Wystarczy kilka lat, a często kilka miesięcy, aby na elewacji budynku widoczne były ślady korozji biologicznej.
W przypadku rewitalizacji elewacji głównym problemem są organizmy żywe, które w postaci zarodników osadzają, a następnie rozmnażają się na fasadach. W wyniku oddziaływania korozyjnych czynników biologicznych następuje pogorszenie właściwości fizycznych materiałów budowlanych, co w efekcie końcowym prowadzi do obniżenia właściwości użytkowych całych obiektów budowlanych. W ustawie – Prawo budowlane w rozdziale „Utrzymanie obiektów budowlanych” jest zapis, że właściciel lub zarządca zobowiązany jest do utrzymania i użytkowania obiektu budowlanego zgodnie z jego przeznaczeniem i wymaganiami w zakresie ochrony środowiska. Istotne jest tu utrzymanie zarówno należytego stanu technicznego obiektu, jak i jego estetyki.
W praktyce często obserwujemy nieskuteczne stosowanie środków i metod zabezpieczania obiektów przed korozyjnym działaniem czynników organicznych. Dobór skutecznych procedur mających na celu zahamowanie lub eliminację przyczyn tego rodzaju korozji warunkowany jest wczesnym rozpoznaniem inwazji biologicznej. Szybka informacja o pojawieniu się zmian mikologicznych pozwala na zmniejszenie kosztów ich usunięcia i poprawia trwałość budowli. W szczególności trzeba zwracać uwagę na elewacje zacienione, gdyż one są najbardziej zagrożone. Ciągłe utrzymywanie w stanie podwyższonej wilgotności ściany budynku nieuchronnie prowadzi do pokrycia jej powierzchni przez grzyby i glony. Powierzchnia przegrody budowlanej podgrzewana i zawilgacana w wyniku różnicy temperatur staje się doskonałą pożywką dla grzybów i glonów.
Miejsca zaatakowane przez mikroorganizmy możemy bardzo łatwo rozpoznać po zmienionej barwie. Czarne lub ciemne zabarwienie dają kolonie grzybów pleśniowych. Gdy pojawiają się glony (algi), to nalot na obszarach zaatakowanych mikologicznie będzie zielony lub brązowy. Pomimo bardzo małych rozmiarów obaj reprezentanci flory są dla ścian niebezpieczni. Nie dość, że psują wygląd budynku, to niszczą również parametry materiału, wnikając coraz głębiej w jego strukturę.
Na naszych elewacjach rozwijają się glony żyjące w powietrzu. Komórki glonów przenoszone są przez wiatr. Jeśli trafią na odpowiednią ilość wody, w której jest dostateczna ilość składników pokarmowych, to zaczynają się rozmnażać. W ten sposób tworzą się kolonie glonów. W wypadku pojawienia się niekorzystnych warunków, komórki wysychają i tracą kolor. Wyschnięte komórki glonów mogą przeżyć dłuższy czas bez wody i składników pokarmowych.
Drugim biologicznym niszczycielem elewacji są grzyby pleśniowe. Są one zbudowane z komórek w formie strzępków i zarodników. Mogą odkładać się na wszelkich powierzchniach. W obecności wody i odpowiednich składników pokarmowych z zarodników tworzą się strzępki grzybni. W przypadku sprzyjających warunków strzępki rozrastają się, tworząc strzępiastą plechę, pojedyncze egzemplarze mogą osiągać długość do jednego metra. Grzyby, których zarodniki i strzępki zawierają ciemne barwniki w celu ochrony przed promieniowaniem UV, określane są mianem grzybów czerniejących, a ich kolonie mianem ciemnego nalotu [6].
Fot. 1 Elewacja zaatakowana przez glony
Grzyb zazwyczaj nie rozwija się w podłożu suchym (poniżej 20%) i dość mokrym (powyżej 60%). Nieco inne wymagania mają bardzo niebezpieczne grzyby domowe (np. dla grzyba składowego optymalna wilgotność podłoża to 28-46%). Jeśli chodzi o zarodniki grzybów, to najszybszy rozwój ich następuje w zakresie wilgotności 96-98%. Za optymalną temperaturę uważa się przedział od 20 do 30°C. Grzyby nie rozwijają się w temperaturach zbliżonych do zera oraz wyższych niż +40oC. Grzyby do rozwoju potrzebują dostępu powietrza, jednak nie lubią cyrkulacji powietrza. Ich rozwój w miejscach ze źle działającą lub niefunkcjonującą wentylacją przebiega w sposób dynamiczny.
