Naprawy i renowacje stropów

Opracowania literaturowe [1-5] potwierdzające różnorodność rozwiązań w obrębie elementów konstrukcyjnych, w tym stropów w obiektach wznoszonych w XIX i XX w., stanowią bogaty zbiór informacji na temat technik budowania. Zwrócenie uwagi na ten właśnie okres, z uwagi na konieczność podejmowania działań o charakterze naprawczym w licznie zachowanych obiektach istniejących, o odmiennych jednak od współcześnie stosowanych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych, wydało się autorom najbardziej celowe.

Przykłady rozwiązań i stan zachowania stropów w budynkach z XIX i XX w.

Stropy drewniane

Przykłady rozwiązań stropów drewnianych z końca XIX i XX w. zamieszczają liczne przedwojenne i nieco późniejsze poradniki budownictwa wiejskiego, małomiasteczkowego, poradniki ciesielskie, podręczniki do budownictwa. Zawarta w nich wiedza może okazać się pomocna w przypadku konieczności wykonania remontu stropu.

Podstawowe, pierwotne układy konstrukcyjne stropów ewoluowały w trakcie ich użytkowania. Czasami zmiany towarzyszyły rozbudowom i przebudowom budynków, niejednokrotnie bywały też wynikiem prac naprawczych. Wiele z obiektów typu pałacowego na Górnym Śląsku w latach powojennych użytkowanych było jako urzędy państwowe czy szkoły. W okresach tych dochodziło do zaniedbań w dziedzinie utrzymania budynków, a ich stan techniczny znacznie się pogarszał. Przeprowadzano wówczas działania doraźne, związane z dostosowaniem do tymczasowych, nowych funkcji.

Dla współczesnych działań w obrębie obiektów, każda historyczna ingerencja w układ funkcjonalny, konstrukcyjny czy architektoniczny budynku stanowi ciekawy, choć czasami skomplikowany problem techniczny. Wymaga więc rozpoznania w zakresie nawarstwień i współczesnych im technologii.

Typowe przyczyny uszkodzeń stropów drewnianych najczęściej związane są z oddziaływaniem na strukturę drewna korozji biologicznej, wywołanej działaniem grzybów domowych i owadów. Dochodzi do niej w wyniku zaniedbania stanu technicznego budynku.

Grzyby domowe rozwijają się tylko w określonych warunkach. Najważniejsza jest obecność pożywienia oraz odpowiednia wilgotność i temperatura. Najmniejsza wilgotność drewna, przy jakiej może zachodzić jego rozkład, wynosi 20% (optymalnie 30-70%). Zakres temperatur odpowiednich dla rozwoju grzyba zawiera się w granicach 5-27°C, a dla niektórych gatunków nawet 0-44°C.

Grzyby domowe powodują stopniową degradację drewna, wpływając na jego gęstość i powodując spadek jego wytrzymałości. Drewno pod wpływem działania grzybów zmienia także swoją barwę i zapach:

• zmiana barwy zachodzi wskutek wytwarzania barwnych substancji, jak np. kwasy humusowe przy rozkładzie brunatnym;
• zapach jest wynikiem przemiany materii i wytwarzanego dwutlenku węgla, o nieprzyjemnej woni, zużytej przez grzyb jako pożywienie.

Wyróżnia się trzy stopnie zniszczenia drewna [8]:

• stopień I określa powierzchniowe zniszczenie drewna w początkowym stadium rozwoju grzyba,
• stopień II dotyczy zniszczenia drewna do głębokości 3-4 cm z widocznymi zmianami strukturalnymi (charakterystyczne spękania, kolor brunatny); brak oznak zmian strukturalnych w głębszych partiach drewna,
• stopień III obejmuje silne zniszczenie drewna z widocznymi, głębokimi spękaniami, ciemnobrunatnym zabarwieniem, tendencją do sproszkowania pod wpływem oddziaływania niewielkich sił.

