Rewitalizacja biologicznie zdegradowanych ścian budynków

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 +40^oC. 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].

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].