Istotnym problemem jest niewłaściwy skład chemiczny stosowanych materiałów budowlanych. Niektóre nowoczesne materiały, szczególnie tynki cienkowarstwowe, zawierają wiele składników organicznych, które stanowią pożywkę dla mikroorganizmów. Następnym sprzyjającym degradacji elewacji zjawiskiem jest kondensacja pary wodnej, jest ona wyraźnie zauważalna na ścianach dwuwarstwowych. Jednakże nie tylko na ścianach ter- moizolowanych metodą lekko mokrą (dawna BSO obecnie metoda ETICS) w wierzchniej warstwie elewacji dochodzi do kondensacji wilgoci. Zjawisko to ma także miejsce w innych rozwiązaniach przegród budowlanych. Obniżona pojemność cieplna wierzchniej warstwy prowadzi do szybkiego spadku temperatury, co sprzyja problemom mikologicznym. Gdy dodamy do tych czynników zmianę pH materiałów budowlanych – w wyniku degradacji środowiska i starzenia zmieniają one swoje pH z obojętnego na kwaśne – jest to prosta droga do rozwoju kolonii glonów i grzybów na bezbronnej powierzchni. Do wszystkich zmian mikologicznych należy podchodzić indywidualnie. Przed przystąpieniem do walki z tymi zmianami mikologicznymi należy zredukować przyczynę zawilgocenia przegród budowlanych. Bardzo rzadko się zdarza, aby zawilgocenie budynku powstało tylko z jednego źródła. Najczęściej przyczyn jest kilka i to niezależnych od siebie. Aby skutecznie przeprowadzić remont wilgotnego budynku, konieczne są w pierwszej kolejności dokładne oględziny obiektu. Wizja lokalna z określeniem zjawisk zachodzących w obiekcie powinna poprzedzać każde prace renowacyjne. Wystarczy niesprawna wentylacja lub błędy w wykonawstwie (np. brak izolacji przeciwwilgociowej lub przeciwwodnej) lub użytkowaniu (np. uszkodzona rynna), aby przegroda budowlana pracowała w niekorzystnym środowisku. Działania eliminujące potencjalne źródła zawilgocenia zapobiegają rozwojowi grzybów.
Odcięcie źródła zawilgocenia może, ale nie musi doprowadzić do obniżenia ilości wilgoci już występujących w przegrodzie. Należy zacząć od dokładnego oczyszczenia i osuszenia przegrody budowlanej. Często przy tym konieczne jest skucie starej i nałożenie nowej warstwy tynku. Za zabiegi osuszające nie należy uważać działań prowadzących do odtworzenia hydroizolacji w elementach budowlanych. Natomiast jako działania osłonowe – wspomagające osuszanie – można traktować stosowanie specjalistycznych tynków przeznaczonych do nakładania na zawilgocone ściany [3].
Fot. 2 Grzyby pleśniowe w miejscach powstania mostków cieplnych i kondensacji pary wodnej
Metody osuszania przegród budowlanych można podzielić na:
– naturalne;
– sztuczne:
– osuszanie gorącym powietrzem lub promiennikami,
– osuszanie kondensacyjne,
– osuszanie absorpcyjne,
– osuszanie mikrofalowe.
Osuszanie budynku nierozerwalnie związane jest z metodami hydro- izolacyjnymi odtworzeniowymi, czyli izolacjami wtórnymi. Wśród nich wyróżniamy metody inwazyjne i nieinwazyjne, metody chemiczne – iniekcje i metody mechaniczne.
Dostępne są także metody stale obniżające wilgotność:
– osuszanie za pomocą środka higro- skopijnego,
– otwory Knappena, zwykłe lub z bruzdą grzejną,
– aktywne ekrany wentylacyjne,
– elektroosmoza.
Elewacje najkorzystniej jest osuszać w sposób naturalny (z osuszaniem wnętrza budynku jest więcej problemów).
Kolejnym etapem rewitalizacji murów jest zwalczanie zmian mikologicznych.
Fot. 3 Mycie skorodowanej biologicznie północnej elewacji
Można tu wyróżnić dwa podstawowe etapy:
– ustalenie i usunięcie przyczyny zagrzybienia,
– ustalenie rodzaju grzyba oraz odgrzybienie.
