Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Ing. Zdenek Štefek, Ing. Pavel Zejda, Ph.D., doc. Ing. Václav Kupilík, CSc.

SPODNÍ STAVBA HISTORICKÝCH BUDOV

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

obchod@grada.cz, www.grada.cz

tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400

jako svou 6398. publikaci

Odpovědná redaktorka Tereza Otcovská

Sazba Martina Mojzesová

Jazyková korektura Martina Mojzesová

Fotografie na obálce archiv autorů

Fotografie v textu z archivu autorů, pokud není uvedeno jinak

Ilustrace z archivu autorů

Počet stran 176

První vydání, Praha 2016

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s.

© Grada Publishing, a.s., 2016

Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2016

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-271-9476-6 (ePub)

ISBN 978-80-271-9475-9 (pdf)

ISBN 978-80-247-4846-7 (print)

Poděkování

Zvláštní poděkování patří Ing. Kristýně Michalové za zpracování stavebních detailů, Martinu Hendrychovi za zpracování grafických 3D podkladů, Ing. Martinu Němcovi za poznatky v oblasti tepelné techniky budov, Ing. Janě Hrabovské a všem dalším, kteří se rovněž zasloužili o výslednou podobu této publikace nebo kteří nás v její tvorbě jinak podpořili.

Úvod

Při úvahách, které nás vedly k napsání této knihy, jsme vycházeli z praktických zkušeností, proč vlastně dochází k poruchám v takovém oboru stavebnictví, jako je rekonstrukce spodní stavby historických budov. Je nutné brát v úvahu, že spodní stavba úzce souvisí s geologií, hydrogeologií a dodatečnou ochranou budov proti negativním účinkům vody. Tento dílčí obor stavebního řemesla není prostý ani jednoznačný, záleží v něm především na subjektivním vnímání dané situace jednotlivými zúčastněnými. Naštěstí již není vnímán jen jako nedílná a často opomíjená část stavebnictví, ale dostává čím dál konkrétnější popis v podobě legislativy – norem, směrnic, technologických postupů apod.

Stále však tento obor zůstává velmi specifický, protože řešení vždy ovlivňují lidé a úroveň jejich znalostí, dovedností a vlastní motivy pro rozhodnutí, která cesta k cíli bude zvolena.

Žádný jednotlivý návrh proto nelze označit pro danou situaci jako jediný správný nebo chybný. Existují variantní řešení v různé složitosti a zároveň i ekonomické náročnosti.

Lze tedy najít univerzální a jasnou odpověď na otázku, jak řešit opravu (sanaci) dokonale? To v žádném případě. Lze ale popsat situace, pro které je nějaký konkrétní postup vhodnější než jiný, nebo naopak pro které je jiný postup zcela nevhodný.

Cílem této knihy je umožnit účastníkům procesu opravy či rekonstrukce spodní stavby, aby si na nejčastějších případech poruch mohli uvědomit, je-li jejich postup nebo způsob řešení opravy na takové úrovni, že vlastní dílo neznehodnotí.

Předpokladem dobře provedené sanace jakékoli konstrukce je mít dostatečné povědomí o tom, co taková sanace obnáší, ještě před zásahem do konstrukce. Dále je pak dobré vyznačovat se dostatečnou mírou odpovědnosti, než je provedeno konečné rozhodnutí, jakým způsobem bude spodní stavba sanována. Vynaložené náklady na realizovanou sanaci jsou totiž ovlivňovány vždy již před samotnou realizací, a proto pokud vzniknou, je již velmi náročné, nebo dokonce nemožné je snižovat.

Kdo je vlastně tzv. přímým účastníkem procesu oprav a rekonstrukce? Stavebník (investor), projektant (navrhovatel), zhotovitel, či uživatel? Je to každý z nich, který podle míry zainteresovanosti ovlivňuje konečný výsledek díla.

