Metody postępowania z budynkami zawilgoconymi w wyniku powodzi

***

Artykuł porusza tematykę renowacji budynków po zalaniu. Autor podaje typy powodzi ze względu na źródło oraz podkreśla konieczność doboru właściwych materiałów hydroizolacyjnych do wykonywania uszczelnień budynków narażonych na działanie wody powodziowej. Omawia metody osuszania budynków, dokonuje porównania wybranych metod, a także zwraca uwagę na potrzebę wykonania renowacji antypleśniowej.

The article discusses the topic of renovation of buildings after flooding. The author gives types of floods according to their source and emphasizes them the need to select appropriate waterproofing materials for sealing exposed buildings flood water. Discusses methods of drying buildings, compares selected methods and draws attention for the need to perform anti-mould renovation.

***

Powódź najczęściej kojarzona jest z powodzią rzeczną (RYS. 1, FOT. na górze), tj. sytuacją, gdy wezbranie wody w rzece powoduje przekroczenie stanu brzegowego lub poziomu korony wału przeciwpowodziowego oraz zalanie doliny rzecznej (RYS. 2) [1]. 

Przeczytaj też: Pomiary wilgotności w diagnostyce obiektów budowlanych – metody niszowe

Wraz ze zmianami klimatu, spowodowanymi nadmierną emisją dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w wyniku spalania paliw kopalnych [3], coraz częstszym zjawiskiem są podtopienia, czyli powódź opadowa (RYS. 1). Efektem globalnego ocieplenia są bowiem nie tylko fale ekstremalnych upałów [4], ale również krótkotrwałe, lecz bardzo intensywne opady atmosferyczne. Zgodnie z zasadą „lepiej zapobiegać niż leczyć”, budynki narażone na powódź (w tym podtopienia) należy w odpowiedni sposób zabezpieczyć. Jednym ze sposobów jest wykonanie prawidłowej izolacji przeciwwodnej. W sytuacji, gdy jednak do zalania budynku dojdzie, pozostaje przystąpić do leczenia, którego pierwszym krokiem (po usunięciu źródła zawilgocenia) powinno być usunięcie nadmiaru wody z elementów budynku oraz (opcjonalnie) odgrzybienie konstrukcji.

Izolacja przeciwwodna

Wykonanie izolacji wodochronnej budynku powinno obejmować (jeśli to konieczne) zabezpieczenie przed wodą powodziową. Obciążenie wodą powodziową zostało sklasyfikowane jako oddzielny przypadek w normie DIN 18533-1 [5]. Norma ta, choć podobnie jak inne dokumenty Niemieckiego Instytutu Normalizacyjnego (DIN, od niem. Deutsches Institut für Normung), nie posiada statusu obligatoryjnych przepisów techniczno-budowlanych w naszym kraju, stanowi jednak zapis najnowszej wiedzy technicznej i jej przestrzeganie, szczególnie z uwagi na brak polskich norm z tego zakresu, może mieć istotny wpływ na ostateczną skuteczność oraz trwałość wykonywanych prac. Zgodnie z jej zapisami przez poziom wody powodziowej (PPW – RYS. 3) należy rozumieć poziom wody odpowiadający podtopieniu lub powodzi, gdy nadziemne części budynku mogą być obciążone okresowo pojawiającą się wodą wywierającą parcie hydrostatyczne.

W przypadku obciążenia wodą powodziową możliwe są dwa rodzaje obciążenia wodą (por. TABELA 1):

• umiarkowane obciążenie wodą (klasa W2.1-E) – oddziaływanie wody powodziowej do 3 m słupa wody: poziom wody powodziowej znajduje się maksymalnie 3 m powyżej poziomu najniższej izolacji poziomej (RYS. 3),
• intensywne obciążenie wodą (W2.2-E) – obliczeniowy poziom wody powodziowej znajduje się 3 m lub więcej powyżej poziomu najniższej izolacji poziomej.

W obu przypadkach wymagane jest wykonanie izolacji wodochronnej.

Należy również zauważyć, że w określonych przypadkach (np. dla budynku posadowionego na skarpie) poziom wody powodziowej może częściowo pokrywać się z poziomem wody gruntowej (RYS. 3).

Do wykonywania uszczelnień budynków narażonych na działanie wody powodziowej należy stosować nowoczesne materiały hydroizolacyjne, takie jak polimerowe powłoki grubowarstwowe (FPD), masy polimerowo-bitumiczne (PMBC) czy modyfikowane polimerami (SBS, APP) papy termozgrzewalne.