Cechą charakterystyczną działania grzybów domowych jest wytwarzanie grzybni, owocników i sznurów grzybniowych. Umiejętność ich rozpoznania ma istotne znaczenia dla procesów diagnostycznych i działań naprawczych. Grzybnia większości gatunków rozwija się w całkowitej ciemności. Do rozwoju owocników niektórych gatunków (np. grzyb domowy właściwy) potrzebuje niewielkiej ilości światła. Obecność owocnika na widocznej stronie elementu może świadczyć o silnie rozwiniętych procesach destrukcyjnych w strefie niedostępnej i niewidocznej.

Sygnałem o możliwości uszkodzenia drewna, w dużej odległości od ogniska korozyjnego, jest obecność sznurów grzybniowych, których długość dochodzić może nawet do 10 m [9]. Ich występowanie wskazuje zazwyczaj na zaawansowany proces rozkładu, ponieważ ich rozwój zachodzi po około 5 miesiącach od chwili porażenia drewna.

Z obserwacji autorów wynika, że uszkodzenia belek stropowych występują często w miejscach oparcia na ścianach zewnętrznych, zwłaszcza północnych i zachodnich, ze względu na występowanie niekorzystnego oddziaływania opadów atmosferycznych i brak dostatecznego nasłonecznienia. Powodem może być również niewłaściwe oparcie belek, bezpośrednio na murze, przy braku izolacji przeciwwilgociowej pomiędzy belką a murem.

Do innych przyczyn uszkodzeń należą:

• zalewanie ścian i stropów wewnętrznych woda opadową na skutek uszkodzenia pokrycia dachowego, rynien, rur spustowych lub niewłaściwego ich przekroju,
• awarie instalacji wodno-kanalizacyjnej,
• niewłaściwa eksploatacja

Porażenie grzybem dotyczyć może także elementów murowanych, zwłaszcza ceglanych ze spoiwem wapiennym. W obszarze działania grzybów spoiwo wapienne przestaje wiązać na skutek reakcji chemicznych, jakie zachodzą przy wydzielaniu przez grzyba produktów przemiany materii, takich jak dwutlenek węgla i woda. Silne lokalne zawilgocenia sprzyjają powstawaniu nie tylko grzybów. W miejscach zawilgoconych pojawiają się najczęściej wykwity soli budowlanych, wybrzuszenia itp.

Uszkodzenia stropów drewnianych powoduje także obecność larw owadów, technicznych szkodników drewna. Chodniki larwalne występują często w miejscach mało widocznych, jak np. połączenia elementów. Są trudne do wyeliminowania z konstrukcji. Zdiagnozowanie ich występowania wymaga zdecydowanej interwencji.

Przykłady rozwiązań i stan zachowania stropów w budynkach z XIX i XX w.

Stropy ceramiczne

Sklepienia

Sklepienia stanowią krzywoliniowe przekrycia złożone z drobnowymiarowych elementów spajanych zaprawą. Wykonywane były z kamienia lub cegły, czyli materiałów o znacznej wytrzymałości na ściskanie i niższej na rozciąganie. Formowanie sklepień zmierzało do eliminacji z płaszcza sklepienia naprężeń rozciągających. Stosowano luki koliste, odcinkowe, paraboliczne, koszowe. Pachy sklepień wypełniano do poziomu klucza materiałem łatwo dostępnym i higienicznym - gruzem ceglanym lub żwirem mieszanym z wapnem. Zasyp umożliwiał wykonanie ponad sklepieniem posadzki wyższej kondygnacji, wpływał też na równowagę całego ustroju sklepienia stropowego.

Czynniki działające niszcząco na sklepienia stropowe:

1. Wady konstrukcyjne i wykonawcze: niewłaściwie dobrane formy łuków sklepień, błędne założenia statyczne, skutkujące np. niedostateczną sztywnością podpór sklepienia, błędna ocena cech gruntu prowadząca do nierównomiernego osiadania ścian, zastosowanie materiałów o niskiej jakości oraz wadliwe wykonawstwo.

