Zdivo namáhané vlhkostí u staveb kaplí a kostelů

Vlhkost zdiva církevních staveb

Vlivy, které působí na stav zdiva v případě kostelů a dalších církevních objektů, jsou úzce spjaty s jejich umístěním a stavem okolního prostředí. Jedná se například o přímou blízkost hřbitovů nebo zámeckých zahrad. Režimy využívání těchto objektů způsobují výrazné kolísání hodnot vnitřního prostředí a mají vliv na změny relativní vlhkosti – v souvislosti s hmotnostní vlhkostí zdiva, které je ve většině případů památkově chráněno. Tyto vlivy, jež se často liší od podmínek staveb světských, jsou pro jejich posouzení (průzkumy) podkladem pro sanační návrhy. Zásadní otázkou je rozhodnutí, zda je třeba zdivo odvlhčovat, nebo zda postačí pouze povrchové úpravy. Ne všechny poruchy zdiva jsou však základním problémem. Klasické vlhkostní mapy a dílčí drobné destrukce povrchových vrstev je tedy třeba radikálně odstraňovat pouze ve výše zmiňovaných případech. Povrchové úpravy jsou přijatelné, jednoduché a nákladově vyhovující. Často je třeba se „smířit“ se vzhledem povrchu, pravidelně jej opravovat anebo jej i dokomponovat do vzhledu ploch. Tyto úpravy, které byly v minulosti často prováděny, samozřejmě neřeší vliv zamokření zdiva ani vnitřního prostředí. To se týká také změn vlastností stavebních materiálů. Předmětem tohoto článku jsou však takové poruchy zdiva, které jsou zejména u staveb kostelů a kaplí dostatečným podkladem pro zásadní stavební opatření.

Návrhy na snížení vlhkosti zdiva

Návrh na snížení vlhkosti konstrukcí lze rozdělit na několik zásadních kroků.

Nezbytné informace o stavbě

Pro objektivní posouzení stavu zdiva z hlediska hmotnostní vlhkosti je třeba změřit vlhkost (hmotnostní a relativní) a také zasolení (salinitu) zdiva. Dále je nutné objektivizovat rozsah poruch a zmapovat ta místa, která skutečně „vadí“ a způsobují poruchy, např. mobiliáři nebo malbám a freskám. V případě umístění kostela na hřbitově nebo v jeho blízkosti je rozhodující informací obsah vodorozpustných solí ve zdivu.

• Zcela nezbytné je studium archivních materiálů a vyhodnocení sond ve zdivu, podlah a v nejbližším okolí obvodu stavby. Opatření, tj. stavební úpravy ke snížení vlhkosti, bývaly součástí staveb již v původním návrhu a provedení. Najít takové úpravy bývá pro projektanta velkou „radostí“, může z nich vycházet vlastním sanačním návrhem. Tyto úpravy však bývají často porušeny dodatečnými zásahy – dostavbami v okolí apod. V takových případech je vhodné uvést zbylé části původních systémů v projektovém návrhu.
• Hlavní zásadou však zůstává vyhodnotit nalezené úpravy z hlediska jejich účinnosti vzhledem k současným podmínkám a využívání stavby.

Rozhodnutí o jejich využití je variantně:

• opravit, doplnit a využít v celém rozsahu;
• zahrnout do nového projektu;
• nevyužít pro sanační návrh.

Toto zásadní rozhodnutí je podstatně ovlivněno zkušenostmi a invencí projektanta.

Vyhodnocení historických úprav

Většině návrhů sanace vlhkosti předchází koncepce ve variantách. V nich je důležité využít eventuálně nalezené původní izolace nebo se jimi inspirovat pro budoucí řešení. Varianty jsou podkladem pro jednání se zástupci památkové péče a pro rozhodnutí stavebníka, majitele – např. farnosti atd.

• Historické, původní úpravy

Ve velkém množství kostelů bývají nalezeny historické úpravy, založené na proudění vzduchu, které vlivem difuze, tj. vydýcháváním vlhkosti ze zdiva do prostoru, snižují jeho vlhkost. Tato řešení patří k nejstarším, jsou však závislá na řadě vedlejších vlivů (orientace budovy, možnosti výškového řešení otvorů atd.). Rozhodnutí o možném využití těchto původních úprav je nejenom „modifikováno“ doporučením zástupců památkové péče, často však i jejich zásadními podmínkami – projektant musí posoudit stav nalezených historických úprav z hlediska stavebního i statického. Dále projektant posoudí, zda je možné je do sanačního návrhu zahrnout. V tomto okamžiku vznikají často poněkud kontroverzní diskuse, které vedou ke kompromisům. Někdy zůstávají nalezené úpravy „muzeálním“ prvkem bez funkce.