Osuszanie budynku

W przypadku budynków zawilgoconych na skutek powodzi lub podtopienia, stosuje się zazwyczaj tzw. osuszanie sztuczne (tj. wymuszone usuwanie nadmiaru wilgoci z przegród budowlanych), które (mimo iż napotyka na podobne problemy [7]) daje zdecydowanie lepsze efekty niż osuszanie naturalne. Do przeprowadzenia sztucznego osuszania wykorzystywane są osuszacze kondensacyjne, osuszacze adsorpcyjne, nagrzewnice wentylatorowe (elektryczne, gazowe, olejowe), suszarki mikrofalowe, promienniki, a czasem również przenośne piece na paliwa stałe i koksowniki. Efekty osuszania sztucznego zależą przede wszystkim od sposobu dostarczania energii, a w przypadku promienników od mocy i charakterystyki widma promieniowania [8].

W przypadku osuszaczy kondensacyjnych (FOT. 1) wykorzystywane jest zjawisko obniżenia wilgotności otaczającego powietrza. Osuszanie powietrza w pomieszczeniach następuje tutaj poprzez skroplenie zawartej w nim wilgoci. W tym przypadku duże znaczenie ma również emisja ciepła od sprężarki, która skutkuje podwyższeniem temperatury powietrza. Wilgotne powietrze zasysane jest przez wentylator i przesyłane na parownik, w którym następuje oziębienie poniżej punktu rosy. Powstały kondensat spływa do zbiornika, z którego może być odprowadzony grawitacyjnie, przez przepompowanie do kanalizacji lub też opróżniony ręcznie. Osuszone w ten sposób powietrze przepływa następnie przez ażurowy skraplacz, który oddając ciepło podwyższa temperaturę powietrza. Osuszacze kondensacyjne działają skutecznie w zakresie temperatur od 0 do 40°C, jednak optymalną temperaturą jest 20÷25°C. Wydajność tych urządzeń jest zróżnicowana: przy małej mocy, np. 2,5 kW wynosi ona około 5 m3/dobę, a przy wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu rzędu 90% i mocy 14 kW może ona wynosić nawet około 1600 m3/dobę. Osuszacze te są niezastąpionymi urządzeniami stosowanymi do obniżania wilgotności powietrza w pomieszczeniach o podwyższonej emisji wilgoci. Osuszanie tą metodą trwa przeważnie kilka miesięcy.

Metoda osuszania adsorpcyjnego bazuje na założeniu, że w wyniku znacznego wysuszenia powietrza w zawilgoconym obiekcie przegrody zaczną schnąć, oddając nadmiar wilgoci do osuszanego pomieszczenia. W osuszaczach adsorpcyjnych (FOT. 2) wykorzystywane jest odwracalne zjawisko adsorpcji zawartej w powietrzu fizycznej i kapilarnej wilgoci przez substancje pochłaniające. Substancjami tymi są przeważnie silikażele oraz żele glinowe, które bardzo dobrze pochłaniają wilgoć oraz dają się przez dość długi czas regenerować gorącym powietrzem bez większego postępu procesów starzenia. Osuszacze te produkowane są w wielu odmianach: od niewielkich pojemników stosowanych np. w garderobach, po duże urządzenia wyposażone w obrotowe pochłaniacze o dużej wydajności z automatyczną regeneracją. Wilgotne powietrze zasysane przez wentylator jest filtrowane, a następnie przepływa przez aktywną warstwę pochłaniającą, którą stanowi np. żel krzemionkowy naniesiony na płytki z włókna ceramicznego. Stosowana tutaj warstwa pochłaniająca jest na tyle trwała, że w przypadku zabrudzeń może być przemywana z użyciem specjalnych środków powierzchniowo czynnych. Przefiltrowane powietrze zewnętrzne zostaje ogrzane, a następnie przepuszczone przez sorbent, co powoduje odebranie wcześniej zaabsorbowanej wody oraz jej wydalenie na zewnątrz. Procesy te zachodzą w ciągłym cyklu. Prędkość obrotów wirnika wynosi około 0,5 obr./min. Osuszacze adsorpcyjne, w przeciwieństwie do kondensacyjnych, mogą być stosowane również w ujemnej temperaturze (od -20 do 35°C). Najlepsze efekty suszenia uzyskuje się przy szczelnie zamkniętych pomieszczeniach (RYS. 4).

Osuszanie nagrzewnicami polega na podniesieniu temperatury powietrza w pomieszczeniu do kilkudziesięciu stopni, co powoduje odparowywanie wilgoci z powierzchniowych warstw muru. Niestety, podczas ogrzewania wierzchniej warstwy muru woda zgromadzona w jego głębszych warstwach transportowana jest w głąb muru. W efekcie uzyskuje się tylko pozorne osuszenie przypowierzchniowych warstw muru – po zakończeniu ogrzewania część wilgoci przetransportowanej wcześniej w głąb muru wraca na powierzchnię.