Pro názornost lze uvést jednoduchý příklad rozdílného úhlu pohledu na daný výsledek. Představme si starý vlhký sklep. Investor (majitel domu) má zájem provést sanaci vlhkého zdiva tak, aby se původní prostor využívaný coby sklep stal prostorem obytným s trvalým pobytem osob. Požadavkem investora jsou také co možná nejnižší investiční náklady. Pro projektanta je oproti tomu nejvýznamnější volba technologie, která musí být jemu dostupná a také na úrovni jeho znalostí a dovedností. Z pohledu stavební firmy (zhotovitele) je nejzásadnější, zda je navržený způsob proveditelný a jaká jsou rizika, záruky a finanční efekt. I pohled uživatele je zcela odlišný, neboť pro něho je prioritní, budou-li za vynaložené prostředky prostory obyvatelné v dostatečném komfortu jako ve vyšších podlažích nebo v nové vestavbě.

Pokud bude náhled na tento proces oddělen, bez vyjasnění očekávání a skutečností všech zúčastněných stran, může dojít k rozporům již při jednotlivých procesech (stavební záměr – projekt – realizace – užívání).

V této knize se čtenář dozví a udělá si představu o následujícím:

•o geotechnice staveb a vybraných poruchách spodní stavby;

•o historických možnostech ochrany staveb z hydrogeologického hlediska;

•o nevhodných postupech při rekonstrukcích spodní stavby z hlediska vlhkosti a geotechniky;

•o možných způsobech minimalizace nejčastějších chyb ve fázi projektu a vlastní stavby;

•o vybraných právních podkladech a legislativě.

Tato kniha byla psána odborníky a specialisty v dané problematice, tedy i styl psaní vychází z jejich vlastního pohledu.

Červen 2015

Ing. Zdeněk Štefek

Ing. Pavel Zejda, Ph.D.

doc. Ing. Václav Kupilík, CSc.

1Stavební vývoj ochrany spodní stavby

Spodní stavba začala nabývat na významu hlavně ve starověku (Mezopotámie, Čína, Egypt, Řecko, Indie, Řím), kdy stoupal podíl potřeby odlišnosti významných staveb, a to pro účely vládnoucích vrstev a účely náboženských obřadů. Spodní stavba obecně vyžadovala trvanlivý základ, a to jak pro vlastní únosnost stavby, tak pro trvanlivost, tedy ochranu vůči vnějším vlivům.

Záleželo také na tom, na jakém území a v jakých geologických podmínkách se o stavbě uvažovalo. Stavby mohly být stavěny na písčitých půdách, skále, bažinách, stabilních či nestabilních podložích. Důležité bylo také klima, tedy v jakém podnebném pásu se stavba realizovala.

Používání sušené hlíny a rákosí bylo možné pouze pro běžné stavby. Proto se začínalo již ve starověku používat kamene (cca 3300 př. n. l.). Zdění z malých kvádrů se postupně zvýraznilo používáním rozměrných opracovaných kusů stavebního kamene. Zdi se tak stavěly kladením kamene do vodorovných vrstev téměř bez použití pojiva. Typické pro takovou výstavbu bylo, že styčná spára neprocházela více než jednou vrstvou, a vznikla tak vazba. Při zakládání staveb hrála zásadní roli znalost a zkušenost stavitelů. Znalost problematiky zakládání byla řazena mezi jednu z nejvýznamnějších v tehdejší společnosti. Složitost tohoto odvětví stavitelství byla značná, neboť bylo nutné vyrovnat se s celkovou konstrukcí stavby a její stabilitou, která přenášela značné tlakové síly na základy stavby. Základové konstrukce musely být vymyšleny a postaveny tak, aby odpovídaly stabilitě daného podloží. Důležitou roli zde hrály i vlivy hydrogeologické, zvláště pak působení vody a vlhkosti, které zásadním způsobem ovlivňovaly nejen spodní stavbu, ale celkově životnost konstrukcí jako takových.

1.1Historie ochrany spodní stavby proti vlhkosti

Ideálním stavebním materiálem pro spodní stavby byl nenasákavý kámen, popřípadě řemeslně vyrobená pálená cihla. Rozdíl v použití materiálů spočíval v místě, kde stavba vznikala. Stavitelé znali vlastnosti používaných stavebních materiálů (kamenů i dřeva) a i technologii výroby vápna a hydraulických pojiv. Rovněž v závislosti na místě stavby věděli, jak oddělit nasákavý materiál od nenasákavého, například použitím břidlic, dehtů, asfaltu, jílu, včelího vosku, kovů (olovo, měď) a smoly. Zvláštní pozornost věnovali stavbám v bažinatém a bahnitém prostředí. Takové stavby byly často zakládány na dubových pilotách. Znalosti způsobu kotvení dubových pilot (mnohdy opálených) lze dokumentovat na přesnosti rozměrů pilot k uvažované výšce a zatížení svislých konstrukcí.