2. Agresja chemiczna otaczającego środowiska oddziaływująca na elementy murowe w wyniku transportu wody zawierającej szkodliwe sole rozpuszczalne w strukturach kapilarno-porowatych (np. w warunkach posadowienia ceglanych murów fundamentowych poniżej zwierciadła wody gruntowej czy przy nawadnianiu podłoża na skutek awarii instalacji kanalizacyjnej). Mechanizm niszczenia muru polega na krystalizacji soli wewnątrz porów materiału i rozsadzaniu jego struktur (pierwszym objawem przemian chemicznych w elementach murowych są widoczne na powierzchni kamienia i cegły biało-szare plamy, wykwity, spulchnienia i łuszczenie się warstw zewnętrznych).

3. Adaptacje i przebudowy dokonywane bez udziału fachowców:

• usuwanie ścian nośnych w celu powiększenia przestrzeni użytkowej,
• zmiany pierwotnego układu statycznego.

4. Sposób użytkowania i bieżąca konserwacja: niewłaściwa konserwacja i brak troski o stan budynku.

5. Oddziaływania zewnętrzne: rysy i spękania powstajace na skutem wstrząsów i drgań wywołanych np. ruchem maszyn znajdujących się na zewnątrz lub od źródła wewnętrznego.

Najczęściej występujące uszkodzenia i zagrożenia:

• rozspojenia, ubytki cegieł i zaprawy,
• zawilgocenie i nasycenie szkodliwymi solami,
• zwiększenie technologicznych obciążeń, wynikające z projektowanej zmiany sposobu użytkowania pomieszczeń.

Stropy ceglane na belkach stalowych

Stropy na dźwigarach stalowych zaczęto stosować pod koniec XIX w., a w latach 30. XX w. stanowiły jedne z podstawowych rozwiązań konstrukcji stropów w budownictwie ogólnym.

Jak wykazuje praktyka budowlana, z okresu międzywojennego pochodzi znaczna część budynków o mieszanej konstrukcji stropów. Stropy na belkach stalowych, najczęściej odcinkowe, wykonywano czasami nad pomieszczeniami piwnicznymi, często nad jako stropy pierwszej kondygnacji i klatek schodowych. Powyżej stosowano stropy drewniane.

Uszkodzenia stropów z belkami stalowymi dotyczą głównie korozji belek nośnych oraz uszkodzeń podłóg na legarach drewnianych.

Stropy Ackermana

Stropy typu Ackerman, zwane też żeberkowymi [4], należą do najstarszych rozwiązań stropów gęstożebrowych [10]. Okres powszechnego ich stosowania przypada na lata międzywojenne i pierwszą dekadę po wojnie [11]. Oprócz typowych wysokości 15-22 cm w przypadku rozpiętości powyżej 6 m lub dużych obciążeniach skupionych wykonywano także stropy podwyższone.

Wypełnienie stanowiły pustaki ceramiczne Ackermana, ale także o innych kształtach (nazywane wówczas stropami "typu Ackerman"). Wykonywane były jako stropy piwniczne, dolnych kondygnacji i klatek schodowych.

W literaturze [4] spotkać można przykłady stropu Ceha, Lehmanna, Westfalskiego i z wypełnieniem pustakami Remy.

Do najczęściej spotykanych uszkodzeń stropów typu Ackerman należą:

• korozja zbrojenia,
• odpadanie lub spękanie dolnych płytek ceramicznych pustaków.

Zjawiska te nierzadko dotyczą stropów nad piwnicami, z uwagi na specyficzne, często wilgotne warunki w nich występujące. W przypadku zawilgacania piwnic na skutek przenikania wody gruntowej, awarii instalacji wodnej i kanalizacyjnej oraz braku właściwej wentylacji dochodzi do podwyższenia wilgotności powietrza w pomieszczeniach oraz bezpośredniego zawilgacania elementów. Skutkuje to zawilgacaniem wypełnień ceramicznych (pustaków) oraz betonu żeberek stropu.

W okresie zimowym spadki temperatur poniżej zera i cykliczne przejścia przez zero sprzyjają efektom mrozowym. Dochodzi do uszkodzenia elementów ceramicznych oraz odspajania otuliny i korozji zbrojenia. Takie uszkodzenia zdiagnozowano w kamienicy mieszkalnej z lat 30. XX w. w Zabrzu na Śląsku.