W metodzie tej stosowane są nagrzewnice elektryczne, gazowe lub olejowe, w których temperatura wydmuchiwanego powietrza wynosi od 50 do 250°C (FOT. 3). Moc urządzenia powinna być tak dobrana, aby temperatura wewnątrz pomieszczenia nie przekroczyła 35°C. Zbyt wysoka temperatura w pomieszczeniu może wywołać zbyt duże ciśnienie pary wodnej w murze, a to z kolei może spowodować jego destrukcję. Należy podkreślić, że osuszanie nagrzewnicami bez skutecznej wentylacji daje tylko efekty powierzchniowe. Przy braku możliwości odprowadzania wilgoci na zewnątrz następuje cyrkulacja powietrza w pomieszczeniu i oddawanie wilgoci suchym fragmentom muru.

Promienniki są klasycznymi urządzeniami dostarczającymi przegrodzie ciepło parowania bez konwekcyjnego ogrzewania otaczającego powietrza. Wykorzystują one różne długości promieniowania cieplnego, w tym także podczerwień i promieniowanie mikrofalowe. Najczęściej stosowanymi urządzeniami są promienniki halogenowe, których efekty działania odczuwalne są już po kilku minutach po włączeniu. Ponieważ wytwarzane przez te promienniki ciepło ma naturę promieniowania słonecznego, przechodzi bez większych strat ciepła przez powietrze i dopiero padając na dowolną powierzchnię, zostaje pochłonięte, powodując wzrost temperatury tej powierzchni. Kierunek przesyłania i zasięg emitowanego promieniowania cieplnego można regulować wysokością ustawienia promiennika oraz kątem nachylenia do posadzki. Urządzenia te stosowane są często jako uzupełnienie osuszania kondensacyjnego, zapewniając wyższą temperaturę w miejscach o najwyższej wilgotności.

W przypadku osuszania mikrofalowego wykorzystywane jest zjawisko zamiany pola elektromagnetycznego, w zakresie promieniowania mikrofalowego, na energię cieplną. Znajdujące się w silnym polu elektromagnetycznym molekuły zaczynają drgać z tą samą częstotliwością. Na skutek drgań następuje wydzielanie się ciepła w ilości proporcjonalnej do współczynnika strat dielektrycznych suszonego materiału. Koncentracja absorbowanej energii zależy także od pojemności cieplnej i stałej dielektrycznej materiałów. Suszarki mikrofalowe działają na częstotliwości około 2,45 GHz, dzięki czemu możliwe jest wnikanie fal w materiał i transport niezbędnej ilości energii. Przenikające przez suszony materiał mikrofale są stosunkowo słabo tłumione i silnie pochłaniane przez wodę, w której następuje szybki wzrost temperatury. Odpowiednio zbudowany emitor fal elektromagnetycznych powoduje, że rozkład temperatury w przekroju muru sprzyja transportowi wilgoci od środka do powierzchni suszonej przegrody [7] (RYS. 5, RYS. 6).

Ważną cechą tej technologii jest możliwość niszczenia występujących na murze grzybów i pleśni. Metoda ta może być stosowana niezależnie od rodzaju powierzchni muru. Jej zaletą jest skuteczność i szybkość osuszania wynosząca około 8 m2 muru o grubości 40÷50 cm w ciągu doby przy użyciu jednego urządzenia, wynikająca z możliwości penetrowania muru na jego całej grubości. Zawarte w murze cząsteczki wody zostają poddane promieniowaniu i odparowują, nie przenosząc soli mineralnych, co zapobiega krystalizacji soli na powierzchni muru i powoduje, że strefa oddziaływania jest nieograniczona. Przy użyciu tej technologii można osuszać mury o grubości dochodzącej nawet do 2,5 m. Częstotliwość i moc suszarek mikrofalowych uwarunkowana jest względami bezpieczeństwa pracy, gdyż mikrofale niszczą żywe komórki wszystkich organizmów. Ze względów bezpieczeństwa pracownicy obsługujący te urządzenia powinni być wyposażeni w akustyczne sygnalizatory promieniowania.

W celu prawidłowego osuszenia konieczne jest wcześniejsze opracowanie projektu wykonawczego, określającego dokładny sposób obniżenia zawilgocenia, z uwzględnieniem maksymalnej temperatury, do jakiej zostanie podgrzana przegroda (nie powinna ona przekraczać 80°C) oraz niezbędnych przerw technologicznych [7].