Je vhodné se zmínit, jak například popisuje jedna z výrazných postav renesanční architektury Leone Battista Alberti (1404–1472) v knize Deset knih o stavitelství způsob řešení odvlhčení stavby (kniha Deset, kap. 13): „… bude-li země poškozovati stěnu vlhkostí, veď podél stěny příkop široký podle toho, jak toho věc vyžaduje, a udělej polokruhy, které na sebe převezmou těžký tlak doléhající země. K tomu připoj v celé řadě míst průduchy, aby se jimi mohla vylučovati a pročišťovati prosakující vlhkost.“

V knize je mimo jiné popisováno, jak důležité je upravovat základovou půdu pro snižování vlhkosti, například mělkými výkopy vysypanými štěrkem, nebo dřevěným uhlím včetně následné úpravy podlahových krytin směsí vápna a lněného oleje, což „… nepřipustí k podlahám nic škodlivého“. (Alberti, str. 103)

Obrázek 1.1 Řez konstrukcí – hydroizolace v kombinaci s ostře pálenými cihlami

Obrázek 1.2 Břidličné desky jako jednoduchý způsob hydroizolace historického zdiva

Ze zaznamenaného a historicky významného použití izolace proti účinkům vody a vlhkosti lze zmínit Semiramidiny visuté zahrady (obrázky 1.3 a 1.4), které byly zbudovány v Babylonu (Mezopotámie) pravděpodobně v 6. století př. n. l. Visuté zahrady byly založeny na speciálních zděných stupňovitých konstrukcích s klenbami. V konstrukcích střech byla tepelněizolační a hydroizolační vrstva provedená z rákosu zalitého asfaltem. Následnou hydroizolaci tvořily olověné pláty, nad nimiž byla navršena zemina a vysázena řada rostlin a stromů.

Obrázky 1.3, 1.4 Možná podoba zahrad Semiramidiných

Přibližně v době velkého rozvoje měst a městské výstavby (19. století) se zvyšoval nárok na prostor. Z toho důvodu byla spodní stavba a suterénní části převážně činžovních domů ochraňována vůči vlhkostním účinkům vnějšího porézního prostředí. Díky znalosti vlastností nenasákavých materiálů byla konstrukce spodní stavby chráněna zděním buď z neporézního kamene, nebo ostře pálené cihly (keramiky). Začaly být využívány i izolační vlastnosti přírodních asfaltů. Avšak vzhledem k nutnosti přírodní asfalty dovážet a také v důsledku vysokých pořizovacích nákladů byly jakýmsi pokračovatelem přírodních asfaltů kamenouhelné dehty a smola, jejichž výroba se datuje do druhé poloviny 17. století.

Od první poloviny 19. století se pak hydroizolační vrstvy nejen natíraly dehtem, ale do nátěrů se vkládala papírová lepenka. Tyto postupy vznikaly na stavbě. Vznik a použití těžkých hydroizolačních asfaltových pásů je možno datovat do první poloviny 20. století. Ve čtyřicátých a padesátých letech 20. století se již pro účely hydroizolací omezovalo použití dehtů a výrazně se zvyšoval podíl oxidovaných asfaltů. V České republice bylo používání dehtů pro hydroizolaci definitivně ukončeno v roce 1969 a od té doby se používají pouze ropné asfalty.

Asfaltových pásů je v současné době velké množství. Liší se tloušťkou, druhem použitého asfaltu, typem nosné vložky a povrchovými úpravami. Za další ekvivalent asfaltových pásů lze označit asfaltové (bitumenové) silné vrstvy (stěrky), které přejímají výbornou izolační schopnost pásů, ale i větší možnosti využití v detailech stavby.

Obrázek 1.5 Způsob provedení vnitřní asfaltové izolace s horizontálními vzduchovými kanálky (první polovina 20. století)

Obrázek 1.6 Detailní pohled na poruchu z obrázku 1.5

Již v první polovině 20. století byly používány asfaltové izolační profilované pásy (obrázky 1.5 a 1.6), kde byla využita kombinace vlastností izolačních a zvýšení výparné plochy konstrukce v profilovaných dutinách pásů. Více o historických způsobech ochrany spodní stavby je popsáno v kapitole 4.

