PergolyBiokoroze Dřeva a Stavebních Materiálů: Prevence, Identifikace a Sanace
Článek se zaměřuje na degradační procesy, které probíhají v materiálech během jejich životnosti. Dále se zabývá prevencí degradace a sanací poškozených materiálů a konstrukcí. Biologickou destrukcí bývají v různé míře zasaženy veškeré části stavebního díla, a to jak novodobé, tak historické objekty. Jedním ze základních příčin škod na památkách, ale také třeba na uměleckých dílech, je působení degradačních vlivů souvisejících s biodegradací. Ta postihuje nejenom organické materiály, ale i anorganické stavební materiály.
Mechanismy Destrukce Stavebních Materiálů a Konstrukcí
Cílem tohoto článku je seznámit čtenáře s mechanizmy destrukce stavebních materiálů a konstrukcí, které jsou způsobeny mikroorganismy, případně vyššími organizmy a živočichy. Pravá příčina biodegradace bývá často zaměňována za důsledky působení klimatických degradačních vlivů. Odstranění biotických činitelů tím bývá oddáleno, či vůbec znemožněno.
Biokoroze a Biodegradace
Biokoroze je nežádoucí změna vlastností materiálů v důsledku působení živých organismů. Organismy, které jsou příčinou nežádoucích změn materiálů a výrobků, nazýváme biodeteriogeny. Biodegradace je rozklad materiálů na jednoduché složky využitelné rostlinami či mikroorganismy. Rozklad materiálů nastává v případě, když jsou vhodné podmínky pro růst organismů. Mezi takové podmínky patří voda (stačí i vlhkost!) a teplota nad +1 °C. Další podmínky jako světlo, pH apod. nejsou limitující, živiny si mikroorganismy vytvoří samy, protože začínají řasy - rostou ze světla, živiny stačí z betonu a deště, jejich těla odumřou a na nich rostou bakterie a plísně a ty pronikají do hloubky.
Materiál, který je rychle biodegradovatelný - papír, dřevo, látky, nátěry a barvy, plasty apod. - chutná rozkladným mikroorganismům nejvíce. Materiál je pro organismy potravou (biodeteriogeny ho rozkládají pomocí enzymů na látky pro ně stravitelné). Typickým příkladem jsou polymery vápníku, které beton dělají pevným a tvrdým. Materiál je poškozen metabolity, enzymy, pigmenty nebo samotnou biomasou mikroorganismů, přičemž pro organismy není ničený materiál hlavním zdrojem živin. Mezi organismy, které jsou schopny přímo tvořit otvory, póry či spáry do betonu a dalších materiálů, patří především plísně, sinice, lišejníky a bakterie. Kombinují přitom jak disimilační, tak i asimilační princip biokoroze. Organismy, které zvětšují a využívají drobné póry vytvořené jinými organismy nebo např. mrazem, jsou řasy, cévnaté rostliny a mechy. Tyto organismy ničí beton nejen mechanicky (např. kořeny).
Výskyt společenstev fotoautotrofních mikroorganismů, jako jsou sinice a řasy, může představovat závažný problém jak pro přírodní, tak pro umělé stavební materiály. Hrozí postupná degradace mnohdy až k úplnému rozpadu těchto materiálů. V současné době neexistuje exaktní metoda, která by včas kvantifikovala rozsah poškození mikrobiální korozí u soch, kamene, omítek či zdiva. Je známo, že sinice, plísně a řasy (popřípadě lišejníky, kde jsou ovšem také jako fykobiont sinice a řasy) jsou schopny pronikat do pískovců, betonů, pálených cihel, omítek, ale také do žuly. Cestu do hloubky takových substrátů si hloubí extracelulárními enzymy, kterými naleptávají pojivo a substráty.
Čtěte také: Jak vybrat správnou délku sloupků?
Mikrobní napadení staveb nese sebou i riziko vzniku zdravotních problémů, což je v současné době zatím opomíjená problematika.
Degradace Dřeva a Ochrana
Biologická degradace postihuje nejen dřevěné konstrukce. Bude vysvětlen způsob rozrušování dřeva dřevokazným hmyzem a jejich životní cyklus. Důraz bude kladen na biologický průzkum dřevěných konstrukcí, hlavní příčiny výskytu dřevokazných hub ve stavebních objektech, povrchové a hloubkové příznaky, hledání napadení dřeva pomocí cvičených psů. Zbavte se tesaříků, červotočů, pilořitek a dalších škůdců dřeva. Pokud vaši střechu, dřevostavbu, srub, roubenku nebo jakoukoliv dřevěnou konstrukci napadl dřevokazný hmyz, nemusí to vždy znamenat definitní konec a nutnost výměny všech napadených částí dřevěných konstrukcí. Na základě našeho posouzení, zjistíme rozsah poškození konstrukce a navrhneme nejlepší postup pro likvidaci dřevokazného hmyzu.