W pomieszczeniach piwnicznych, w których doszło do awarii stropu, znajduje się węzeł cieplny oraz kanał ciepłowniczy. Prawdopodobną przyczyną uszkodzenia były procesy destrukcyjne, zachodzące pod wpływem długotrwałego podwyższonego poziomu wilgoci w piwnicy, powodujące uszkodzenie ścianek ceramicznych pustaków oraz silną korozję zbrojenia. Dodatkowo w pobliżu budynku prowadzone były prace remontowe, generujące drgania o wysokich częstotliwościach.

Naprawa tego typu uszkodzeń wymaga prowadzenia prac od strony piwnicy, z uwagi na użytkowane pomieszczenia kondygnacji powyższej.

W literaturze niejednokrotnie opisywane były sposoby typu wzmocnień stropów Ackermana [10-12].

Naprawa stropów - wybrane przykłady

Naprawa stropów drewnianych

Sposoby napraw stropów drewnianych obszernie opisano w literaturze [9], [13].

Naprawy belek drewnianych można podzielić na dwie grupy:

1. Zabezpieczenia polegające na wprowadzeniu dodatkowych elementów:

• niezależnego wzmocnienia konstrukcji,
• podwieszenia do układu konstrukcyjnego,
• wzmocnienie współpracujące z istniejącym układem konstrukcyjnym.

2. Zabiegi strukturalne polegające na zwiększeniu właściwości technicznych i eksploatacyjnych uszkodzonych elementów.

Wzmocnienie niezależne stosuje się w przypadkach znacznego zniszczenia belek stropowych, które ze względów konserwatorskich nie zostają usunięte. Nowe elementy mają za zadanie przejąć obciążenia użytkowe, stary strop obciążenia własne i ciężar wystroju.

Wzmocnienie poprzez zastosowanie podwieszenia do układu konstrukcyjnego polega również na wprowadzeniu nowego, niezależnego od starej konstrukcji stropu, ale w tym wypadku nowy układ przenosi obciążenia od starego stropu. Wszystkie działania poprzedzające prace wzmocnienia powinny być poprzedzone projektem i stosownymi obliczeniami statycznymi.

Wzmocnienie współpracujące należą do najczęściej stosowanych i obejmuje:

• usunięcie uszkodzonego fragmentu belki i zastąpienie go elementem uzupełniającym,
• podwieszenie belki stropowej za pomocą strzemion stalowych,
• wykonanie płyty żelbetowej na istniejących belkach stropowych (liczne źródła opisujące tę metodę podano w [9]),
• inne wzmocnienia indywidualne.

Praktyka budowlana wykazuje, iż w większości napraw związanych ze stropami drewnianymi czynności przy nich wykonywane obejmują:

• usunięcie lub częściowe odkrycie warstw posadzkowych i zasypek, czasami ślepych pułapów i podsufitek,
• wykonanie oględzin odsłoniętych elementów,
• usunięcie elementów porażonych przez czynniki biologiczne (w całości lub poza strefy uszkodzenia), często z tymczasowym podparciem i zabezpieczeniem,
• powierzchniowe oczyszczenie, ociosanie elementów przeznaczonych do impregnacji, zgodnie z przyjętą technologią,
• zabiegi konstrukcyjne, wzmacniające, zgodnie z przyjętym w projekcie rozwiązaniami konstrukcyjnymi,
• wprowadzenie nowych warstw stropowych akustycznych (często wełny mineralnej lub zasypki keramzytowej) i płyt gipsowo-kartonowych jako podsufitki (względy ppoż.).

Ważnym zagadnieniem wydaje się być w przypadku pomieszczeń o podwyższonej wilgotności lub pomieszczeń mokrych uwzględnienie w warstwach podposadzkowych właściwych materiałów paroizolacyjnych i przeciwwodnych.

