10 pytań do Anny Hoły

1 Łączy Pani kompetencje architekta, inżyniera i psychologa. Jak ta interdyscyplinarność wpływa na sposób, w jaki patrzy Pani na budynki – zwłaszcza te zabytkowe?

Interdyscyplinarność zdecydowanie poszerza moją perspektywę postrzegania budynków zabytkowych. Często mówi się, że architekt i inżynier budownictwa stoją wobec siebie w opozycji – pierwszy koncentruje się na formie i wartości przestrzennej, drugi na konstrukcji, trwałości i możliwościach realizacyjnych. W moim przypadku te perspektywy się uzupełniają. Wykształcenie architektoniczne pozwala mi widzieć obiekt jako całość, z jego wartością estetyczną i historyczną, a wiedza z zakresu budownictwa umożliwia zrozumienie procesów jego degradacji i zasady skutecznej naprawy. Przygotowanie psychologiczne wnosi do tego jeszcze jeden ważny wymiar – pozwala lepiej rozumieć sposób, w jaki ludzie postrzegają budynki, jak na nie reagują i jakie mają wobec nich oczekiwania. W przypadku obiektów zabytkowych ma to szczególne znaczenie, bo często są one nie tylko konstrukcjami o wysokiej wartości architektonicznej, ale też nośnikami emocji, tożsamości i pamięci.

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

2 Jakie są dziś największe błędy w podejściu do problemów wilgoci w budynkach – szczególnie w obiektach zabytkowych?

Podstawowym błędem jest, w mojej ocenie, podejmowanie działań renowacyjnych bez poprzedzenia ich rzetelną diagnostyką. Mam tu na myśli wiarygodne badania wilgotności i zasolenia murów oraz ich struktury. Tylko na podstawie analizy wyników takich badań możliwe jest podjęcie świadomych decyzji o dalszym postępowaniu z obiektem, zmierzających do poprawy jego stanu technicznego. Decyzje te dotyczą m.in. sposobu odcięcia dopływu wilgoci, wyboru metody i materiałów użytych do wykonania izolacji przeciwwilgociowej, sposobu osuszenia murów, usunięcia nagromadzonych w nich soli.

W praktyce wielokrotnie spotykam się z budynkami poddanymi renowacji bez uprzedniego odcięcia źródła wilgoci, jak również z takimi, w których wtórna izolacja przeciwwilgociowa została wykonana nieprawidłowo. Efekt takich działań bywa paradoksalny: mimo przeprowadzonych prac problem zawilgocenia nie znika, a niekiedy wręcz się nasila. Jednocześnie ingerencja w zabytkową tkankę – nieunikniona przy tego typu działaniach – w przypadku nieskutecznych rozwiązań okazuje się bezcelowa. Prace naprawcze trzeba bowiem po niedługim czasie powtarzać, co prowadzi do kolejnych ingerencji w cenną substancję obiektu.

3 Metody nieniszczące zyskują dziś ogromne znaczenie. Na ile są one już alternatywą dla klasycznych badań, a na ile wciąż ich uzupełnieniem?

Korzystanie w badaniach z metod nieniszczących jest dziś standardem. Są to w większości metody pośrednie, czyli takie, które nie mierzą bezpośrednio badanej wielkości, lecz inne parametry fizyczne materiału pozostające z nią w określonej zależności. Jeszcze do niedawna ich głównym ograniczeniem – obok ograniczeń samych urządzeń pomiarowych – była niższa wiarygodność uzyskiwanych wyników w porównaniu z metodami klasycznymi. Wynikało to z konieczności stosowania do interpretacji danych zależności korelacyjnych oraz uwzględniania wpływu na rezultat pomiaru dodatkowych czynników, takich jak np. właściwości badanego materiału. Wraz z rozwojem technologii pomiarowych i postępem w analizie danych ograniczenia te stopniowo tracą na znaczeniu. Obecnie coraz częściej stosuje się podejście oparte na łączeniu kilku komplementarnych metod nieniszczących oraz wykorzystaniu uczenia maszynowego do interpretacji uzyskanych wyników, co znacząco zwiększa ich dokładność i wiarygodność. Metody niszczące nie tracą jednak całkowicie na znaczeniu – pełnią dziś przede wszystkim rolę narzędzia weryfikacji wyników uzyskiwanych metodami nieniszczącymi wspartymi sztuczną inteligencją.