Jak poznat napadení dřevěné konstrukce dřevokazným hmyzem
Neklamnou známkou přítomnosti dřevokazného hmyzu například tesaříka nebo červotoče je výrazné chroupání a nález drobných jemných pilin (výkalů) pod trámy nebo výletové otvory. To, co škodí dřevu, jsou larvy dřevokazného hmyzu, které požírají dřevní hmotu uvnitř trámu a mají inkubační dobu až 10 let. Po odstranění takzvaného požerku jsou vidět výrazné chodbičky plné drobných pilin.
V případě napadení vašich trámů či krovů tesaříkem nebo červotočem nedoporučujeme ošetření pouhým nástřikem (svépomocí), ale je bezpodmínečně nutná hloubková tlaková injektáž. Bez ní mohou v dřevěných konstrukcích larvy zůstat a časem ji ještě více poničí.
Postup likvidace dřevokazného hmyzu
- Na bezplatné konzultaci zjistíme rozsah škod a navrhneme nejlepší postup záchrany dřevěné konstrukce.
- Vysvětlíme, co všechno práce obnáší včetně cenové nabídky.
- Používáme nejmodernější technologie likvidace dřevokazného hmyzu od Francouzské firmy MABI. Jedná se o hloubkovou tlakovou injektáží, která dřevokazný hmyz v dřevěných konstrukcích zcela vyhubí. Hloubkovou injektáž lze provádět jak v interiéru tak exteriéru. V případě že máte v interiéru například střechu zadělanou sádrokartonem a na ní taškovou krytinu, lze provézt injektáž trámů takzvaně přes krytinu (oddělání tašek v místech kde prochází trámy).
- Pokud zasahujeme u krovů, tak nejprve z trámů odstraňujeme požerek a tím ho očistíme. Zjistíme stav trámu, potom případně aplikujeme vysokotlakou injektáž.
- Značně poškozené části dřevěných konstrukcí měníme.
- Podle použití přípravku dáváme záruku 5 až 50 let!
Chemická Koroze Dřeva
Impregnace dřeva a vliv chemické degradace povrchových vrstev na mechanické vlastnosti dřeva bylo cílem výzkumu zjištění vlivu chemické degradace povrchových vrstev dřevěných konstrukčních prvků na jejich mechanické vlastnosti a hloubky, do které toto poškození zasahuje. Degradaci povrchových vrstev dřeva konstrukčních prvků způsobily chemické reakce některých sloučenin obsažených v protipožárních nátěrech v minulosti opakovaně aplikovaných na dřevěné konstrukce historických objektů. Průzkumem v minulosti ošetřených dřevěných konstrukcí bylo zjištěno, že některé chemikálie (obsažené v použitých přípravcích) vyvolávají chemické reakce, které poškozují polymery dřeva - celulózu, hemicelulózy a lignin.
Čtěte také: Kreslení dřeva do výkresů
Příkladem může být aplikace retardérů hoření na bázi síranu amonného a fosforečnanů amonných, kterými byly v minulosti v České republice opakovaně ošetřovány krovy různých stavebních objektů. Z makroskopického pohledu se rozvláknění projevuje „chlupacením“ povrchu dřeva, které vede k výraznému poklesu jeho soudržnosti a mechanických vlastností. Rozvlákňování dřeva je v současné době považováno převážně za estetický defekt. Způsobuje ztrátu informací z povrchu dřeva, zejména stop po opracování nástroji. V současné době se poškození konstrukčního dřeva rozvlákněním „sanuje“ tak, že se nejprve mechanicky odstraní rozvlákněné vrstvy (až na kompaktní dřevo) a poté se aplikuje postřik neutralizačním roztokem. Jak se ukázalo, tento způsob konzervace dřevěných konstrukcí problém koroze dřeva neřeší. Již několik málo let po jejich neutralizaci dochází k opětovnému rozvláknění dřeva.