Dobór metody i środka grzybobójczego powinno poprzedzać wykonanie tzw. ekspertyzy mikologiczno-budowlanej [1]. Dla skażonych materiałów budowlanych w trakcie rozwoju grzybów pleśniowych można przeprowadzić różnorodne badania i określić:
– zawartość wytwarzanego ergosterolu,
– intensywność wzrostu oraz formy rozwojowe grzybów,
– natężenie emitowanej przez grzyby bioluminescencji,
– odczyn pH materiałów skażonych. Do określania stopnia rozwoju grzyba i zmian zachodzących w materiałach po różnych terminach badawczych można wykorzystać mikroskopię skaningową SEM wraz z bezwzorcową mikroanalizą rentgenowską EDS. Stopień porażenia, szybkość oraz zdolność do rozwoju (w przypadku występowania w formie utajonej) stosowanych grzybów można ocenić także na podstawie natężenia bioluminescencji I (I = impuls/h • mm2) odczytanego z obrazów rejestrowanych w technice zliczania pojedynczych fotonów ultraczułą kamerą CCD [4].
W celu eliminacji zmian na elewacji wielu producentów poleca określone metody postępowania, czyli w miarę możliwości należy całkowicie usunąć nalot (stosując odpowiedni strumień wody pod ciśnieniem) lub też szczotką zdrapać skażoną elewację. Najlepiej do odgrzybiania nadają się środki posiadające w składzie związki boru. Na rynku dostępnych jest wiele farb zawierających środek grzybobójczy. Wybór preparatów jest bardzo szeroki. Glony mogą przejść w formę utajoną, aby przetrwać, nie potrzebują przez dłuższy czas ani wody, ani składników pokarmowych, ale gdy dostarczymy im potrzebnych związków, nastąpi ich dynamiczny rozwój. Kolejna ważna informacja to skuteczność zastosowanych zabezpieczeń. Większość producentów materiałów renowacyjnych określa trwałość zabezpieczeń na 5-7 lat. Biocyd zawarty w środkach zabezpieczających może ulec wypłukaniu. Mimo zastosowania środków zapobiegawczo-ochronnych fasada straci właściwości glono- i grzybobójcze. Procedura powinna być powtarzana zależnie od różnych przypadków, indywidualnie dla każdego obiektu. Korozja biologiczna powodująca syndrom chorego budynku powinna być zdecydowanie likwidowana.
WYBRANE METODY OSUSZANIA MURÓW
Osuszanie gorącym powietrzem przeprowadza się za pomocą nagrzewnic. Urządzenia ogrzewają powietrze do temperatury kilkudziesięciu stopni, co powoduje intensywne odparowywanie wilgoci z warstw powierzchniowych muru. Do osuszania gorącym powietrzem można wykorzystać nagrzewnice elektryczne, gazowe oraz olejowe, które wydmuchują powietrze o temperaturze od 50 do 250°C. Podczas suszenia w pomieszczeniu temperatura w nim nie powinna przekroczyć 35°C, wyższa mogłaby bowiem doprowadzić do ich zniszczenia przez wystąpienie zbyt dużego ciśnienia pary wodnej w murach. Kolejnym mankamentem tej metody jest skuteczna wentylacja pomieszczeń, gdy warunek ten pozostaje niespełniony, osuszanie nagrzewnicą daje tylko efekty powierzchniowe. Niestety w efekcie uzyskuje się tylko pozorne osuszenie przypowierzchniowych warstw muru – po zakończeniu ogrzewania część wilgoci przetransportowanej wcześniej w głąb muru wraca na powierzchnię. Bez zapewnienia szybkiego odprowadzania wilgoci na zewnątrz budynku dochodzi do cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu i oddawania wilgoci suchym fragmentom przegród [3].
Osuszanie kondensacyjne polega na osuszaniu powietrza w pomieszczeniach przez zmianę stanu skupienia zawartej w nim pary wodnej. W wyniku tego zabiegu obniża się znacznie wilgotność względna powietrza, a wilgoć zawarta w murze odparowuje. Kondensat zbiera się w zbiorniku urządzenia, skąd pompa odprowadza go do kanalizacji. Osuszacze kondensacyjne działają skutecznie w temperaturze od 0° do + 40°C, lecz optymalną temperaturą jest 25°C.
Osuszanie absorpcyjne polega na odebraniu wody z zawilgoconych materiałów przez otaczające je suche powietrze, które uzyskuje się przez zastosowanie specjalnego urządzenia z absorbentem. Środkiem absorbującym wodę może być żel silikonowy lub krzemionkowy bądź chlorek litu. Powietrze jest podgrzewane, a później – już jako suche – powraca do pomieszczenia, aby po raz kolejny nasycić się parą wodną. Cały proces powtarza się aż do całkowitego osuszenia murów.