W przypadku wykonywania żelbetowej płyty na stropie drewnianym należy zwrócić szczególną uwagę na jego wentylację. Przyścienne otwory wentylacyjne powinny przechodzić przez wszystkie górne warstwy stropu, tj. ślepy pułap, izolację akustyczną, izolację przeciwwilgociową, płytę oraz posadzkę. W przypadku pomieszczeniach mokrych, niedopuszczalne jest jednak bezpośrednie połączenie przestrzeni międzybelkowych ze środowiskiem pomieszczenia, poprzez otwory w listwie przypodłogowej. Przestrzenie międzybelkowe należy łączyć poziomym lub ukośnym kanałem zbiorczym, np. do kanałów wentylacyjnych.

Znane są przykłady wentylowania oparcia belek stropowych w gniazdach muru za pomocą otworów elewacyjnych. Przy pracach naprawczych w strefach oparcia należy zwrócić uwagę na zachowanie układu szczelin wentylacyjnych i nie dopuścić do ich zamknięcia, bez zastosowania alternatywnego rozwiązania.

Naprawa sklepień ceglanych

Działania zmierzające do naprawy powinny obejmować pomiary geometrii sklepienia i jego podpór, inwentaryzację uszkodzeń wraz z ekspertyzą określającą przyczyny powstania uszkodzeń.

Projekt powinien uwzględniać:

• analizę przyczyn występujących uszkodzeń,
• usunięcie istniejących źródeł zagrożeń,
• obliczenia statyczne,
• technologię prowadzenia prac remontowych uwzględniającą analizę uszkodzeń oraz konieczność ich usunięcia lub ograniczenia dalszego ich wpływu na trwałość konstrukcji,
• stabilizację podpór sklepienia i naprawę samego płaszcza, prowadzącą do eliminacji występujących naprężeń rozciągających oraz ograniczenia naprężeń ściskających do wartości nieprzekraczających obliczeniowej wytrzymałości muru na ściskanie.

Stosowane metody napraw sklepień:

1. Przemurowania fragmentów sklepień - stosowane w przypadku zaistnienia znacznych uszkodzeń lub ubytków cegieł płaszcza sklepienia. Realizowane są odcinkami po wykonaniu ściśle dopasowanego deskowania. Do przemurowań stosowane są materiały odpowiadające cechami mechanicznymi materiałom istniejącym w konstrukcji.

2. Spoinowanie, stosowane w sytuacjach znacznych ubytków zaprawy.

3. Wypełnienie w płaszczu sklepienia metodą grawitacyjną przez zalewanie od góry lub metodą iniekcji ciśnieniowej. Stosowany jest do tego celu zaczyn cementowy lub żywice epoksydowe.

4. Wymiana zasypki na materiał o zaprojektowanym ciężarze nasypowym i korzystnym kącie tarcia wewnętrznego, a także częściowe wypełnianie pach sklepienia betonem lekkim.

5. Wykonanie dodatkowej powłoki żelbetowej ponad sklepieniem i podwieszenia do niej ceglanego płaszcza za pomocą kotew. Powoduje to jednak znaczne zwiększenie obciążeń przekazywanych na podpory sklepienia i zwiększa opór dyfuzyjny przegrody, powodując zmianę mikroklimatu pomieszczeń. Powłoki takiej nie da się zdemontować. Z tego względu metoda ta nie jest akceptowana przez konserwatora zabytków.

6. Wykonanie dodatkowych, odciążających konstrukcji: stropu ponad sklepieniem lub ściągów przenoszących siły rozporu.

Naprawy ceglanych konstrukcji sklepień są zagadnieniami trudnymi, bezwzględnie wymagającymi indywidualnego podejścia do każdego przypadku.

Naprawa stropów ceramicznych na belkach stalowych

Naprawy wiążą się zwykle z wymianą pierwotnej podłogi na legarach i zastąpienia jej współczesnymi materiałami. W stropach wymagających odciążenia na belkach stalowych jako lekkie kruszywo wypełniające stosowany jest keramzyt izolacyjny.