Problém chemické koroze dosud ale nebyl řešen pro historické dřevo a pro prostředky, které byly užívány na českých a moravských památkách. Úkolem proto bylo zjistit, do jaké hloubky od povrchu dřeva chemická koroze zasahuje a nakolik jsou jejím působením ovlivněny pevnostní mechanické vlastnosti konstrukčních prvků. Výsledky měření oběma metodami (měření tvrdosti podle Janky a Pilodynu) při měření na vrchní ploše trámu si vzájemně odpovídaly a prokázaly vliv chemické koroze pouze pro první až druhou povrchovou vrstvu - tedy do hloubky zhruba 7 mm od povrchu prvku.
Výrazněji se snížení mechanických vlastností dřeva v poškozené povrchové vrstvě projevilo především při zkoušce v tahu podél vláken, kde pevnost poklesla až o 50 % proti hodnotám zjištěným u nepoškozeného dřeva. Zhoršení mechanických vlastností v rozvlákněném povrchu dřeva bylo detekováno také pomocí tvrdostních zkoušek. Z hlediska mechanických vlastností běžných průřezů konstrukčního dřeva (obvykle 100×120 mm a větší) je vliv chemické koroze povrchových vrstev na únosnost a tuhost prvků nevýrazný. Vícenásobné (opakované) rozvláknění dřeva vyvolané mechanickým obroušením povrchu a neúčinná neutralizace může po čase způsobit zmenšení průřezu konstrukčních prvků, a tím mírné snížení jejich mechanických vlastností.
Další Degradace Stavebních Materiálů
Anorganické porézní materiály trpí působením vlhkosti, kyselých roztoků a rozpustných solí. Působení oxidu uhličitého na materiály na bázi cementu způsobuje karbonataci, a působení agresivní vody s vysokým obsahem CO2 je také významné. Poškození materiálů vysokou teplotou (požár) je dalším degradačním faktorem. Syntetické polymerní materiály jsou ovlivněny působením UV záření a změn teploty. Koroze a protikorozní ochrana kovových materiálů jsou rovněž důležitými oblastmi.
Půda a přes krytinu mohou být také zdrojem problémů. Mikrobiologické procesy dovedou znehodnotit nejen beton a stavební materiály, ale rozloží například plasty (což je fatální v případě kabelů vedených v zemi) a dřevo (nejen známá dřevomorka - tedy houba, ale také například sinice). Sirné a železité bakterie dovedou účinně rozložit i armaturní železné výztuže v betonu.
Čtěte také: Inspirace pro dřevostavbu
Prevence a Sanace Poškozených Materiálů
Dezinfekce a Sterilizace
Závěr přednášek bude tvořit rozbor účinnosti dezinfekčních přípravků (biocidů). Způsoby dezinfekce a sterilizace zahrnují postřik, otření a vyčištění, ponoření, expozici v atmosféře vypařovacího dezinfekčního prostředku, komorovou dezinfekci, sterilizaci parní, horkovzdušnou, radiační, chemickou ethylenoxidem a plazmovou. Důležitý je mechanizmus účinku biocidů (interakce s buňkou), efektivita a cílové oblasti jejich účinku, a také vývoj nových biocidů. Mezi nejčastější organické insekticidy patří například pyrethroidy. Praktické postupy při likvidaci plísní v bytových objektech zahrnují použití biocidů, proudícího vzduchu a UV výbojek.
Doporučení pro Stavební Materiály
Výběr stavebních materiálů pro podhledové konstrukce je třeba uskutečňovat s ohledem na riziko vzniku biodegradace, které je dáno vlastnostmi jednotlivých materiálů, druhem prostředí, počátkem užívání novostavby, apod. Je třeba stanovit interval okrajových podmínek pro jednotlivé materiály, které jsou používány pro konstrukce podhledových konstrukcí šikmých zateplených střech, který vymezuje předpoklad vzniku biodegradace. Dalším úkolem je stanovení rizika biodegradace z hlediska zdravotní nezávadnosti. Také je třeba určit vhodná sanační opatření, či opatření zabraňující vzniku biodegradace při předpokládané počáteční zátěži (nátěry, zvýšení infiltrace v prvním roce užívání novostavby).
Dřevostavby jako Udržitelná Alternativa
V době, kdy se stále intenzivněji diskutuje o klimatických změnách, udržitelnosti a odpovědném přístupu k životnímu prostředí, nabízejí dřevostavby odpověď, která spojuje tradici s nejmodernějšími technologiemi. Každý strom během svého růstu pohlcuje oxid uhličitý z atmosféry a mění jej na kyslík a dřevní hmotu. Jeden kubický metr dřeva dokáže uložit až jednu tunu CO₂. Když se dřevo použije jako stavební materiál, tento uhlík zůstává bezpečně uzamčený po celou dobu životnosti budovy, což představuje typicky 80 až 100 let.