• Terénní úpravy

Zásahy do terénu v nejbližším okolí (eventuálně jeho plošné snižování) znamenají vytvoření zábran proti bočnímu pronikaní vody do obvodového zdiva. Jedná se např. o jílové materiály ve stavebních rýhách nebo o odvětrávané dutiny podél fasád. Tyto úpravy mohou mít vliv na statiku budovy. U návrhu drenážních úprav je bezpodmínečně nutné jejich posouzení z hlediska vytvoření podélných jímek. Ty umožňují zvýšení pronikání naakumulované vody principem depresního kuželu.

• Dodatečné izolace

Součást výše popsaných úprav činí návrh nových/dodatečných izolací ve zdivu. V případě památkově chráněných církevních staveb se prakticky vylučují destruktivní, abrazivní, metody. Často se, s celou řadou podmínek, povolují šetrnější úpravy. Mezi relativně šetrné metody lze zařadit úpravu horizontální izolace chemickými clonami. S výhodou ji lze provádět pod úrovní dlažeb nebo ve výkopové rýze. Nejšetrnější úpravou je metoda mírné elektroosmózy, která nejen zabraňuje vzlínání vody do zdiva, ale také odvádí vlhkost nahromaděnou ve zdivu.

Vybrané příklady návrhů sanačních opatření kostelů a kaplí

Předložené příklady řešení dodatečných izolací nebo stavebních úprav, které sníží hmotnostní vlhkost zdiva, mohou být inspirací pro návrhy řešení církevních staveb v podobných podmínkách. Nelze je však považovat za „kuchařku“. Někdy se při nevhodných rozhodnutích o metodě může stát, že vzniknou úpravy kontraproduktivní. Stává se to převážně u úprav vzduchovým prouděním.

Pro lepší orientaci byly vybrané stavby – jejich sanační opatření – seřazeny do tří charakteristických skupin:

• úpravy založené na náhradě neexistujících nebo nefunkčních horizontálních izolací;
• úpravy s použitím novodobých metod;
• úpravy stavební.

Úpravy založené na náhradě neexistujících nebo nefunkčních horizontálních izolací (obr. 2–4)

Logickým opatřením, které zabrání vodě, jež vzlíná z podzákladí, jsou horizontální izolace. Ve velké většině staveb kostelů tyto izolace chybějí – nebyly původně navrženy nebo jsou v současnosti již nefunkční. Od středověku až do 19. století se tyto izolace prováděly vloženými kamennými deskami anebo ostře pálenými keramickými cihlami. Vlivem času ztratily funkci. Lze je tedy nahradit vložením nových izolací, např. podřezáním zdiva a vložením vodotěsných vrstev anebo aplikací tzv. chemických clon. Z hlediska památkové péče je podřezání objektu téměř vyloučeno. Zůstávají tedy izolace chemickými clonami. I k těmto opatřením existuje celá řada připomínek, jsou však často aplikovány zejména v kombinaci se zemními úpravami nejbližšího okolí. Uvedené případy tří kostelů, včetně církevního špitálu, byly úspěšné. Izolace proti vzlínající vlhkosti v daném případě zabrání i výskytu vodorozpustných solí, jejichž původ je dán prostředím kostelů (blízké hřbitovy apod.). Problémem mohou být náhrobky, které jsou často umístěny ve zdivu kostelů.

Úpravy s použitím novodobých metod (obr. 5–7)

Pro snížení vlhkosti ve zdivu lze s úspěchem použít např. metodu mírné elektroosmózy. Tato normová metoda má celou řadu výhod oproti metodám stavebním, např.:

• ukládání elektrod (anod) nezasahuje nijak do zdiva, chrání ho tedy z hlediska památkové péče;
• aplikace této metody se obejde bez zemních prací, které bývají v prostředí hřbitovů vyloučeny;
• účinnost metody je kdykoliv kontrolovatelná.

Nevýhodou této sanační metody je potřeba odstranění pásu omítek. Jsou-li památkově chráněny, je třeba tomu podřídit návrh. Metoda byla s úspěchem aplikována na celé řadě církevních staveb – kostelů v blízkosti hřbitova, má nenahraditelnou výhodu, kdy se odsunem vody do podzákladí zároveň odsouvají vodorozpustné soli. Lze se tedy vyhnout aplikacím různých odsolovacích opatření. V uvedených příkladech bylo navržené opatření prakticky jediným řešením. Přesto se projektant nevyhne složitým jednáním se zástupci památkové péče. Touto metodou se řeší vlhkost nejen stěn v nadzemních oblastech, ale i stěn suterénů. Ta byla využita při odvlhčování krypty s uloženými lidskými ostatky (viz příklad).

Úpravy stavební (obr. 8–11)

Z hlediska účinnosti navržených opatření a z hlediska využití starších úprav, často i původních, jsou ty stavební nejvhodnější. Jedná se zejména o úpravy nejbližšího vnějšího okolí formou vzduchových kanálů, ve kterých pasivním prouděním vzduchu dochází k podpoře výdechu vodních par a tím k dílčímu vysušování zdiva. Tyto úpravy lze kombinovat s podobným řešením v interiéru, v radikálním případě s celými plochami dutinových podlah.