W zależności od rodzaju stropu (płyta lekka, półciężka czy ciężka) w miejsce dawnej zasypki możliwe jest także zastosowanie płytek z betonu komórkowego lub twardego styropianu.

Przy silnym uszkodzeniu belek o długości powyżej 5 m stosuje się powiększanie przekroju poprzez dospawanie profili stalowych. Prace takie można wykonywać przy odprężeniu belek istniejących, po zdjęciu warstw zasypowych. Metoda ta stosowana jest sporadycznie, ze względu na zastosowanie w belkach stali niskowęglowej.

Naprawa stropów typu Ackerman

W zależności od charakteru uszkodzenia, możliwe są następujące metody naprawy:

1. W przypadku zachowanych, nieuszkodzonych żeberek żelbetowych i zniszczonych płytek dolnych pustaków ceramicznych (typ uszkodzenia po pożarowego) możliwe jest osiatkowanie połaci stropu od dołu z wypełnieniem przestrzeni pustaków np. styropianem i otynkowanie.

2. Podparcie istniejących stropów rusztem stalowym z wykończeniem stropu od dołu jak w pkt. 1.

3. W przypadku dostępu od strony pomieszczenia nad stropem nadbetonowanie płyty żelbetowej. Warunkiem uzyskania współpracy starego betonu z nowym jest zapewnienie wymaganej nośności w płaszczyźnie styku. W tym celu stosowane jest np. nakłuwanie powierzchni starego betonu, wykonanie warstwy szczepnej z cementów modyfikowanych polimerami lub wprowadza łączniki w postaci bolców czy sworzni.

4. Wzmocnienie poprzez zastosowanie nowego układu konstrukcyjnego:
– wzmocnienie poprzez dodatkowe żelbetowe belki i nadbeton,
– wzmocnienie dodatkowymi belkami stalowymi i nadbetonem.

W celu zmniejszenia ciężaru stropu możliwe jest wprowadzenie płytek styropianowych.

5. Wzmocnienie stropu poprzez uzupełnienie skorodowanego zbrojenia i otuliny betonowej, co wymaga jednocześnie odsłonięcia pozostałej części zbrojenie oraz rozkucia betonu i pustaków w strefie kotwienia. Metoda wymaga dużego zaangażowania, uwagi i czasu. Oceniana jest jako ryzykowna. Istnieje ryzyko zawalenie się stropu, spowodowane utratą przyczepności betonu do odkrytego zbrojenia [10].

Naprawa stropów w aspekcie wybranych zagadnień fizyki budowli

Naprawy stropów podejmowane są niejednokrotnie w wyniku decyzji o zmianie użytkowania budynku lub jego części, rozbudowie, przebudowie czy po prostu w wyniku zmiany właściciela nieruchomości i podejmowanych przez niego prac remontowych. W takich sytuacjach obowiązują przepisy rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [15].

W świetle rozporządzenia stropy nad ostatnią kondygnacją, stropy pod nieogrzewanymi poddaszami oraz stropy nad przejazdami i piwnicami nieogrzewanymi podlegają wymaganiom dotyczącym min. izolacyjności termicznej. Określają one wartości współczynnika przenikania ciepła U stropów, które obliczone zgodnie z polskimi normami dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła, nie mogą być większe niż wartości U(max).

Jednocześnie rozporządzenie narzuca konieczność spełnienia wymagań dotyczących powierzchniowej kondensacji pary wodnej i sprawdzenie przegrody pod kątem uniknięcia rozwoju pleśni. W tym celu konieczne jest obliczenie czynnika temperaturowego ƒrsi, charakteryzującego tzw. jakość cieplną przegród płaskich i węzłów konstrukcyjnych. Oznacza to, że dla danego budynku, o zadanej lokalizacji, można obliczyć krytyczne wartości czynnika temperaturowego ƒrsi w miejscach szczególnie narażonych na wystąpienie ryzyka rozwoju pleśni. Dla projektanta powinna być to wartość, która przy prawidłowo zaprojektowanej przegrodzie musi zostać przekroczona. Procedura obliczeniowa przedstawiona została w normie [16].