Ekologické a Ekonomické Výhody Dřevostaveb
- Uhlíková stopa: Průměrná dřevostavba o rozloze 150 m² obsahuje přibližně 30 až 40 m³ konstrukčního dřeva, což představuje 30 až 40 tun uskladněného CO₂. To odpovídá emisím, které vyprodukuje průměrný automobil za 15 let provozu. Výroba betonu a cihel je zodpovědná za přibližně 8 % globálních emisí CO₂, což je více než celé letecké průmyslové odvětví. Dřevo naopak emise aktivně snižuje.
- Recyklace a koloběh: Když dřevostavba po desítkách let doslouží, dřevo lze recyklovat do nových stavebních materiálů, energeticky využít, nebo kompostovat a vrátit zpět do přírody. Spalování dřeva uvolní jen tolik CO₂, kolik strom za život pohltil, čímž se uzavírá přirozený koloběh.
- Energetická účinnost: Dřevo má přirozeně vynikající tepelněizolační vlastnosti. Jeho tepelná vodivost je pouze 0,13 W/mK, zatímco u betonu dosahuje 1,3 W/mK, což je desetinásobek. Praktický dopad na provozní náklady je značný.
Typ domu Roční náklady na vytápění (150 m²) Zděný standardní 35 - 45 tisíc korun Zděný nízkoenergetický 20 - 25 tisíc korun Nízkoenergetická dřevostavba 12 - 18 tisíc korun Pasivní dřevostavba 5 - 8 tisíc korun - Rychlá tepelná odezva: Dřevo má také nízkou tepelnou kapacitu, což znamená rychlou tepelnou odezvu. Dřevostavba se rychle prohřeje a stejně rychle reaguje na změny teploty. Tato vlastnost je ideální pro víkendové chalupy nebo domy, kde přes den nikdo není, protože není nutné topit nepřetržitě.
- Regulace vlhkosti: Dřevo je hygroskopický materiál, který dokáže přijímat a uvolňovat vlhkost podle potřeby. Výsledkem je optimální vlhkost vzduchu v rozmezí 40 až 60 procent bez nutnosti používat zvlhčovače nebo odvlhčovače.
- Zdravé vnitřní prostředí: Na rozdíl od některých moderních stavebních materiálů, které mohou uvolňovat formaldehyd nebo jiné těkavé organické látky, je certifikované konstrukční dřevo zcela přírodní materiál bez chemických příměsí. Pobyt v dřevěném prostředí snižuje hladinu stresového hormonu kortizolu, zpomaluje srdeční tep, zlepšuje kvalitu spánku a zvyšuje celkovou pohodu.
- Akustický komfort: Moderní dřevostavby díky vícevrstvé konstrukci s izolačními materiály dosahují vzduchové neprůzvučnosti 55 až 60 dB, což převyšuje normou požadovaných 52 dB. Kročejová neprůzvučnost je často lepší než u betonových stropů.
- Rychlost výstavby: Stavba dřevostavby je zpravidla mnohem rychlejší než u tradičních zděných domů. Díky prefabrikaci jednotlivých dílů ve výrobních halách je možné samotnou montáž hrubé stavby na staveništi realizovat během dvou až čtyř týdnů. Rychlost výstavby přináší řadu výhod, jako jsou nižší úroky z úvěru a méně měsíců nájmu. Prefabrikace ve výrobní hale má také pozitivní dopad na okolí, s o 70 procent méně hluku a o 60 procent méně stavebního odpadu.
Výzvy a Budoucnost Dřevostaveb
Mezi nejčastější obavy patří požární bezpečnost, životnost a odolnost vůči vlhkosti. Masivní konstrukční dřevo hoří velmi pomalu a předvídatelně. Při požáru se na povrchu vytvoří ochranná zuhelnatělá vrstva, která brání dalšímu šíření ohně. Masivní dřevěný nosník vydrží v plamenech šedesát a více minut, zatímco ocelová konstrukce se při teplotě 600 stupňů Celsia zhroutí během deseti minut. Správně navržená a postavená dřevostavba vydrží 80 až 100 a více let.
