, jak zabránit růstu biotických činitelů dřevokazných hub a plísní, způsobné zvýšenou vlhkostí, je několik:

• dostatečná konstrukční ochrana;
• důsledná chemická ochrana exponovaných dřevěných prvků;
• monitorování stavu dřevěných prvků.
  

Důsledná chemická ochrana všech dřevěných prvků by měla být aplikována především pro třídu použití 3. Chemické ošetření dřevěných prvků zařazených do tříd 1 a 2 normy nevyžadují. Pokud lze však takto zařazenou konstrukci špatně kontrolovat a nedá-li se rovněž vyloučit kondenzace vody, je vhodné i v tomto případě použít biocid s fungicidním účinkem. Chemická ochrana však neřeší zvýšenou vlhkost ve stavbě. Zvýšenou vlhkost dřevěných prvků a ostatních materiálů lze měřit, v případě zvýšené vlhkosti je ovšem nutné na tento stav reagovat. Vývojem takového systému se v současné době zabývá Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT.

Systém pro detekci zvýšené vlhkosti v budovách se skládá ze sady kombinovaných senzorů vlhkosti a teploty a řídicího systému. Předpokladem je, že senzory budou už během výstavby zabudovány na kritická místa v budově s ohledem na rozvody vody, odpadů a vytápění, případně dalších systémů, které by mohly způsobit zatečení do konstrukce. Na tato předem vytipovaná místa se umístí senzory, propojené sběrnicí, což umožňuje sbírat a shromažďovat data o vlhkosti a teplotě. Z těchto údajů se pak vyhodnotí možnost havárie.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 - Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, a Evropského sociálního fondu v rámci realizace projektu Podpora zkvalitnění týmů výzkumu a vývoje a rozvoj intersektorální mobility na ČVUT v Praze CZ.1.07/2.3.00/30.0034.

Použitá literatura:

[1] ČSN EN 1995-1-1 Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla - Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, ČNI Praha, 2006.

[2] ČSN 731702 Navrhování, výpočet a posuzování dřevěných stavebních konstrukcí -
Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, ČNI Praha, 2007.

[3] Ptáček, P.: Ochrana dřeva v dřevostavbách, Podlahy a povrchové úpravy ve stavebnictví 2012, Betonconsult, s.r.o.

[4] Ptáček, P.; Jiroušek, Z.; Sobotka, J.: Sanace stávajících dřevěných konstrukcí - použití mikrovlnného záření, Volyně 2013.

[5] Ptáček, P.; Terebesyová, M.: Použití mikrovlnného záření na likvidaci biotického napadení a vysoušení dřevostaveb, Volyně, 2014.

[6] Reinprecht, L.: Ochrana dreva, TU Zvolen, 2008.

[7] Terebesyová, M.: Sterilizácia dreva napadnutého hubami s vybranými typmi žiarenia, dizertačná práca, TU vo Zvolene, 2012.

[8] Mlejnek, P.; Vodička, A.; Včelák, J.: Systém pro detekci zvýšené vlhkosti v budovách, Volyně 2014.

Autoři:

Ing. Petr Ptáček, Ing. Monika Terebesyová,

České vysoké učení technické v Praze

? Obr. 1. Následek chybného zakrytí v průběhu výstavby

text Ing. Petr Ptáček, Ing. Monika Terebesyová | grafické podklady archiv autorů