4 W swoich badaniach wykorzystuje Pani uczenie maszynowe. W jaki sposób algorytmy pomagają „czytać” stan techniczny murów?

Metody uczenia maszynowego stanowią fundament nowoczesnej diagnostyki nieniszczącej. Ich główną rolą jest wspomaganie interpretacji danych pomiarowych. Umożliwiają one analizę dużej liczby wyników w krótkim czasie oraz ich wielowymiarową interpretację.

Aby było to możliwe, konieczne jest wcześniejsze wytrenowanie algorytmu na reprezentatywnym zbiorze danych zbudowanym przez badacza. Na podstawie analizy dostarczonych danych wejściowych algorytm tworzy model matematyczny zależności, który jest następnie wykorzystywany do przewidywania, klasyfikowania lub rozpoznawania wzorców dla nowych danych.

5 Jakie są największe ograniczenia obecnych metod diagnostycznych w ocenie zawilgocenia murów?

Moim zdaniem największym ograniczeniem dostępnych obecnie metod diagnostycznych stosowanych do oceny zawilgocenia murów jest ich ograniczony zasięg pomiaru. Powszechnie dostępne metody nieniszczące pozwalają na określenie wilgotności jedynie w strefie przypowierzchniowej, maksymalnie do głębokości nieco ponad 20 cm. Ograniczenie to stanowi istotny problem w przypadku obiektów zabytkowych, których mury są często bardzo grube – nawet do dwóch metrów lub więcej. W efekcie ocena rozkładu wilgoci w całym przekroju przegrody jest możliwa wyłącznie przy użyciu metody grawimetrycznej, opartej na pobieraniu próbek materiału do badań laboratoryjnych. Metoda ta nie może być jednak swobodnie stosowana w budynkach zabytkowych.

6 Przestrzenne obrazowanie wilgotności z wykorzystaniem tomografii impedancyjnej brzmi jak narzędzie z medycyny. Na czym polega ta metoda w kontekście budownictwa?

Skojarzenie z medycyną jest jak najbardziej słuszne, ponieważ tomografia impedancyjna wywodzi się z technik diagnostyki medycznej. W budownictwie służy jednak do „prześwietlania” nie pacjentów, lecz grubych murów ceglanych. Metoda ta umożliwia przestrzenne obrazowanie wilgotności wewnątrz muru bez konieczności naruszania jego struktury.

Badanie polega na umieszczeniu na powierzchni muru układu elektrod, do których doprowadzany jest prąd o niskiej częstotliwości. Jego przepływ przez mur powoduje niewielkie zmiany napięcia, rejestrowane przez elektrody. Ponieważ woda wraz z rozpuszczonymi w niej solami dobrze przewodzi prąd elektryczny, analiza tych zmian pozwala na określenie rozkładu przewodności elektrycznej we wnętrzu muru. Uzyskane dane są następnie przetwarzane przez zaawansowane oprogramowanie, wykorzystujące algorytmy matematyczne oraz metody uczenia maszynowego, co pozwala na uzyskanie trójwymiarowego obrazu tomograficznego.

Aparatura badawcza wykorzystywana w tej metodzie nie jest jeszcze powszechnie dostępna. Została ona opracowana przez zespół badaczy pod kierunkiem prof. Tomasza Rymarczyka, a ja mam przyjemność uczestniczyć w walidacji tego urządzenia na podstawie danych pozyskanych z obiektów zabytkowych.

7 Wtórne zabezpieczenia przeciwwilgociowe to często trudny temat w obiektach zabytkowych. Jak znaleźć równowagę między skutecznością a ingerencją w substancję historyczną?