W obu metodach następuje przesuwanie się granicy strefy wilgotnej w głąb przegrody, a wilgoć oddawana jest następnie przez dyfuzję pary wodnej. Zjawisko to zmniejsza szybkość wysychania przegrody, dlatego opisane metody są tym efektywniejsze, im szczelniejsze jest osuszane pomieszczenie [3].
Metoda mikrofalowa polega na wykorzystaniu zjawiska zamiany energii pola elektromagnetycznego w obszarze promieniowania mikrofalowego (od 300 MHz do 300 GHz) na energię cieplną. W wyniku szybkozmiennego pola o częstotliwości 2450 MHz następuje rotacja polarnych cząstek H2O, co prowadzi do podniesienia temperatury wewnątrz muru. Odpowiednio zbudowana antena tubowa, która jest bezpośrednim emiterem fal elektromagnetycznych, jest tak skonstruowana, że rozkład temperatury wewnątrz muru sprzyja przenikaniu wilgoci również w kierunku powierzchni nagrzewanej ściany. Bezpieczna temperatura, do jakiej zaleca się podgrzewać osuszaną ścianę, nie powinna przekraczać 80°C.
Osuszanie za pomocą środka higroskopijnego polega na umieszczeniu w nawierconych otworach perforowanych woreczków zawierających absorbent wilgoci. Woreczki wymienia się po okresie około jednego miesiąca. Niestety jest to metoda inwazyjna dla pracujących konstrukcji, gdyż wpływa na parametry wytrzymałościowe muru.
Metoda otwory Knappena, zwykłe lub z bruzdą grzejną, polega na wywierceniu w murze otworów o średnicy 3-5 cm i głębokości do ¾ szerokości muru – w celu zwiększenia powierzchni odparowania wilgoci. Otwory mogą być wiercone w taki sposób, że łączą się ze sobą, tworząc kanał w kształcie kolanka, w którym umieszcza się kabel grzejny. Niestety procesowi temu towarzyszy znaczna degradacja mechaniczna i chemiczna muru, gdyż w strefie otworów pojawia się sól.
Aktywne ekrany wentylacyjne to stawiane na zewnątrz lub wewnątrz budynku ścianki grubości ¼-½ cegły, wymurowane na poziomej izolacji przeciwwilgociowej w odległości od 6 do 14 cm od zawilgoconej ściany. W tunelu powstałym pomiędzy nową i starą przegrodą wymusza się wentylatorami ruch powietrza. W dolnych partiach muru, około 10 cm od posadzki, wykonuje się otwory nawiewne, a na wysokości około 30 cm nad poziomem terenu – otwory wywiewne. Osuszanie odbywa się dzięki ruchowi powietrza w szczelinie między dobudowanym ekranem a zawilgoconym murem. Wykonanie zewnętrznych ekranów wymaga zwykle wykonania drenażu, umożliwiającego odprowadzenie wody opadowej.
Magnetokinetyka (elektroosmoza) jest metodą wykorzystującą pole elektromagnetyczne.
Woda zawarta w murze porusza się od bieguna ujemnego do dodatniego. Biegun ujemny znajduje się w ziemi, a urządzenie wytwarza promieniowanie dodatnie.
Promieniowanie to „odpycha” wodę i w ten sposób powoli obniża się poziom wilgoci w murach. Metoda się nie sprawdza, gdy woda napiera na ściany fundamentowe, a nie jest tylko kapilarnie podciągana [5].
dr inż. Barbara Ksit
Politechnika Poznańska
Zdjęcia autorki
Literatura
1. Praca zbiorowa pod red. J. Karyś, Ochrona przed wilgocią i korozją biologiczną w budownictwie,Medium, Warszawa 2014.
2. K.J. Krajewski, Zwalczanie korozji biologicznej w budynkach, Arkady, Warszawa 2001.
3. B. Ksit, B. Mączyński, Renowacja zawilgoconych budynków. Osuszanie przegród budowlanych oraz usuwanie szkód spowodowanych nadmiernym zawilgoceniem, „Builder” nr 6/2014.
4. B. Ksit, D. Horbik, Zanieczyszczenia biologiczne elewacji – przyczyny powstawania i metody diagnozowania problemu, „Builder” nr 4/2015.
5. E. Rosłaniec, Osuszanie ścian – (u)znane metody http://www.budujemydom.pl/sciany-i-stropy/570-osuszanie-scian-uznane-metody.
6. http://www.agrobudownictwo.pl/grzyby-i-glony-na-ocieplonych-fasadach.