Zgodnie z procedurą obliczeniową czynnik temperaturowy wyrażony jest wzorem:

gdzie:

θ _si,min - minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni [°C],
θ_e - średnia miesięczna temperatura powietrza zewnętrznego [°C],
θ_i - temperatura powietrza wewnętrznego [°C].

Zgodnie z obowiązującym prawem budowlanym obiekty objęte ochroną konserwatorską nie podlegają wymaganiom w zakresie oszczędności energii i izolacyjności cieplnej. W związku z powyższym przy projektowaniu przebudowy czy remontu nie obowiązują graniczne współczynniki przenikania ciepła dla przegród budowlanych (Umax). Jednakże poprawa warunków cieplno-wilgotnościowych w tego typu budynkach, z punktu widzenia jakości przyszłego użytkowania i trwałości obiektu, wydaje się być dość istotna, zwłaszcza jeżeli projektowana funkcja przewiduje pomieszczenia o różnych warunkach klimatu wewnętrznego, związanego z przewidywaną funkcją pomieszczeń.

Obniżenie współczynnika przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych na drodze prac termomodernizacyjnych, w przypadku obiektów objętych ochroną konserwatorską lub posiadających bogaty wystrój architektoniczny elewacji nie jest możliwe lub jest mocno utrudnione i wymaga przeprowadzenia odpowiednich obliczeń i symulacji. Najczęściej ściany zewnętrzne pozostawia się więc nieocieplone lub wykonuje sie ocieplenia od strony pomieszczeń.

W przypadku planowanych prac, obejmujących min. ocieplanie przegród zewnętrznych pomocne są komputerowe programy obliczeniowe. Najbardziej dostępne umożliwiają obliczenia współczynnika przenikania ciepła i sprawdzenia kondensacji międzywarstwowej dla płaskich wycinków przegród jednorodnych. Wskazane jest jednak wykonanie obliczeń bardziej szczegółowych, dla newralgicznych, z punktu widzenia zjawisk fizykalnych, detali 2D.

Dla dwuwymiarowych modeli elementu budowlanego, stosowany jest np. program THERM, bazującym na wykorzystaniu metody elementów skończonych (MES). Umożliwia on otrzymanie:

• współczynnika przenikania ciepła U [W/(m2·K)],
• pól zmian gęstości strumienia ciepła,
• pół temperatur
• oraz wartości temperatur w dowolnym miejscu przekroju przegrody,

dzięki czemu może być wykorzystywany do uzyskania niezbędnych danych (temperatur na powierzchni wewnętrznej przegrody) dla oszacowania kondensacji powierzchniowej i prawdopodobieństwa powstania grzybów pleśniowych.

Do wykonywania symulacji dwu- i trzywymiarowych służy np. program WUFI, w którym zastosowano sprzężony model zjawisk transportu ciepła i wilgoci. Umożliwia on oszacowanie czasu wysychania przegród z początkowej wilgoci technologicznej oraz powstającej w wyniku eksploatacji ocenę niebezpieczeństwa wystąpienia kondensacji wilgoci wewnątrz przegrody, np. z uwzględnianiem wpływu zacinającego deszczu. Program może być pomocny przy wyborze odpowiedniego rozwiązania modernizacyjnego istniejących przegród, uwzględniając wpływ czynników klimatu zewnętrznego.

Podstawą prac modernizacyjnych w obiektach, objętych ochroną konserwatorską, bywa kompromis pomiędzy oczekiwaniami właściciela i inwestora a wymaganiami projektantów i konserwatora. Każdorazowo jednak stosowane rozwiązania powinny zapewnić niezbędny komfort użytkowania budynków oraz ochronę i trwałość ich konstrukcji oraz formy. Dla prawidłowego zastosowania dostępnych technologii i właściwych metod naprawczych projektanci maja do dyspozycji metodologie obliczeniowe oraz symulacje pozwalające na prognozę przyrostu wilgoci w czasie dalszej eksploatacji, wspomagane programami komputerowymi. Obliczenia takie powinny być prowadzone w oparciu o lokalne warunki klimatyczne.