W mojej ocenie, jeżeli w budynku, zwłaszcza zabytkowym, występuje nadmierne zawilgocenie i istnieje konieczność odcięcia dopływu wilgoci poprzez wykonanie izolacji, to takie działanie jest uzasadnione, nawet jeśli wiąże się z ingerencją w substancję historyczną. Kluczowe jest jednak to, w jaki sposób ta ingerencja jest przeprowadzona. Dbałość o zachowanie jak największej ilości oryginalnej tkanki powinna przejawiać się nie w unikaniu działań, ale w ich jakości. Rozumiem przez to podejście polegające na jednorazowym, dobrze przygotowanym i skutecznym działaniu, którego punktem wyjścia jest rzetelna diagnostyka obejmująca m.in. badania wilgotności i zasolenia oraz struktury muru w skali makro (np. warstwowość) i mikro (np. porowatość, rozkład wielkości porów), a także analizę przyczyn i ocenę wielkości zawilgocenia. Im lepsza diagnostyka na początku, tym mniejsza konieczność naruszania zabytkowej tkanki w przyszłości.

8 W czym tkwią przyczyny nieskuteczności hydroizolacji?

Skuteczna hydroizolacja jest sumą kilku czynników, przede wszystkim prawidłowo przygotowanego i kompletnego projektu, właściwego doboru materiałów oraz rzetelnego wykonawstwa wspartego rzetelnym nadzorem technicznym. W praktyce na każdym etapie robót pojawiają się błędy, które znacząco obniżają jej skuteczność.

Niewątpliwie mankamentem jest to, że prace izolacyjne są najczęściej wykonywane jedynie w oparciu o projekt architektoniczno-budowlany, który ma charakter ogólny i nie zawiera niezbędnych opisów i szczegółów wykonawczych. Z kolei projekt techniczny, który powinien zawierać takie szczegóły, zazwyczaj nie spełnia swojego zadania w odniesieniu do izolacji, ponieważ poświęca się im w nim niewiele uwagi – nie dotyczą ich wprost wymagania podstawowe określone w art. 5 ustawy Prawo budowlane. Jest jeszcze projekt wykonawczy, który mógłby stanowić istotne uzupełnienie zarówno projektu architektoniczno-budowlanego, jak i technicznego i zagwarantować prawidłowe wykonanie izolacji, ale jest on nieobowiązkowy, więc sporządza się go tylko w wyjątkowych sytuacjach, wychodząc z założenia, że wykonawca prac izolacyjnych posiada odpowiednią wiedzę i doświadczenie, a co za tym idzie poradzi sobie bez niego.

9 Jak będzie wyglądała diagnostyka budynków za 10–15 lat? Czy zmierzamy w kierunku pełnej cyfryzacji i monitoringu w czasie rzeczywistym?

Aktualne tendencje wskazują taki kierunek. Już dziś obserwujemy rozwój systemów pozwalających na zbieranie danych o stanie technicznym obiektu w czasie rzeczywistym. Z dużym prawdopodobieństwem kluczowe stanie się łączenie różnych źródeł informacji – pomiarów in situ, modeli cyfrowych oraz danych historycznych, a informacje pozyskane w ten sposób będą analizowane automatycznie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Pozwoli to zarówno na bieżącą ocenę stanu budynku, jak i na prognozowanie jego dalszego zachowania i wczesne wykrywanie zagrożeń. Zakładam też, że pomimo coraz większej automatyzacji i cyfryzacji kluczową rolę nadal będzie odgrywał ekspert, którego zadaniem będzie właściwa interpretacja wyników i podejmowanie wiążących decyzji. Z drugiej strony, biorąc pod uwagę obecne tempo rozwoju techniki, 15 lat stanowi odległą perspektywę, więc przyszłość może okazać się zupełnie inna.

10 Co wciąż najbardziej Panią fascynuje w badaniach nad budynkami, mimo tak bogatego dorobku naukowego?

Zakres mojej aktywności naukowej jest dosyć szeroki, jednak wciąż najciekawsze jest dla mnie prowadzenie badań in situ w budynkach zabytkowych. Każdy taki obiekt to odrębna historia – z własnym kontekstem, problemami i często nieoczywistymi rozwiązaniami. Nigdy nie wiadomo do końca, co zastanie się na miejscu. Ta nieprzewidywalność sprawia, że każde takie badanie jest w pewnym sensie procesem odkrywania, który wymaga wiedzy, doświadczenia i intuicji. To właśnie ten element – łączenie analizy technicznej z „czytaniem” konkretnego obiektu – pozostaje dla mnie najbardziej fascynujący.