Dřevostavby se neustále vyvíjejí. Nové materiály, konstrukční řešení a integrační technologie posouvají hranice toho, co je dnes možné. Příkladem moderního přístupu je stavební systém Solcraft, který představuje ucelené řešení kombinující prefabrikované sendvičové panely, inteligentní střešní systémy a integrované vytápění. Tento systém dokáže díky špičkové izolaci a eliminaci tepelných mostů ušetřit až 80 procent nákladů na vytápění. Moderní dřevostavby stále častěji dosahují parametrů pasivních nebo nízkoenergetických domů bez výrazného navýšení ceny oproti běžným domům.
Evropská unie plánuje do roku 2030 zdvojnásobit podíl dřevostaveb na celkové výstavbě z 15 na 30 procent. V Norsku a Švédsku již dnes tvoří dřevostavby 90 procent rodinných domů. Česká legislativa podporuje ekologické stavby prostřednictvím programu Nová zelená úsporám, který nabízí dotace až 500 tisíc korun na nízkoenergetické domy. Daňové úlevy pro pasivní domy a zjednodušené povolování dřevostaveb dále zvyšují atraktivitu této formy bydlení. Dřevostavby představují moderní cestu k udržitelnému bydlení, které šetří přírodu, peníze i zdraví.
Semináře a Výzkum v Oblasti Biokoroze
Společnost pro technologie ochrany památek (STOP) uspořádala seminář o specifikách biokoroze stavebních materiálů. V prvním referátu Hana Zvěřinová Mlejnková mimo jiné přehledně vyhodnotila výsledky projektu s názvem Identifikace významných území s kulturně-historickými hodnotami ohroženými přírodními a antropogenními vlivy, který se uskutečnil v letech 2012-2015. Na základě zkoumání zahrnujícího 30 šetření na 26 památkách vznikl například Atlas bioohrožení s podrobnou fotodokumentací. Hlavním cílem aktivity bylo nahrazení subjektivního přístupu interpretace vzniku konkrétní biokoroze jednotnou a vědecky podloženou metodikou.
Následní přednášející Bohuslav Maršálek s Eliškou Maršálkovou hovořili například o zajímavých zahraničních, konkrétně italských zkušenostech s ochranou proti biokorozi na památkách. Dále nadnesli řadu reálných konsekvencí poškození povrchů nebo historicky doložený způsob ochrany kamenných prvků potíráním hašeným vápnem ve starém Římě. Václav Dvořák zasvětil posluchače neméně poutavě do problematiky mechů a jejich neblahého vlivu na uměleckých dílech umístěných ve venkovním prostředí. Po přestávce zahájil svůj prakticky laděný referát Daniel Horáček s problematikou netopýrů v půdních prostorech. Kromě mnoha detailů ze života těchto chráněných živočichů zazněly informace o problému hromadění netopýřího trusu - guány. Setkání uzavřel velmi podrobným a z pohledu tuzemského posluchače až exoticky laděným příspěvkem Jan Šobotník. Hovořil o termitech a jejich devastačním vlivu nejen na dřevo.
Cílem konference je mezi studenty šířit osvětu o navrhování a provádění dřevěných konstrukcí a dřevostaveb, seznamovat je s novými konstrukcemi a technologiemi a jejich aplikacemi do navrhování, s vývojem dřevěné architektury v České republice a v zahraničí s rozvojem vícepodlažních budov, s ochranou dřeva a konstrukcí proti biotickému a abiotickému napadení, s protipožární ochranou; s navrhováním a kontrolou difúzně otevřených a uzavřených konstrukcí obalových plášťů apod. Výstupem je studentská konference s prezentací příspěvků, které budou uveřejněny ve sborníku, včetně všech došlých příspěvků.
Výzkum se zabývá architektonickým návrhem se zaměřením na vnitřní prostředí budov a klade si za cíl propojení výuky stavební fyziky s ateliérovou výukou na školách architektury s následným přesahem do architektonické praxe. Softwarové nástroje integrované v BIM programech umožňují vyhodnocení kvality vnitřního prostředí v budovách již v prvotních stadiích návrhu, což může zabránit pozdějším konfliktům a nežádoucím kompromisům. Cílem projektu je usnadnit architektům orientaci v dostupných nástrojích pro BIM analýzu vnitřního prostředí budov a prověřit jejich využitelnost pro architektonický návrh ve všech jeho fázích.
tags: #biokoroze #dreva #a #stavebnich #materialu #poradenstvi