Nie bez znaczenia jest także dokładne sprecyzowanie wymagań dotyczących parametrów klimatu wewnętrznego, tak aby dalsza eksploatacja pomieszczeń nie wpływała destrukcyjnie na remontowane elementy budynku.

Literatura

1. "Breymann Baukonstruktionslehre", Leipzig 1990.
2. J. Durm, "Handbuch der Architektur", Studgart 1898.
3. D. Krzyczkowski, "Budownictwo", Lwów 1929.
4. S. Mielnicki, "Ustroje budowlane", Katowice 1938.
5. W. Żenczykowski, "Budownictwo Ogólne", Warszawa 1938.
6. J. Tajchman, "Stropy drewniane w Polsce - próba systematyki" [w:] "Kwartalnik Architektury i Urbanistyki", TOM XXXII, ROK 1987, zeszyt 3-4, PAN, Komitet Architektury i Urbanistyki, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa 1987.
7. Materiały własne z pracy zawodowej autorów.
8. "Ochrona budynków przed korozją biologiczną", praca zbiorowa pod red. J. Ważnego i J. Karysia; Arkady, Warszawa 2001.
9. J. Jasieńko, "Ocena stanu materiałów i konstrukcji stropów drewnianych oraz sposoby wzmocnienia i przebudowy" [w:] "XIII Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji", Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa, oddział w Bielsku-Białej, Ustroń 1999, s. 285-300.
10. A. Stachowicz, "Ocena stanu materiałów i konstrukcji stropów i przekryć ceramicznych" [w:] "XIII Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji", Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa, oddział w Bielsku-Białej, Ustroń 1999, s. 269-284.
11. R. Orłowicz, A. Rzeszotarski, A. Krucka, "Szczególne przypadki stropów Ackermana" [w:] "Problemy remontowe w budownictwie ogólnym i obiektach zabytkowych", praca zbiorowa, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2006, s. 235-234.
12. Z. Pająk, Ł. Drobiec, "Stropy gęstożebrowe w praktyce budowlanej", "Materiały budowlane", 5/2009, s. 20-22 i 63.
13. J. Jasieńko, "Połączenia klejowe i inżynierskie w naprawie, konserwacji i wzmacnianiu zabytkowych konstrukcji drewnianych", Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2003.
14. Materiały techniczne firmy Weber.
15. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2010 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, (DzU Nr 75 wraz z późniejszymi zmianami).
16. PN-EN ISO 13788, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa. Metody obliczania".
17. A. Szymanowska-Gwiżdż, "Stan cieplno-wilgotnościowy przegród budowlanych w modernizowanych obiektach zabytkowych" [w:] „Fizyka budowli w teorii i w praktyce”, t. VI, nr 3, Łódź 2011, s. 73-76.
18. M. Flak, "Analiza możliwości naprawy stropów drewnianych w obiektach zabytkowych", rozprawa magisterska, Gliwice 2010.
19. S. Jurkiewicz, S. Karczmarczyk, "Zabezpieczenia historycznych sklepień zasypem gruzowym", "Czasopismo Techniczne. Architektura", 2-A/2/2011, Zeszyt 11, rok 108, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, s. 287-294.
20. E. Masłowski, D. Spiżewska, "Wzmacnianie konstrukcji budowlanych", Arkady, Warszawa 2000.
21. T. Nicer, "Stropy płaskie w budowlach zabytkowych", "Budownictwo i architektura", 5(2009), s. 85-100
22. P. Rapp, Z. Lis, "Wzdłużne połączenia belek drewnianych wzmocnione prętami stalowymi", "Inżynieria i budownictwo", nr 3/2001, str. 171-173.
23. "Tymczasowe wytyczne projektowania i wykonywania wzmacniania stropów drewnianych przez zespolenie belek z płytą żelbetową", Centrum Techniki Budownictwa Komunalnego, Warszawa 1987.
24. PN-EN ISO 13788, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa. Metody obliczania".

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!