1.1.1Klasické historické způsoby ochrany spodní stavby před působením vlhkosti

Z tradičních metod lze vyjmenovat zejména systémy a metody vzduchové (využívající proudění vzduchu, a tedy oddělení konstrukcí vzduchovou dutinou), metody odvodňovací (drenáže, vodoteče, trativody a postupy snižující množství vody působící na konstrukce) a metody využívající izolačních vlastností jílu (jíly se dusají do vrstev tloušťky zhruba 30–45 cm).

Tato kapitola se věnuje zejména popisu metody ochrany zdiva vzduchoizolačními systémy, která je jednou z nejstarších, známou již od starověku, a která je funkční do současnosti. Tato metoda je založena na dlouhodobé znalosti účinků proudění vzduchu. Pro obecnou představu změn proudění vzduchu je uveden příklad na obrázcích 1.7 a 1.8.

Obrázek 1.7 Proudění vzduchu (tzv. aerace) v kostele v letním a přechodném období

Obrázek 1.8 Proudění vzduchu (tzv. aerace) v kostele v zimním období

K nejpoužívanějším postupům lze zařadit větrané předstěny vnitřní, vnější vzduchové kanály či předstěny a provětrávané podlahy (obrázky 1.9 až 1.12).

Obrázek 1.9 Vzduchová dutina uvnitř objektu

Obrázek 1.10 Řez vnější vzduchovou dutinou dle nákresu z první poloviny 20. století

Obrázek 1.11 Schematický řez podlahové vzduchové dutiny

Zde stojí za zmínku jedna z významných staveb v České republice, která využívá proudění vzduchu jako izolaci proti vlhkosti, a to Schwarzenberská hrobka v Třeboni, která byla postavena mezi lety 1874 a 1877. Samotná hrobka se nachází pod úrovní hladiny rybníka Svět a je kolem ní vybudován náročný odvodňovací systém a vzduchový kanál široký 60 cm a hluboký 2 m. Tento kanál zároveň odvádí vodu od stavby. Během sanace byla pro impregnaci cihelného zdiva realizována speciální omítka, kterou tvořila směs starého hašeného vápna, říčního písku, sádry a vodního skla.

Každá stavba, od zmiňovaného historického vývoje až po současnost, vždy vyžadovala určitou míru znalostí o geotechnice stavby, která se s rozvojem vědy a výzkumu neustále zdokonalovala a zefektivňovala. To ovšem neznamenalo, že by si stavitelé v minulosti nebyli vědomi závažnosti nároků kladených na základy a zakládání staveb. Naopak, vědomosti starověkých, středověkých a renesančních stavitelů a architektů byly na vysoké úrovni. Jejich postupy pro přípravu stavby, zaměření, vyhodnocení místa pro stavbu a metody zakládání staveb byly velmi pečlivé a důsledné.

Jako příklad lze uvést citaci z díla Čtyři knihy o architektuře od Andrea Palladia (pozdně renesančního architekta, 1508–1580), kde se v kapitole 1. VII „O kvalitě půdy, do níž se mají klást základy“ zmiňuje: „Proto mezi všemi omyly, při nichž se při provádění stavby může upadnout, jsou nejškodlivější ty, které se přiházejí [nacházejí] u základů, protože přinášejí zkázu celému dílu a také je nelze napraviti bez největších nesnází. Architekt sem proto musí vložit všechnu svou bedlivost, protože někde jsou základy přirozené a jinde je třeba použít umění.“

V knize, kterou právě držíte v ruce, půjde primárně o popis a vlivy faktorů geotechniky a faktorů lidského vlivu na spodní stavbu. Dále se tato publikace zabývá hlavně stavbami zděnými a takovými, které jsou v současné době (21. století) předmětem rekonstrukcí, adaptací a renovací, tedy stavbami postavenými převážně před 100–200 lety.

Podstatnou informací je, že se v současné době u spodních staveb náklady na sanace a vzniklé škody vůči nákladům na pořízení hydroizolací spodní stavby pohybují v hodnotách až 1 000 % původních nákladů.