Stosowane do osuszania budynków agregaty na paliwo stałe, suszące gorącym powietrzem ze spalinami lub bez, wymagają wykwalifikowanej obsługi i ścisłego przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. Koksowniki są najprostszymi urządzeniami do osuszania w postaci koszy lub piecyków z palącym się koksem. Ich stosowanie powoduje niestety tylko powierzchniowe schnięcie muru oraz zbyt intensywne schnięcie miejsc w bezpośredniej bliskości kosza. Ponadto stosowanie tych urządzeń grozi niebezpieczeństwem pożaru oraz zagrożenia zdrowia pracujących robotników na skutek wydzielania się czadu. Obecnie metoda ta nie jest w Polsce stosowana.

W TABELI 2 zestawiono zalety oraz wady wybranych metod osuszania budynków.

Odgrzybianie

Skuteczne usunięcie grzybów pleśniowych (jak również innych organizmów zasiedlających budynki) wymaga przeprowadzenia kilkuetapowego procesu (RYS. 7), którego elementem powinno być również zabezpieczenie materiałów budowlanych przed ponownym porażeniem biologicznym [11]. 

Renowacja materiałów skolonizowanych przez pleśń (potocznie określana jako „renowacja antypleśniowa”) oznacza usuwanie pokrytych grzybami materiałów i czyszczenie skażonych powierzchni. Przy wykonywaniu prac renowacyjnych należy zwrócić uwagę na odpowiednią ochronę środowiska na placu budowy, jak również aktualnego stanu techniki w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy. Przedstawione poniżej cele oraz sposób kontroli przeprowadzenia renowacji pomieszczeń skażonych grzybami pleśniowymi opisano w znowelizowanej w 2021 r. instrukcji WTA nr 4-12-21/D [12]. W jej myśl cel renowacji antypleśniowej stanowi z reguły usunięcie porośniętych pleśnią materiałów lub przywrócenie ich do „stanu normalnego”, jak również oczyszczenie powierzchni, które mogły zostać zanieczyszczone, w takim stopniu, aby nadawały się do zamierzonego stosowania. Aby cel renowacji został nie tylko osiągnięty, ale i zachowany, należy trwale usunąć przyczynę wynikającą z fizyki budowli.

Przez stan normalny należy rozumieć sytuację, że materiał nie jest porośnięty pleśnią, jak również nie występuje przekraczające pewny poziom skażenie biologiczne. Należy przy tym dokonać rozróżnienia pomiędzy:

• rozwojem pleśni na materiale (rozwój drobnoustrojów zachodzi lub zachodził) oraz
• zanieczyszczeniem powierzchni składnikami pleśni (np. poprzez sedymentację zarodników lub innych składników mikrobiologicznych).

Z reguły za odstępstwo od stanu normalnego uznaje się widoczne zanieczyszczenie pleśnią oraz występowanie zapachu stęchlizny.

Podstawowym celem renowacji antypleśniowej jest zatem usunięcie skażonych materiałów oraz oczyszczenie zanieczyszczonych powierzchni. W przypadku powierzchni nadających się do czyszczenia, zazwyczaj wystarczające jest czyszczenie mechaniczne za pomocą odpowiednich odkurzaczy przemysłowych lub środków wiążących kurz (np. wycieranie na wilgotno).

W przypadku porośniętych pleśnią materiałów, które można usunąć jedynie przy zastosowaniu zaawansowanych, nieproporcjonalnych metod, cel naprawczy może również stanowić wykonanie odpornej na skażenie biologiczne hydroizolacji. Warunkiem prawidłowego uszczelnienia jest to, że:

• izolacja pozostanie trwale szczelna, jak również
• potwierdzenie pomiarami, że uszkodzone elementy w obrębie przegrody są trwale oraz wystarczająco suche (z reguły poniżej 80% wilgotności względnej).

O ile nie ustalono inaczej, celem renowacji antypleśniowej powinno być całkowite usunięcie pleśni z elementu budowlanego lub jego powierzchni, co z reguły oznacza również, że zaatakowane przez grzyby materiały lub warstwy materiałów powinny być w całości usunięte. Z uwagi na ryzyko powstawania nieprzyjemnych zapachów, jak również na możliwe zagrożenie dla zdrowia użytkowników, przeprowadzenie dezynfekcji za pomocą biocydów w większości przypadków nie jest konieczne. Ma ono sens jedynie wówczas, gdy celem jest zabezpieczenie przed dalszymi uszkodzeniami przed lub w trakcie prowadzonych prac. Z uwagi na możliwy negatywny wpływ biocydów na materiały budowlane oraz na zdrowie użytkowników, ich użycie powinno być w każdym przypadku pisemnie uzasadnione, a skuteczność środków dezynfekcyjnych należy w odpowiedni sposób udowodnić.