Nevýhodou tohoto řešení je nutnost vybudování nasávacích a výdechových otvorů, které jsou v kamenném zdivu často ne­reálné. Další nevýhodu představují kamenné sokly kostelů, a to zejména náhrobky, které bývají situovány přímo ve zdi. Je třeba také počítat s účinností tohoto řešení. Podle statistik našeho ateliéru je v tomto případě úbytek vlhkosti maximálně 3–4 %. Variantou tohoto řešení je provedení nepropustného bloku jílovými izolacemi pod obvodovým chodníkem. Tato dnes velmi používaná úprava se jeví jako jednodušší, zabrání však pouze vodě vnikat z bočních stran do zdiva. Uvedená řešení lze libovolně kombinovat a z hlediska památkové ochrany jsou rozhodně nejpřijatelnější.

Úpravy vnitřního prostředí

Spoluautor kapitoly: Ing. Lukáš Balík, PhD.

Zajištění vhodných parametrů vnitřního prostředí by mělo tvořit nedílnou součást každého návrhu vlhkostněsanačních opatření. Cílem sanačního návrhu je vytvoření optimálních podmínek pro přirozené odpařování zbytkové vlhkosti ze zdiva a tím podpoření stavebních sanačních úprav. Pro vhodné urychlení odparu by relativní vlhkost vnitřního vzduchu neměla překračovat 50 %. Citlivěji na změny relativní vlhkosti vzduchu reagují materiály organického původu (papír, dřevo, nástěnné obrazy, kůže) ve srovnání s materiály převážně anorganickými (omítky, potěry, cihly, kameny).

Rozhodující vliv na přechod vodních par z konstrukcí do vzduchu mají materiály použité jako finální vrstva a relativní vlhkost vzduchu v jejich bezprostředním okolí. Z hlediska finálních úprav jsou pro odpar optimální maltové směsi s nízkým faktorem difuzního odporu µ [–] a nátěrové hmoty s nízkou ekvivalentní difuzní tloušťkou sd [m]. Praxe ukázala vhodnost maltových směsí (omítek), u nichž µ nepřekračuje hodnotu 12, a nátěrové hmoty s hodnotou sd menší než 0,1 m. S ohledem na parametry vnitřního vzduchu lze zjednodušeně konstatovat, že proces vypařování (difuzní tok) roste s klesající relativní vlhkostí okolního vzduchu. Naopak v případě vysoké vnitřní relativní vlhkosti vzduchu nad 70 % je difuzní tok již zanedbatelný a k samovolnému vysušování prakticky nedochází. Hlavní pozornost při návrhu sanace je třeba věnovat následujícím bodům:

• po přivedení vzduchu do interiéru by mělo dojít k dočasnému snížení relativní vlhkosti vzduchu na dobu, než dojde k jeho opětovné saturaci;
• přivedený vzduch ovlivňuje teplotu povrchů v interiéru;
• v případě přivedeného studeného vzduchu do interiéru dochází k dočasnému ochlazení povrchů vnitřních konstrukcí a mobiliáře;
• v případě přivedení teplého vzduchu do interiéru dochází k prudkému nárůstu hodnoty rosného bodu a závisí na teplotě povrchů, zda dojde k jejich rosení, či nikoli.

Pro popis a zkoumání stavu vnitřního prostředí v závislosti na podmínkách lze použít h-x diagram. K určení stavu vzduchu stačí znát jeho teplotu T [°C] a relativní vlhkost φ [% rel.]. Na základě těchto parametrů lze z h-x diagramu jednoznačně určit měrnou vlhkost vzduchu x [g/kgsuch.vzd.] a teplotu rosného bodu Trp [°C].

Praktickým příkladem využití h-x diagramu může být stav objektu, když v časně jarním období (při náhlém nárůstu venkovní teploty) dojde k otevření kostela a do prostoru vnikne teplý vzduch z exteriéru. Graf 2 znázorňuje reálný příklad průběhu teplot v exteriéru (v těsné blízkosti sledovaného kostela) a na povrchu stěn v interiéru kostela. V případě otevření prostoru kostela v době nárůstu venkovních teplot vzduchu bude docházet k intenzivní kondenzaci vodních par na těchto površích. Sanační návrh by měl uvažovat o maximální životnosti navrženého opatření, tj. rozhodnout, zda úprava vnitřního mikroklimatu bude zajišťována uměle, nebo využít v maximální míře přirozeného proudění vzduchu podpořeného režimem užívání (otvírání oken a dveří, propojení jednotlivých prostor, využívání topení, využívání ventilátorů aj.). Při využití přirozeného větrání v rámci plánovaného provozu je nezbytné uvažovat obecně o nižší účinnosti navrženého opatření.

Všechny obr. viz Pdf časopisu.