Obrázek 1.12 Moderní způsob realizace provětrávané podlahy

Table of Contents

Úvod

1 Stavební vývoj ochrany spodní stavby

1.1 Historie ochrany spodní stavby proti vlhkosti

1.1.1 Klasické historické způsoby ochrany spodní stavby před působením vlhkosti

2 Geotechnika spodní stavby

3 Příčiny poruch spodní stavby z hlediska geotechniky

3.2 Poruchy základových konstrukcí

3.3 Poruchy vzniklé fyzikálními vlivy

3.4 Poruchy vzniklé chemickými vlivy

3.4.1 Agresivita podzemní vody

3.7 Poruchy staveb způsobené geologickými aspekty

3.8 Negativní vliv vegetace a návrhy opatření proti těmto vlivům

4 Způsoby ochrany z hydrogeologického hlediska

4.1 Požadavky na kvalitu stavebního díla s ohledem na ochranu spodní stavby

4.2 Ochrana staveb proti vodě a vlhkosti

4.2.2 Snižování hydrofyzikálního namáhání spodní stavby

4.3 Historické postupy ochrany staveb proti vodě a vlhkosti

4.3.1 Drenáže a odvodňovací systémy

4.3.4 Hydroizolace použitím nepropustného staviva

4.3.5 Hydroizolace za pomoci povrchové úpravy staviva

5 Nejčastější chyby při rekonstrukcích spodní stavby z hlediska ochrany proti vlhkosti

5.1 Plošná dutina v interiéru vytvořená použitím profilované fólie

5.2 Konstrukce a materiály bránící difuzi vodní páry z podzákladí

5.2.1 Sanace konstrukce pod úrovní terénu

Nejčastější nevhodné postupy nápravy

5.2.2 Sanace konstrukce nad úrovní terénu

Nejčastější nevhodné postupy nápravy

5.3 Nerespektování vlivu změn úrovně vnějšího terénu a jeho materiálového složení

5.3.2 Změna materiálového složení okolního terénu

5.4 Ochranná a oddělující vrstva tvořená nopovou fólií

5.4.1 Nopová fólie ve spodní stavbě nepodsklepených objektů

5.4.2 Nopová fólie ve spodní stavbě podsklepených objektů

5.5 Provádění zateplení objektu kontaktním zateplovacím systémem aplikovaným na vlhké konstrukce

5.5.1 Poruchy vzniklé při zateplení objektu bez sanace proti vlhkosti

5.6 Absence zajištění funkčního odvodnění okolí objektu

5.6.2 Soukromá prostranství

5.7 Aplikace nevhodných vnitřních izolací, materiálů a povrchových úprav

5.7.1 Hydroizolace pod úrovní terénu

5.7.2 Hydroizolace nad úrovní terénu

5.8 Nevhodné umístění, způsob provedení a technologie při realizaci dodatečných izolací

5.8.2 Podsklepené objekty

5.9 Vnitřní předsazené konstrukce a jejich chybné provedení

5.10 Nesprávný návrh a realizace odvodnění stavby

5.11 Zrušení původních vzduchových dutin a vzduchoizolačních systémů

5.12 Nerespektování stavu konstrukce z hlediska vlhkosti, zasolení, rozdílné tepelné akumulace (tepelné jímavosti) stavebních prvků, použití kontaminovaných materiálů

5.13 Kondenzace a vznik plísní při adaptacích a renovacích objektů, nesprávné užívání obytných prostor

6 Možné způsoby minimalizace nejčastějších chyb ve fázi projektu a vlastní stavby – sanace zdiva

6.1 Možné způsoby minimalizace nejčastějších chyb ve fázi projektu a předprojektové přípravy

6.1.1 Absence předprojektové přípravy (průzkumných prací)

Neznalost (nekompetentnost) zpracovatele

6.1.2 Nekompetentnost zpracovatele – projektanta, koordinace projektu

Příklady nevhodného projektového řešení

6.2 Možné způsoby minimalizace chyb ve fázi realizace (nejčastější oblasti chybných postupů)

6.2.3 Dodržení projektu, technologií a postupů v rámci sanačních prací

Příklady z praxe – poruchy nemocničního suterénu tlakovou vodou

7 Zákony a dokumenty důležité pro přípravu a vedení stavby

7.1 Norma a její používání

Nejzásadnější normy využívané v oblasti rekonstrukcí

8 Dozor ve výstavbě

Použitá a doporučená literatura

O autorech